Фізики наблизилися до розгадки природи часу

Фізики знову звернулися до однієї з найглибших загадок науки — чому час має напрямок лише вперед. Нове дослідження пропонує пояснення, що джерелом може бути сама гравітація. Ідея спирається на концепцію Shape Dynam­ics, яка описує тяжіння інакше, ніж загальна теорія відносності Ейнштейна. Якщо підхід підтвердиться, він може суттєво змінити уявлення про зв’язок між гравітацією, простором і часом.

Проблема полягає в тому, що більшість фундаментальних законів фізики майже не розрізняють рух уперед і назад у часі. Водночас у реальному світі ми бачимо чіткий напрямок: минуле вже сталося, а майбутнє ще невідоме. Традиційно це пояснюють через ентропію, яка зростає в замкнених системах, перетворюючи порядок на безлад.

Однак таке пояснення має слабке місце: щоб ентропія справді задавала стрілу часу, Всесвіт мав початися з надзвичайно впорядкованого стану. Для багатьох учених це виглядає неприродним припущенням. Саме тут з’являється альтернативна ідея, яку ще у 2014 році запропонував фізик Джуліан Барбур.

У межах Shape Dynam­ics акцент робиться на взаємних відносинах між об’єктами. Барбур показав, що якщо взяти набір частинок і дозволити їм взаємодіяти лише через гравітацію, стріла часу може виникати природно. Частинки формують складніші конфігурації з вищою ентропією, але перед цим проходять фазу більшого порядку. Таким чином напрямок часу може бути наслідком самої гравітаційної динаміки, а не зовнішнім правилом.

Водночас ця ідея ще далека від остаточного визнання. Початкові моделі були спрощеними й не враховували всі особливості реального Всесвіту. Дослідники перевіряють, чи узгоджується Shape Dynam­ics із спостереженнями, зокрема щодо чорних дір, де вона дає інші результати, ніж теорія відносності. Тому наразі йдеться не про готову заміну Ейнштейну, а про перспективну, але суперечливу спробу пояснити, чому час “тече” лише в один бік.