Axa timpului este un termen filozofic folosit pentru a denumi pe scurt direcția și ireversibilitatea timpului [1] . Este ilustrat clar ca o axă a timpului (denumită și în contextul termodinamicii o săgeată a timpului ) - un concept care descrie timpul ca o linie dreaptă (adică un obiect unidimensional din punct de vedere matematic ), întins din trecut la viitorul . _ Dintre oricare două puncte necoincidente de pe axa timpului, unul este întotdeauna viitorul relativ la celălalt. Există trei săgeți principale ale timpului: termodinamică, cosmologică și ondulatorie [1] .
Fizica clasică reprezintă spațiu-timp ca un produs direct al timpului unidimensional și al spațiului tridimensional . Transformările galileene păstrează întotdeauna coordonatele de timp (până la o schimbare). Astfel, axa timpului este o linie dreaptă, iar punctele sale (numite momente de timp ) sunt parametrizate de o coordonată de timp .
În ciuda inconsecvenței dovedite a acestei reprezentări cu natura fizică a timpului, ea este utilizată în construcția scării de timp coordonate universale pe Pământ , precum și în multe modele științifice care nu necesită luarea în considerare a caracterului finit al vitezei luminii. .
În termodinamică , accentul este pus pe direcția timpului (diferența dintre trecut și viitor). În toate procesele există o direcție distinctă în care procesele trec de la o stare mai ordonată la una mai puțin ordonată. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât este mai dificil să-l restabiliți din dezordine. Într-un sistem izolat , entropia nu scade. Este incomparabil mai ușor să spargi sticla decât să faci una nouă și să o introduci în cadru. Este mult mai ușor să ucizi o ființă vie decât să o readuci la viață, dacă aceasta din urmă este chiar posibilă.
Unidirecționalitatea fundamentală a timpului este o trăsătură care distinge termodinamica de alte ramuri ale fizicii , dar acesta, în general, este doar un efect statistic (conform ipotezei ergodice , un sistem petrece mult mai mult timp într-o stare mai puțin ordonată decât într-o stare ordonată). unul, prin urmare, cu o observare insuficient de lungă a evoluției, se va părea că sistemul tinde să se miște într-o stare mai puțin ordonată) .
Unii autori consideră că diferența dintre trecut și viitor apare nu din cauza legilor care guvernează schimbarea sistemului fizic, ci din cauza condițiilor de limită care pot descrie starea sistemului fizic. [2] [3]
În teoriile fundamentale moderne ale fizicii - teoria relativității și teoria câmpului cuantic ( vezi ) - direcția timpului, în principiu, nu se distinge prin nimic.
Invarianța direcției timpului în raport cu relativitatea generală este un concept destul de controversat. De exemplu, undele gravitaționale sunt descrise prin soluții ale ecuațiilor lui Einstein de tip de undă și, datorită geometriei existente a spațiului, procesul de radiație a undelor gravitaționale nu poate fi complet analog cu procesul de absorbție. Astfel, atunci când luăm în considerare aceste procese, se poate distinge clar axa (săgeata) timpului (cu alte cuvinte, distinge trecutul de viitor).
În teoria relativității , există doar o ordonare parțială a momentelor spațiu-timp în timp. În ceea ce privește două evenimente, nu putem spune întotdeauna care se află în trecut și care se află în viitor, așa că nu există nicio axă a timpului în sensul obișnuit. Evenimentele despre dat sunt împărțite în viitor - care poate fi influențat, trecut - care îl afectează și incert - nici unul, nici celălalt.
Un concept comparabil este linia lumii , pe care se definește timpul potrivit , dar fiecare corp are al lui . În relativitatea specială (precum și în majoritatea modelelor de spațiu-timp curbat în relativitatea generală) ordinea timpului este păstrată. Adică, dacă liniile lumii a două corpuri se intersectează în două puncte din spațiu-timp, atunci unul dintre ele este trecutul din punctul de vedere al ambelor corpuri, iar celălalt este viitorul. Deși relativitatea generală nu interzice intersecțiile multiple ale liniilor lumii, încălcând ordinea timpului, și chiar auto-intersecția liniei lumii (vezi călătoria în timp ), aplicabilitatea unor astfel de modele de spațiu-timp în lumea fizică reală este îndoielnică. . Se poate presupune că există mai multe dimensiuni. Aceste axe sunt dimensiunile timpului. Aceste axe se pot intersecta într-un punct.