Seit Lemaitre und Hubble es in den 1920er Jahren zum ersten Mal vorgeschlagen haben, sind sich Wissenschaftler und Astronomen bewusst, dass sich das Universum ausdehnt. Und aus diesen Beobachtungen gingen kosmologische Theorien wie die Urknalltheorie und der „Pfeil der Zeit“ hervor. Während sich Ersteres mit den Ursprüngen und der Entwicklung unseres Universums befasst, argumentiert Letzteres, dass der Fluss der Zeit in eine Richtung geht und mit der Ausdehnung des Raums verbunden ist.
Seit vielen Jahren versuchen Wissenschaftler herauszufinden, warum dies so ist. Warum fließt die Zeit vorwärts, aber nicht rückwärts? Laut einer neuen Studie, die von einem Forscherteam des Eriwaner Instituts für Physik und der Staatlichen Universität Eriwan in Armenien erstellt wurde, kann der Einfluss der Dunklen Energie der Grund für den Vorwärtsfluss der Zeit sein, was die einseitige Zeit zu einem dauerhaften Merkmal machen kann unser Universum.
Theorien wie der Pfeil der Zeit und die Expansion des Universums gelten heute als grundlegende Tatsachen über das Universum. Zwischen der Zeitmessung mit Atomuhren, der Beobachtung der Rotverschiebung von Galaxien und der Erstellung detaillierter 3D-Karten, die die Entwicklung unseres Universums im Laufe von Milliarden von Jahren zeigen, kann man sehen, wie sich Zeit und Raumausdehnung an der Hüfte verbinden.
Die Frage, warum dies der Fall ist, hat die Physiker weiterhin frustriert. Bestimmte fundamentale Kräfte wie die Schwerkraft werden nicht von der Zeit bestimmt. Tatsächlich könnte man ohne Schwierigkeiten argumentieren, dass Newtons Bewegungsgesetze und die Quantenmechanik vorwärts oder rückwärts gleich funktionieren. Aber wenn es um Dinge im großen Stil wie das Verhalten von Planeten, Sternen und ganzen Galaxien geht, scheint alles auf den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zurückzuführen zu sein.
Dieses Gesetz, das besagt, dass das totale Chaos (auch bekannt als Entropie) eines isolierten Systems mit der Zeit immer größer wird, die Richtung, in die sich die Zeit bewegt, entscheidend und nicht verhandelbar ist, wurde als Grundlage für den Pfeil der Zeit akzeptiert. In der Vergangenheit haben einige gewagt, dass die Zeit selbst rückwärts fließen würde, wenn sich das Universum zusammenziehen würde. Seit den 1990er Jahren und der Beobachtung, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt, haben Wissenschaftler dies jedoch bezweifelt.
Wenn das Universum tatsächlich zu größeren Expansionsraten getrieben wird - die vorherrschende Erklärung ist, dass „Dunkle Energie“ es antreibt -, wird der Zeitfluss niemals aufhören, eine Richtung zu sein. Zwei armenische Forscher - Armen E. Allahverdyan vom Zentrum für Kosmologie und Astrophysik am Eriwaner Institut für Physik und Vahagn G. Gurzadyan von der Staatlichen Universität Eriwan - argumentieren, dass dunkle Energie die ist Grund warum die Zeit immer vorwärts geht.
In ihrer Arbeit mit dem Titel „Zeitpfeil wird von der Dunklen Energie beeinflusst“ argumentieren sie, dass die Dunkle Energie, die die Expansion des Universums beschleunigt, die asymmetrische Natur der Zeit unterstützt. Dunkle Energie wird oft als „kosmologische Konstante“ bezeichnet und bezieht sich auf Einsteins ursprüngliche Theorie über eine Kraft, die die Schwerkraft zurückhielt, um ein statisches Universum zu erreichen. Sie wird nun als „positive“ Konstante angesehen, die das Universum vorwärts treibt, anstatt es zurückzuhalten .
Um ihre Theorie zu testen, verwendeten Allahverdyan und Gurzadyan ein großräumiges Szenario mit Schwerkraft und Masse - einem Planeten mit zunehmender Masse, der einen Stern umkreist. Sie fanden heraus, dass der Planet den Stern einfach umkreisen würde, wenn die Dunkle Energie einen Wert von 0 hätte (was die Physiker vor den 1990er Jahren dachten) oder wenn die Schwerkraft für das Zusammenziehen des Weltraums verantwortlich wäre, ohne einen Hinweis darauf, ob er sich bewegt vorwärts oder rückwärts in der Zeit.
Unter der Annahme, dass der Wert der Dunklen Energie positiv ist (wie alle Beweise, die wir gesehen haben, nahe legen), würde der Planet schließlich vom Stern weggeworfen werden. Wenn dieses Szenario vorangebracht wird, wird der Planet aufgrund seiner zunehmenden Masse vertrieben. Wenn der Planet rückwärts läuft, nähert er sich dem Stern und wird von seiner Schwerkraft erfasst.
Mit anderen Worten, das Vorhandensein dunkler Energie in diesem Szenario war der Unterschied zwischen einem „Zeitpfeil“ und einem fehlenden. Ohne dunkle Energie gibt es keine Zeit und daher keine Möglichkeit, den Unterschied zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu erkennen oder ob die Dinge vorwärts oder rückwärts laufen.
Aber natürlich stellten Allahverdyan und Gurzadyan in ihrer Studie auch fest, dass dies ein begrenzter Test ist und nicht alle brennenden Fragen beantwortet. "Wir stellen auch fest, dass der Mechanismus nicht alle Vorkommen des thermodynamischen Pfeils erklären kann (und sollte)", sagten sie. "Beachten Sie jedoch, dass die Dunkle Energie (kosmologische Konstante) auch dann nicht existiert, wenn sie die mittlere Dichte (frühes Universum oder heutiger Labormaßstab) nicht dominiert."
Begrenzt oder nicht, diese Forschung ist repräsentativ für einige aufregende neue Schritte, die Astrophysiker in letzter Zeit unternommen haben. Dabei werden nicht nur die Ursprünge der Dunklen Energie und die von ihr erzeugte Expansionskraft in Frage gestellt, sondern auch ihre Auswirkungen auf die Grundphysik. Auf diese Weise können Forscher möglicherweise endlich die uralte Frage beantworten, warum Zeit existiert und ob sie manipuliert werden kann oder nicht (d. H. Zeitreise!).
