Tijdomkering

Tijdomkering, of tijdreversibiliteit, is het begrip waarbij men nagaat of de wetten van de natuur ook geldig blijven als de richting van de tijd wordt omgekeerd. In de wiskundige zin betekent dit dat als een proces met voorspelbare evolutie verloopt volgens de wetten, een terugweg waarbij t naar -t verloopt hetzelfde soort evolutie oplevert. In de praktijk verwijst het vaak naar het vermogen van microscopische wetten om tijdsvolgordes ongedaan te maken, terwijl in het dagelijks leven duidelijke richting van tijd en dissipatie optreden.

In de klassieke mechanica en de speciale relativiteit zijn de fundamentele wetten tijdreversibel in afwezigheid van dissipatieve krachten zoals wrijving of weerstand. Als een systeem in een botsing evolueert volgens Newtons wetten, blijft de fysieke beschrijving geldig onder t → -t, mits men de tekens van snelheden en impuls omdraait. Bij echte systemen die ruis, hitteverlies of interacties met een omgeving hebben, kunnen deze dissipatieve processen de tijdoriëntatie bepalen en wordt tijdomkering een approximatie.

In de kwantummechanica wordt tijdomkering beschreven door een tijdomkeringsoperator, die antiunitair is en vaak gepaard gaat met veranderingen in de spin en complex-conjugatie van de golffunctie. Volgens de CPT-theorema blijft gecombineerde CPT-symmetrie in lokale, Lorentz-invariante kwantveldtheorieën behouden. Observaties van tijdsvervorming bestaan uit waarnemingen van T-schendingen in zwakke interacties, bijvoorbeeld geassocieerd met CP-schending in kaon- en B-mesons.

In de thermodynamica leidt de toename van entropie op macroniveau tot een duidelijke richting van de tijd, wat de zichtbare irreversibiliteit verklaart ondanks microscopische tijdreversibiliteit. Tijdomkering blijft daarmee een centraal onderwerp in natuurkunde en filosofie, met implicaties voor simulaties, fundamentele symmetrieën en ons begrip van de oorzaken van de tijdsakkeer.