@ 2016.01.27 , 16:00
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大开眼界新理论:时间倒流的“镜子宇宙”

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两支物理学家团队在对宇宙的时间流动进行探究之后,提出了这样一个理论:140亿年前的某个时刻,宇宙大爆炸可能引发了第二个倒转的镜子宇宙;在那里,时间的流动方向是相反的,它是倒流而非顺流。

研究人员表示,假如我们望向一个镜子宇宙的话,那么便会看到时间从未来流淌到过去;这会使得我们自己的宇宙时间似乎在逆流。时间并非预先存在,我们必须从宇宙所发生的事情来推断方向和时间流动。这样一来,我们便会自然而然地说时间始于一个中心点,而后朝相反方向流动开来。

几十年来,物理学家苦苦探索着这样一个事实:没有任何一条支配宇宙的基本物理定律表明,时间必须向前流动。无论是牛顿的万有引力、麦克斯韦的电动力学、爱因斯坦的狭义及广义相对论还是量子理论,这些公式都能够在时间倒流的情况下完美地描绘宇宙的运行。

1927年,英国天体物理学家亚瑟·爱丁顿提出“时间之箭”的存在,作为热力学的一个基本属性。热力学第二定律表示,任何一个孤立系统(如宇宙)只能熵增;因此,无论时间之箭是向前还是向后,事物只能往熵增的方向进行。

对于我们的宇宙及其热力学的时间之箭而言,在大爆炸发生之际,我们的宇宙就如同一个新生的完整鸡蛋一样,高度有序、熵很低。很快地,“鸡蛋”破碎了、被搅得面目全非,一切陷入混乱、高熵的状态。但这一假说的问题在于,它不像基本物理定律一样允许时间的倒流。你无法将鸡蛋从破碎状态恢复到高度有序的完整状态,那么究竟怎么了?

Joshua Sokol解释道:

从整个宇宙来看,我们将未来定义为熵增过程的时间方向。通过研究遥远星系的运动,我们可以预测宇宙将会如何演化。或者当宇宙的熵极小的时候,时间可以倒流,重新回到大爆炸。

再往回倒久一些,我们就会碰到一个宇宙难题。如果大爆炸确实是时间的开端,那么我们便不能继续下去;但在这种情况下,它又为何有如此低的熵呢?而假如它不是时间的开端……我们仍旧希望知道,一个永恒的宇宙是如何达到如此低熵的状态,以至于允许时间之箭的形成。

2014年的一篇论文认为,时间之箭是由引力所支配、而非热力学。研究人员用牛顿万有引力来支配1,000个粒子的计算机模拟——这是你所能想象到的最简单的宇宙模拟了。他们发现,在引力的作用下,粒子彼此之间的距离最终达到最小——他们将此称为“Janus点”。之后,这些粒子会从不同的方向往外扩张,代表了时间在真实多元宇宙里的顺流和倒流方式。

当粒子往外扩张时,它们产生了两个暂时方向:这个简单宇宙模型演绎了这一双向扩张,而引力在这两个方向都制造了结构。一切均始于中心处的Janus点,那里的运动非常混乱,它就像是希腊概念里的“原始混沌”。不过,这种结构在两个方向都形成了。如果理论正确的话,那么大爆炸的另一侧将产生另一个宇宙——在那里,时间体验的方向和我们这里相反。

如今,另外两名物理学家采用不同的粒子模型得出了相似的结论。他们制造了一团有限粒子云,并把它扔在一个无限的宇宙里。很快地,两个不同的时间之箭同时形成了——其中一半往熵增方向运动;而另一半则聚集在中心进行熵减运动,倒退回混沌状态。最终,整个粒子云都在扩张,这个串联系统总体熵增。

大爆炸或许就是这一低熵的中间态。同时,它解决了“时间之初”的问题——并不存在“时间之初”,有的只是最低的混乱程度。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 41+1

  1. 3049545

    科学家无限大的脑洞……

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  2. 八咫猪
    @2 years ago
    3049559

    《海伯利安》

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  3. 普利奈尔
    @2 years ago
    3049564

    虽然我不懂这些东西,不过所谓正 倒都是有参照物的,也许我们的时间对别的宇宙来说才是倒着流动的。

    [32] XX [3] 回复 [0]
  4. 鱼进锅
    @2 years ago
    3049565

    大家可以尝试结合星际视角看待日常问题 新气象

  5. 3049569

    如果只是这样的话,那真的是太不可思议了·····

  6. 3049572

    不错 当我掌握了时间正逆流的力量之后,我就可以无限啪啪啪了,恩

    [6] XX [15] 回复 [0]
  7. 路人A
    @2 years ago
    3049577

    那他们吃饭是……

    [44] XX [2] 回复 [0]
  8. swmage
    @2 years ago
    3049591

    所以夜观星象有科学依据了?

  9. jerrybie
    @2 years ago
    3049596

    越活越小然后被塞回娘胎?

