Helt siden Lemaitre og Hubble først foreslo det på 1920-tallet, har forskere og astronomer vært klar over at universet ekspanderer. Og fra disse observasjonene kom kosmologiske teorier som Big Bang Theory og "Arrow of Time" frem. Mens førstnevnte adresserer opprinnelsen og evolusjonen til universet vårt, argumenterer sistnevnte for at tidsflyten i en retning og er knyttet til ekspansjonen av rommet.
I mange år har forskere prøvd å finne ut hvorfor dette er. Hvorfor flyter tiden fremover, men ikke bakover? I følge ny studie produsert av et forskerteam fra Yerevan Institute of Physics og Yerevan State University i Armenia, kan påvirkningen av mørk energi være årsaken til den fremtidige strømmen av tid, noe som kan gjøre en retningsbestemt tid til et permanent trekk ved vårt univers.
I dag regnes teorier som Arrow of Time og utvidelsen av universet som grunnleggende fakta om universet. Mellom å måle tid med atomklokker, observere det røde skiftet av galakser, og lage detaljerte 3D-kart som viser utviklingen av universet vårt i løpet av milliarder av år, kan man se hvordan tid og romutvidelsen er sammenføyd i hoften.
Spørsmålet om hvorfor dette er tilfelle er et som har fortsatt å frustrere fysikere. Enkelte grunnleggende krefter, som tyngdekraften, styres ikke av tiden. Faktisk kan man uten problemer argumentere for at Newtons Laws of Motion og kvantemekanikk fungerer like fremover eller bakover. Men når det gjelder ting i stor skala som oppførselen til planeter, stjerner og hele galakser, ser alt ut til å komme ned til den andre loven om termodynamikk.
Denne loven, som sier at det totale kaoset (alias entropi) av et isolert system alltid øker over tid, retningen som tiden beveger seg er avgjørende og ikke omsettelig, har blitt akseptert som grunnlag for Arrow of Time. I det siste har noen våget seg at hvis universet begynte å trekke seg sammen, ville tiden i seg selv begynne å strømme bakover. Siden 1990-tallet og observasjonen av at universet har utvidet seg med en akselererende hastighet, har forskere imidlertid tvilt på at dette.
Hvis faktisk universet blir drevet til større ekspansjonshastigheter - den dominerende forklaringen er at "Dark Energy" er det som driver det - vil tidsstrømmen aldri slutte å være en vei. Tar denne logikken et skritt videre, argumenterer to armenske forskere - Armen E. Allahverdyan fra Center for Cosmology and Astrophysics ved Yerevan Institute of Physics og Vahagn G. Gurzadyan fra Yerevan State University - at mørk energi er Årsaken hvorfor tiden alltid beveger seg fremover.
I sin artikkel, med tittelen “Time Arrow er influert av den mørke energien”, argumenterer de for at mørk energi som akselererer utvidelsen av universet, støtter den asymmetriske naturen. Ofte referert til som den "kosmologiske konstanten" - med referanse til Einsteins opprinnelige teori om en kraft som holdt tilbake tyngdekraften for å oppnå et statisk univers - blir nå mørk energi sett på som en "positiv" konstant, som skyver universet frem, snarere enn å holde det tilbake .
For å teste teorien deres brukte Allahverdyan og Gurzadyan et storskala scenario som involverer tyngdekraft og masse - en planet med økende masse som kretser rundt en stjerne. Det de fant var at hvis mørk energi hadde en verdi på 0 (som fysikere trodde før 1990-tallet), eller om tyngdekraften var ansvarlig for å trekke rom sammen, ville planeten ganske enkelt kretset rundt stjernen uten noen indikasjon på om den beveget seg fremover eller bakover i tid.
Men forutsatt at verdien av mørk energi er en positiv (som alt beviset vi har sett tilsier), vil planeten til slutt bli kastet unna stjernen. Når dette scenariet kjøres frem, blir planeten utvist på grunn av den økende massen; mens når den kjøres bakover, lukkes planeten inn på stjernen og fanges opp av dens tyngdekraft.
Med andre ord, tilstedeværelsen av mørk energi i dette scenariet var forskjellen mellom å ha en "pil av tid" og ikke å ha en. Uten mørk energi er det ingen tid, og dermed ingen måte å fortelle forskjellen mellom fortid, nåtid og fremtid, eller om ting løper i fremover eller bakover.
Men naturligvis bemerket Allahverdyan og Gurzadyan også i studien at dette er en begrenset test og ikke svarer på alle de brennende spørsmålene. "Vi bemerker også at mekanismen ikke kan (og bør ikke) forklare alle forekomster av den termodynamiske pilen," sa de. "Vær imidlertid oppmerksom på at selv når den mørke energien (kosmologisk konstant) ikke dominerer middeltettheten (tidlig univers eller dagens laboratorieskala), eksisterer den fortsatt."
Begrenset eller ikke, er denne forskningen representativ for noen spennende nye skritt som astrofysikere har tatt for sent. Dette innebærer ikke bare å stille spørsmål ved opprinnelsen til mørk energi og ekspansjonskraften den skaper, men også stille spørsmål ved dens implikasjoner i grunnleggende fysikk. På denne måten kan forskere endelig kunne svare på det eldgamle spørsmålet om hvorfor tiden eksisterer, og om den kan manipuleres eller ikke (dvs. tidsreiser!)
