περισσότερο από έναν αιώνα. Αλλά τώρα μια νέα θεωρία έχει προταθεί που μπορεί να βοηθήσει να απαντηθούν μερικές ερωτήσεις - τουλάχιστον σε σχέση με την αρχή του χρόνου και με το τι συνέβη στο «παρελθόν».
Λένε ότι τη στιγμή του Big Bang, ένα «σύμπαν καθρέφτης» του δικού μας σύμπαντος δημιουργήθηκε, που κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση μέσα στο χρόνο - και τα νοήμονα όντα στο κάθε ένα κόσμο, αντιλαμβάνονται τον άλλο να κινείται προς τα πίσω μέσα στο χρόνο.
Η ριζοσπαστική θεωρία προτάθηκε από τον Δρ Julian Barbour του College Farm στο Ηνωμένο Βασίλειο, τον Dr Τιμ Koslowski από το Πανεπιστήμιο του New Brunswick του Καναδά και τον Δρ Flavio Mercati του Ιδρύματος Perimeter για τη Θεωρητική Φυσική, επίσης στον Καναδά.
Η έρευνά τους επιχειρεί να απαντήσει σε ερωτήματα που παραμένουν σχετικά με το «βέλος του χρόνου» - που είναι η αντίληψη ότι ο χρόνος είναι «συμμετρικός» και ό, τι κινείται προς τα εμπρός.
Τι είναι το βέλος του χρόνου
Στις φυσικές επιστήμες, το βέλος του χρόνου είναι ένας όρος που πλάστηκε το 1927 από το βρετανό αστρονόμο Arthur Eddington, που τον χρησιμοποίησε για να διακρίνει μια κατεύθυνση του χρόνου σε έναν τετραδιάστατο σχετικιστικό χάρτη του σύμπαντος. Σύμφωνα δε με τον Eddington, το βέλος του χρόνου μπορεί να οριστεί μελετώντας την οργάνωση των ατόμων, των μορίων, και των οργανισμών.
Οι φυσικές διαδικασίες σε μικροσκοπικό επίπεδο θεωρούνται είτε εντελώς είτε συνήθως συμμετρικές ως προς τον χρόνο, που σημαίνει ότι οι θεωρητικές δηλώσεις που τα περιγράφουν παραμένουν αληθινές ακόμα κι αν η κατεύθυνση του χρόνου αντιστρέφεται. Θα μπορούσε ασφαλώς να αναρωτηθεί κανείς, γιατί είναι τόσο σημαντική η ιδέα του βέλους του χρόνου; Δεν έχουμε όλοι συνείδηση της μη αναστρέψιμης ροής του χρόνου, όπου το παρελθόν είναι δεδομένο και το μέλλον ανοιχτό;
Η απάντηση είναι η εξής:
Παρά το γεγονός ότι όλοι γνωρίζουμε από την εμπειρία μας πως στις φυσικές διαδικασίες ο χρόνος ακολουθεί μία μόνο κατεύθυνση, από το παρελθόν προς το μέλλον, εν τούτοις κατά τους τελευταίους τρεις αιώνες, κυρίως στη Νευτώνεια Μηχανική, δεν αποκλείστηκε η ιδέα της αναστρεψιμότητας του χρόνου.
Με την κυριαρχία της Νευτώνειας Μηχανικής το σύνολο του φυσικού κόσμου αντιμετωπίστηκε σαν μια τεράστια μηχανή, όπου κυριαρχεί ο ντετερμινισμός και όπου ο κόσμος είναι συμμετρικός ως προς τον χρόνο.
Σε ένα τέτοιο μοντέλο η περιγραφή του κόσμου καταλήγει σε μια ταυτολογία, εφόσον τόσο το μέλλον όσο και το παρελθόν εμπεριέχονται στο παρόν! Με άλλα λόγια, αφού ξέρουμε τι συνέβη κατά το παρελθόν το ίδιο θα ισχύει και στο μέλλον. Άρα το βιβλίο της ιστορίας του Σύμπαντος είναι ήδη γραμμένο και δεν υπάρχει περιθώριο για το καινοφανές, το απρόβλεπτο και το γίγνεσθαι μέσα στη φύση.
Όταν όμως περιγράφουμε τα πράγματα στο μακροσκοπικό επίπεδο συχνά φαίνεται ότι αυτό δεν ισχύει: εκεί υπάρχει μια προφανής κατεύθυνση ή ροή του χρόνου. Ένα βέλος του χρόνου είναι οτιδήποτε που παρουσιάζει μια τέτοια χρονική μη συμμετρία.
Η νέα θεωρία
Ισχυρίζονται ότι κατά τη στιγμή του Big Bang όχι ένα αλλά δύο σύμπαντα σχηματίζονται - και τα δύο κινούνται εξίσου σε κάθε κατεύθυνση μέσα στο χρόνο, αλλά αντίθετα μεταξύ τους. «Ο χρόνος είναι ένα μυστήριο», είπε ο Δρ Barbour MailOnline. «Βασικά, όλοι οι γνωστοί νόμοι της φυσικής φαίνονται ακριβώς το ίδιο, με όποιο τρόπο ο χρόνος τρέχει, και τον κόσμο στον οποίο ζούμε τα πάντα πηγαίνουν προς μία κατεύθυνση.
«Το σύμπαν διαστέλλεται, εμείς γερνάμε, η σειρά φαίνεται να αυξάνεται - τουλάχιστον στο άμεσο περιβάλλον μας.» Ο Dr Barbour δίνει την αναλογία ενός πάγου που λειώνει σε ένα ποτήρι νερό καθώς το σύμπαν κινείται από τη δομή στη διαταραχή - γνωστή ως εντροπία.
