Kannst du den Zeitpfeil umkehren?

Zunächst sei angemerkt, dass "den Zeitpfeil umkehren" nicht dasselbe ist wie "in der Zeit zurückreisen" (das hast du natürlich nicht gesagt, aber nur für den Fall, dass andere Leser diese Idee im Kopf haben). Zweitens sind Sie wahrscheinlich mit der Umkehrung des Zeitpfeils vertrauter, als Sie denken.

Der Zeitpfeil ist nur eine andere Art, den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu betrachten. Wirklich, der Zeitpfeil ist nur unsere Wahrnehmung der zunehmenden Entropie. Wenn wir beispielsweise sehen könnten, wie sich alle Gasmoleküle in einem Raum plötzlich in einer Ecke des Raums versammeln, ohne dass äußere Kräfte auf die Teilchen einwirken, würde es so aussehen, als würden sich die Gasmoleküle „in der Zeit rückwärts bewegen“. Wir würden normalerweise erwarten, dass Gasmoleküle im Laufe der Zeit aus der hohen Konzentration in der Ecke eines Raums herausdiffundieren.

Im Gegensatz dazu, wenn die Entropie maximal ist (oder nicht definierbar ist), verliert der Zeitpfeil jede Richtung oder Bedeutung. Nehmen wir zum Beispiel unser gleiches Gas in unserem Raum im Gleichgewicht (maximale Entropie) und nehmen ein Video des Gases für eine lange Zeit auf. Lassen Sie uns nun das Band rückwärts laufen lassen. Es würde genauso aussehen, als würden wir nach vorne spielen. Sie könnten nicht zwischen rückwärts und vorwärts unterscheiden. Der Mangel an Entropiezunahme hat die Wahrnehmung der Zeit, die in eine Richtung fließt, beseitigt.

Daher, um Ihre Frage zu beantworten, ganz sicher. Wir tun es viel. Suchen Sie einfach nach einem System, dessen Entropie abnimmt. Zum Beispiel die Lebensmittel in Ihrem Kühlschrank. Wenn Sie sich nur auf einige warme Lebensmittel konzentrieren würden, die Sie gerade in Ihren Kühlschrank gestellt haben, würden Sie sehen, wie Energie die Lebensmittel verlässt, da die Bewegung der Lebensmittelpartikel weniger zufällig wird. Energie würde von "weniger konzentriert" zu "stärker konzentriert" fließen. Auf dieser Ebene könnten Sie schlussfolgern, dass Ihr Kühlschrank den Lauf der Zeit umgekehrt hat.

Wie wir wissen, wird die Abnahme der Entropie aus dem Kühlschrank natürlich von einer Zunahme der Entropie außerhalb des Kühlschranks begleitet, aber irgendwo hat eine Abnahme der Entropie (Umkehrung des Zeitpfeils) stattgefunden . Daher wurde auch dort der Zeitpfeil umgekehrt.

Alles, was Sie tun müssen, ist, die Entropie eines Systems zu verringern, und Sie haben den Zeitpfeil für dieses System reserviert.

Wenn Sie fragen wollen, ob wir den Zeitpfeil universell umkehren können, lautet die Antwort natürlich nein. Wie Sie wahrscheinlich sehen können, würde dies bedeuten, die Entropie des Universums zu verringern. Wenn unser Universum kein geschlossenes System ist und wir einen Weg finden können, einige externe "Kräfte" zu haben, die die Entropie des Universums verringern können, ist dies nicht möglich. Normalerweise gehen wir davon aus, dass das Universum ein geschlossenes System ist, also muss die Entropie immer zunehmen (bis zum Hitzetod des Universums ), und daher wird der Zeitpfeil immer "vorwärts" sein.

Eigentlich ja. Und der Zeitpfeil wurde in einem Chloroformmolekül in einem NMR-Aufbau experimentell umgekehrt.

Der „Trick“ dabei ist, dass in normalen Diskussionen über Thermodynamik verschiedene Systeme als unkorreliert angenommen werden: Thermische Bewegungen sind zufällig und Teil A und Teil B des Systems geben keine Auskunft über den Zustand des anderen Teils. Wenn es gegenseitige Informationen gibt, kann man (mikroskopische) Systeme herstellen, bei denen Wärme von kalten zu warmen Teilen fließt , oder auf andere Weise den Zeitpfeil brechen. Die Abnahme der gegenseitigen Information kompensiert die Entropiereduktion (und diese wird potenziell größer für die gegenseitige Quanteninformation ).

Auf makroskopischer Ebene wird dies wahrscheinlich nicht sehr gut funktionieren, da es zu viele Freiheitsgrade zu manipulieren gibt.