Az idő tengelye egy filozófiai kifejezés, amellyel röviden megnevezzük az idő irányát és visszafordíthatatlanságát [1] . Egyértelműen időtengelyként szemléltetve ( a termodinamika kontextusában időnyílként is emlegetett ) – egy olyan fogalom , amely az időt egyenes vonalként írja le (vagyis matematikailag egydimenziós objektumként ), amely a múlttól a múltig terjed. a jövőt . Az időtengely bármely két nem egybeeső pontja közül az egyik mindig a másikhoz viszonyított jövő. Az időnek három fő nyila van: termodinamikai, kozmológiai és hullám [1] .
A klasszikus fizika a téridőt az egydimenziós idő és a háromdimenziós tér közvetlen termékeként ábrázolja . A galilei transzformációk mindig megőrzik az időkoordinátát (eltolódásig). Így az időtengely egy egyenes, és pontjait (amelyeket időpillanatoknak nevezünk) egy időkoordináta paraméterez .
Annak ellenére, hogy ez az ábrázolás bizonyítottan nincs összhangban az idő fizikai természetével, használják az univerzális koordinált időskála felépítésében a Földön , valamint számos olyan tudományos modellben, amelyek nem igénylik a fénysebesség végességét. .
A termodinamikában a hangsúly az idő irányára (a múlt és a jövő közötti különbségre) kerül. Minden folyamatban van egy megkülönböztetett irány, amelyben a folyamatok önmagukban mennek át egy rendezettebb állapotból egy kevésbé rendezett állapotba. Minél nagyobb a rendszer rendje, annál nehezebb helyreállítani a rendetlenséget. Egy elszigetelt rendszerben az entrópia nem csökken. Összehasonlíthatatlanul egyszerűbb betörni az üveget, mint újat készíteni és behelyezni a keretbe. Sokkal könnyebb megölni egy élőlényt, mint életre kelteni, ha ez utóbbi lehetséges.
Az idő alapvető egyirányúsága megkülönbözteti a termodinamikát a fizika más ágaitól , de ez általánosságban csak statisztikai hatás ( az ergodikus hipotézis szerint egy rendszer sokkal több időt tölt kevésbé rendezett állapotban, mint rendezett állapotban. ezért az evolúció nem kellően hosszú megfigyelésével úgy tűnik, hogy a rendszer kevésbé rendezett állapotba kerül) .
Egyes szerzők úgy vélik, hogy a múlt és a jövő közötti különbség nem a fizikai rendszer változását irányító törvényszerűségek miatt keletkezik, hanem a fizikai rendszer állapotát leíró peremfeltételek miatt. [2] [3]
A modern fizika alapvető elméleteiben - a relativitáselméletben és a kvantumtérelméletben ( lásd ) - az idő irányát elvileg semmi sem különbözteti meg.
Az idő irányának változatlansága az általános relativitáselmélethez képest meglehetősen vitatott fogalom. Például a gravitációs hullámokat Einstein hullámtípusú egyenletek megoldásai írják le , és a tér meglévő geometriája miatt a gravitációs hullámok sugárzási folyamata nem lehet teljesen analóg az abszorpciós folyamattal. Így ezeknek a folyamatoknak a mérlegelésekor egyértelműen megkülönböztethető az idő tengelye (nyila) (más szóval megkülönböztethető a múlt a jövőtől).
A relativitáselméletben a téridő pontok csak részlegesen rendeződnek az időben. Két esemény kapcsán nem mindig tudjuk megmondani, hogy melyik a múltban és melyik a jövőben, ezért nincs a szokásos értelemben vett időtengely. Az adottra vonatkozó eseményeket jövőre - befolyásolható, múltra -, amely hatással van, és bizonytalanra - sem egyikre, sem másikra - osztják.
Hasonló fogalom a világvonal , amelyen a megfelelő idő van meghatározva , de minden testnek megvan a sajátja . A speciális relativitáselméletben (valamint az általános relativitáselmélet görbe téridő modelljeiben) az idő rendje megmarad. Vagyis ha két test világvonala a téridő két pontján metszi egymást, akkor az egyik mindkét test szempontjából a múlt, a másik pedig a jövő. Bár az általános relativitáselmélet nem tiltja a világvonalak időrendjét megsértő többszöri metszéspontját, sőt a világvonal önmetszését (lásd időutazás ), az ilyen téridő-modellek alkalmazhatósága a valós fizikai világra kétséges. . Feltételezhető, hogy több dimenzió létezik. Ezek a tengelyek az idő dimenziói. Ezek a tengelyek egy ponton metszik egymást.