🔰«مسئله پیکان ترمودینامیکی زمان»: چرا آب رفته به جوی بر نمیگردد؟
The problem of thermodynamic arrow of time
🔹ما در زندگی روزمرّه خود به کرّات با رخدادهایی مواجهیم که برگشت ناپذیرند: برای مثال بوی شیشه عطر در اتاق پخش میشود ولی هیچگاه دوباره از اتاق به داخل شیشه عطر جمع نمیشود. بدین ترتیب ما یک عدم تقارن زمانی را شاهد هستیم، یعنی برخی فرآیندها در جهت آینده رخ میدهند امّا هرگز در جهت گذشته (یعنی با ترتیب رخ دادن معکوس) محقّق نمیشوند. به عبارت ساده، اگر فیلمی را به ما نشان دهند که رنگ موجود در یک شربت به مرور در یک ناحیه متمرکز میشود و کمکم یک قرص جوشان سالم پدیدار میشود، ما بیدرنگ پیمیبریم که این فیلم به صورت معکوس در حال پخش است.
🔸طبیعی است که از این مشاهدات کسی نتیجه بگیرد که برخی از قوانین فیزیک هستند که اجازه رخ دادن یک فرآیند را میدهند امّا معکوس آن را منع میکنند. در واقع یک قانون فیزیکی بسیار مشهور وجود دارد که اینچنین است: قانون دوم ترمودینامیک. این قانون بیان میکند که آنتروپی کل (معیاری از بینظمی یا تصادفی بودن) یک سیستم منزوی، تنها میتواند با گذشت زمان افزایش یابد یا در شرایط خاصی ثابت بماند، امّا هرگز کاهش نخواهد یافت. این بدان معناست که اشیا به طور طبیعی تمایل به بینظمی بیشتر دارند: مولکولهای عطر که با پخش شدن در اتاق بینظم شدهاند دوباره نمیتوانند با جمع شدن در شیشه منظم شوند.
🔹امّا مسئله اینجاست که نظریه ترمودینامیک به عنوان یک نظریه بنیادی فیزیک شناخته نمیشود، بلکه تنها در سطوح کلان و بزرگمقیاس (وقتی که تعداد بسیار زیادی ذره در کار باشند) قابل اعمال است. بنابراین، آن را باید بر اساس قوانین بنیادین فیزیک، که در سطوح پایه برقرارند، توضیح داد.
🔸امّا هرچقدر قوانین بنیادی فیزیک را بررسی کنیم، از مکانیک و الکترومغناطیس کلاسیک گرفته تا مکانیک نسبیتی و نظریه میدانهای کوانتومی، اثری از قانونی که یک فرآیند را فقط در یک جهت (و نه معکوس آن) مجاز بشمارد نمییابیم(به استثناء برخی موارد نادر). به عبارت دقیقتر،
قوانین پایه فیزیک تقارن زمانی دارند. برای مثال، اگر فیلمی از برخورد توپهای بیلیارد را به ما نشان دهند(با صرف نظر از اصطکاک) قادر نیستیم تشخیص دهیم که فیلم در جهت واقعی در حال پخش است یا در جهت معکوس.
⁉️پس عدم تقارن (پیکان) ترمودینامیکی زمان از کجا ناشی شدهاست؟
✍🏻این مسئله، یک پرسش مهم و اساسی در فیزیک بنیادی محسوب میشود. با این وجود، برخی پاسخها به آن داده شده است که إنشاءالله در آینده به آن خواهیم پرداخت.
🔴کانال علم، فلسفه و الهیات
🆔@TheoCosmology