Hvad er tid, flyder den, og i så fald definerer dens retning?

Hvad mener fysikere med tiden?

Vi starter med det lette spørgsmål hvad mener fysikere med tiden .

Bemærk, at det er let at blande sig mellem begreberne tid og tidens strømning . Når ikke-fysikere taler om tid, betyder de normalt strømmen af tid, dvs. det faktum, at tiden i den menneskelige erfaring strømmer ubønhørligt fremad (med et sekund i sekundet). Vi fortsætter med dette, men indtil videre ignorerer vi spørgsmålet om, hvorfor tiden strømmer, og adresserer bare, hvad tiden betyder for en fysiker.

Hvis du vil finde en position i rummet, er en metode at oprette nogle akser, f.eks $ x $ , $ y $ og $ z $ akser, og du kan derefter entydigt identificere ethvert punkt i rummet ved dets koordinater $ (x, y, z) $ .

At skelne mellem begivenheder, der sker på samme sted i rummet, men på forskellige tidspunkter vi skal specificere når en begivenhed skete såvel som hvor det skete, så vi tilføjede en tidskoordinat $ t $ . Begivenheder kan derefter placeres entydigt ved deres rumtid koordinater $ (t, x, y, z) $ . For en fysiker er tid kun en koordinat, der bruges til at specificere begivenheder i rumtiden. I figur 1 ovenfor har vi en $ x $ akse, der strækker sig fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ , en $ y $ akse, der strækker sig fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ og en $ z $ akse, der strækker sig fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ . Til disse tilføjer en fysiker en $ t $ akse, der strækker sig fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ , og det er hvad tiden er – bare en koordinat.

Men hverdagsoplevelsen fortæller os, at tiden er speciel – bestemt forskellig fra rummet – så hvad retfærdiggør fysikerens opfattelse af, at tiden kun er en koordinat? For at forstå denne start med tiden i hverdagen som beskrevet af Newtons mekanik.

Antag, at jeg oprettede et koordinatsystem med mig selv ved oprindelsen, $ x $ mod øst, $ y $ mod nord og $ z $ lige op. I tiden bruger jeg mit armbåndsur. Og antag at du gør det samme, men lad os sige, at du er i et andet land end mig. Vores to sæt koordinater stemmer ikke overens, fordi vores øst-, nord- og op-akser peger i forskellige retninger.

Eller antag at du bevæger dig i forhold til mig. Selvom vi ignorerer krumningen på jordoverfladen, vil vores koordinater ikke matche, fordi din oprindelse konstant bevæger sig i forhold til min oprindelse – hvad der ser ud til at være stationær for mig, bevæger sig i dine koordinater og omvendt .

Så de geografiske koordinater er afhængige af observatøren. Men tiden er absolut. Forudsat at vi begge bruger Greenwich Mean Tim e (eller en anden lignende standard) er vi altid begge enige om tiden uanset hvor vi er på Jorden, eller hvordan vi er bevæger sig i forhold til hinanden. I Newtonsk mekanik er tiden speciel af denne grund, så det giver mening at betragte det separat fra rummet.

Men siden 1905 har vi vidst, at for at kunne beskrive verden omkring os er vi nødt til at bruge særlig relativitet, og i relativitetstiden er tiden ikke den samme for alle observatører. Lad os vende tilbage til almindelig Newtons mekanik et øjeblik og antage, at du bevæger dig i forhold til mig langs $ x $ aksen med en eller anden hastighed $ v $ .Hvis vi tegner min tid $ t $ og placerer $ x $ akser og din $ t $ og $ x $ akser, de ser ud:

Vores to tidsakser peger i samme retning, så vi er begge enige om, hvad det betyder for at definere en tidsakse. Men antag nu, at du bevæger dig i relativistisk hastighed $ v $ og tegner det samme diagram.

Når vi inkluderer speciel relativitet, peger vores akser ikke længere i samme retning. Hvis jeg tegner min tidsakse lige op, drejes din tidsakse i forhold til mig med en vinkel $ \ theta $ givet af:

$$ \ tan (\ theta) = \ frac {v} {c} $$

Så din tidsretning er en blanding af min tid og mellemrum retninger. Du ville se nøjagtigt det samme – hvis du tegner din tidsakse lige op, ville du se min tidsakse roteres af $ – \ theta $ . Faktisk har vi forskellige definitioner af tid, og det er faktisk derfor, vi får tidsudvidelse i relativitet.

Pointen med alt dette er, at tiden i relativitet ikke er entydigt defineret. Når vi overvejer koordinaterne, der bruges af forskellige observatører, finder vi, at tid og rum blandes sammen. Tiden adskiller sig ikke længere fra rummet, og det er derfor, fysikere behandler det som kun en af de fire koordinater, der tilsammen udgør en firedimensionel rumtid.

Hvordan flyder tiden?

Den forrige afsnittet forklarede, hvad fysikere mener med tiden, men nævnte ingen tid, der flyder. Dette skyldes, at tiden i relativitet ikke flyder – mere præcist strømmen af tid eksisterer ikke som et koncept.

