Από τότε που ο Lemaitre και το Hubble το πρότειναν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1920, οι επιστήμονες και οι αστρονόμοι γνώριζαν ότι το Σύμπαν διαστέλλεται. Και από αυτές τις παρατηρήσεις, κοσμολογικές θεωρίες όπως η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης και το ' Βέλος του Χρόνου » προέκυψε. Ενώ η πρώτη αναφέρεται στην προέλευση και την εξέλιξη του Σύμπαντος μας, η δεύτερη υποστηρίζει ότι η ροή του χρόνου σε μια κατεύθυνση και συνδέεται με τη διαστολή του χώρου.
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες προσπαθούν να εξακριβώσουν γιατί συμβαίνει αυτό. Γιατί ο χρόνος κυλά προς τα εμπρός, αλλά όχι προς τα πίσω; Σύμφωνα με νέα μελέτη που εκπονήθηκε από μια ερευνητική ομάδα από το Ινστιτούτο Φυσικής του Ερεβάν και Κρατικό Πανεπιστήμιο του Ερεβάν Στην Αρμενία, η επιρροή της σκοτεινής ενέργειας μπορεί να είναι η αιτία για την προοδευτική ροή του χρόνου, η οποία μπορεί να κάνει τον χρόνο μιας κατεύθυνσης μόνιμο χαρακτηριστικό του σύμπαντος μας.
Σήμερα, θεωρίες όπως το Βέλος του Χρόνου και η διαστολή του σύμπαντος θεωρούνται θεμελιώδη γεγονότα για το Σύμπαν. Μεταξύ της μέτρησης του χρόνου με ατομικά ρολόγια, της παρατήρησης της κόκκινης μετατόπισης των γαλαξιών και της δημιουργίας λεπτομερών Τρισδιάστατοι χάρτες που δείχνουν την εξέλιξη του Σύμπαντος μας κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών, μπορεί κανείς να δει πώς ο χρόνος και η επέκταση του χώρου ενώνονται στο ισχίο.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για την επίδραση της βαρύτητας στον χωροχρόνο. Πίστωση: space.com
Ωστόσο, το ερώτημα γιατί συμβαίνει αυτό είναι ένα ερώτημα που συνέχισε να απογοητεύει τους φυσικούς. Ορισμένες θεμελιώδεις δυνάμεις, όπως η βαρύτητα, δεν διέπονται από το χρόνο. Στην πραγματικότητα, θα μπορούσε κανείς να το υποστηρίξει χωρίς δυσκολία Νόμοι της Κίνησης του Νεύτωνα και η κβαντομηχανική λειτουργεί το ίδιο προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Αλλά όταν πρόκειται για πράγματα σε μεγάλη κλίμακα, όπως η συμπεριφορά πλανητών, αστεριών και ολόκληρων γαλαξιών, όλα φαίνεται να καταλήγουν στο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής.
Αυτός ο νόμος, ο οποίος δηλώνει ότι το συνολικό χάος (γνωστός και ως εντροπία) ενός απομονωμένου συστήματος αυξάνεται πάντα με την πάροδο του χρόνου, η κατεύθυνση προς την οποία κινείται ο χρόνος είναι κρίσιμη και αδιαπραγμάτευτη, έχει γίνει αποδεκτή ως βάση για το Βέλος του Χρόνου. Στο παρελθόν, κάποιοι είχαν τολμήσει ότι αν το Σύμπαν άρχιζε να συστέλλεται, ο ίδιος ο χρόνος θα άρχιζε να ρέει προς τα πίσω. Ωστόσο, από τη δεκαετία του 1990 και την παρατήρηση ότι το Σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό, οι επιστήμονες έχουν αρχίσει να αμφιβάλλουν για αυτό.
Εάν, στην πραγματικότητα, το Σύμπαν οδηγείται σε μεγαλύτερους ρυθμούς διαστολής – η κυρίαρχη εξήγηση είναι ότι « Σκοτεινή Ενέργεια » είναι αυτό που το οδηγεί – τότε η ροή του χρόνου δεν θα πάψει ποτέ να είναι μονόδρομος. Πηγαίνοντας αυτή τη λογική ένα βήμα παραπέρα, δύο Αρμένιοι ερευνητές – ο Armen E. Allahverdyan του Κέντρο Κοσμολογίας και Αστροφυσικής στο Ινστιτούτο Φυσικής του Ερεβάν και ο Vahagn G. Gurzadyan του Κρατικού Πανεπιστημίου του Ερεβάν – υποστηρίζουν ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι ηλόγοςγιατί ο χρόνος προχωρά πάντα μπροστά.
