時間的奧祕並非自古就有的，而是隨著科學的進步而產生的。根據現代物理學(量子理論和相對論)，它們沒有方向，也就是說，沒有過去和未來的區別。

那麼，人的感知為什麼會跟時間或者物理定律不一致呢?已故科學家霍金將其歸因於三個原因，或者說三個時間方向:宇宙時間方向，熱力學時間方向和心理時間方向。

首先，宇宙是由大爆炸產生的，這導致了宇宙的膨脹。因此，宇宙學的時間方向與膨脹箭頭的方向是一致的。

其次，根據熱力學第二定律，熵(無序度)隨時間增加。例如，有一盒黑白珠子(高度有序)，你不停地搖動，晃動的時間越長，小球的排列就越混亂(無序)。因此，無序隨時間增加，即通過事物的過程，給出時間的方向，區分過去和未來。

第三，在人們的心理中，他們感知時間的流逝，所以在時間的方向上，他們可以記住過去，但只能猜測，不能記住未來。

時間的熱力學箭頭和心理學箭頭必須指向同一方向，這是智慧生命(人類)存在所必需的。人類消耗食物(能量的有序狀態)，然後將其轉化為熱量(能量的無序狀態)。老人的生命歷程決定了兩者之間時間箭頭的一致性。

那麼為什麼宇宙膨脹和熱力學的時間方向是一致的呢?根據已故科學家霍金的近似，宇宙以一種非常平坦而有序的狀態開始，正如我們現在所觀察到的，這種狀態顯示出清晰而一致的時間箭頭。如果宇宙一開始是團塊狀的，並且是完全無序的，那麼這種無序就不會隨著時間的推移而增加，所以就不會有清晰的概念。

熱力學時間箭頭;如果宇宙的無序度在減小，那麼熱力學和宇宙膨脹的時間箭頭應該是相反的。但後者與我們的觀察不一致。霍金認為三個時間方向的一致性是不可避免的。然而，霍金的理論仍然難以說服公眾。一般來說，他只會建立非凡的聯絡。這個所謂的時間(方向)之謎一直困擾著物理學家和哲學家。最近，一些研究人員說，時間之謎涉及宇宙起源的情節，但大多數研究人員仍然同意它與熵的關係，即任何不受外界影響的系統，其無序程度隨時間的增加而增加。

不幸的是，僅僅根據熱力學第二定律來解釋時間之箭並不能解決這個謎團。事實上，熵的增加決定了時間的方向，直到一切都處於平衡狀態，也就是完全混沌狀態。宇宙的混沌狀態，就像我們實際觀察到的那樣，並沒有達到它可能達到的水平(混沌);換句話說，宇宙的熵曾經很低，它有很大的增加空間。但是在這裡，人們不得不問為什麼過去的熵如此之低，特別是當大爆炸開啟宇宙時鐘的時候。

5年前，在聖地亞哥舉行的美國先進科學協會(Advanced Scientific American Association)年會上，理論物理學家卡羅爾(Carol)說，“讓我們回到大爆炸時代，把這個問題帶到可觀測宇宙的起點。”

大約137億年前，大爆炸瞬間發生，宇宙一直在膨脹。根據這種擴充套件來解釋時間在我們日常生活中的流動，這種方法開始於半個世紀前。當時，天文學家T. Goth是第一個將熱力學時間之箭與宇宙大爆炸定義的宇宙時間之箭聯絡起來的人(引入了膨脹)。哥特認為膨脹空間增加了熵的方向，無論是開始時的低熵還是高熵。即使它在開始的時候是高的，膨脹會使它更高，所以宇宙時間正在前進(即將到來)。

卡羅爾說，這個解決方案只是承認時間方向的存在，而沒有解釋其原因。基本上，它把大爆炸定義為過去的一個點，時間從這個點流向一個方向。但是這種解釋使得在宇宙學方程中發現的兩個時間方向之間不可能保持等價，所以Carol建議要找到完美的答案，我們必須回到更早的時間，或許是在大爆炸之前!

