چرا پیکان زمان همیشه به جلو می رود؟

بیگ بنگ: ری کامینگز نویسنده رمان‌های علمی‌تخیلی در سال ۱۹۲۲ در رمان خود بنام “دختری در اتم طلایی” نوشت: زمان پدیده‌ای است که در یک‌لحظه مانع از وقوع همه‌چیز می‌شود، حال پرسش این‌است که چطور زمان می‌تواند در یک لحظه مانع از وقوع رویداد‌ها شود؟ چه مکانیزمی وجود دارد که زمان را تنها به جلو می‌برد نه به عقب؟

بیگ بنگ و زمان، طرحی از فیزیکدانان نظری موسسه PI

بیگ بنگ و زمان، طرحی از فیزیکدانان نظری موسسه PI

به گزارش همشهری از دیسکاوری، نتایج مطالعات گروهی از فیزیکدانان نظری موسسه PI در اونتاریوی کانادا که به‌تازگی در Physical Review Letters منتشر شده نشان می دهد، مفهوم پیکان زمان، مفهومی که بی‌وقفه بودن حرکت رو‌ به‌ جلوی زمان را نمایش می‌دهد و شیوه‌ای متفاوت از چگونگی نمایش زمان در مقیاس جهانی به شمار می‌رود را بازبینی کردند. زمان به صورت رایج به واسطه فرضیه گذشته شرح داده می‌شود که می‌گوید هر نوع سیستم معین در حالت انتروپی (واحد اندازه‌گیری ترمودینامیک) کوچکی آغاز شده و سپس هرچه با نیروی ترمودینامیک جلو رانده می‌شود، انتروپی آن افزایش پیدا می‌کند. به بیان دیگر گذشته انتروپی کوچک و آینده انتروپی بالایی دارد، پدیده‌ای که به تقارن زمانی ترمودینامیک شهرت دارد.

در تجربیات روزانه نیز می‌توان نمونه‌های متعددی از انتروپی رو‌به‌افزایش را مشاهده کرد،‌ برای مثال پر شدن فضای یک اتاق با گاز، یا ذوب شدن یک قطعه یخ. در این نمونه‌ها روند غیرقابل تغییر رو به افزایش میزان انتروپی به خوبی محسوس است. اگر این مفهوم در مقیاس جهانی بسط داده‌شود، می‌توان گفت بیگ‌بنگ جهان را در حالت انتروپی پایینی به وجود آورد و طی قرون و اعصار متوالی که جهان بسط یافته و سرد شده‌است،‌ انتروپی این سیستم عظیم افزایش یافته‌است. از این رو براساس این فرضیه، زمان با میزان انتروپی یا آشفتگی در جهان ارتباطی مستقیم دارد.

اما این فرضیه نیز چندین مشکل دارد. درست پس از بیگ‌بنگ،‌ چندین نمونه از شواهد عینی به وجود محیطی اشاره کردند که تراکمی بسیار داغ و آشفته از ذرات کهن بوده‌اند. با بلوغ بیشتر جهان هستی و سرد‌تر شدن آن، نیروی گرانش بر آن تسلط یافته و جهان را به مکانی منظم‌تر و پیچیده‌تر تبدیل کرد که در آن از ابرهای گازی سرد ستاره‌ها شکل گرفتند و سیاره‌ها در نتیجه فروپاشی‌های گرانشی متولد شدند. به تدریج شیمی ارگانیک ایجاد شد و زمینه خیزش حیات و تولد موجودی فراهم شد که درباره زمان و فضا تفکر کرده و فلسفه‌ بافی کند. در نتیجه می‌توان گفت آشفتگی و انتروپی در مقیاس جهانی،‌ برخلاف فرضیه مطرح شده، با گذشت زمان کاسته شده‌است.

