시간은 왜 앞으로 가고 뒤로 안 가나요?

1865년 독일의 물리학자 루돌프 클라우지우스 그는 열이 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 전달될 수 없다고 말했다., 주변에 아무 것도 변경되지 않은 경우. 클라우지우스는 이 열의 거동을 측정하기 위해 “엔트로피”라는 개념을 제시했습니다. 열이 차가운 물체에서 뜨거운 물체로 절대 흐르지 않는다는 또 다른 표현은 “엔트로피는 증가할 뿐 감소하지 않습니다”(엔트로피 프레임워크와 난기류의 부상 보기).

로벨리처럼 시간순으로 확인됨이것이 단지 과거와 미래를 구분할 수 있는 물리의 기본 법칙. 공은 언덕 아래로 굴러 떨어지거나 꼭대기로 튕길 수 있지만 열은 차가운 곳에서 뜨거운 곳으로 흐를 수 없습니다.

예를 들어 Rovelli는 펜을 들고 한 손에서 다른 손으로 떨어뜨립니다. “이것이 내 손에 멈추는 이유는 그것이 약간의 에너지가 있기 때문에 에너지가 열로 바뀌고 내 손을 가열합니다. 마찰은 반동을 멈 춥니 다. 그렇지 않으면 열이 없으면 영원히 튀어 오를 것이고 나는 구별하지 못할 것입니다. 미래에서 과거로.”

여기까지는 간단합니다. 즉, 분자 수준에서 열이 무엇인지 생각하기 시작할 때까지입니다. 뜨거운 것과 차가운 것의 차이점은 분자가 얼마나 흔들리는가입니다. 뜨거운 증기 기관에서 물 분자는 매우 여기되어 서로 빠르게 휘어지고 충돌합니다. 물 분자 자체는 유리창에 결로로 결합할 때 덜 흔들립니다.

문제는 다음과 같습니다. 예를 들어 한 수준의 물 분자가 충돌하여 다른 물 분자에 튕겨져 나가면 시간 화살표가 사라집니다. 이 충돌에 대한 미세한 비디오를 보고 되감으면 어느 쪽이 앞으로 가고 어느 쪽이 뒤로 가는지 명확하지 않을 것입니다. 더 작은 규모에서 열을 생성하는 현상(입자 충돌)은 시간에 따라 대칭입니다.

즉, 과거에서 미래로 가는 시간의 화살은 미시에서 거시로 한 발짝 물러나야 비로소 나타납니다. 이는 오스트리아의 물리학자이자 철학자인 Ludwig Boltzmann이 처음으로 인정한 것입니다.

Rovelli는 “따라서 시간의 흐름은 세부 사항이 아니라 큰 것을 본다는 사실에서 비롯됩니다.”라고 말합니다. 이 단계에서 세계에 대한 기본적인 미시적 관점에서 거시적 세계에 대한 거칠고 대략적인 묘사까지, 여기에서 시간의 방향이 들어옵니다.

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Rovelli는 “세계가 본질적으로 공간과 시간을 지향한다는 것은 아닙니다. 주변을 둘러보면 일상적인 중간 크기의 물체가 더 많은 엔트로피를 갖는 경향이 있습니다. 잘 익은 사과가 나무에서 떨어지며 뒤죽박죽이 된 카드 팩입니다.

엔트로피는 시간의 화살표와 밀접하게 관련되어 있는 것처럼 보이지만 강력한 시간 방향이 내장되어 있는 유일한 물리학 법칙이 아주 작은 것을 볼 때 그 방향을 잃는다는 것은 다소 놀랍고 어쩌면 혼란스러울 수도 있습니다.

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