Dette vil tage nogle forklaringer, så lad mig prøv det ved hjælp af et simpelt eksempel. Antag, at jeg smider dig en kugle, og du fanger den. Daglig erfaring fortæller os, at tiden strømmer fremad, og når den gør det, stiger bolden op fra min hånd og falder derefter ned til din hånd. Hvis vi tegner boldens højde, $ h $ , mod tiden, $ t $ , vi Jeg får noget som:

I Newtons fysik har dette en dejlig enkel fortolkning: tiden strømmer fremad og højden er en funktion af tiden. Vi kan skrive højden som $ h (t) $ . Men lad mig nu tegne en anden graf. Jeg tegner boldens højde $ h $ mod afstanden, $ d $ , bolden bevæger sig vandret, når den bevæger sig fra mig til dig:

Dette ligner meget den foregående graf, og jeg kan faktisk skrive boldens højde som en funktion af den vandrede vandrede afstand, $ h (d) $ . Men vi vil ikke sige, at afstanden $ d $ flyder fremad, og højden ændres, når den gør det, fordi tiden er forskellig fra afstanden. De to grafer er bare forskellige visninger af en firedimensionel graf, der viser kuglens bane i rumtid (jeg tegner kun tre dimensioner, fordi jeg ikke kan gøre 4D grafer):

I det foregående afsnit gik jeg lidt ind for at forklare, at tiden kun er en koordinat, ligesom de geografiske koordinater, så denne graf viser ikke tid, der flyder mere end afstand eller højde flyder. Kuglens bane er bare en linje i en 4D.

I relativitet kalder vi grafer som ovenstående verdenslinjer hvor verdenslinjen kun er sættet med alle rumtidspunkter $ (t, x, y, z) $ som bolden optager under dens bane. Denne verdenslinje er et fast objekt i firedimensionel rumtid – det ændrer sig ikke med tiden. Alt, hvad der ændrer sig, er boldens position på verdenslinjen. Derfor siger vi, at tiden ikke flyder. Tiden er blot en af de fire dimensioner, som verdenslinjen indtager.

Faktisk kan enhver fysisk egenskab, tryk på en gas, styrke af et tyngdefelt eller hvad som helst, skrives som en funktion i de fire rumtidstimensioner, $ F (t, x, y, z) $ . Skrevet på denne måde findes det geometriske objekt $ F $ i hele rummet og hele tiden – det er ikke noget, der udvikler sig i tide mere end det er noget, der udvikler sig i rummet.I princippet kunne vi have en funktion, der repræsenterede hele universet, $ \ mathcal {F} (t, x, y, z) $ , og dette ville eksistere for alle værdier for $ t $ , $ x $ , $ y $ og $ z $ . Denne idé (eller en række idéer som den) kaldes blokunivers – ideen om, at hele universet eksisterer samtidigt, og tiden ikke flyder.

På dette tidspunkt skal jeg bemærke, at mange fysikere, og jeg vil gætte langt størstedelen af ikke-fysikere, vil sige, at dette bare er matematisk skulduggery, og det er vrøvl at sige, at tiden ikke flyder. Jeg vil ikke komme med nogen kommentar, undtagen at sige, at dette pænt bringer os ind i det sidste af vores spørgsmål. ideen om et blokunivers kan være, faktum er, at vores daglige oplevelse fortæller os, at:

1. tiden flyder

2. det flyder i en retning – fremad og aldrig baglæns

Så hvordan forene vi dette med ideen om et blokunivers? Mange fysikere har brugt meget på dette, og der er mange forskellige synspunkter. Der er dog noget af enighed om, at det er relateret til entropi . Dette er faktisk indkapslet i termodynamikens anden lov, som groft sagt siger, at entropi for ethvert isoleret system kun nogensinde øges.

Overvej en eller anden mekanisme. Vi vil ikke bekymre os nøjagtigt om, hvad det er, for eksempel kan det være noget mekanisk, en interstellar gassky eller en menneskelig hjerne. Når vi taler om tid, der flyder frem, mener vi, at maskinens tilstand ændrer sig i en bestemt retning, f.eks. et ur kryds fremad, og termodynamikens anden lov fortæller os, at det ændrer sig i retning af stigende entropi.

Under forudsætning af at den menneskelige hjerne bare er en mekanisme, ændrer den sig i retning af stigende entropi ligesom alle anden mekanisme. Men hvis bevidsthed er resultatet af hjernens forandring, så følger det, at ethvert bevidst væsen vil observere mekanismer, der ændrer sig i retning af stigende entropi. Dette er ikke så meget en fysisk lov som en sammenhæng. Da vores hjerner ændrer sig i samme retning (af stigende entropi) som alt andet, betyder det, at de nødvendigvis vil observere alt for at ændre sig i samme retning. Vi kalder denne retning for at øge tiden.

---

Hvis jeg får lov til en personlig mening, vil jeg sige, at alt dette virker lidt banalt – for godt til at være sandt – og det virker en mistænkeligt enkel forklaring på noget så kompliceret som universet. Men jeg har ikke noget bedre forslag at komme med. Jeg tror faktisk ikke, at nogen har et bedre forslag eller i det mindste ikke et bedre nok til at overbevise store dele af fysiksamfundet.

Kommentarer

• A har lidt af et problem her: hvis tid og rum er ” ækvivalent ” hvorfor for en given t er der kun et punkt på verdenslinjen, mens der for en given værdi på x kan være 0, eller 1 eller mange punkter i verdenslinjen.
• Vi har ingen kendt forekomst af at opdage noget fysisk fænomen, der ikke er kontinuerligt i tid. Hvad du beskrev, vil være et meget underligt objekt, der samtidig findes flere steder i en ramme
• Fantastisk svar, men jeg ‘ vil gerne komme med en lille kommentar angående bolden og verdenslinjen. Du siger ” verdenslinjen ændrer sig ikke ‘ med tiden, alt der ændrer sig er bolden ‘ s position på verdenslinjen “. Jeg tror, at dette modsiger det overordnede budskab; det ville være tættere på fysikerens synspunkt at sige, at kuglen er verdenslinjen, alt sammen på én gang. Hvis du siger, at bolden bevæger sig, har du ikke ‘ ikke sluppet af ” tidens strømning ” koncept.
• Jeg er i tvivl om dette. Jeg kan opretholde en objekts position ved (x, y, z), men jeg kan ‘ t opretholde tidskoordinaten. Så hvordan ville du forklare, at tiden er den samme som de andre 3 akser her i dette tilfælde?
• Dejligt svar op til ” Antager vi, at den menneskelige hjerne kun er en mekanisme , det ændrer sig i retning af stigende entropi ligesom enhver anden mekanisme. ” Ser du, hjernen er et delsystem, et som er mere ordnet end dets omgivelser – hvilket er helt lovligt. Livet er orden, der udspionerer uorden. Så at forbinde vores fysiske form til vores opfattelse af tid vil have brug for mere overvejelse. Ikke at sige, at det kan ‘ ikke gøres.

Hvad er tiden?

Som Einstein sagde, er tiden hvad ure måler . Og hvis du kigger på, hvad et ur rent faktisk gør, hvis du åbner et ur og ser et koldt videnskabeligt kig på det empiriske bevis, vil du se tandhjul dreje eller en krystal oscillerende. Du vil se, at uret har en form for regelmæssig cyklisk bevægelse sammen med noget som gear eller en tælleindretning, og det giver en slags kumulativ visning af den ting, vi kalder “tiden”. Men alt, hvad der faktisk skete, er at tandhjul osv. Er flyttet og den store hånd har flyttet sammen med den lille hånd. Når du først sætter pris på dette, er speciel relativitet forenklet, især når du tænker på materiens bølgeform. Den maksimale bevægelseshastighed er lysets hastighed, så makroskopisk bevægelse gennem rummet af nødvendighed resulterer i en reduktion i lokal bevægelseshastighed. Se enkel slutning af tidsudvidelse på Wikipedia.

Flyder det?

Nej det gør det ikke. Vand strømmer. Du kan se det strømme. Men når du prøver at se tiden flyder , kan du kun se tandhjul dreje eller en krystal oscillerende. Forestillingen om, at tiden flyder er kun et tal, en abstraktion. Lys bevæger sig, planeter bevæger sig, blod bevæger sig, elektrokemiske signaler bevæger sig, tandhjul bevæger sig. Alt bevæger sig, og du kan se denne bevægelse. Men du kan ikke se tiden flyde. Fordi det ikke “. Et ur er ikke en kosmisk gasmåler, der måler tidens strømning. Åbn en gasmåler, og du finder gas, der strømmer gennem den. Åbn et ur, og du don” t find tid, der flyder igennem den.

og hvad definerer i så fald dens retning?

Der er ikke tid retning. Det er også en abstraktion. Kan du pege i denne retning? Nej. Kan du bevæge dig i denne tidsretning? Nej. Fordi tiden bare er et kumulativt mål for bevægelse, kan du ikke bevæge dig gennem et mål for bevægelse, og der er ingen retning du kan tage.

Hvad mener fysikere med tiden?

Mest fysikere mener det samme som alle andre. Men nogle vil fortælle dig, at det er en koordinat, hvilket er en anden abstrakt ting snarere end noget forbundet med bevægelse eller ændring.

Kommentarer

• Tidløs fysik er faktisk enklere og passer meget bedre til både relativitet og kvantefysik. Jeg tror ikke ‘ at dette er problemet med dit svar. For mig virker det bare for forenklet, til det punkt, hvor det ‘ er en slags vildledende. For eksempel er tiden sikker på, hvad ure måler. Men hvad er det, der får os til at udvikle flere og mere nøjagtige ure? Vi skal selvfølgelig have en måde at måle urets nøjagtighed på. Planeter bevæger sig? Nå … de har fart. Men bortset fra det, besætter de ‘ stadig bare nogle specifikke punkter i rumtiden. Momentum er retningsbestemt – i rum og tid.
• Argumentet med at se tidens strømning fungerer også ikke ‘ t fungerer godt (og igen, I ‘ m ret overbevist om tidløs fysik er den bedre forklaring her). Hvis vi ‘ bevæger os med den samme strøm af tid som alt omkring os, hvordan ville vi nogensinde være i stand til at opfatte strømmen? Det er ‘ som at være på en enorm trådmølle, der bærer hele verden fremad – du kan ‘ ikke opfatter bevægelsen, fordi alt bevæger sig i samme tempo. Endelig, hvad ‘ er forskellen mellem ” tid er et mål for bevægelse og ændring ” og ” tid er en koordinat, og bevægelse og ændring involverer den koordinat “?
• @ Luaan: der er ingen løbebånd. Der er ingen bevægelse gennem tiden. Tidsstrømmen er kun en talefigur. Et eller andet punkt i rumtid er en abstrakt ting. Det er også den tidskoordinat. Vi lever i en verden af rum og bevægelse. At ‘ er den empiriske objektive virkelighed. Det ‘ er så simpelt.
• Dette svar går for langt. Ja, det ‘ er ganske indlysende, at ting, som vi bruger inde i vores hjerne til bedre at tilpasse sig miljøet, ikke er de ting, der faktisk findes i vores miljø (” kort er ikke område “). Derfor hører ” tid ” til samme kategori som ” arbejdsløshed ” eller ” lov ” eller ” nummer 7 “. Ja. Men så dropper svaret emnet, som om det hele var at sige. Nej, nej og nej!Hvis jeg skal kortlægge ting i min hjerne, har jeg stadig brug for at opfinde og bruge og diskutere begreber som arbejdsløshed, lov, nummer 7 osv. Og også tid og pil. Disse er yderst nyttige legetøj inde i vores hjerner.
• Den vandstrømmende analogi gør mig ubehagelig. Du siger, at vand strømmer, og at du kan se det strømme. Men du ser det kun flyde med tiden. Hvis tiden blev ” sat på pause “, ville vandstrømmen også stoppe, og du ville slet ikke se noget flow. Udtrykket ” vand strømmer ” antyder tidens strømning, selvom du ikke kan observere sidstnævnte direkte. Som jeg ser det, skal du tage begge eller ingen af dem. Hvis tiden ikke ‘ t flyder, kan du ‘ t virkelig sige, at vand strømmer enten – alt hvad du kan gøre er at beskrive placeringen af vand i form af forskellige rumtidskoordinater.

Okay, lad mig også prøve:

• Hvad mener fysikere med tiden? Lad mig starte med et citat af Hermann Weyl:

Verden simpelthen er den gør den ikke ske . Kun til min bevidstheds blik, der kravler op ad min krops livslinje, kommer en del af denne verden til liv som et flygtigt billede i rummet, der konstant ændrer sig i tid.

Når han skriver “Verden er simpelthen er ” bruger han naturligvis ikke er i betydningen “eksisterer i tiden”. Tiden (som meningen i citatet) opstår ved hjælp af vores bevidsthed (som deler verden i en fortid og en fremtid, men som i virkeligheden “er” bare der), der “kryber op” langs vores krops livline. En analogi ville være et tøndeorgel sammen med en afgrænset papirmusikrulle. Vi er tøndeorganet (bevidsthed), og vi bevæger os langs rullen (den verden, der simpelthen er) og derved producerer den musik, der allerede findes i sin helhed på rullen. Dette er også, hvad Einstein tænkte:

For os, der er overbeviste fysikere, har forskellen mellem fortid, nutid og fremtid ingen anden betydning end en illusion, dog en sej.

Jeg tror, at det er sådan, som de fleste fysikere tænker på tiden (tilvejebringelsen ved hjælp af vores bevidsthed om en verdens bevægelse, som simpelthen er; fortiden , nuværende og fremtidige eksisterer samtidigt). Men med sikkerhed er der nogle (eller mange, jeg undersøgte ikke), der tænker tid eksisterer eksisterer objektivt.

Fordi ved på samme måde kan vi sige, at det er verdenen, der konstant ændrer sig og ikke a priori “simpelthen er”. Vores bevidsthed opfatter denne konstant skiftende verden som en verden, hvor der er tid til. Eller i analogi med tøndeorganet bevæger vi os ikke langs musikrullen, men musikrullen udfolder sig foran os (uden at al musikken allerede er der).

Tid vil derefter blive konstitueret af den konstant skiftende konfigurationer af alle elementære partikler. Jeg tror, man kan sige, at tiden da er et fænomen, der kommer fra den kollektive opførsel af virkelig elementære partikler, for hvilke tiden ikke eksisterer. Hvordan kan der eksistere tid for en virkelig elementær partikel, hvis den altid forbliver den samme? Med andre ord, hvordan kan det aldre? Aldring, et godt eksempel på tid, fremgår af den kollektive opførsel af elementære partikler.

• Hvordan strømmer tiden? Jeg kan ikke svare på dette, fordi tiden kan ikke strømme. Hvilket er, tror jeg, hvordan de fleste fysikere tænker. De bevægelige elementære partikler, hvorfra tiden kommer frem, kan tydeligvis kunne strømme. Gennem rum, hvor tiden danner en absolut rumtid. Subjektivt kan man opfatte tid som “flyder” meget langsomt (når man har en dårlig tid) eller meget hurtig (“tiden fløj meget hurtigt, når vi kyssede”), men det er et spørgsmål af ord. Eller se på situationen, når du drømmer: uret ved siden af din seng siger, at der er gået fem minutter, men i din drøm så det ud til, at der var gået meget mere tid. For dyr kan opfattelsen af tid også være meget anderledes. Men dette til side. Så svaret på dit spørgsmål er, at tiden ikke kan flyde i den sædvanlige forstand. Hvilket betyder, at den heller ikke har nogen retning.

• Hvorfor er der en tidspil? Lad mig først understrege, at tidens pil ikke betyder, at tiden har en retning. Pilen peger ikke på et punkt i rummet. Pilen peger hverken fra fortiden til fremtiden, fordi tiden tydeligvis ikke har nogen retning i tiden. Tidens pil betyder bare, at fortiden er forskellig fra fremtiden, og en pil er en god analogi til at tackle dette. Så det spørgsmål, du stiller, er faktisk: ”Hvorfor er fortiden forskellig fra fremtiden?”Ifølge den anden lov om termodynamik er den kollektive opførsel af alle partikler i universet sådan, at partiklerne har tendens til at konfigurere sig i stigende grad uordnede (hvis den oprindelige konfiguration ikke er i en maksimal uordnet tilstand). Nu pr. Definition befinder universets fortid sig i en mere ordnet tilstand end fremtiden befinder sig i. Du kan spørge dig selv, hvad der ville ske, hvis bevægelserne fra alle partikelfelter blev vendt (hvilket kun kan gøres i sindet, men afdøde Stephen Hawkins troede engang, at dette ville ske, hvis universet ville ændre sig fra ekspansion til sammentrækning, en tankegang, som han senere heldigvis indrømmede, at det var en forkert). Noget at tænke på!

• Hvis du vil have et kort svar, så:
  • Fysikere betyder mest en koordinatakse, når de taler om tid. Også i relativitetsteori måler vi tid i meter!
• Hvordan flyder tiden?
  • Jeg vil snarere sige: hvordan går det igennem. I relativitetsteorien “antager vi “, at tiden går med lysets hastighed . Vi definerer tidens retning med den “ definition “:
    • Retningen af tidens gang er den samme retning, hvor entropi vokser. Hvis du ikke ved hvad entropi er, så er entropi i en nøddeskal et mål for disorganiseringen af sagen. Så tiden går i den retning, hvor uorganiseringen af partiklerne i vores univers øges.