Λέει ότι στο τέλος του 19ου αιώνα, αυτό προκάλεσε ανησυχία - καθώς οι άνθρωποι θεωρούσαν ότι το σύμπαν θα καταλήξει σε ένα «θερμικό θάνατο», όπου η θερμοκρασία στο σύμπαν ήταν παντού τα ίδια, ακριβώς όπως το παγάκι.
Αλλά όταν η βαρύτητα άρχισε να λαμβάνεται υπόψη φαίνεται ότι η θεωρία δεν ισχύει πλέον - και αυτό μπορεί επίσης να εξηγήσει το δραματικό ξεκίνημα του σύμπαντος.
Γιατί ο χρόνος φαίνεται να κινείται προς τα εμπρός;
Είναι ένα αίνιγμα που έχει προβληματίσει τους φυσικούς για πάνω από έναν αιώνα, και έχουν καταλήξει σε πολλές θεωρίες για να εξηγήσουν το βέλος του χρόνου. Η τελευταία, όμως, όπως αναφέραμε δείχνει ότι ενώ ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός στο σύμπαν μας, μπορεί να κινείται προς τα πίσω σε ένα άλλο σύμπαν-καθρέφτη που δημιουργήθηκε από την "άλλη πλευρά" του Big Bang.
Δύο είναι οι κορυφαίες θεωρίες που προτείνουν την κατεύθυνση του χρόνου μέσω των σχετικά ομοιόμορφων συνθηκών του Big Bang. Κατά την αρχή, αυτό που είναι τώρα το σύμπαν ήταν ομοιογενώς ζεστό, τόσο πολύ, ώστε δεν υπήρχε πραγματικά η ύλη.
Ήταν όλα απλά μια υπέρθερμη σούπα. Αλλά καθώς το σύμπαν επεκτάθηκε και ψύχθηκε, αστέρια, γαλαξίες, πλανήτες, και άλλα ουράνια σώματα σχηματίστηκαν, γεννώντας την ακανόνιστη δομή του σύμπαντος και την αύξηση της εντροπίας του.
Η πρώτη θεωρία, που προτάθηκε το 2004 από τον Sean Carroll, τώρα καθηγητή στο Cal Tech, και την Jennifer Chen, τότε μεταπτυχιακή φοιτήτρια του, λέει ότι ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός, λόγω της αντίθεσης της εντροπίας ανάμεσα στο τότε και τώρα, με έμφαση στο γεγονός ότι το μέλλον του σύμπαντος θα είναι πολύ περισσότερο διαταραγμένο από το παρελθόν. Αυτή η κίνηση προς υψηλή εντροπία δίνει στον χρόνο την κατεύθυνσή του.
Η νέα θεωρία λέει ότι μια χαμηλή εντροπία σε πρώιμο σύμπαν είναι αναπόφευκτη λόγω της βαρύτητας, και τελικά αυτό είναι που δίνει στο χρόνο το βέλος του. Για να δοκιμάσουν την ιδέα, οι υποστηρικτές της θεωρίας συναρμολόγησαν ένα απλό μοντέλο με τίποτα περισσότερο από 1.000 σωματίδια και τη φυσική της νευτώνειας βαρύτητας. Ο Lee Billings, αναφέρει στην υποβολή εκθέσεων για το Scientific American:
Η πολυπλοκότητα του συστήματος είναι στα χαμηλότερα επίπεδα όταν όλα τα σωματίδια έρχονται μαζί σε ένα πυκνό σύννεφο, μια κατάσταση ελάχιστου μέγεθους και μέγιστης ομοιομορφίας κατά προσέγγιση ανάλογη με το big bang. Η ανάλυση της ομάδας έδειξε ότι ουσιαστικά κάθε διάταξη των σωματιδίων, ανεξάρτητα από τον αριθμό και το μέγεθος τους, θα εξελιχθεί σε αυτήν την κατάσταση χαμηλής πολυπλοκότητας.
Έτσι, η τεράστια δύναμη της βαρύτητας θέτει τις βάσεις για την επέκταση του συστήματος και την προέλευση του βέλους του χρόνου, και όλα αυτά χωρίς καμία λεπτεπίλεπτη ρύθμιση να δημιουργήσει πρώτα μια χαμηλής εντροπίας αρχική κατάσταση.
Αλλά εδώ είναι το περίεργο: Η επέκταση μετά την προσομοίωση του Big Bang δεν συνέβη μόνο προς μία κατεύθυνση, αλλά προς δύο. Το απλό Big Bang που διαμόρφωσαν παρήγαγε δύο σύμπαντα, το ένα καθρέφτης του άλλου. Στο ένα σύμπαν, ο χρόνος φαίνεται να τρέχει προς τα εμπρός. Στο άλλο, ο χρόνος τρέχει προς τα πίσω, τουλάχιστον από την πλευρά μας.
Ο Billings, σε συνέντευξη στον Julian Barbour από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης αναφέρει: "Αν ήταν αρκετά περίπλοκες, και οι δύο πλευρές θα μπορούσαν να διατηρήσουν τους παρατηρητές οι οποίοι θα αντιλαμβάνονται το χρόνο να πηγαίνει σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Τυχόν νοήμονα όντα εκεί θα καθορίσουν το βέλος του χρόνου τους καθώς κινούνται μακριά από τη κεντρική κατάσταση. Θα σκεφτούν ότι τώρα ζούμε στο βαθύτερο παρελθόν τους. »
Από αυτή την άποψη, ίσως ο Πόλεμος των Άστρων του George Lucas, δεν έγινε εδώ και πολύ καιρό σε ένα γαλαξία πολύ, πολύ μακριά, αλλά στο μακρινό μέλλον μας -στο βαθύτερο παρελθόν-του σύμπαντος καθρέφτη μας....
