Nega vaqt faqat oldinga qarab oqadi? Koinot tartibsizlikka intilishining siri

Hammasiga koinotdagi entropiya sabab. Fizika qonunlariga ko‘ra, yopiq tizimda tartibsizlik darajasi ortib boradi. Aynan shu jarayon vaqtning o‘tmishdan kelajak sari oqishini tushunishga yordam beradi.

Ba’zan ertalab hamma ish chappasiga ketadi: tuxum tovaga tushish o‘rniga polga tushib ketadi, qahvaga esa bilmasdan aynigan sut qo‘shib yuborasiz. Shunday paytlarda beixtiyor bir fikr xayoldan o‘tadi: qaniydi, vaqtni ortga qaytarib, buzilgan nonushtani avvalgi holatiga keltirish mumkin bo‘lsa!

Ammo vaqt o‘qi — olimlar vaqtning bir yo‘nalishda harakatlanishini shunday atashadi — faqat o‘tmishdan kelajak tomon yo‘nalgan.

Nazariy jihatdan, agar vaqt aksincha, kelajakdan o‘tmishga qarab oqsa ham, fizika qonunlari, mexanika, nisbiylik nazariyasi, kvant maydon nazariyasi va dunyomizni tasvirlaydigan boshqa barcha qoidalar xuddi hozirgidek ishlashi mumkin edi.

Tabiatning fundamental qonunlari uchun soat millari qaysi tomonga harakatlanishining farqi yo‘q.

Gap shundaki, o‘tmish bilan kelajakni bir-biridan ajratib turadigan yagona qoida — termodinamikaning ikkinchi qonunidir. Unga ko‘ra, izolyatsiyalangan tizimdagi entropiya o‘zgarmasligi yoki ortib borishi mumkin.

Hali ham tushunarsizmi? Keling, buni birgalikda ko‘rib chiqamiz.

Entropiya nima va u vaqt bilan qanday bog‘liq?

Entropiya — tizimdagi tartibsizlik darajasini ifodalovchi fizik kattalik. Tartibsizlik qancha ko‘p bo‘lsa, entropiya ham shuncha yuqori bo‘ladi.

Yangi o‘yin kartalari dastasini tasavvur qiling. Undagi kartalar turi bo‘yicha ajratilgan va oltidan tuzgacha tartib bilan joylashtirilgan. Ammo kartalarni aralashtirsangiz, ular tasodifiy tartibda joylashib qoladi. Shu paytda karta dastasining entropiyasi ortadi.

Xuddi shunday holat tuxumni polga tushirib yuborganingizda yoki qahvaga sut qo‘shganingizda ham yuz beradi.

Xo‘sh, nega tuxumning bo‘laklari yana o‘z-o‘zidan yig‘ilib, po‘chog‘iga qaytmaydi? Nega qahvadagi sut yana alohida ajralib chiqmaydi?

Chunki bunday hodisalar entropiyaning kamayishini talab qilgan bo‘lardi. Bu esa termodinamikaning ikkinchi qonuniga zid: izolyatsiyalangan tizimda entropiya kamaymaydi, balki o‘zgarmay qoladi yoki ortadi.

Albatta, kartalarni yana turi bo‘yicha saralash, singan tuxumning qoldiqlarini esa tozalash mumkin. Lekin tartibni tiklash uchun kuch sarflashga to‘g‘ri keladi.

Bu jarayonda siz atrof-muhit entropiyasini oshirasiz. Natijada butun koinotning umumiy entropiyasi ham ortadi. Demak, tizimning bir qismida tartibni tiklash mumkin bo‘lsa-da, umumiy hisobda termodinamikaning ikkinchi qonuni o‘z kuchida qoladi.

Koinotning kengayishi va vaqtning yo‘nalishi

Biz bilamizki, koinot doimiy ravishda kengaymoqda. Uning entropiyasi ham tinimsiz ortib bormoqda. Bu jarayonlar natijasida koinot tobora tartibsizroq va materiya hamda energiya jihatidan siyrakroq holatga kelmoqda.

Shundan mantiqiy xulosa chiqarish mumkin: hammasi koinot entropiyasi juda past bo‘lgan o‘tmishdagi bir holatdan boshlangan.

Olimlar bu boshlang‘ich nuqtani Katta portlash bilan bog‘lashadi.

Taxminan 13,8 milliard yil avval koinot nihoyatda zich va issiq holatda bo‘lgan. Bu holat kosmologik singulyarlik deb ataladi. Katta portlashdan so‘ng entropiya orta boshlagan va biz hozirgacha shu jarayonning oqibatlarini kuzatib kelmoqdamiz.

Olimlar ilk koinot nega shunchalik tartibli holatda bo‘lganini va undan oldin nima sodir bo‘lganini hozircha ishonchli tarzda tushuntirib bera olishmaydi.

Shunga qaramay, kosmologlarning fikricha, vaqtning o‘tmishdan kelajak sari oqishi aynan koinotning dastlabki holati bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin.

Vaqtning ham oxiri bormi?

Boshlanishi bo‘lgan ko‘plab hodisalar singari, vaqt o‘qining ham bir kun kelib oxiriga yetishi ehtimoli bor.

Mashhur gipotezalardan biriga ko‘ra, koinot va u bilan birga vaqt ham issiqlik o‘limi deb ataladigan holat yuz berganda o‘z nihoyasiga yetishi mumkin.

Bu taxminni ilk bor 1865-yilda fizik Rudolf Klauzius ilgari surgan. U termodinamikaning ikkinchi qonunini butun koinotga tatbiq etib, uning uzoq kelajakdagi ehtimoliy holatini tasvirlagan.

Ushbu gipotezaga ko‘ra, bir kun kelib barcha yulduzlar o‘z yoqilg‘isini sarflab, so‘nadi, qora tuynuklar esa asta-sekin bug‘lanib ketadi. Koinot shu qadar kengayadiki, unda materiya va energiya nihoyatda siyrak tarqalib qoladi.

Oxir-oqibat, koinot muvozanat holatiga yaqinlashadi va entropiya eng yuqori qiymatiga yetadi. Bunday sharoitda energiyadan foydali ish bajarish uchun foydalanish imkoniyati keskin kamayadi.

Ehtimol, o‘sha paytda vaqtning yo‘nalishi ham hozirgi ma’nosini yo‘qotar. Ammo bu faqat nazariy taxminlardan biri, koinotning kelajagi va vaqtning tabiati haqidagi barcha savollarga hozircha aniq javob yo‘q.

Hozircha esa bir narsani qabul qilishimizga to‘g‘ri keladi: vaqtni ortga qaytarib bo‘lmaydi. To‘kilgan qahva, singan tuxum va o‘tib ketgan lahzalar — bularning barchasi vaqtning faqat oldinga qarab oqishini har kuni eslatib turadi.