Ein Mikroskopisches Modell zur Erklärung des Zeitpfeils

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Pickl
• Fachliche Zuordnung: Mathematik ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417613818

Seit den Arbeiten Boltzmanns besteht die Frage nach der Erklärung des Zeitpfeils in der statistischen Physik: Während die mikroskopische Natur keine Zeitrichtung kennt, sieht man in der makroskopischen eindeutig einen Zeitpfeil. So zerbricht ein Glas, das auf den Boden fällt in viele Scherben, denselben Prozess rückwärts beobachtet man jedoch nicht.Die üblichen Erklärungsversuche hierfür beruhen auf einer sehr speziellen Anfangsbedingung, einem Zustand mit sehr großer Ordnung der sich dann natürlicher Weise zu einem Zustand großer Unordnung entwickelt. Hier sieht man (Ordnung -> Unordnung) eine Asymmetrie im zeitlichen Verlauf. Diese Erklärung verschiebt das Problem jedoch auf die Frage, woher der anfänglich spezielle Zustand herkommt.Das vorgeschlagene Projekt soll ein wichtiges Argument zu dieser Diskussion beitragen, indem mathematisch rigoros ein Modell untersucht wird, bei dem für nahezu jeden Anfangszustand ein Anwachsen der Unordnung stattfindet. Dabei achten wir bei der Wahl des Modelles auf rigorose Durchführbarkeit der Argumente und nehmen dabei Abweichungen von den üblicher Weise verwendeten Modellen zur Beschreibung der Natur in Kauf. Ziel ist es ein prinzipielles Argument zu liefern, dass ein solcher Anstieg der Unordnung und dadurch eine Erklärung des Zeitpfeils auch ohne Annahme einer speziellen Anfangsbedingung möglich ist. Die Grundidee für unsere Argumentation beruht auf einer Arbeit von Antonov.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen