Săgeata timpului este o expresie introdusă în 1928 de către Arthur Eddington pentru a descrie fenomenul prin care timpul pare să curgă întotdeauna în aceeași direcție. Această expresie acoperă un set de teorii care explică de ce timpul curge unidirecțional .
Săgeata timpului este una dintre problemele nerezolvate din fizică și dă naștere la mai multe controverse. Acestea din urmă apar datorită invarianței dimensionale a ecuațiilor fundamentale ale fizicii , în timp ce, spre deosebire de alte dimensiuni , timpul pare să aibă o direcție ireversibilă.
Săgeata timpului poate fi aplicată mai multor domenii, în special în cele ale fizicii , statisticii și cosmologiei . De asemenea, are o legătură foarte puternică cu filozofia și psihologia, deoarece este inseparabilă de percepțiile umane. Legându-se doar de teorii, există mai multe ipoteze alternative, cum ar fi săgeata gravitațională a timpului, precum și timpul ca iluzie .
Înainte de principiul săgeții timpului, Ludwig Boltzmann a introdus noțiunea de entropie în 1877. Abordarea sa se aplică sistemelor închise care au atins un echilibru termodinamic . Josiah Willard Gibbs a publicat apoi noi ecuații care definesc entropia care se aplică mai general. De acolo, alți fizicieni au studiat timpul pentru a ajunge la săgeata timpului.
În 1907, matematicianul polonez Hermann Minkowski a dezvoltat relativitatea specială și spațiul-timp într-un model care mai târziu s-ar numi spațiul Minkowski . În aceasta din urmă, cele patru dimensiuni, trei spațiale și una temporală, formează un întreg. Prin urmare, tratează dimensiunile spațiale și temporale în același mod.
În 1928, Arthur S. Eddington , astrofizician britanic, a criticat acest model în cartea sa The Nature of the Physical World . El afirmă că spațiul lui Minkowski nu face diferența între trecut, prezent și viitor și că timpul nu are direcție.
Prin urmare, Eddington propune o săgeată a timpului pe baza faptului că rezultatele întâmplării sunt singurele lucruri care nu pot fi anulate. Este o săgeată care indică creșterea elementelor aleatorii. Opusul este de asemenea adevărat, adică dacă elementele aleatorii devin rare, atunci săgeata indică trecutul.
Săgeata timpului termodinamic este semnificația dată timpului de legea entropiei . Acesta din urmă afirmă că nivelul de entropie al unui sistem închis care nu se află în echilibru termodinamic trebuie să crească. Prin urmare, este suficient să măsurăm nivelul de entropie al unui sistem închis în două momente diferite pentru a ști care dintre ele o precedă pe cealaltă. Dacă această măsurare se repetă în fiecare moment, apare o serie infinită de stări orientate într-o singură direcție, aceasta creează sensul timpului. Prin urmare, orice sistem închis vede direcția săgeții sale temporale determinată de diferența de entropie dintre stările sale.
Săgeata termodinamică face posibilă stabilirea săgeții statistice a timpului. Astfel, întotdeauna într-un sistem închis, acesta din urmă face posibilă stabilirea mișcării temporale produse de o succesiune de evenimente mai probabilă decât altele. Cu cât un eveniment este mai improbabil, cu atât mai mult poate fi legat de un trecut ordonat. În schimb, cu cât este mai probabil, cu atât mai mult poate fi legat de un viitor dezordonat. Stephen Hawking ilustrează acest principiu cu „exemplul puzzle-ului”. Dacă un puzzle completat se află într-o cutie și cutia este amestecată, dezordinea va crește probabil, deoarece există mult mai multe stări în care piesele nu formează imaginea puzzle-ului.
Săgeata timpului termodinamic nu este eternă. Într-adevăr, entropia nu poate crește permanent într-un sistem închis, ea sfârșind prin a găsi un echilibru acolo unde entropia atinge un maxim. În acest caz, simțul timpului dispare.
Săgeata cosmologică a timpului este numele dat aplicării săgeții termodinamice sau statistice a timpului pe scara Universului. Într-adevăr, a doua lege a termodinamicii funcționează numai pentru un sistem închis. Un nivel de entropie care scade local într-un sistem deschis înseamnă pur și simplu că entropia crește la nivel global în afara sistemului. Cu toate acestea, nu se stabilește dacă Universul este un sistem închis sau nu.
Dacă Universul este un sistem închis, timpul poate fi determinat de o diferență a nivelului de entropie. Această ipoteză se numește „ipoteza trecută”, deoarece implică faptul că starea inițială a Universului este un caz de entropie deosebit de scăzut. Pe măsură ce crește, entropia universului ar atinge maximul după o perioadă de timp de aproximativ 10.200 de ani. Timpul își va pierde treptat sensul până când dispare.
Săgeata gravitațională a timpuluiSăgeata gravitațională a timpului este o teorie alternativă la săgeata cosmologică a timpului. Se bazează pe ideea că Universul nu se îndreaptă spre un nivel din ce în ce mai înalt de entropie, ci spre un nivel structural de complexitate crescândă. Prin urmare, se opune entropiei, care determină că un sistem închis se poate deplasa doar către un nivel din ce în ce mai înalt de tulburare. Înțelesul timpului, din trecut în viitor, ar fi apoi definit de creșterea ireversibilă a complexității.
Săgeata radiativă este descrisă de direcția în care este emisă orice radiație . Este observabil că o sursă nu emite în direcții aleatorii, ci mai degrabă în toate direcțiile simultan, care se îndreaptă spre sursă. Acest fenomen poate fi exprimat printr-o sferă de influență a sursei punctuale. Această sferă se extinde dacă timpul indică înainte și scade dacă arată spre trecut. Această schematizare este adesea utilizată în fizică prin conul de lumină . Acesta arată un cerc de mărire în loc de o sferă, deoarece a treia dimensiune a graficului ilustrează direcția timpului.
Săgeata consecutivă în timp se referă la principiul cauzalității la scara macroscopică. Acest principiu afirmă că, dacă un fenomen A produce un efect B, atunci acesta este cauza lui și efectul nu poate preceda niciodată cauza acestuia. Astfel, se dă un sens timpului de la cauză la consecință. Această săgeată a timpului este fundamentală în știință. Într-adevăr, metoda științifică se bazează pe faptul că aceleași cauze produc aceleași consecințe.
Săgeata psihologică a timpului este semnificația dată timpului de limitele percepției umane. Într-adevăr, ființa umană determină timpul prin diferența dintre o stare inițială 1 și o stare 2 observată instantaneu. Dacă nu se vede nicio schimbare, o ființă umană nu poate distinge dacă timpul merge înainte, înapoi sau chiar există. Ființa umană nu poate decât să-și amintească evenimentele pe care le-a trăit, trecutul și să le compare cu prezentul care va deveni la rândul său trecut imediat ce o schimbare a fost înregistrată de către individ. Această mișcare aparentă creează trecerea timpului din trecut, ceea ce putem compara cu prezentul, cu viitorul.
Percepția timpului este subiectivă și supusă în special mai multor iluzii (în) . Astfel, timpul poate părea mai lung în perioadele de plictiseală și mai scurt în timpul evenimentelor intense. De fapt, percepția timpului de către un observator poate varia în funcție de emoțiile și vârsta lor.
: document utilizat ca sursă pentru acest articol.