Ваше искуство времена може бити уназад од остатка универзума

Ток времена у једном смјеру је толико интуитиван, тако непромјењив, да га потпуно узимамо здраво за готово. Ствари не падају; ломљени комади се не склапају; људи постају старији, тако да иде. Ипак, време остаје мистерија. Изгледа да једначине физике немају никакву склоност ка временској усмјерености - попут палиндрома, једнако добро раде у оба смјера. Заиста, за физичке процесе на микроскопском нивоу се сматра да су заправо "временски симетрични", а ниједан физички закон не држи да време не може да тече у супротном смеру. Дакле - можда је?

Лудвиг Болтзманн је био прва особа која је снимила прилично солидан разлог за вријеме које је имало усмјереност на макроскопском нивоу. Тиме су бечки физичари и филозофи ограничили неке од највећих умова 19. века. Он је градио на идејама Ницолас Леонард Сади Царнот, француски инжењер, чији је рад на преносу топлоте у почетку описивао понашање парних мотора.

Царнот је био у француској војсци под Наполеоном када су изгубили од Британаца. После овога, дошло је до ривалства између два народа, а не само због тога. Наиме, Французи су били узнемирени што су Британци били далеко испред њих у технологији парних мотора, захваљујући људима као што је Јамес Ватт у претходном веку. Тако је Царнот скочио у трку и описао теоретски мотор. Царнотов мотор је био савршено ефикасан мотор који, наравно, не постоји, али је веома користан за размишљање о овим концептима.

Оно што је Царнот схватио је да је савршено ефикасан мотор реверзибилан. Све док не изгубите енергију за загревање, можете је покренути напред или назад колико год желите без губитка. Али чим мотор није савршено ефикасан, чак и ако изгуби мало топлоте, онда више не можете да преокренете тај процес. Изгубили сте део енергије заувек као топлоту. Ово је као да кажете да је најбоље што можете да урадите је имагинарни мотор за једнорог који има нулту суму ентропије, али никада не можете добити негативну ентропију. И у већини случајева у стварном животу, ви ћете добити само позитивну ентропију (иако та реч у то време није постојала).

Карнотове идеје касније су кодификоване и примењене на природну природу од стране Рудолфа Клаусијуса, немачког физичара који је створио концепт ентропије и, са њом, основе термодинамике. Ниједан од ових људи није био у стању да објасни време са овим концептом, који је на крају постао познат као Други закон термодинамике. Али Болцман, који је радио касније током века, имао је предност над њима. Наиме, он је веровао у атоме.

Атомска теорија није била широко прихваћена у Болцмановом дану. Хемичари су преферирали теорију јер је олакшавала калкулације, али изгледа да није имала толико подршке у другим дисциплинама. Користећи атомску теорију, међутим, закони физике без напора описују наш свет, јер они не морају бити постулирани, они једноставно могу бити изведени. (Топлота је једноставно кретање атома, на пример.) Иако се интензивно борио да докаже своје идеје у то време, Болцман је на крају показао да је ентропија мера броја начина на које атоми који састављају објект могу да интерагују - ствар је "неред", као што то случајно приближавамо. Још важније, показао је да ентропија има правац, за разлику од других ствари у универзуму. Написао је:

„Општа борба за постојање живих бића није борба за сировине, оне за организме су ваздушна вода и земља, све у изобиљу, нити за енергију која постоји у обиљу сунца и било које врело тело у облику топлоте, радије борба за ентропију, која постаје доступна кроз транзицију енергије од врелог сунца до хладне земље."

Ова усмјереност је таква да је ентропија почела као ниска вриједност на почетку универзума (из непознатих разлога), и стално се повећава како свемирска доба. Разлог за ово је, очигледно, зато што постоји само још много начина за интеракцију атома док се шире. Истина је да се било који физички процес може (и вероватно јесте) десити у било ком смеру на микроскопском нивоу, али зато што постоји једноставно много више опција за интеракције атома (посебно када се оне рашире и постају мање уређене), то је далеко, далеко вероватније да ће ствари постати мање уређене. У суштини, како сваки атом разбија своју наредену интеракцију, он има потенцијално стотине других интеракција које могу изабрати, а ти избори се само умножавају како други атоми прекидају своје интеракције. Шансе да се атом врати тамо где је био врло, веома ниске. Ентропија се, дакле, креће од ниског ка вишем као што је универзум.

