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Il définit la flèche temps la phénomène de telle sorte que (réel, observable et complexe) a système physique Il évolue à partir d'un état initial X à l'instant t à un état final X * à un instant t * (t *> t) et ne retourne jamais à X à tout instant suivant t *.

Presque tous les processus physique au niveau microscopique sont symétrique par rapport au temps, En fait, les équations utilisées pour les décrire ont la même forme, même si la direction du temps est inversée. En fait, lorsque nous décrivons les phénomènes au niveau macro, il y a une direction du temps.

Au niveau macroscopique, on observe la deuxième loi de la thermodynamique, ou la loi entropie, qui est le principe selon lequel le degré de trouble dans un système isolé Elle augmente avec le temps. Pour donner un exemple, si une plaque brise ses entropie augmente. L'entropie peut être utilisé pour indiquer la direction dans laquelle il se déplace le temps. Il n'est pas le seul exemple. Au niveau macro, nous voyons des phénomènes tels que embrayage, viscosité, et dissipation l'énergie, qui produit une flèche de temps. Tout cela semble être absent au niveau microscopique.

La flèche thermodynamique du temps

Il a fait valoir que la flèche du temps que nous perçu - en fournissant passé et futur distincts - est le résultat de l'influence de la seconde loi de la thermodynamique sur 'évolution le cerveau. Pour ne pas oublier quelque chose, notre mémoire passe d'un état désordonné à un état plus ordonnée, ou un état ordonné à un autre. Pour veiller à ce que le nouvel état est correct, il faut énergie consommée pour faire le travail et cela augmente le désordre dans le reste de l'Univers. Il y a toujours un plus grand désordre augmente avec l'ordre gagné de notre mémoire, et la flèche du temps où nous nous souvenons des choses a la même direction que celle vers laquelle augmente le désordre de l'univers.

Selon l'hypothèse de Big Bang, l 'univers Il a d'abord été très chaud, avec l'énergie uniformément répartie. Alors que l'Univers se dilate ses gouttes de température, laissant moins d'énergie disponible pour effectuer un travail utile à l'avenir par rapport au passé. Ainsi, l'Univers lui-même a une flèche thermodynamique définie.

entropie Augmentation

En plus de la conscience et la perception du temps, la deuxième principe de la thermodynamique, à l'augmentation entropie dans les systèmes isolés, ce qui caractérise la direction d'une véritable transformation. Si l'univers est un système fermé dans le sens où rien est en dehors de l'univers, son entropie augmente de façon continue. Il est impossible alors une transformation réversible, dans lequel l'état final est identique à la première, parce que ces deux diffèrent dans au moins une grandeur physique, l'augmentation de l'entropie. L'entropie augmente à chaque instant, et non pas à chaque point dans l'espace, soit applicable pour un système macroscopique, et non pas pour une seule particule à la fois comme ressort de Le principe d'incertitude de Heisenberg que dans la mesure connue par "équation de Boltzmann.

En mécanique statistique l 'entropie est défini comme étant le logarithme naturel de Ω, le nombre de micro-états compatibles avec les conditions à la limite du système:

, où est le constante de Boltzmann.

Si le deuxième principe l'entropie augmente, ce qui augmente également le nombre de microétats que le système peut assumer, son désordre microscopique. Face à une configuration très variable des particules, il peut sembler que le système à la tente de niveau macroscopique à un ordre croissant.

La flèche électromagnétique du temps

Le fait que vous observez divergentes en général plutôt que des ondes électromagnétiques convergentes crée une autre flèche du temps. Par exemple, en l'absence de tout rayonnement incident, il est facile d'observer l'émission spontanée, alors que l'absorption en l'absence de rayonnement est jamais observé. Cette flèche a de nombreuses similitudes avec la flèche thermodynamique.

Un exemple d'irréversibilité

Tenez compte de la situation dans laquelle un grand récipient est rempli de deux liquides séparés, comme un colorant d'un côté et de l'eau de l'autre. Sans barrières entre les deux liquides, les fluctuations aléatoires des molécules font de plus en plus liquides mixtes que le temps passe. Cependant, une fois que les liquides sont mélangés, nous ne prévoyons pas le colorant et l'eau eux-mêmes gauche à se séparer à nouveau.

Maintenant, imaginez que l'expérience se répète, mais cette fois avec un récipient très faible avec seulement quelques molécules (peut-être seulement 10). Compte tenu d'une période de temps relativement court, on peut imaginer que - par hasard - les molécules se séparent pour un moment, avec toutes les molécules de colorant sur un côté et toutes les autres molécules d'eau. Ce résultat est formalisé dans le théorème des fluctuations.

Il est impossible de séparer les molécules dans le grand récipient, juste très improbable au point de ne jamais se produire - même si elle était disponible une fois l'âge égal de l'univers. Les liquides commencent à un état très ordonné et leur entropie, ou leur trouble augmente avec le temps.

Si le grand récipient a été observé dans les premiers stades du processus de mélange, il se trouve dans un état de mélange partiel. Il serait raisonnable de conclure que, sans intervention, le liquide a atteint cet état parce qu'il a été ordonné dans le passé, quand il y avait une plus grande séparation, et sera plus désordonnée, ou mixte, à l'avenir.

réfutation

Il y a un certain nombre d'arguments contre l'idée de l'irréversibilité du temps. Compte tenu de l'équation hamiltonien:

(Énergie, masse, vitesse de la lumière sous vide dynamique)
  • L'équation assimile l'énergie et de l'impulsion: l'augmentation de l'entropie et la dissipation de l'énergie en chaleur, comme dit, est un exemple de « flèche du temps », tandis que la quantité de mouvement est une grandeur « réversible »;
  • En électrodynamique nous devons imposer la causalité de définir ce qui est le retard potentiel et ce qui est avancé;
  • en QED, électrodynamique quantique relativiste de la théorie, il existe des solutions à énergie positive et négative: celle-ci sont interprétés comme des particules en mouvement dans le temps, mais pour le théorème CPT peut être interprété tout à fait cohérente que antiparticules aller de l'avant dans le temps (d'où l'existence de la prédiction positron de Dirac).

Articles connexes

liens externes