چرا زمان فقط به جلو می رود؟ راز زمان بر اساس آنتروپی!

شاید بدیهی ترین تجربه ی ما از جهان این باشد که زمان تنها به یک سو حرکت می کند: از گذشته به سوی آینده. در ادامه پدیده ی یک طرفه بودن زمان از دیدگاه علمی با زبانی ساده بررسی می کنیم.

قانون دوم ترمودینامیک: کلید اصلی جهت زمان

مهم ترین دلیلی که زمان فقط به جلو می رود و پدیده ها برگشت ناپذیرند، قانون دوم ترمودینامیک است.

آنتروپی چیست؟

آنتروپی (Entropy) در فیزیک به معنای میزان بی نظمی یا اختلال در یک سیستم است.

قانون دوم ترمودینامیک بیان می کند که:

در یک سیستم بسته، میزان آنتروپی (بی نظمی) هرگز کاهش نمی یابد، بلکه یا ثابت می ماند یا به مرور زمان افزایش می یابد.

جهت گیری زمان، همان جهت افزایش آنتروپی است. یعنی وقایع به گونه ای پیش می روند که جهان به طور مداوم از حالت منظم (آنتروپی پایین) به حالت نامنظم (آنتروپی بالا) در حرکت باشد. این جهت گیری، پیکان ترمودینامیکی زمان نامیده می شود.

مثال کاربردی (برگشت ناپذیری زمان):

تصور کنید یک لیوان پر آب روی میز دارید:

• آنتروپی پایین (نظم): لیوان سالم و آب داخل آن است.

• حرکت به جلو: لیوان می افتد و می شکند. آب پخش می شود. این یک فرآیند خودبه خودی است که آنتروپی را افزایش می دهد (بی نظمی افزایش می یابد).

• برگشت ناپذیری: آیا تابه حال دیده اید که تکه های شکسته ی لیوان و آب پخش شده، به صورت خودبه خودی جمع شوند و لیوان دوباره سالم روی میز قرار بگیرد؟ خیر. این فرآیند برگشت ناپذیر است، زیرا باعث کاهش آنتروپی می شود که برخلاف قانون دوم است.

بنابراین، زمان به سمتی حرکت می کند که امکان خلق لیوان شکسته از یک لیوان سالم وجود دارد، اما خلق لیوان سالم از لیوان شکسته خیر.

انواع دیگر پیکان های زمان

علاوه بر پیکان ترمودینامیکی، فیزیک و کیهان شناسی، پیکان های دیگری برای جهت گیری زمان معرفی می کنند که با مفهوم آنتروپی همخوانی دارند:

۱. پیکان کیهان شناختی زمان

این پیکان به انبساط جهان اشاره دارد.

• تا زمانی که جهان در حال انبساط است، فضا و زمان به سمت جلو حرکت می کنند. برخی نظریه ها معتقدند که اگر جهان روزی شروع به انقباض کند، ممکن است پیکان زمان نیز معکوس شود، اگرچه این موضوع در حد نظریه باقی مانده است.

۲. پیکان روان شناختی زمان

این پیکان به تجربه ی ذهنی ما از زمان مربوط است.

• ما تنها می توانیم گذشته را به یاد آوریم و آینده را پیش بینی کنیم. این به دلیل نحوه ی عملکرد حافظه ی ماست؛ ما اطلاعات را ثبت می کنیم و این ثبت، یک فرآیند ترمودینامیکی است که آنتروپی را افزایش می دهد.

همچنین بخوانید:

آنتروپی دقیقا چیست و چه چیزی در مورد آن شگفت‌انگیز است؟

آنتروپی یکی از مفاهیم بسیار مهم در شیمی و فیزیک است که به کمک آن می‌توان فرآیندهای فیزیکی‌ای که تمایل دارند به یک سمت بروند و به سمت دیگر نروند را…

۳. پیکان تابشی زمان

این پیکان به انتشار امواج الکترومغناطیسی اشاره دارد.

• امواج (مانند نور یا امواج رادیویی) همواره از منبع به سمت بیرون حرکت می کنند (مانند سنگی که در آب می اندازید و موج آن پخش می شود). امواج هرگز به صورت خودبه خودی از بیرون به سمت یک مرکز متمرکز نمی شوند، که این نیز یک فرآیند افزایش آنتروپی است.

جمع بندی: آنتروپی؛ فرمانروای زمان

پیکان زمان نه یک نیرو، بلکه نتیجه ی یک تمایل آماری در جهان است. زمان رو به جلو حرکت می کند، زیرا احتمال اینکه یک سیستم به سوی بی نظمی پیش برود (افزایش آنتروپی) بی نهایت بیشتر از احتمال بازگشت تصادفی به حالت منظم اولیه (کاهش آنتروپی) است. به همین دلیل است که ما پیر می شویم، قهوه ی داغ سرد می شود و لیوان های شکسته هرگز خودبه خود ترمیم نمی شوند.

بیشتر بخوانید:

نظریه آشوب چیست و چگونه در بی نظمی ثروتمندتان می کند و به شما نظم ...

اثر پروانه ای چیست؟ نظریه ای که موجی از انرژی مثبت را در زندگی تان ...

نظریه بازی ها چیست و چگونه مسیر دستیابی به ثروت را برای شما هموار ...

اثر کوانتومی زینو چیست؟ حساب بانکی تان را دائم چک نکنید، نگاه ...