时间之箭
我们知道，时间只会向前流逝，我们无法回到已经发生的昨天，等着我们的永远是还没有发生的明天。物理学中最大的谜团之一就是为什么时间之箭指向前方。时间之箭是1927年由英国物理学家亚瑟•爱丁顿（用日全食验证了广义相对论）提出的一个概念，用它来描述时间似乎只朝着一个方向流逝。我们可以从过去走向未来，但不能回到过去。如果空间和时间一起构成了四个维度，那么时间就是唯一一个只能朝一个方向行进的维度。
物理学家用来描述宇宙的所有方程式，比如描述引力和电磁学的方程式，它们在任一方向上都完全奏效。这些方程式被认为是对称的，而且似乎不会受到时间箭头方向的影响。然而，时间确实有一个箭头，为什么会这样？
熵增原理
答案是热力学第二定律，它表示熵总是在增加。熵意味着无序或不可用的能量。在一个封闭系统中，无序度总是在自发地增加，这就是熵增原理。想象一下，一堆分子会自发地变成一团乱糟糟的分子，而不会结合在一起形成一个人。
如把熵增原理应用在现实生活中，这意味着如果把牛奶从罐子里洒出来，牛奶就不会再回到罐子里；或者如果从手上掉了一个玻璃杯子，它就会碎掉，不会再重新组装起来，并回到的手里。如果我们经历了这些事件中的任何一个，我们就能知道时间是在向前还是向后，而不像上面提到的对称方程。由于这种熵增的原理，就意味着时间只在一个方向上流逝。
宇宙的时间之箭
热力学第二定律的不可逆性可能与宇宙本身的起源有关，宇宙的起点非常小且密度大——奇点，宇宙从138亿年前诞生起就一直在膨胀。在大爆炸刚发生时，宇宙的熵值非常低，随着时间推移，它的熵在增加，这被称为宇宙的时间之箭。
宇宙的最终一种可能结局是会变成具有最大熵值的完全无序结构，这意味着所有的物质和能量都将被均匀地分布。可用的能量最终会稀疏地分散在整个宇宙中，所以到处都很寒冷，这种结局被称为宇宙热寂说。另一种结局是宇宙将停止膨胀并进入相反的状态，称为宇宙大坍缩。在宇宙大坍缩中，熵可能会减少，时间也许在热力学上会改变方向。
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