Det var kort svar, og det var ikke ekstremt nøjagtigt, men hvis du vil have en dybere forklaring på disse ting, kan du læse en masse bøger og se en masse videoer på youtube om dette emne. Jeg håber, at mit svar var nyttigt.

Jeg vil bruge et andet synspunkt end andre svar. Tidens strømning kan bruges i relativitet.

Nogle svar ovenfor og dette svar til Tager det faktisk uendelig (observatør) tid for nogen at falde i et sort hul? peg på tid som i Bloker universet . Rumtid er en uændret 4D-blok. Tid flyder ikke.

Ifølge dette svar til Understan ting fremvoksende fænomener i blokuniverset. (Omformuleret spørgsmål) for at der skal eksistere en strøm af tid, skal der være en fysisk meningsfuld parameter $ \ lambda $ der vil definere strømmen via $ dt / d \ lambda $ på 4D-blokken. Der er ingen strøm. Folk definerer en affin parameter som denne hele tiden i generel relativitet, men den har ingen fysisk betydning.

I denne opfattelse er jeg noget som en filmrulle. Hver ramme er mig på et bestemt tidspunkt. Hver ramme eksisterer uafhængigt, uanset hvilken ramme der er ” nu ” eller om filmen overhovedet afspilles. I hver ramme er jeg i en tilstand, der mærker tidens strømning og husker fortiden.

Men som dette svar til Hvordan kan en partikels position være tilfældig og usikker i kvantemekanik, hvis den allerede er forudbestemt i relativitet? gør det klart, dette syn betyder ikke fremtiden er forudbestemt på en måde, der er uforenelig med kvantemekanik. Men kvantemekaniske bølgefunktioner og målinger viser sig, de resulterende begivenheder kan anbringes i en 4D-rum-tidsblok. Blokken er en praktisk måde at se begivenheder for relativitet. / p>

Mange fysikere antager den opfattelse, at Block Universe er den måde, universet fungerer på. Men som John Rennie sagde i sit svar, er der andre synspunkter, at dette bare er matematisk skulduggery, og at tiden virkelig flyder.

For eksempel bruger generelle relativistiske numeriske simuleringer ofte ADM-formalisme til at starte med en indledende betingelse på og beregne fremtidige tilstande. Rumtid er opdelt i rumlige ark mærket med t. 3D-metrisk tensor for hvert ark bruges som en dynamisk variabel sammen med dens konjugerede momentum. En Hamilton kan afledes og ligninger af bevægelse. Fremtidige stater kan beregnes uden at kende dem på forhånd.

Alt dette viser, at Block Universet er kompatibelt med fysik, som vi kender det, på trods af dets krænkelse af sund fornuft. Men Block Universe er ikke påkrævet.

---

En del af sund fornuftens syn på tid er, at det flyder. Nuet er alt, hvad der eksisterer. Fremtiden er ikke sket endnu. Fortiden er forbi og væk. Jeg vil gerne argumentere for, at dette også er kompatibelt med relativitet.Tidsstrømmen kræves ikke af relativitet, men hvis den eksisterer, skader den teorien ingen skade. For at gøre det vil jeg se lidt dybere på, hvad samtidighed betyder.

Lys bevæger sig ved $ 3 \ gange 10 ^ 8 $ m / s. Vi har det godt med $ 3 $ m / s. Vi finder relativistisk fysik kontraintuitiv.

Overvej en verden, hvor den hurtigste bevægelse er $ 3 \ gange 10 ^ {- 8} $ m / s . Dette er ca. 1 m / år, hastigheden på en gletscher. Glacier-verdensfysikere bevæger sig for langsomt til at se effekter af bevægelse, som vi er fortrolige med. Vi kan lære om vores konceptuelle vanskeligheder ved at se på, hvad de finder kontraintuitive ved hverdagens fysik.

I klassisk gletscherfysik har hvert objekt en fast, iboende egenskab kaldet position. Hver observatør er enig i positionen for et givet objekt. Position kan bruges som objektets identitet.

Imidlertid viser nøjagtige målinger eller målinger over lange tidsintervaller, at positionen ændrer sig med tiden. Dette fører til kontraintuitive begreber som ” samplingsfejl ” og ” hastighed “.

Disse kan normalt ignoreres. Men observatører, der rejser med hverdagshastigheder, ville se mærkelige effekter. Glacierfysikerne Bob og Alice er begge enige om, at de begge har position $ x_0 $ på tidspunktet $ t_0 $ . På $ t_1 $ siger Bob, at han har position $ x_0 $ , ligesom man kunne forvente. Ligeledes siger Alice, at alt er normalt med hende. Men Bob siger, at Alice er i $ x_1 $ .

Dette fører til forvirring. Hverken Bob eller Alice har ændret deres uforanderlige holdning. Og alligevel er de nu i to forskellige positioner. Er disse positioner på en eller anden måde de samme? Er det på en eller anden måde muligt at besætte to positioner på samme tid?

Vi har en lignende forvirring over svigtet med samtidighed. Vi tænker på tiden som absolut. En tid $ t_0 $ identificerer entydigt et stykke rumtid. Når $ t_0 $ nu er, har alle begivenheder i dette udsnit deres øjeblik. Universets tilstand er entydigt specificeret af $ t_0 $ . Alle observatører er enige om dette. Tidens strømning er udviklingen af den universelle tilstand fra årsag til virkning. Dette er grunden til, at strømmen af tid giver mening.

