Flecha del temps

Arthur Stanley Eddington

El concepte de flecha del temps es referix popularment a la direcció que el mateix registra i que discorre sense interrupció des del passat fins al futur, passant pel presente, en l'important característica de la seua irreversibilitat, és dir, que futur i passat, sobre l'eix del present, mostren entre sí una neta asimetria (el passat, que és immutable, es distinguix clarament de l'incert futur).

L'expressió en sí, flecha del temps, va ser falcada en l'any 1927 pel astrònom britànic Arthur Eddington, qui la va usar per a distinguir una direcció en el temps en un univers relativiste de quatre dimensions, el qual, d'acort en este autor, pot ser determinat per un estudi dels distints sistemes d'àtoms, molècules i cossos.

Història de l'expressió

En 1928, Eddington va publicar el seu llibre The Nature of the Physical World, que va contribuir a popularisar la flecha del temps. En ell, l'autor va escriure:

Dibuixem una flecha del temps arbitrariament. Si en seguir el seu curs trobem més i més elements aleatoris en l'estat de l'univers, en tal case la flecha està apuntant al futur; si, pel contrari, l'element aleatori disminuïx, la flecha apuntarà al passat. He ací l'única distinció admesa per la física. Açò se seguix necessàriament de la nostra argumentació principal: l'introducció de aleatorietat és l'única cosa que no pot ser desfeta. Ampraré l'expressió “flecha del temps” per a descriure esta propietat unidireccional del temps que no té el seu parell en l'espai.

Eddington, per lo tant, senyala tres punts distintius d'esta flecha:

• És vívidamente reconeguda per la consciència.

• És igualment exigida per la raó, que nos informa de que una flecha reversible seria un absurt (com vorem en l'eixemple del got).

• La flecha del temps no ve recollida en la ciència física, llevat en l'estudi de l'organisació de fenomens determinats.

Aixina que, d'acort en Eddington, la flecha del temps indica la direcció de l'increment progressiu de l'element aleatori. Seguint un antic argument de la termodinàmica, Eddington conclou que pel que fa a la ciència física, la flecha del temps és una propietat exclusiva de l'entropía.

Explicació

Plans macroscòpic i microscòpic

A partir del sorgiment de la mecànica quàntica, fa un sigle, es creu que els processos físics a nivell microscòpic són en la seua major part temporalment simètrics, lo que sugerix que les afirmacions teòriques que els descriuen seran verdaderes si la direcció del temps és reversible. En el pla macroscòpic succeïx tot lo contrari, ya que existix una direcció clara en la flecha del temps, del passat al futur (el got de cristal que cau de la taula es trenca contra el sol, sense tornar a recompondre's mai sobre la taula). La flecha del temps, puix, estaria representada per qualsevol cosa que exhibira dita asimetria temporal. O, en atres paraules, que en el pla macroscòpic, o visible, el temps marcha sempre cap a davant, mentres que en el microscòpic, o de les partícules elementals, pot fer-ho igualment cap a arrere.

Simetria i asimetria

Artícul principal → Simetria temporal.

La simetria del temps pot ser entesa per mig d'una simple analogia: si el temps anara perfectament simètric seria possible vore una película —que haguera filmat successos reals— de manera que tot lo que es visualisara en la mateixa semblara realista, ya es passara la película cap a davant o cap a arrere.

L'existència d'una flecha del temps determinada s'observaria fàcilment al vore el got de cristal recomponent-se sobre la taula despuix de trencat i jujar que no seria una escena realiste. No obstant una filmació dels planetes del sistema solar orbitando al voltant del sol cap a arrere podria resultar tan realiste com cap a davant, perque en abdós casos semejarían obedir les lleis físiques.

Eixemple d'irreversibilitat

Ha de considerar-se una situació en la que un gran contenidor és reblit en dos líquits separats, per eixemple, una tenyida coloreado en un costat i aigua en l'atre. Sense cap barrera entre abdós líquits, l'espente mutu entre els seus molèculas resultaria en una mescla major a mida que passara el temps. De la mateixa manera, una volta mesclats la tenyida i l'aigua, un no esperaria mai que tornaren a separar-se per sí mateixos. Una película del procés de mescla seria realiste si, i solament si, es proyectara cap a davant, pero mai si es proyectara cap a arrere.

Si el contenidor és observat al principi del procés de mescla, es vorien els líquits solament parcialment mesclats. Seria raonable concloure que, sense necessitat d'una comprovació externa, el líquit alcançaria este estat degut a que estaria més ordenat en el passat, quan hi havia més separació de molècules, i estaria més desordenat o mesclat, en el futur.

Ara imaginem que l'experiment es repetix, esta volta usant solament unes poques molècules, per eixemple, dèu molècules, en un contenidor molt menut. En chocar entre sí, podria ocórrer que les molècules, per mera casualitat, se segregaren limpiamente unes d'unes atres, en les de tenyida d'un costat i les d'aigua de l'atre, lo que pot esperar-se que succeïxca de tant en tant, obedint a la teoria de la fluctuació quàntica, que preveu la possibilitat, ya siga menuda, de que les molècules se separen en algun moment d'eixa forma per sí mateixes. No obstant, considerant un número molt més elevat de molècules, és tan improvable esta segregació que, per a que ocórrega, de mija, podria esperar-se que passara més temps del transcorregut des del orige de l'univers.

Aixina que, una película que mostrara un gran número de molècules separant-se per sí mateixes, com s'ha descrit anteriorment, podria semblar-nos no realista i un s'inclinaria a afirmar que la película havia segut proyectada al revés.