卡羅爾在大會上說:“你總是聽到宇宙學家說大爆炸是時間和空間的開始，在大爆炸之前什麼都沒有。我們不知道大爆炸之前發生了什麼，但絕對有可能發生了什麼。

事實上，今天許多宇宙學家都在認真研究大爆炸之前可能發生的事情的可能性。而自然界創造的宇宙只是眾多時空特徵中的一個氣泡，卻包裹著永恆的外衣。這個複雜的多宇宙世界包含無數的單一宇宙，每個宇宙都誕生在自己的大爆炸中。嬰兒的“泡泡”與肚臍蟲洞緊密相連，導致了原始的空洞。

卡羅爾說，這個空洞可能是一個高熵區域。然而，虛無不能表達一個確切的描述。因為根據量子物理的不確定性原理，不允許有一個完全空的空間。能量的起伏是不可避免的。在極少數情況下，波動的能量大到足以打破一個完整的“氣泡”，進入嬰兒宇宙的存在。嬰兒宇宙可能會膨脹到那種狀態，讓人類物理學家“看到”人的內部，並檢查他們的內部。

卡羅爾說:“由於能量的作用，能量的起伏往往會導致宇宙中的一小滴物質膨脹。”能量在轉化為物質和輻射之前可能會存在一段時間，整個場景看起來就像我們的大爆炸。

這樣，大爆炸前存在的高熵虛無時空總能將其熵增加到更高的水平，直至宇宙誕生。雖然嬰兒宇宙可能是低熵的，但系統的總熵可能更高。離開母空間後，低熵嬰兒宇宙將會膨脹。當它膨脹時，熱力學第二定律使時間沿單一方向執行。最終，宇宙的熵將達到最大值。

最好的情況是出現兩個方向。因為空可以在空間和時間中產生大量的“泡泡”，所以每個泡泡都有一個單向的時間箭頭。這個“泡沫”是向前的，而另一個“泡沫”將會反轉，最終保持時間的對稱性。

任何“泡沫”的擁有者總是相信，過去的大爆炸創造了他們的泡沫。在一個無所不知的超級觀察者眼中，時間顯然是朝兩個方向運動的，就像物理學定律一直指出的那樣。

卡羅爾說:“關鍵是，整個宇宙，整個宇宙，相對而言是完全對稱的。”他警告說，這種觀點是推測性的，在宇宙學家的計算中還沒有看到嚴格的證據。這只是眾多觀點之一，這些觀點調和了永恆的物理法則和時間的方向箭頭。例如,麻省理工學院的物理學家l . McCohen指出熱力學第二定律實際上允許時間的雙向性,但任何發生在扭轉(時間)不會留下任何痕跡或記錄,甚至記憶體(如果你炒蛋,和時間向後執行,不僅將雞蛋炒之前,而且你的大腦的神經細胞將恢復到過去。狀態，清除你剛剛炒蛋的經驗。所以如果時間朝相反的方向流動，你根本感覺不到。

即使McCohen證實了這一觀點，它也無法解釋為什麼科學家們一開始就接受熵如此之低。

還有一個更復雜的問題:解決時間之謎涉及熱力學第二定律，因此必須考慮它的有效性和正確性。

近年來，越來越多的學者對熱力學第二定律的有效性提出了質疑。例如，S沃爾特斯在他的《新科學》一書中說，引用計算機模型可以證明熱力學第二定律是完全錯誤的;其他研究人員也通過檢驗不同的狀態，特別是量子效應起作用的狀態，發現熱力學第二定律中的一些漏洞。義大利物理學家G. Abraham最近指出，“熱力學第二定律在過去的15年中受到了前所未有的挑戰，相關文獻發表了50多篇論文”。

到目前為止還沒有令人信服的解釋來解釋時間(方向)之謎，這並不奇怪。經過幾十年的努力，物理學界試圖解釋幾個主要問題，但都失敗了。

現在，我們只知道構成宇宙的主要物質是物質，性質未知的暗物質，以及同樣神祕的暗能量。

我們還不明白的是，為什麼這三種物質的密度比是5:25:70，以及大尺度(主要是引力)的定律最終能否與微觀世界的量子定律相匹配。到目前為止，將引力與量子物理相結合的努力還沒有取得完全的成功。

這些問題正在平息下來。一些科學家認為，這意味著21世紀將發生另一場愛因斯坦式的革命，而且是關於時間的性質的革命。有些人認為，這樣的革命是必要的，以解決神祕的時間方向。其中包括諾貝爾物理學獎得主，伊利諾斯大學的物理學家安東尼·萊格特。“如果我們實現了一場真正的革命，可以與相對論或量子理論相媲美，它將從根本上改變我們對未來幾十年物理學時間方向的思考。