Målinger viser imidlertid, at lysets hastighed er konstant. Dette fører til svigt af samtidighed. Hverdagens fysikere Robert og Alicia passerer hinanden med relativistisk hastighed. Begge vælger koordinatsystemer, der er enige om, at de videregiver til $ (x_0, t_0) $ . De ser på begivenheden, Robert ser som $ (x_1, t_0) $ . Robert siger, at dette har sit øjeblik for eksistens nu. Alicia siger, at den samme begivenhed allerede er sket eller endnu ikke er sket. Dette fører til forvirring. En begivenhed sker på to forskellige tidspunkter.

Block Universet er en vej rundt. Hvis en begivenhed findes på to forskellige tid, må den ikke have en øjeblikkelig eksistens. Den skal eksistere, når det er tid for den at eksistere i en hvilken som helst referenceramme. Dette bevarer tanken om, at alle begivenheder i et stykke rumtid defineret af en tid eksisterer på det tidspunkt. Det ødelægger dog begrebet flydende tid. En række begivenheder opstår ikke og forsvinder. Hele blokken af begivenheder i al rumtid eksisterer bare statisk.

En anden måde er at give slip af forestillingen om, at samtidighed er absolut. Hvert objekt følger en verdenslinje, hvor tiden strømmer. Hver begivenhed, som objektet oplever, opstår på sit tidspunkt og forsvinder. Men der er ingen universel måde at matche tidspunkter for separate begivenheder. Match op er så bevægelsesafhængig som at matche placeringen af separate begivenheder .

Dette er en meget hårdere begrebsmæssig anstødssten for os end noget andet inden for særlig relativitet. Vi er vant til at Robert ser to begivenheder som det samme sted, men Alicia ser dem som forskellige på grund af sin bevægelse. Men Robert ser to begivenheder på samme tid, og Alicia ser dem som forskellige på grund af hendes bevægelse, bryder vores opfattelse af, hvad klokken er. Det er svært at vænne sig til ideen om, at tiden ikke er, som vi troede, den var.

Dette ændrer ikke, hvad samtidighed er i relativitet. Samtidigheden af to separate begivenheder målt i en bestemt inertial referenceramme kan udledes. Robert, der sidder ved $ x_0 $ , kan altid stole på, at hans ur ved $ x_0 $ er ensartet. Han sender en puls af lys, der reflekterer en begivenhed på $ x_1 $ og vender tilbage. Han registrerer afsendelses- og returtider.Lysets hastighed er konstant, så pulsen bruger halvdelen af tiden på at gå ud og halvt tilbage. Refleksionen er derfor samtidig med den begivenhed, Robert oplevede på tidspunktet halvvejs imellem.

---

Forskellen mellem synspunkterne Block Universe og Flowing Time er rent filosofisk. De bruger begge de samme rumtidsdiagrammer, foretager de samme beregninger og når de samme svar. Et synspunkt betragter rumtidsdiagrammet som en blok af statisk eksisterende begivenheder. Den anden betragter det som en samling af løst matchede historier.

Begge tidsbegreber er forskellige fra den sunde fornuft. Jeg kender ikke noget eksperiment, der kan skelne mellem disse fortolkninger af tid. Brug den, der gør dig mest behagelig.

Der er dog en forskel. Block Universet inkluderer ikke tilstandsprogression fra tidligt til senere tidspunkt. Det skal tilføjes. Der er et spørgsmål om, hvordan man motiverer det og forklarer retningen. Tidens strømning forklarer ikke denne progression. Det antages bare.

Selvfølgelig John Rennie “s svar er rigtigt såvel som John Duffields svar . Begge svar er for det meste korrekte og tekniske. Men lad mig prøve at forklare det på en mere enkel måde. Så lad mig prøve at tilføje noget ved at forklare det på en virkelig enkel, forståelig måde og ved at sammenligne de to svar, hvor de er enige, og hvor ikke.

1. Hvad er tiden?
   Af John Rennie:

   det er, hvad fysikere mener med definitionen af de fire vektorer, og at tiden er en koordinat i det 4-dimensionelle system, vi kalder rumtid.

   Af John Duffield:

   det er bevægelsen af urets stykker.

   Begge har ret. Men begge prøver at tage det fra en anden vinkel. Lad os tage dem en efter en og prøve at forene dem.

Det første svar siger, at universet er indstillet således, og de fire vektorer er indstillet, så tid som en dimension er bare en anden dimension som de 3 rumdimensioner, som vi opfatter let. Nu er dette korrekt, og det er bare måling af rumtid. Det forklarer, at enhver bevægelse (hastighed) i rumdimensionerne påvirkes af (og vica versa) bevægelsen (hastighed) i tidsdimensionen. Hvis noget bevæger sig med hastighed $ c $ i rummet, må det ikke bevæge sig med tiden (dets hastighed i tidsdimensionen er 0). Hvis noget bevæger sig langsommere, så er hastigheden $ c $ i rummet, det skal begynde at bevæge sig i tidsdimensionen. Det er bare en empirisk kendsgerning, og sådan er universet og firvektoren indstillet .

Dette kommer også ned til blokuniverset, hvor alle “tidslicenser” allerede findes, og vi opfatter dem bare, når vi “bevæger” os langs tidsdimensionens koordinater.

Nu er der ingen accepteret teori om, hvad alt består af, og hvordan hvilemasse opnås, men en teori er, at masseløse partikler ( gluoner ) svinger med hastighed c i en eller anden indespærring.

I SR er tidsudvidelse i et eksempel forklaret med et fotonur med to spejle og en foton, der bevæger sig imellem (som svingende ) spejle (noget indespærring). Så hvis vi tager dette som en analogi, kan vi sige, at tiden er bevægelsen (i rummet) af fotonet eller gluonen mellem spejle eller indespærring. Så alt det eksisterende kunne bestå af små gluonure.

