Traditsiooniliselt kirjeldatakse aega nn mineviku-hüpoteesi kaudu, mis võtab eelduseks, et kõik süsteemid tekivad madala entroopiaga olekus ning et nende entroopia hakkab seejärel termodünaamika mõjul kasvama. Mineviku entroopia on madal, tuleviku entroopia kõrge. Seda kontseptsiooni nimetatakse aja termodünaamiliseks asümmeetriaks, vahendab Discovery News.

Entroopia kasvamise näiteid nagu ruumi täitumine gaasiga või jääkuubiku sulamine kohtame igapäevaselt. Nendes näidetes ilmneb pöördumatu entroopia (ja sellest johtuvalt ka korratus).

Universumi mõõtkavasse laiendatult tähendab see, et eeldatavasti pidi Suur Pauk universumi tekitama madala entroopiaga olekust, s.t võimalikult minimaalse entroopiaga seisundist. Kosmiliste ajastute vältel on meie universum paisunud ja jahtunud; selle suuremõõtkavalise süsteemi entroopia on kasvanud. Hüpotees ütleb, et seega on aeg lahutamatult seotud entroopia ehk korratuse määraga meie universumis.

See käsitlus on aga mitmel põhjusel probleemne.

Mitmed vaatlusandmed annavad mõista, et kohe pärast Suurt Pauku pidi universum olema väga tuline ja äärmuslikult korratu ürg-osakeste supp. Sedamööda, kuidas universum küpses ja jahtus, võttis võimust gravitatsioon, mis hakkas universumit korrastama ja keerulisemaks muutma — jahtuvatest gaasipilvedest tekkisid tähed ning gravitatsioonilistest kokkupõrgetest sündisid planeedid.

Viimaks sai võimalikuks orgaaniline keemia, mis pani aluse eluvormide tekkele ja on nüüdseks evolutsiooni käigus kujunenud inimesteks, kes on võimelised aja ja ruumi olemuse üle arutlema. Seega pole „korratus“ universumis kasvanud, nagu mineviku-hüpotees eeldab, vaid kahanenud.

Uurimuse kaasautor Flavio Mercati Kanadas Ontarios tegutsevast teoreetilise füüsika instituudist Perimeter Institute märkis, et selle põhjuseks on probleemid entroopia mõõtmisel.

Kuna entroopia on füüsikaline suurus, millel on teatud omadused (nagu energia ja temperatuur), nõuab selle mõõtmine välist taustsüsteemi. „Seda on võimalik teha universumi allsüsteemidega, kuna neile on taustsüsteemiks ülejäänud universum, kuid universumil tervikuna puudub paraku juba määratluse poolest väline taust, mille kaudu seda defineerida,“ märkis Mercati teadusportaalile Discovery News antud kommentaaris.

Niisiis, kui see pole entroopia, siis mis see on, mis aega aina edasi ajab?

Keerukus on omadusteta suurus, mis kõige algsemal tasandil kirjeldab seda, kui keerukas mingi süsteem on. Meie universumis on keerukus otseselt seotud ajaga — sedamööda, kuidas aeg edasi liigub, muutub universumi struktuur üha keerukamaks.

„Küsimus, millele me oma töös vastata püüame, on, mis viis nood süsteemid universumi tekkimisel väga madala entroopia seisundisse. Meie vastus on, et selleks teguriks on gravitatsioon koos kaasneva kalduvusega tekitada kaosest korda ja struktuuri ehk keerukust,“ selgitas Mercati.

Hüpoteesi katseliseks kontrollimiseks konstrueeris Mercati koos kolleegidega raalmudeli algosakeste simuleerimiseks mängu-universumis. Selgus, et hoolimata sellest, kuidas simulatsioone käitati, kasvas testuniversumite keerukus ajas igal juhul ega kahanenud kunagi.