tidsreversibilitet

Tidsreversibilitet er en egenskab ved visse fysiske systemer, hvor bevægelsesligningerne er uændrede under tidsomvendelse. Som regel indebærer tidsomvendelse at tiden byttes med -t, og at bevægelige størrelser som momentum og hastighed får deres fortegn. Hvis x(t) er en gyldig løsning af systemets dynamik, så er også x(-t) en gyldig løsning under de rette operationer. Ikke alle systemer har denne egenskab; irreversibilitet opstår ofte gennem energiudveksling med omgivelser eller gennem dissipation.

I klassisk mekanik er mange systemer tidsreversible: bevægelser der følger Newtons love kan i princippet gengives i omvendt rækkefølge, og elastiske kollisionsprocesser bevarer tidsreversibilitet. Sædvanligvis brydes tidsreversibiliteten af ikke-konservative kræfter som friktion.

I termodynamik og statistisk mekanik forklares den observerede tidsretning ofte som følge af entropi. Mikroskopisk er de grundlæggende love tidsreversible, men makroskopisk udviser systemer irreversibilitet gennem entropiudvikling og informationsomkostning. Loschmidt-paradokset og Zermelo-paradokset har spillet centrale roller i diskussionerne om, hvordan reversibilitet kan være forenelig med entropi og tidsretning.

I stokastiske processer beskrives tidsreversibilitet ofte via detaljeret balance: for en stationær proces pi_i q_{ij} = pi_j q_{ji}. Dette krav gælder for ligevægts-Markov-kæder og er tæt forbundet med tidsreversibilitet på mikroskopisk niveau. I kvantefysik kompliceres spørgsmålet af tidsoperatoren T, som er antiunitær; tidsreversibilitet påvirker spin og andre kvanteegenskaber, og nogle systemer bevarer den under passende symmetrier.