Så det første svar kunne føre til at sige, at ved bevægelse (svingning) af de små ure “gluoner og deres hastighed i rummet (oscillerende ved hastighed $ c $ ) påvirker deres hastighed i tidsdimensionen (hastighed 0, tidsfrossen). Så de fire vektorer viser, at disse ikke bevæger sig i tide.

Men så snart vi ser på det højere niveaupartikler, som de bygger op, får de på en eller anden måde på grund af indespærringen hvilemasse til de højere niveaupartikler, og de (partiklerne på højere niveau) sænkes ned i rummet. Så de skal begynde at bevæge sig i tidsdimensionen, og det er det deres fire vektor vil vise, de vil bevæge sig i tidsdimensionen med hastighed> 0.

Så det er her, det første svar forbinder det andet svar, det siger, at bevægelsen (hastigheden) i rumdimensionerne påvirket bevægelsen (hastighed) i tidsdimensionen.

Det andet svar siger, at tiden kun er bevægelsen af et urs dele. Så dybest set accepterer det det første svar ved at sige, at det hele er ligesom et fotonur, og at bevægelse i rummet påvirker bevægelsen i tiden.

2. Strømmer tiden? Nej, begge svar siger nej, fordi det ikke er tid, der flytter, det er os, der bevæger os langs tidsdimensionens koordinater.

første svar siger eksplicit, at vi bevæger os langs tidsdimensionen, og at det er mere som et blokunivers, hvor alt allerede eksisterer.

Det andet svar siger, at tiden bare er partikler, der bevæger sig, så tiden selv ikke strømme, men partiklerne bevæger sig, og det er det, vi opfatter som tidens strømning.

Det første svar er rigtigt. det er netop, hvordan universet og firvektoren er indstillet. Lad mig vise hvorfor det andet svar er forkert, og for at gøre det skal jeg forklare noget, som ikke af disse svar nævnes.

3. Sagen, at ingen af disse svar forklarer , er: hvis alt i universet (alle partikler, energi) ikke ville bevæge sig i rummet (de ville være stationære i rumdimensioner).

I dette tilfælde svarer det første svar er ville sige, at baseret på de fire vektorer ville vi stadig se, at alt bevæger sig i tidsdimensionen med hastighed $ c $ . Det er netop, hvad de fire vektorer siger, og det er empirisk sandt.

Det andet svar vil antyde, at i dette tilfælde, da intet bevæger sig i rummet, opfatter vi ikke tid, og der er ingen tid, den eksisterer ikke. Men det er ikke sandt. Det andet svar er baseret på en misforståelse. Det indebærer, at partikler bevæger sig i rummet, og at vores (som har hvilemasse) hastighed er normal, og at vi bliver nødt til at fremskynde (i rumdimensionerne) til lysets hastighed. Det er ikke sandt. Alt masseløst i universet bevæger sig med hastighed $ c $ i rummet (og bevæger sig med hastighed 0 i tidsdimensionen) med det samme, når det oprettes. Da vi kunne bruge analogien og sige, at alt består af små fotonure (gluon), bevæger disse sig alle i rummet med hastighed $ c $ , når de oprettes. Hvis de på en eller anden måde vinder hastighed for de højere partikler, som de opbygger (ved at svinge i en eller anden indespærring), sænker de de højere niveaupartikler ned i rummet. Det er den eneste måde at bevæge sig langsommere end hastighed $ c $ i rummet for at bremse. Når de bremser, ved at få masse, begynder de (partiklerne på højere niveau) at opfatte tiden som vi gør (som har hvilemasse) og begynder også at bevæge sig i tidsdimensionen.

Nu, hvis vi bremser så meget, at vi bliver stille i rummet, er det bare ikke specielt. Vi bevæger os derefter stadig med hastighed $ c $ i tidsdimensionen. Den misforståelse, du ser, er, at du måske tror, at hastighed 0 i rummet er speciel (for at betragte det som “effekten på hastigheden i tidsdimensionen). Det er det ikke. Hastighed 0 i rummet er lige det samme (det er effekten på hastigheden i tidsdimensionen) som enhver anden hastighed < $ c $ i rummet. Den eneste hastighed i rummet, der har særlig effekt (på hastigheden i tidsdimensionen) er hastighed $ c $ . Men det er den eneste hastighed, som masseløse partikler kan have, og hvis noget vil bevæge sig langsommere – det skal bremse ved at få masse.

Så det andet svar er forkert, når det siger, at partikler bevæger sig ind rummet, og at det er det, vi opfatter som tidens strømning. For selvom intet ville bevæge sig i rummet, ville vi stadig bevæge os i tidsdimensionen med hastighed $ c $ .

Hvordan er det muligt? Den eneste løsning er virkelig blokuniverset, hvor vores universes versioner alle findes i tidsdimensionen, og vi bevæger os bare langs tidsdimensionen og realiserer den aktuelle version af vores verden.

Men hvad får os alle til at opleve det samme univers på samme tid? Hvordan bevæger vi os alle sammen sammen med tidsdimensionen? Svaret er: fordi vi alle bevæger os med samme hastighed (ca. flyver med jorden, når den bevæger sig i rummet) i det samme tyngdefelt. Så snart vi bevæger os ud af jordens tyngdefelt, opfatter vi tiden i en anden hastighed (derefter dem, der er tilbage på jorden), da vi bevæger os i tidsdimensionen med en anden hastighed, fordi af GR . Og så snart vi flyver med en anden hastighed i rummet (i et hurtigt rumskib), opfatter vi tiden anderledes (så dem, der er tilbage på Jorden) på grund af SR.

