З тих пір, як Лемайтр і Хаббл вперше запропонували це у 1920-х роках, вченим та астрономам було відомо, що Всесвіт розширюється. І з цих спостережень виникли космологічні теорії, такі як Теорія великого вибуху та «Стріла часу». Тоді як перші стосуються витоків та еволюції нашого Всесвіту, другі стверджують, що плинність часу в одну сторону і пов'язана з розширенням простору.
Протягом багатьох років вчені намагаються з’ясувати, чому це так. Чому час тече вперед, а не назад? Відповідно до нового дослідження, проведеного науково-дослідною групою Єреванського фізичного інституту та Єреванського державного університету у Вірменії, вплив темної енергії може бути причиною руху прямого часу, що може зробити однонаправлений час постійною особливістю наш Всесвіт.
Сьогодні такі теорії, як Стріла часу та розширення Всесвіту, вважаються фундаментальними фактами про Всесвіт. Між вимірюванням часу за допомогою атомних годин, спостереженням за червоним зміщенням галактик і створеними детальними 3D-картами, які показують еволюцію нашого Всесвіту протягом мільярдів років, можна побачити, як час і розширення простору з’єднуються на стегні.
Питання, чому це так, хоч і є тим, що продовжує засмучувати фізиків. Певні фундаментальні сили, як гравітація, не керуються часом. Насправді, можна без проблем стверджувати, що Закони руху Ньютона та квантова механіка працюють однаково вперед або назад. Але коли мова йде про такі великі масштаби, як поведінка планет, зірок і цілих галактик, все, схоже, зводиться до Другого закону термодинаміки.
Цей закон, в якому йдеться про те, що загальний хаос (ака. Ентропія) ізольованої системи завжди збільшується з часом, напрямок, у якому рухається час, є вирішальним і не підлягає обговоренню, став прийнятим за основу для Стрілки часу. У минулому дехто ризикнув, що якби Всесвіт почала скорочуватися, час сам почне текти назад. Однак, починаючи з 90-х років і спостерігаючи, що Всесвіт розширюється з прискореними темпами, вчені стали сумніватися, що це.
Якщо насправді Всесвіт підштовхують до більшої швидкості розширення - переважним поясненням є те, що "Темна енергія" - це те, що рухає нею - тоді потік часу ніколи не перестане бути в один бік. Здійснюючи цю логіку, два вірменських дослідники - Армен Е. Аллахвердян з Центру космології та астрофізики Єреванського інституту фізики та Вагань Г. Гурзадян з Єреванського державного університету - стверджують, що темна енергія - це причина чому час завжди рухається вперед.
У своїй роботі під назвою «Стрілка часу впливає на темну енергію», вони стверджують, що темна енергія, що прискорює розширення Всесвіту, підтримує асиметричний характер часу. Часто його називають «космологічною постійною» - посилаючись на оригінальну теорію Ейнштейна про силу, яка стримувала гравітацію для досягнення статичного Всесвіту - темна енергія зараз сприймається як «позитивна» константа, що штовхає Всесвіт вперед, а не стримує його .
Щоб перевірити свою теорію, Аллахвердян і Гурзадян застосували масштабний сценарій, що передбачає гравітацію і масу - планету зі збільшенням маси, що обертається навколо зірки. Вони виявили, що якби темна енергія мала значення 0 (що вважали фізики до 1990-х років), або якщо гравітація відповідальна за зведення космосу разом, планета просто обертається навколо зірки без будь-яких вказівок на те, чи рухається вона вперед або назад в часі.
Але якщо припустити, що значення темної енергії є позитивним (як свідчать усі свідчення, які ми бачили), тоді планету в кінцевому підсумку викинемо зірки. Запускаючи цей сценарій вперед, планету виганяють через її зростаючу масу; тоді як планета замикається на зірку і її захоплює сила тяжіння.
Іншими словами, наявність темної енергії в цьому сценарії була різницею між тим, що мати “стрілку часу” та не мати її. Без темної енергії немає часу, а отже, і ніякого способу сказати різницю між минулим, теперішнім та майбутнім, чи те, що все йде в напрямку вперед або назад.
Але, звичайно, Аллахвердян і Гурзадян також були впевнені в своєму дослідженні, що це обмежений тест і він не дає відповіді на всі гострі питання. "Ми також відзначимо, що механізм не може (і не повинен) пояснювати всі виникнення термодинамічної стрілки", - сказали вони. "Однак зауважте, що навіть коли темна енергія (космологічна константа) не домінує над середньою щільністю (рання Всесвіт чи сьогоднішня лабораторія), вона все ще існує".
Це обмежене чи ні, це дослідження є репрезентом деяких захоплюючих нових кроків, які астрофізики роблять із запізненням. Це передбачає не лише сумніви щодо походження темної енергії та сили розширення, яку вона створює, але й сумніви щодо її наслідків у базовій фізиці. Роблячи це, дослідники, нарешті, зможуть відповісти на вікове запитання про те, чому існує час, і чи можна ним маніпулювати (тобто подорож у часі!)