  10. 二扑
    @2 years ago
    3049598

    刘慈欣《镜子》

  11. 零下伊度
    @2 years ago
    3049602

    期待做成游戏让我们好理解。。。。。

  12. erliang
    @2 years ago
    3049603

    我擦,我现在连标题都看不懂了

  13. kennyye08
    @2 years ago
    3049604

    也许就像录像带的AB面,播放A面的同时B面在倒带,然后往复循环。。。

    [23] XX [1] 回复 [0]
  14. 一颗赛艇
    @2 years ago
    3049618

    @jerrybie: 应该是他的坍缩

  15. Pecolyte
    @2 years ago
    3049629

    诶为啥熵减是变为混沌状态?我记得怎么是反过来的呢
    有大神科普下么

  16. ffejzz
    @2 years ago
    3049641

    @Pecolyte: 似乎大概意思说的是另一半原来在“零下”,熵减到“零”了以后,继续移动变成“零上”的熵增,最终两侧都趋向于混沌。

  17. Vanessa
    @2 years ago
    3049645

    首先文中时间的定义是熵增的方向,假如你将彩虹糖按颜色一一分类,从某种意义上说是“彩虹糖时间倒流了”。宇宙的开端是低熵的,它可能是从一个高熵落到低熵,这就是所谓的时间倒流,在这个过程中引力依然是互相吸引而不是排斥,物理定律不会变,这就是传说中炒作概念咯

  18. 哲学大叔
    @2 years ago
    3049650

    这些研究就不是骗经费了?

  19. 3049665

    一本正经的胡说八道

  20. 龙傲天
    @2 years ago
    3049671

    @二扑: “《宇宙坍缩》”…..

  21. 3049683

    ……
    。流顺非而流倒是它,的反相是向方动流的间时,里那在:宙宇子镜的转倒个二第了发引能可炸爆大宙宇,刻时个某的前年亿041:论理个一样这了出提,后之究探行进动流间时的宙宇对在队团家学理物支两

    [18] XX [4] 回复 [0]
  22. 流河旱树
    @2 years ago
    3049685

    理论物理都是哲学

  23. 大力水手
    @2 years ago
    3049687

    那个宇宙是与我们这个平行的话,人是否可以看到未来

  24. you_know_who
    @2 years ago
    3049689

    @路人A:

    你把我毁了!

  25. 3049714

    那他們上廁所是…

  26. 七月流火
    @2 years ago
    3049722

    宿命论?

  27. 空防空务家
    @2 years ago
    3049749

    猴子原来是由人退化来的…

  28. 3049763

    。丁鸡保宫了出吐巴嘴从,便大了进吸股屁用明小

    [10] XX [2] 回复 [0]
  29. 硬核武器
    @2 years ago
    3049798

    那这样不就代表宇宙是要尽头吗

  30. 3049811

    镇魂曲-血腥骑士

  31. vuliao
    @2 years ago
    3049821

    对宇宙起决定性作用的 暗物质和暗能量,在弄清楚它们之前 搞出的任何宇宙模型都是扯淡

  32. 哈哈
    @2 years ago
    3049866

    这个好,观察研究一下屎是怎么变成饭的

  33. Spector
    @2 years ago
    3049867

    传说中海伯利安的逆熵场……

  34. 嘟嘟
    @2 years ago
    3049894

    红移蓝移

  35. 王子衡
    @2 years ago
    3049906

    覆水难收,奶充入茶的过程很简单,但要分离开就很难了,假如茶分成36个格子,奶为一个格子,那么这杯奶茶就会有36种可能成为奶茶,但影响一杯现实中奶茶成为奶茶的周围事物是由无数微观粒子组成的世界,所以就会有无数个无数次方的概率迫使奶茶成为奶茶,时间箭头的熵值高得你无法想象,古人云所谓覆水难收,强东插奶茶也可以如此解释。

  36. 甲鱼
    @2 years ago
    3050072

    难道只有我想到了《无姓之人》吗?

  37. 3050520

    宇宙常数只要错了一丁点,我们就不复存在,那我们为什么居然有这么好的运气遇到了这个宇宙观?
    ——因为你就在这里。
    为什么我们总是看到时间向前,而时间倒流甚至在理论里都是遥不可及?
    ——因为事件总有个先后顺序,而这个顺序被你定义为向前。

  38. rotation
    @2 years ago
    3050613

    刘慈欣《坍缩》的情节呗。不过,感觉那个冷笑话版的《坍缩》才更符合真实

  39. hhhhha
    @2 years ago
    3050802

    之所以要探究时间为什么向前,不是因为理论上时间不能倒流,而是因为除了热力学以外的所有物理定律中,物体集体逆转运动(就像倒带那样)是完全符合定律的,也就是说,时间应该是可以倒流的,只有在热力学中正向和反向是不同的,一个会导致熵增加而一个会导致熵减少。正是因为一个倒流的世界是合理的,所以我们看不到一个倒流的世界才会成为一个问题。如果理论上不认为时间能倒流,就不成为问题了。当然这里的时间倒流指的是物体像倒带那样运动,可能和不少人想的不是一回事。
    而这个理论告诉我们的是,确实两个方向都是可能的,熵随时间增加的运动方式只是其中的一个阶段。

  40. 3052435

    简直就是偷换概念…这和时间顺逆有啥关系的 首先如果逆时间的表现是没发生的事情倒退到现在 那岂不是我们要做的任何事包括这篇文章的发表是早就定下来的?还有什么自由意志可言?也就是神注定? 其次 用粒子聚集和扩散来证明时间可逆?无论是在播带还是在倒带 你的时间不还是在向前么 时间本来就是人的感知而已 如何可以改变全人类甚至是没出生的或以逝去的人的时间感知呢?

  41. bunnymar
    @2 years ago
    3052705

    我们由黄土捏成,由衰弱成长为强壮,最后不断变得软弱,生命的结束是被女人吃掉。和传说中一样一样的

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