В соответствии со вторым законом термодинамики космологическая стрела времени, по-видимому, указывает, кроме того, на то, что Вселенная изначально находилась в состоянии низкой энтропии.
Еще две стрелы времени можно найти в волнах и излучении. Звуковые и водяные волны всегда исходят из источника и сферически удаляются от него; это называется лучистой стрелой времени.
Что касается электромагнитных волн (излучения), существует эффект замедления, поскольку они распространяются с фиксированной скоростью, то есть со скоростью света, так что мир, который мы видим, всегда отражает взгляд на прошлое. - это называется электромагнитной стрелой времени.
Затем существует стрела времени сингулярности, согласно которой одна первоначальная сингулярность, которая согласно общей теории относительности соответствует рождению нашей Вселенной, предшествует многим так называемым конечным сингулярностям в центре черных дыр. Из-за детерминистской характеристики общей теории относительности никакие новые исходные сингулярности не могут возникнуть - если они и возникают, то должны быть скрыты за горизонтом событий черных дыр, согласно принципу космической цензуры Хокинга.
Последняя стрела времени - квантовая. Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, акт выполнения измерения квантовой системы приводит к коллапсу волновой функции - эта функция представляет собой математическое выражение, содержащее информацию о состоянии конкретной квантовой системы. В результате система необратимо развивается от суперпозиции квантовых состояний к конечному, единственному измеряемому состоянию. При этом никакая информация о предшествовавших квантовых состояниях не может быть извлечена из конечного коллапсированного состояния.
Тем не менее, стрела времени в области физики остается спорной. Одна из главных проблем заключается в том, что фундаментальные законы физики не отражают асимметрию времени. Законы физики обратимы во времени и не различают прошлое, настоящее и будущее.
В качестве примера, все события в пространстве-времени в теории относительности имеют равный статус - это известно как идея Блочной Вселенной. Это означает, что событие в настоящий момент не менее особенно, чем какое-то событие, которое произошло двадцать лет назад или несколько лет назад, или событие, которое произойдет в следующем столетии.
Другими словами, если нет физического различия между прошлым, настоящим и будущим, то Вселенную, представленную пространством-временем, можно описать как статичную, поскольку в ней отсутствует какое-либо направление времени.
Так как же тогда объяснить существование стрелы времени? Имейте в виду, однако, что хотя слабые взаимодействия, которые являются одной из четырех фундаментальных сил в природе и ответственны за процессы распада субатомных частиц, действительно нарушают симметрию обращения времени, они не имеют отношения к макрофизике нашей повседневной жизни и, следовательно, не могут служить объяснительной физической основой для нашей воспринимаемой стрелы времени.
Отсутствие временной асимметрии в естественных законах физики, несмотря на то, что мы воспринимаем течение времени в макроскопическом мире от прошлого к будущему, еще больше запутывает понятие времени, делая составление четкого определения еще более запутанной задачей. Это приводит многих физиков к выводу, что течение времени, а не само время, является иллюзией.
Тем не менее, не все физики согласны с этой точкой зрения, в том числе Джордж Эллис и Джоан Ваккаро, которые включают стрелу времени в Блочную Вселенную, принимая во внимание необратимое во времени макрофизическое поведение и эмерджентные сложные системы, а также полагаясь на нарушения временной симметрии слабыми взаимодействиями. Модель, разработанную Эллисом, называют Эволюционирующей блочной Вселенной. Она представляет собой Вселенную, которая больше не статична, но способна расширяться в будущем.
Рис. В Блочной Вселенной (слева) все статично, тогда как в Эволюционирующей Блочной Вселенной (справа) будущая граница продолжает двигаться вверх во временном измерении, эффективно заставляя Блочную Вселенную увеличиваться в размерах.