Στην εργασία τους με τίτλο « Το Time Arrow επηρεάζεται από τη Σκοτεινή Ενέργεια », υποστηρίζουν ότι η σκοτεινή ενέργεια που επιταχύνει τη διαστολή του σύμπαντος υποστηρίζει την ασύμμετρη φύση του χρόνου. Συχνά αναφέρεται ως η «κοσμολογική σταθερά» - αναφερόμενος στην αρχική θεωρία του Αϊνστάιν για μια δύναμη που συγκρατούσε τη βαρύτητα για να επιτευχθεί ένα στατικό σύμπαν - η σκοτεινή ενέργεια θεωρείται τώρα ως μια «θετική» σταθερά, που ωθεί το Σύμπαν προς τα εμπρός, αντί να το συγκρατεί .
Διάγραμμα που δείχνει το σύμπαν Lambda-CBR, από τη Μεγάλη Έκρηξη έως την τρέχουσα εποχή. Credit: Alex Mittelmann/Coldcreation
Για να δοκιμάσουν τη θεωρία τους, οι Allahverdyan και Gurzadyan χρησιμοποίησαν ένα σενάριο μεγάλης κλίμακας που αφορούσε τη βαρύτητα και τη μάζα – έναν πλανήτη με αυξανόμενη μάζα που περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι εάν η σκοτεινή ενέργεια είχε τιμή 0 (που είναι αυτό που πίστευαν οι φυσικοί πριν από τη δεκαετία του 1990) ή εάν η βαρύτητα ήταν υπεύθυνη για την έλξη του διαστήματος, ο πλανήτης απλώς θα περιφερόταν γύρω από το αστέρι χωρίς καμία ένδειξη για το αν κινείται. προς τα εμπρός ή προς τα πίσω στο χρόνο.
Αλλά αν υποθέσουμε ότι η αξία της σκοτεινής ενέργειας είναι θετική (όπως δείχνουν όλα τα στοιχεία που έχουμε δει), τότε ο πλανήτης θα πεταχτεί τελικά μακριά από το αστέρι. Εκτελώντας αυτό το σενάριο προς τα εμπρός, ο πλανήτης αποβάλλεται λόγω της αυξανόμενης μάζας του. ενώ όταν τρέχει προς τα πίσω, ο πλανήτης κλείνει μέσα στο αστέρι και συλλαμβάνεται από τη βαρύτητα του.
Με άλλα λόγια, η παρουσία της σκοτεινής ενέργειας σε αυτό το σενάριο ήταν η διαφορά μεταξύ του να έχεις ένα «βέλος του χρόνου» και να μην έχεις. Χωρίς σκοτεινή ενέργεια, δεν υπάρχει χρόνος, και επομένως δεν υπάρχει τρόπος να διακρίνει κανείς το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον, ή εάν τα πράγματα τρέχουν προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.
Αλλά φυσικά, ο Allahverdyan και ο Gurzadyan ήταν επίσης σίγουροι ότι σημείωσαν στη μελέτη τους ότι αυτό είναι ένα περιορισμένο τεστ και δεν απαντά σε όλες τις καυτές ερωτήσεις. «Σημειώνουμε επίσης ότι ο μηχανισμός δεν μπορεί (και δεν πρέπει) να εξηγήσει όλες τις εμφανίσεις του θερμοδυναμικού βέλους», είπαν. «Ωστόσο, σημειώστε ότι ακόμη και όταν η σκοτεινή ενέργεια (κοσμολογική σταθερά) δεν κυριαρχεί στη μέση πυκνότητα (πρώιμο σύμπαν ή σημερινή εργαστηριακή κλίμακα), εξακολουθεί να υπάρχει».
Περιορισμένη ή όχι, αυτή η έρευνα είναι αντιπροσωπευτική ορισμένων συναρπαστικών νέων βημάτων που έχουν κάνει οι αστροφυσικοί τελευταία. Αυτό περιλαμβάνει όχι μόνο την αμφισβήτηση της προέλευσης της σκοτεινής ενέργειας και της δύναμης διαστολής που δημιουργεί, αλλά και την αμφισβήτηση της σημασίας της στη βασική φυσική. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπορεί τελικά να είναι σε θέση να απαντήσουν στο πανάρχαιο ερώτημα σχετικά με το γιατί υπάρχει ο χρόνος και αν μπορεί να χειραγωγηθεί ή όχι (δηλαδή ταξίδι στο χρόνο!)
Περαιτέρω ανάγνωση: Φυσική Ανασκόπηση Ε