За разлику од других физичких процеса, то значи да ентропија има специфичан правац према њој. И то, каже Болцман, одакле долази стрелица времена. Пошто се ствари крећу у једном смеру, а не у другом (иако су у стању да се крећу у оба), наш универзум доживљава усмерење. Сама чињеница да разбијено стакло има само бесконачно малу вероватноћу да се поново састави значи да на макроскопском нивоу нема симетрије. Време је разлика између једне државе и друге у нашем универзуму. Дакле, разлог зашто можете одлучити шта ћете имати за вечеру, а не јуче је та да је ентропија ревидирала стање свемира између. Ресурси који су постојали јучер више не постоје, и довели су до тога да данас. То је као да каже да је сваки тренутак производ распада претходног. Дакле, на чудан начин, вероватноћа доводи до времена.

Али сада размотрите живот. Добар дио онога што дефинира живот је његова тенденција да се одупре ентропији. Дакле, док се све у свемиру креће од ниже ка вишој ентропији, ми живимо ствари супротно: Одупиремо се равнотежи и градимо комплексност - која је, у најједноставнијем физичком смислу, присиљавање молекула на интеракцију на мање начина. Приметите да то не значи да кршимо Други Закон: док год други елементи у систему компензују локализоване редукције, онда цео систем још увек тежи ка вишој ентропији. Сваког дана када се наше ћелије и органеле саме граде и поправљају, пркосећи смо примарној карактеристици физичке материје која нам даје било коју референтну тачку за напредак у времену.

Дакле, ако је Болцман био у праву, а време постоји због ове ентропијске промене, онда је можда наша перцепција протока времена супротна од свега осталог у универзуму. Време када ћете умрети је у "будућности", али ваши молекули ће једва приметити. Они ће бити искључени из везивања са кисеоником.

Ипак, време је релативно. Сложили смо се да је наш правац кретања кроз њега "напредан", али то је, сучељено, арбитрарно. У односу на било шта друго у универзуму, можда, ово би могло бити назадно. Дакле, "почетак универзума" би могао бити крај тога. Значи да је ентропија почела висока, и све је мања. Значи, можете се укрстити, све заједно, али да све и даље функционише, управо уназад од онога што мислимо да се догађа. Тешко је замислити како би то могло изгледати.

Шта ако је онда све било преокренуто и обрнуто? Када изградимо сат за праћење времена које броји секунде, остатак универзума би могао да види одбројавање. Оно што изгледа као излазак сунца на истоку и залазак сунца на западу би био преокрет Земљиног окрета у односу на перспективу других небеских тела. И бесконачни рат на који се тркамо већ се догодио. Ми смо као мали блипси у временском континууму који преокрећу све вредности, и само опажамо да се време креће напред јер, пре еона, биологија је хакирала физику.

На крају, мој приједлог би се могао сводити на семантику. Ако је време у ствари разлика између једног стања у друго, онда "време" као што знамо је само наше искуство промене, међутим та промена се дешава. Додељивање правца је мало произвољно. Штавише, иако бисмо могли бити манифестација преокрета у ентропији, не постоји очигледан разлог да вјерујемо да би та чињеница утјецала на нашу перцепцију усмјерености других промјена. Требало би бити могуће направити од супротне ствари од свега осталог - то јест, бити жив - и још увијек примијетити правац кретања ствари како се ствари мијењају.

Концепт “илузије времена” није стварно релевантан за физику, јер је јасно да вријеме чврсто постоји у једнаџбама. Математика није двосмислена у вези овога. Перцепција времена, међутим, више је у домену неурознаности (мада је практично немогуће тестирати, чинећи ово за ништа више од фанци мисаоног експеримента за сада). На исти начин на који ваш мозак игнорише чињеницу да увијек можете видјети свој нос, може постојати и нека врста обраде која филтрира нашу перцепцију времена.

У сваком случају, идеја да су наша осећања и искуства “промене ствари” назадна од онога што би сваки неживе објекат могао да искуси, ако би могао да искуси било шта, је интригантна, ако је само мисаони експеримент. Почиње да се повлачи по самом концепту времена, који може једноставно бити фенси ријеч за "ствари које се дешавају". Све док се око вас догађа нешто, барем, можете бити сигурни да долазите у будућности, без обзира на то у правцу где га нађете.