Od kiedy Lemaitre i Hubble po raz pierwszy zaproponowali to w latach dwudziestych XX wieku, naukowcy i astronomowie zdawali sobie sprawę, że Wszechświat się rozszerza. Z tych obserwacji wyłoniły się teorie kosmologiczne, takie jak teoria Wielkiego Wybuchu i „Strzała Czasu”. Podczas gdy pierwsze dotyczy początków i ewolucji naszego Wszechświata, drugie argumentuje, że przepływ czasu w jednym kierunku jest powiązany z ekspansją przestrzeni.
Od wielu lat naukowcy próbują ustalić, dlaczego tak jest. Dlaczego czas płynie do przodu, a nie wstecz? Według nowych badań przeprowadzonych przez zespół badawczy z Instytutu Fizyki Erywań i Państwowego Uniwersytetu w Erewaniu w Armenii wpływ ciemnej energii może być przyczyną upływu czasu, który może uczynić czas jednokierunkowy stałą cechą nasz wszechświat.
Dzisiaj teorie takie jak Strzała Czasu i ekspansja wszechświata są uważane za podstawowe fakty o Wszechświecie. Pomiędzy pomiarem czasu za pomocą zegarów atomowych, obserwowaniem przesunięcia czerwonego galaktyk i stworzeniem szczegółowych map 3D, które pokazują ewolucję naszego Wszechświata na przestrzeni miliardów lat, można zobaczyć, jak czas i ekspansja przestrzeni są połączone w biodrze.
Pytanie, dlaczego tak się dzieje, wciąż frustruje fizyków. Niektóre podstawowe siły, takie jak grawitacja, nie są rządzone przez czas. W rzeczywistości można bez trudu argumentować, że prawa ruchu Newtona i mechanika kwantowa działają tak samo do przodu lub do tyłu. Ale jeśli chodzi o rzeczy na wielką skalę, takie jak zachowanie planet, gwiazd i całych galaktyk, wszystko wydaje się sprowadzać do Drugiego Prawa Termodynamiki.
To prawo, które stwierdza, że całkowity chaos (inaczej entropia) izolowanego systemu zawsze wzrasta w czasie, kierunek, w którym ruch czasu jest kluczowy i niepodlegający negocjacjom, został przyjęty jako podstawa Strzały Czasu. W przeszłości niektórzy ryzykowali, że jeśli Wszechświat zacznie się kurczyć, sam czas zacznie płynąć wstecz. Jednak od lat 90. i obserwacji, że Wszechświat rozwija się w przyspieszającym tempie, naukowcy zaczęli wątpić w to.
Jeśli w rzeczywistości Wszechświat jest napędzany do większych prędkości ekspansji - dominującym wyjaśnieniem jest to, że to „Ciemna Energia” go napędza - wówczas przepływ czasu nigdy nie przestanie być jednym sposobem. Idąc dalej tą logiką, dwóch ormiańskich badaczy - Armen E. Allahverdyan z Center for Cosmology and Astrophysics z Yerevan Institute of Physics i Vahagn G. Gurzadyan z Yerevan State University - twierdzą, że ciemna energia jest powód dlaczego czas zawsze płynie do przodu.
W swoim artykule zatytułowanym „Strzała czasu ma wpływ ciemna energia” dowodzą, że ciemna energia przyspieszająca ekspansję wszechświata wspiera asymetryczną naturę czasu. Często określana jako „stała kosmologiczna” - odnosząca się do oryginalnej teorii Einsteina o sile powstrzymującej grawitację w celu osiągnięcia statycznego wszechświata - ciemna energia jest teraz postrzegana jako „dodatnia” stała, popychająca Wszechświat do przodu, zamiast go powstrzymywać .
Aby przetestować swoją teorię, Allahverdyan i Gurzadyan zastosowali scenariusz na dużą skalę obejmujący grawitację i masę - planetę o rosnącej masie krążącej wokół gwiazdy. Odkryli, że gdyby ciemna energia miała wartość 0 (tak myśleli fizycy przed latami 90.) lub gdyby grawitacja była odpowiedzialna za przyciąganie przestrzeni razem, planeta po prostu okrążyłaby gwiazdę bez żadnego wskazania, czy się porusza do przodu lub do tyłu w czasie.
Ale zakładając, że wartość ciemnej energii jest dodatnia (jak sugerują wszystkie dowody, które widzieliśmy), planeta ostatecznie zostanie wyrzucona z dala od gwiazdy. Realizując ten scenariusz, planeta zostaje wydalona z powodu rosnącej masy; podczas gdy biegnie wstecz, planeta zbliża się do gwiazdy i zostaje przechwycona przez grawitację.
Innymi słowy, obecność ciemnej energii w tym scenariuszu była różnicą między posiadaniem „strzały czasu” a jej brakiem. Bez ciemnej energii nie ma czasu, a zatem nie ma sposobu, aby powiedzieć różnicę między przeszłością, teraźniejszością i przyszłością, ani czy rzeczy biegną w przód, czy w tył.
Ale oczywiście Allahverdyan i Gurzadyan z pewnością zauważyli w swoich badaniach, że jest to ograniczony test i nie odpowiada na wszystkie palące pytania. „Zauważamy również, że mechanizm nie może (i nie powinien) wyjaśniać wszystkich zjawisk strzałki termodynamicznej”, powiedzieli. „Należy jednak pamiętać, że nawet gdy ciemna energia (stała kosmologiczna) nie dominuje w średniej gęstości (wczesny wszechświat lub dzisiejsza skala laboratoryjna), nadal istnieje”.
Te badania, ograniczone lub nie, są reprezentatywne dla nowych ekscytujących kroków, które ostatnio podejmowali astrofizycy. Obejmuje to nie tylko kwestionowanie pochodzenia ciemnej energii i wytwarzanej przez nią siły ekspansji, ale także kwestionowanie jej wpływu na podstawową fizykę. Czyniąc to, badacze mogą wreszcie być w stanie odpowiedzieć na odwieczne pytanie, dlaczego istnieje czas i czy można nim manipulować (tj. Podróż w czasie!)
