Ända sedan Lemaitre och Hubbles först föreslog det på 1920-talet har forskare och astronomer varit medvetna om att universum expanderar. Och från dessa observationer framkom kosmologiska teorier som Big Bang Theory och "Arrow of Time". Medan den förstnämnda tar upp ursprunget och utvecklingen av vårt universum, argumenterar den senare att tidsflödet i en riktning och är kopplat till utbyggnaden av rymden.
Under många år har forskare försökt konstatera varför detta är. Varför flyter tiden framåt, men inte bakåt? Enligt en ny studie producerad av ett forskarteam från Yerevan Institute of Physics och Yerevan State University i Armenien, kan påverkan av mörk energi vara orsaken till tidens framåtflöde, vilket kan göra en riktningstid till ett permanent inslag i vårt universum.
Idag betraktas teorier som Arrow of Time och expansionen av universum som grundläggande fakta om universum. Mellan mätning av tid med atomklockor, iakttagande av den röda förändringen av galaxer och skapade detaljerade 3D-kartor som visar utvecklingen av vårt universum under miljarder år, kan man se hur tid och utbyggnad av rymden förenas vid höften.
Frågan om varför detta är fallet är dock en som har fortsatt att frustrera fysiker. Vissa grundläggande krafter, som tyngdkraften, styrs inte av tiden. I själva verket kan man utan svårigheter hävda att Newtons lagar om rörelse och kvantmekanik fungerar lika framåt eller bakåt. Men när det gäller saker i stor skala som planeter, stjärnor och hela galaxer, verkar allt komma till termodynamikens andra lag.
Denna lag, som säger att det totala kaoset (alias entropi) i ett isolerat system alltid ökar med tiden, den riktning i vilken tiden rör sig är avgörande och inte förhandlingsbar, har kommit att accepteras som grunden för Arrow of Time. Tidigare har vissa vågat sig att om universum började kontraheras skulle tiden i sig börja flyta bakåt. Sedan 1990-talet och observationen att universum har expanderat i snabbare takt har forskare emellertid tvivlat på att detta.
Om universum i själva verket drivs till större expansionshastigheter - den dominerande förklaringen är att ”Dark Energy” är det som driver det - kommer tidsflödet aldrig att upphöra att vara ett sätt. Genom att ta denna logik ett steg längre hävdar två armeniska forskare - Armen E. Allahverdyan från Center for Cosmology and Astrophysics vid Yerevan Institute of Physics och Vahagn G. Gurzadyan från Yerevan State University - att mörk energi är anledning varför tiden alltid rör sig framåt.
I sitt papper, med titeln "Time Arrow influeras av den mörka energin", hävdar de att mörk energi som påskyndar universums expansion expanderar tidens asymmetriska natur. Ofta kallas den "kosmologiska konstanten" - med hänvisning till Einsteins ursprungliga teori om en kraft som höll tillbaka tyngdkraften för att uppnå ett statiskt universum - mörkare energi ses nu som en "positiv" konstant, som driver universum framåt, snarare än att hålla tillbaka det .
För att testa deras teori använde Allahverdyan och Gurzadyan ett scenario i stor skala som involverade gravitation och massa - en planet med ökande massa som kretsar kring en stjärna. Vad de fann var att om mörk energi hade ett värde på 0 (vilket fysikerna trodde före 1990-talet), eller om tyngdkraften var ansvarig för att dra ut rymden, skulle planeten helt enkelt kretsa runt stjärnan utan att ange om den rörde sig framåt eller bakåt i tiden.
Men om man antar att värdet på mörk energi är positivt (som alla bevis vi har sett antyder) skulle planeten så småningom kastas ur stjärnan. Genom att driva detta scenario framåt, förvisas planeten på grund av dess ökande massa; medan när den körs bakåt stängs planeten in på stjärnan och fångas av den allvar.
Med andra ord, närvaron av mörk energi i det här scenariot var skillnaden mellan att ha en "pil av tid" och att inte ha en. Utan mörk energi finns det ingen tid och därmed inget sätt att skilja skillnaden mellan förflutna, nutid och framtid, eller om saker och ting går i framåtriktning eller bakåt.
Men naturligtvis noterade Allahverdyan och Gurzadyan också i sin studie att detta är ett begränsat test och inte svarar på alla brinnande frågor. "Vi noterar också att mekanismen inte kan (och borde inte) förklara alla förekomster av den termodynamiska pilen," sade de. "Observera dock att även om den mörka energin (kosmologisk konstant) inte dominerar medeltätheten (tidigt universum eller dagens laboratorieskala), finns den fortfarande."
Begränsad eller inte är denna forskning representativ för några spännande nya steg som astrofysiker har tagit sent. Detta involverar inte bara ifrågasätter ursprunget till mörk energi och den expansionskraft som den skapar, utan också ifrågasätter dess implikationer i grundfysiken. På så sätt kan forskarna äntligen kunna svara på den tidiga frågan om varför tiden finns och huruvida den kan manipuleras eller inte (dvs tidsresor!)