به گفته محققان انتروپی کمیتی فیزیکی است که از ابعادی مانند انرژی و حرارت برخوردار است و برای سنجیده‌شدن به مرجعی خارجی نیاز دارد. از این رو نمی‌توان کل جهان را با انتروپی سنجید زیرا هیچ مرجع خارجی دیگری برای سنجش وجود ندارد. اکنون باز به خانه اول باز‌می‌گردیم: چه‌مکانیزمی زمان را به جلو می‌راند؟ پیچیدگی کمیتی بدون بُعد است که در بنیادی‌ترین حالت خود میزان پیچیده‌بودن یک ساختار را شرح می‌دهد. از این رو می‌توان گفت که پیچیدگی با زمان در ارتباطی مستقیم است، هرچه زمان پیش می‌رود، ساختار جهان پیچیده‌تر می‌شود. محققان می‌گویند این نیروی گرانش و تمایل آن به ایجاد نظم و پیچیدگی است که سیستم‌های اولیه را با انتروپی پایین در جهان ایجاد کرده‌است.

محققان برای آزمودن این فرضیه، مدل‌های کامپیوتری خلق کردند تا ذرات را در ماکتی از جهان شبیه سازی کنند. نتیجه این مدل‌سازی نشان داد بدون توجه به اینکه شبیه‌سازی تا کی ادامه پیدا می‌کند، پیچیدگی جهان همواره افزایش پیدا می‌کند و هرگز با گذشت زمان کاهش نمی‌یابد. به گفته محققان با بالغ‌تر شدن جهان، خردسیستم‌ها به اندازه‌ای از یکدیگر مجزا شدند که نیروهای دیگر شرایط ایجاد پیکان زمان برای خردسیستم‌هایی که انتروپی پایینی داشتند، فراهم آمد. در این خرد‌سیستم‌ها،‌مانند زندگی روزمره روی زمین، انتروپی مسلط شده و پیکان ترمودینامیکی از زمان ایجاد می‌کند.

براساس این گزارش، در مقیاس جهانی، درک بشر از زمان تحت تاثیر رشد روزافزون پیچیدگی قرار دارد، اما در خرد ساختارها، این انتروپی است که مفهوم زمان را تعریف می‌کند. به گفته محققان، جهان سیستمی است که پیچیدگی آن در حال افزایش است. ساختاری متشکل از کهکشان‌های عظیم که فضای تهی بیکرانی آنها را از یکدیگر جدا ساخته‌است. این کهکشان‌ها در گذشته دور به هم نزدیک‌تر بوده‌اند. فرض براین‌است که درک انسان از زمان نتیجه قانونی است که رشد غیرقابل بازگشت پیچیدگی جهان را تعیین می‌کند. محققان در مرحله بعدی مطالعات خود در جستجوی شواهد عینی برای پشتیبانی از فرضیه خود هستند، شواهدی که وجود یا عدم وجود آنها مشخص نیست، اما دانشمندان می‌دانند با کمک چه آزمایش‌های و رصد‌های کیهانی می‌توان به وجود این شواهد پی‌برد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: news.discovery

(15 نفر , میانگین : 4٫33 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=21776
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۱۱ پاسخ‌ها

  1. سلام ایا زمان تا ابد وجود دارد؟

  2. آرش گفت:

    در این نگاشته، مفهوم آنتروپی نادرست عرضه شده است. وقتی می خواهیم خرد-سیستمی را از لحاظ تغییرات آنتروپی بررسی کنیم باید تغییرات آنتروپی دیگر خرد-سیستم ها را لحاظ کنیم به عبارت دیگر در قانون دوم ترمودینامیک، مجموع آنتروپی های خرد-سیستم های دینامیک موثر بر یکدیگر مورد نظر است؛ مثلن فریزر را در نظر بگیرید: اینکه فقط گفته شود یخ در فریزر جامد می شود پس آنتروپی خودبه خود کاهش یافته است بدون اینکه افزایش آنتروپی نیروگاه مولد برق را و … را در نظر گرفته نشود یعنی اینکه مفهوم آنتروپی صحیح درک نشده است.

    • فرید گفت:

      به گفته محققان انتروپی کمیتی فیزیکی است که از ابعادی مانند انرژی و حرارت برخوردار است و برای سنجیده‌شدن به مرجعی خارجی نیاز دارد.
      ب نکته خوبی اشاره کردی ارش جان ولی جمله ی بالا دقیقا همینی ک شما گفتی رو ب زبان علمی بیان میکنه