OK, men hvordan er vi i første omgang i stand til at bevæge os i tidsdimensionen ved forskellige hastigheder? Hvordan kan nogen så bevæge sig væk fra Jorden og komme tilbage til det samme punkt i tidsdimensionen som dem, der er tilbage på Jorden? Svaret er, at hvis nogen bevæger sig væk fra Jorden, så bevæger sig ud af tyngdefeltet og bevæger sig med en anden hastighed end dem på Jorden, så bevæger den pågældende sig væk i alle fire dimensioner.For at komme tilbage til det samme punkt i alle fire dimensioner og møde dem, der er tilbage på Jorden på det samme punkt i tidsdimensionen, er han nødt til at bruge ekstra energi til at kompensere for forskellen. Ellers ville denne person kun vende tilbage til Jorden til det samme rum, men aldrig til det samme punkt i tidsdimensionen som dem, der er tilbage på Jorden (da hans hastighed i tidsdimensionen er forskellig). Vi ville se det som om han ville være ældre mindre (eller mere).

Så det første svar er rigtigt, for selvom noget er stille i rummet, kan det stadig være i et tyngdefelt, og det ændrer sig det er hastighed i tidsdimensionen (sammenlignet med dem uden for tyngdefeltet).

Dette er ikke mit emne, og jeg er overhovedet ikke ekspert her, men jeg tror på ekstra omstændigheder i en sort hul , tiden stopper måske endda (deres hastighed i tidsdimensionen er 0) for dem inde i det sorte hul (set fra en fjern observatørs visning) , og de ser måske ud til at sidde fast på et bestemt tidspunkt i tidsdimensionen. Så der kan være et specielt tilfælde, når hastigheden i rumdimensionen er 0 og også i tidsdimensionen (for et ikke-roterende sort hul ved singularitet ) . For at begynde at bevæge sig igen i tidsdimensionen bliver de nødt til at bruge ekstra energi til at komme ud af det sorte huls gravitationseffekt og begynde at bevæge sig i både rum- og tidsdimensionerne.

Kommentarer

• Kan du give et link til teorien, der siger, at gluoner er masseløse? Er de ikke ‘ givet ‘ deres masse ved Higgs feltinteraktion? Hvis jeg ‘ er forkert, vil jeg ‘ gerne vide det. Tak!
• @omg se da.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle . Standardmodellen passer til data ved hjælp af tabellen, så per definition er massen af gluoner er nul i standardmodellen.

Jeg blev stødt på mit spørgsmål (det opfattes som et duplikat af denne) så jeg vil efterlade et svar her som afsked. John Rennie nævner, at tiden flyder i en retning med en hastighed på et sekund pr. Sekund. Det er fint at sige, men der er et uendeligt antal variationer af den hastighed i vores univers alene.

Selv for os selv som individer ser hastigheden ud til at ændre sig i overensstemmelse med, hvordan vores hjerne fungerer. Vores hjerner har forskellige gear (alfa-, beta-, gamma-, delta- [og måske flere] bølgetyper) og afhængigt af hvilken kombination af dem der er i gang, kan tiden synes at bevæge sig langsommere eller hurtigere. Når vi “multitasking”, vil vi have, at det bliver langsommere, og når vi keder os, ser det ud til at trække.

Men nok af filosofien allerede – vi taler her om tidens fysik, der grundlæggende er fysikken i noget, der ikke eksisterer. Jeg kan ikke huske, hvem det er, en eller anden berømthed faktisk, men personen oplever en anomali, en “medicinsk” tilstand, og de har ikke en opfattelse af tid som resten af os (uanset% af menneskeheden).

Ligesom nogle mennesker ikke har nogen appetitreflektorer, der fortæller dem, hvornår de har spist nok (folk er døde af dette) den person, jeg glemmer, der ikke kan bedømme tid. Så er de dysfunktionelle eller mere tilpassede til naturen end nogle?

Jeg tror ikke dyr har en opfattelse af tid. Jeg tror, de opfatter begivenheder og kan huske dem (faktisk og underligt eksperimenter har vist, at fugle kan formidle “minder” om specifikke truende personer til deres afkom, og børnene reagerer i overensstemmelse hermed på personerne uden tidligere at møde dem) – dog kun mennesker har en abstrakt opfattelse af tid som en “ting”.

Faktisk faktisk Shakespeares Henry IV, hovedpersonen, narrer en fjols, fordi han refererer abstrakt til tiden. Den slags moral er, at folk, der har tid til at undre sig over tid, ikke virkelig opnår meget. Det blev skrevet for 400 år siden og nu (griner af mig selv) Jeg gør det samme. Så jeg tror ikke jeg vinder ikke efter dette lille svar.

For nylig lytter til Julian Barbour (som har givet en løsning på de tre kropsproblemer) siger han slags det samme. Han fortæller os, at tiden som vi ser det er en slags rest fra begivenheder, der ikke passer perfekt sammen. Som om du skulle møde en ven, og de ankom mødestedet efter dig, kan man begynde at lægge mærke til det forbipasserende af tid. Hvis du havde mødtes samtidigt, ville dit sind muligvis have været fuldt engageret i livet, og tiden ville have været uvigtig.

For at give et lignende eksempel sagde en fyr, at han engang mødte Bruce Lee (kampkunstneren) i en elevator, og de begyndte at diskutere Kung Fu. De kom til samme etage, så de prøvede et par træk. Næste gang fyren kiggede på sit ur, var klokken 07.00. Han kom ind i elevatoren kl. 22.35, så tiden forsvinder, når vi ikke ser det.