  3. Akoo Abadani گفت:

    سلام. بنظر من پیچیدگی میتونه بهترین مفهوم و دلیل برای درک زمان و حرکت به پیش اون باشه…ساختار فضازمان که از یه ذره و یه بیت اطلاعات شروع شده و به تدریج با حرکت به پیش فضازمان بر پیچیدگی اون افزوده شده و اکنون در آخرین مرحله پیچیدگی به مغز انسان میرسیم. آیا ممکنه پیچیدگی ماده از ساختار مغزی بشر هم پیشتر بره!؟ من فکر میکنم پیچیدگیهای آینده میتونه تلفیقی از هوش مصنوعی و هوش طبیعی باشه…اما من یه مشکل در درک آنتروپی دارم! به نظر من در حرکت به پیش زمان هیچگاه آنتروپی افزایش نیافته بلکه با سردتر شدن کیهان و پیچیده تر شدن اطلاعات و ماده مقدار آنتروپی برعکس کمتر شده…..ممکنه منو در این باب راهنمائی نمائید………

  4. nima گفت:

    انتروپی یعنی بینظمی، و حالا نظم یعنی چه؟ فکر کنم در درک انتروپی به مشکل برخوردید. انتروچی مثل گسترش جهان که درنتیجه اون فضا ایجاد میشه، اطلاعات ایجاد میکنه، مفهوم بنیادی انتروپی این هست.
    بچه های گمانه یک ویئو عالی رو ترجمه کردند در این زمینه که فکر کنم کمکتون بکنه.
    http://www.gomaneh.com/5110/%D8%BA%DB%8C%D8%B1-%D8%AA%D8%B5%D8%A7%D8%AF%D9%81%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA%D8%9F/

    درمورد پیچیدگی اگر منظورتون سامانه پیچیدست که واضح تر بگید تا کمکون کنم، کمی درمورد سامانه های پیچیده تحقیق بکنید و ببینید که خودسازمان دهی چی هست تا موضوع براتون روشن تر بشه.

  5. poloto spc گفت:

    من فکر مبکنم بعدی که ما از زمان تعریف میکنیم یا انتظار داریم چیزی ما بین گرما و سرما یعنی ….سکونسکون صفر نه گرم که حرارتی باشه نه سرد که سرمایی باشه ما نمیتونیم با جزییات لحضه به لحضه از زمان درکی یا شناختی داشته باشیم .۱. چون در هال انبساط کیهانی و پایین اومدن دما ۲.به دلیل گذر روز و شب که اونم باعث اختلاف دما و یعنی اختلاف زمان و بازم یعنی گیجی عدم درک درست ما از زمان….فقط یک راه برای فهمیدن و درک صحیح زمان میتونه باشه اونم یعنی ذهنت و مغذ تو و….کل سیستم بدنتو ۱ لحضه از کار بندازی یعنی نه ۱ درجه دما بالا نه ۱ پایین اونوقته که میفهمی زمان چه معنی داره و به درک کامل خواهی رسید راستی یادم رفت اونوقت دیگه از طریق جسمت نمیفهمی بلکه روحته که متوجه میشه….

  6. حسن گفت:

    بازم تکرار میکنم که چیزی به اسم زمان حقیقتا وجود نداره و با درک مفهوم بینهایته که متوجه میشیم تمام چیزهای مادی و فیزیکی افتادن تو گودالی به اسم زمان و اگه از این گودال بیرون نیان تا ابد زمان برشون میگذره و همشون یه تعریف واحد از زمان و جهان دارن . ما تا موقعی که درباره جهان و آفرینش و بیگ بنگ تفکر و تعمق و تامل عمیق نداشته باشیم با خوندن حتی آرا و نظریات فلاسفه و بزرگان و اخترفیزیکدانان و و ریاضیدانان نمیتونیم درک نسبتا درستی از واقعیت و به تبع اون از حقیقت جهان و آفرینش داشته باشیم . این ما هستیم که باید جهان و آفریدگارجهان و خلقت رو بشناسیم نه اینکه این مفاهیم و تعاریف بخوان خودشون رو به ما نشون بدن و خودشون رو به ما معرفی کنن و خودشون رو برای ما تعریف کنن .

  7. غزل گفت:

    مرسی سایت خیلی خوبی دارین! 🙂

  8. Aren گفت:

    سلام.خیلی ممنون.مطلب مفیدی بود.ولی برای من سوال پیش اومده که زمان در چه بعدی قرار داره ؟و ایا در همه جای کیهان یکسانه.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *