Dette er et forsøk på å samle de forskjellige spørsmålene om tid som er blitt stilt på dette nettstedet og gi et enkelt sett med forhåpentligvis autoritative svar. Spesielt prøver vi å ta opp spørsmål som:

  • Hva mener fysikere med tid?

  • Hvordan flyter tiden?

  • Hvorfor er det en tidspil?

Kommentarer

  • Jeg forstår ikke ‘ hva du mener med de to første spørsmålene. Jeg ‘ er ikke en ekspert på Physics Stack Exchange som kan finne ut hva du mener med de to første spørsmålene.

Svar

Hva mener fysikere med tid?

Vi begynner med det enkle spørsmålet hva mener fysikere med tid .

Legg merke til at det er lett å blande seg mellom begrepene tid og tidens strømning . Når ikke-fysikere snakker om tid, betyr de vanligvis strømmen av tid, dvs. det faktum at tiden i den menneskelige opplevelsen flyter ubønnhørlig fremover (med ett sekund per sekund). Vi kommer videre til dette, men foreløpig vil vi ignorere spørsmålet om hvorfor tiden strømmer og bare adressere hva tiden betyr for en fysiker.

Hvis du vil finne en posisjon i rommet, er en metode en å sette opp noen akser, f.eks $ x $ , $ y $ og $ z $ akser, og du kan da identifisere ethvert punkt i rommet ved hjelp av koordinatene $ (x, y, z) $ .

Akser

For å skille mellom hendelser som skjer på samme sted i rommet, men til forskjellige tider vi må spesifisere når en hendelse skjedde, så vel som der det skjedde, så vi legger til en tidskoordinat $ t $ . Arrangementer kan da være unikt lokalisert ved deres romtid koordinater $ (t, x, y, z) $ . For en fysiker er tiden bare en koordinat som brukes til å spesifisere hendelser i romtiden. I figur 1 ovenfor har vi en $ x $ akse som strekker seg fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ , en $ y $ akse som strekker seg fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ og en $ z $ akse som strekker seg fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ . Til disse legger en fysiker en $ t $ akse som strekker seg fra $ – \ infty $ til $ \ infty $ , og det er hva tiden er – bare en koordinat.

Men hverdagsopplevelsen forteller oss at tiden er spesiell – absolutt forskjellig fra verdensrommet – så hva rettferdiggjør fysikerens syn på at tiden bare er en koordinat? For å forstå denne starten med tiden i hverdagen som beskrevet av Newtons mekanikk.

Anta at jeg setter opp et koordinatsystem med meg selv ved utgangspunktet, $ x $ mot øst, $ y $ mot nord og $ z $ rett opp. For tid vil jeg bruke armbåndsuret mitt. Og antar at du gjør det samme, men la oss si at du er i et annet land enn meg. De to koordinatsettene våre stemmer ikke overens, fordi øst-, nord- og oppaksene peker i forskjellige retninger.

Aksemisforhold

Eller antar at du beveger deg i forhold til meg. Selv om vi ignorerer krumningen på jordoverflaten, vil ikke koordinatene våre matche fordi opprinnelsen din hele tiden beveger seg i forhold til opprinnelsen min – det som ser ut til å være stille for meg, beveger seg i koordinatene dine og omvendt .

Så romlige koordinater er avhengig av observatør. Imidlertid er tiden absolutt. Forutsatt at vi begge bruker Greenwich Mean Tim e (eller en annen lignende standard), vil vi alltid være enige om tiden uansett hvor vi er på jorden eller hvordan vi er beveger seg relativt til hverandre. I Newtons mekanikk er tiden spesiell av denne grunn, så det er fornuftig å betrakte den separat fra verdensrommet.

Men siden 1905 har vi visst at for å kunne beskrive verden rundt oss må vi bruke spesiell relativitet, og i relativitetstiden er ikke tiden den samme for alle observatører. La oss gå tilbake til vanlig Newtonian mekanikk for et øyeblikk, og antar at du beveger deg relativt til meg langs $ x $ aksen med en hastighet $ v $ .Hvis vi tegner tiden min $ t $ og posisjon $ x $ akser og $ t $ og $ x $ akser de vil se ut:

Bevegende akser

Våre to tidsakser peker i samme retning, så vi er begge enige om hva det betyr for å definere en tidsakse. Men anta at du beveger deg i relativistisk hastighet $ v $ og tegner det samme diagrammet.

Bevegelige akser i SR

Når vi inkluderer spesiell relativitet, peker ikke aksene lenger i samme retning. Hvis jeg tegner tidsaksen rett opp, roteres tidsaksen i forhold til meg av en vinkel $ \ theta $ gitt av:

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

Så din tidsretning er en blanding av tiden min og mellomrom retninger. Du vil se nøyaktig det samme – hvis du tegner tidsaksen rett opp, vil du se tidsaksen min roteres av $ – \ theta $ . I virkeligheten har vi forskjellige definisjoner av tid, og det er faktisk derfor vi får tidsutvidelse i relativitet.

Poenget med alt dette er at tiden i relativitet ikke er unikt definert. Når vi vurderer koordinatene som brukes av forskjellige observatører, finner vi at tid og rom blandes sammen. Tiden skiller seg ikke lenger fra rommet, og det er derfor fysikere behandler den som bare en av de fire koordinatene som til sammen utgjør en firedimensjonal romtid.

Hvordan strømmer tiden?

Den forrige delen forklarte hva fysikere mener med tiden, men nevnte ikke tiden som gikk. Dette er fordi i relativitetstiden ikke strømmer – mer presist strømmen av tid eksisterer ikke som et konsept.

Dette kommer til å ta litt forklaring, så la meg prøv det ved hjelp av et enkelt eksempel. Anta at jeg kaster deg en ball og du tar den. Hverdagserfaring forteller oss at tiden flyter fremover, og når den gjør det, stiger ballen opp fra hånden min og faller deretter ned til hånden din. Hvis vi tegner høyden på ballen, $ h $ , mot tiden, $ t $ , vi Jeg får noe sånt som:

Høyde tid

I Newtons fysikk har dette en fin enkel tolkning: tiden flyter fremover og høyden er en funksjon av tiden. Vi kan skrive høyden som $ h (t) $ . Men la meg nå tegne en annen graf. Jeg tegner høyden på ballen, $ h $ , mot avstanden, $ d $ , ballen beveger seg horisontalt når den beveger seg fra meg til deg:

Høyde-avstand

Dette ser veldig ut som den forrige grafen, og jeg kan faktisk skrive høyden på ballen som en funksjon av den horisontale avstanden, $ h (d) $ . Men vi vil ikke si at avstanden $ d $ flyter fremover og høyden endres når den gjør det, fordi tiden er forskjellig fra avstanden. De to grafene er bare forskjellige visninger av en firedimensjonal graf som viser banens bane i romtid (jeg skal bare tegne tre dimensjoner fordi jeg ikke kan gjøre 4D grafer):

Verdenslinje

I forrige avsnitt gikk jeg litt langt for å forklare at tiden bare er en koordinat, som de romlige koordinatene, slik at denne grafen ikke viser at tiden flyter mer enn avstand eller høyde flyter. Banens bane er bare en linje i en 4D.

I relativitet kaller vi grafer som de ovennevnte verdenslinjene , der verdenslinjen bare er settet med alle romtidspunkter $ (t, x, y, z) $ som ballen opptar i løpet av banen. Denne verdenslinjen er et fast objekt i firedimensjonal romtid – det endres ikke med tiden. Alt som endrer seg er ballens posisjon på verdenslinjen. Dette er grunnen til at vi sier at tiden ikke flyter. Tiden er bare en av de fire dimensjonene som verdenslinjen opptar.

Faktisk kan enhver fysisk egenskap, trykk fra en gass, styrke på et gravitasjonsfelt eller hva som helst, skrives som en funksjon i de fire romtid dimensjoner, $ F (t, x, y, z) $ . Skrevet på denne måten eksisterer det geometriske objektet $ F $ i hele rommet og hele tiden – det er ikke noe som utvikler seg i tid mer enn det er noe som utvikler seg i rommet.I prinsippet kunne vi ha en eller annen funksjon som representerte hele universet, $ \ mathcal {F} (t, x, y, z) $ , og dette ville eksistere for alle verdier av $ t $ , $ x $ , $ y $ og $ z $ . Denne ideen (eller en rekke ideer som den) kalles blokkuniverset – ideen om at hele universet eksisterer samtidig og tiden ikke flyter.

På dette punktet bør jeg merke meg at mange fysikere, og jeg vil gjette de aller fleste ikke-fysikere, vil si at dette bare er matematisk skulduggery og det er tull å si at tiden ikke flyter. Jeg kommer ikke til å komme med noen kommentar, bortsett fra å si at dette fint fører oss til det siste av spørsmålene våre.

Hvorfor er det en tidspil?

Uansett hvor matematisk overbevisende ideen om et blokkunivers kan være, faktum er at vår hverdagsopplevelse forteller oss at:

  1. tiden flyter

  2. den flyter i en retning – fremover, og aldri bakover

Så, hvordan forener vi dette med ideen om et blokkunivers? Mange fysikere har brukt mye på dette, og det er mange forskjellige synspunkter. Imidlertid er det noe av enighet om at det er relatert til entropi . Dette er faktisk innkapslet i termodynamikkens andre lov, som grovt sagt sier at entropi bare øker for ethvert isolert system.

Vurder noen mekanisme. Vi vil ikke bekymre oss nøyaktig for hva det er, for eksempel kan det være noe mekanisk, en interstellar gasssky eller en menneskelig hjerne. Når vi snakker om tiden som flyter frem mener vi at maskinens tilstand endrer seg i en bestemt retning, f.eks. en klokke tikker fremover, og termodynamikkens andre lov forteller oss at den endrer seg i retning av økende entropi.

Forutsatt at den menneskelige hjerne bare er en mekanisme, endrer den seg i retning av økende entropi akkurat som alle annen mekanisme. Men hvis bevissthet er et resultat av at hjernen endres, følger det at ethvert bevisst vesen vil observere mekanismer som endrer seg i retning av økende entropi. Dette er ikke så mye en fysisk lov som en sammenheng. Siden hjernen vår endrer seg i samme retning (av økende entropi) som alt annet som betyr at de nødvendigvis vil observere alt som endrer seg i samme retning. Vi kaller denne retningen for å øke tiden.


Hvis jeg får lov til en personlig mening, vil jeg si at alt dette virker litt banalt – for godt til å være sant – og det virker en mistenkelig enkel forklaring på noe så komplisert som universet. Imidlertid har jeg ikke noe bedre forslag å komme med. Jeg tror faktisk ingen har et bedre forslag, eller i det minste ikke noe bedre nok til å overbevise store deler av fysikksamfunnet.

Kommentarer

  • A har litt av et problem her: hvis tid og rom er » ekvivalent » hvorfor er det for en gitt t bare ett punkt på verdenslinjen, mens det for en gitt verdi på x kan være 0, eller 1, eller mange punkter i verdenslinjen.
  • Vi har ingen kjent forekomst av å oppdage noe fysisk fenomen som ikke er kontinuerlig i tid. Det du beskrev, vil være et veldig rart objekt som samtidig eksisterer flere steder i en ramme
  • Flott svar, men jeg ‘ vil gjerne komme med en liten kommentar angående ballen og verdenslinjen. Du sier » verdenslinjen endres ikke ‘ t, alt som endres er ballen ‘ s posisjon på verdenslinjen «. Jeg tror dette strider mot det overordnede budskapet; det ville være nærmere fysikerens synspunkt å si at ballen er verdenslinjen, alt sammen på en gang. Hvis du sier at ballen beveger seg, har du ikke ‘ ikke blitt kvitt » tidsflyten » konsept.
  • Jeg er i tvil om dette. Jeg kan opprettholde en objektposisjon på (x, y, z), men jeg kan ‘ t opprettholde tidskoordinaten. Så hvordan vil du forklare at tiden er den samme som de andre 3 aksene her i dette tilfellet?
  • Fint svar opp til » Forutsatt at menneskets hjerne bare er en mekanisme , det endrer seg i retning av økende entropi akkurat som alle andre mekanismer. » Ser du, hjernen er et delsystem, et som er mer ordnet enn omgivelsene – noe som er helt lovlig. Livet er orden som spytter uro. Så det å koble den fysiske formen vår til vår oppfatning av tid vil trenge litt mer tanke. Å ikke si at det kan ‘ ikke gjøres.

Svar

Hva er tiden?

Som Einstein sa, tiden er hva klokker måler . Og hvis du tar en titt på hva en klokke faktisk gjør, hvis du åpner en klokke og tar en kald vitenskapelig titt på det empiriske beviset, vil du se at tannhjulene snur eller en krystall som svinger. Du vil se at klokken har en slags regelmessig syklisk bevegelse sammen med noe som tannhjul eller en telleanordning, og den gir en slags kumulativ visning av tingen vi kaller «tiden». Men alt som faktisk skjedde, er at tannhjul osv. Har flyttet , og den store hånden har flyttet sammen med den lille hånden. Når du først setter pris på dette, blir spesiell relativitet forenklet, spesielt når du tenker på bølgenaturen til materie. Maksimal bevegelseshastighet er lysets hastighet, så makroskopisk bevegelse gjennom rommet av nødvendighet resulterer i en reduksjon i hastigheten på lokal bevegelse. Se enkel avledning av tidsutvidelse på Wikipedia.

Flyter den?

Nei det gjør det ikke. Vann renner. Du kan se det strømme. Men når du prøver å se tiden flyter , er alt du kan se at tannhjulene snur eller en krystall som svinger. Forestillingen om at tiden flyter er bare en talefigur, en abstraksjon. Lys beveger seg, planeter beveger seg, blod beveger seg, elektrokjemiske signaler beveger seg, tannhjul beveger seg. Alt beveger seg, og du kan se denne bevegelsen. Men du kan ikke se tiden flyter. Fordi det ikke «t. En klokke er ikke noe kosmisk gassmåler som måler strømmen av tid. Åpne en gassmåler og du finner gass som strømmer gjennom den. Åpne en klokke og du don» t finn tiden som strømmer gjennom den.

og i så fall hva definerer retningen?

Det er ikke tid retning. Det er også en abstraksjon. Kan du peke i denne retningen? Nei. Kan du bevege deg i denne tidsretningen? Nei. Fordi tiden bare er et kumulativt mål på bevegelse, kan du ikke bevege deg gjennom et mål på bevegelse, og det er ingen retning du kan ta.

Hva mener fysikere med tiden?

Mest fysikere mener det samme som alle andre. Men noen vil fortelle deg at det er en koordinat, som er en annen abstrakt ting, snarere enn noe som er forbundet med bevegelse eller endring.

Kommentarer

  • Tidløs fysikk er faktisk enklere, og passer mye bedre med både relativitet og kvantefysikk. Jeg tror ikke ‘ at dette er problemet med svaret ditt. For meg virker det bare for forenklet, til det punktet at det ‘ er slags misvisende. For eksempel er det sikkert klokkene som måler. Men hva er det som får oss til å utvikle mer og mer nøyaktige klokker? Åpenbart må vi ha en måte å måle nøyaktigheten til klokker på. Planeter beveger seg? Vel … de har fart. Men bortsett fra det, opptar de ‘ bare noen spesifikke punkter i romtiden. Momentum er retningsbestemt – i rom og tid.
  • Argumentet med å se strømmen av tid fungerer ikke ‘ t fungerer veldig bra (og igjen, jeg ‘ Jeg er ganske overbevist om at tidløs fysikk er den bedre forklaringen her). Hvis vi ‘ beveger oss med samme strøm av tid som alt rundt oss, hvordan ville vi noen gang kunne oppfatte strømmen? Det ‘ er som å være på en enorm trådmølle som fører hele verden fremover – du kan ‘ t oppfatter bevegelsen, fordi alt beveger seg i samme tempo. Til slutt, hva ‘ er forskjellen mellom » tid er et mål på bevegelse og endring » og » tid er en koordinat, og bevegelse og endring innebærer at koordinaten «?
  • @ Luaan: der er ingen tredemølle. Det er ingen bevegelse gjennom tiden. Tidsflyten er bare et talespråk. Noen punkter i romtiden er en abstrakt ting. Det er også den tidskoordinaten. Vi lever i en verden av rom og bevegelse. At ‘ er den empiriske objektive virkeligheten. Det ‘ er så enkelt.
  • Dette svaret går for langt. Ja, det ‘ er ganske åpenbart at ting vi bruker i hjernen vår for å bedre tilpasse oss miljøet ikke er de tingene som faktisk eksisterer i vårt miljø (» kart er ikke territorium «). Derfor hører » tid » til samme kategori som » arbeidsledighet » eller » lov » eller » nummer 7 «. Ja. Men så dropper svaret emnet som om det hele var å si. Nei, nei og nei!Hvis jeg skal kartlegge ting i hjernen min, trenger jeg fortsatt å oppfinne og bruke og diskutere begreper som arbeidsledighet, lov, nummer 7 osv., Og også tid og tid. Dette er ekstremt nyttige leker i hjernen vår.
  • Vannflytende analogi gjør meg ukomfortabel. Du sier at vann strømmer, og at du kan se det strømme. Men du ser den bare flyte med tiden. Hvis tiden var » satt på pause «, ville vannstrømmen også stoppe, og du ville ikke se noen flyt i det hele tatt. Uttrykket » vann strømmer » innebærer tidens strømning, selv om du ikke kan observere sistnevnte direkte. Slik jeg ser det, må du ta begge deler eller ingen av dem. Hvis tiden ikke ‘ t strømmer, kan du ‘ t virkelig si at vann strømmer heller – alt du kan gjøre er å beskrive posisjonen til vann når det gjelder forskjellige romtidskoordinater.

Svar

OK, la meg også prøve:

  • Hva mener fysikere med tid? La meg starte med et sitat av Hermann Weyl:

Verden rett og slett er , den gjør det ikke skje . Bare til blikket til bevisstheten min, som kryper oppover livslinjen til kroppen min, kommer en del av denne verden til liv som et flyktig bilde i rommet som kontinuerlig endrer seg i tid.

Når han skriver «Verden rett og slett er » bruker han åpenbart ikke er i betydningen «eksisterer i tid». Tid (som ment i sitatet) oppstår ved hjelp av vår bevissthet (som deler verden i en fortid og en fremtid, men som i virkeligheten «er» bare der) som «kryper opp» langs livslinjen til kroppen vår. En analogi vil være et tønneorgel sammen med en punktert papirmusikkrull. Vi er fatorganet (bevissthet) og vi beveger oss langs rullen (den verden som rett og slett er), og produserer derved musikken som allerede er til stede i sin helhet på rullen. Dette er også hva Einstein mente:

For oss som er overbeviste fysikere, har skillet mellom fortid, nåtid og fremtid ingen annen betydning enn en illusjon, om enn en seig.

Jeg tror at dette er måten de fleste fysikere tenker på tiden (tilværelsen, ved hjelp av vår bevissthet om bevegelsen til en verden som ganske enkelt er; fortiden , nåværende og fremtidig eksisterer samtidig. Men for visse er det noen (eller mange, jeg undersøkte ikke) som tenker at tiden eksisterer eksisterer objektivt.

Fordi av på samme måte kan vi si at det er verden som kontinuerlig endrer seg og ikke a priori «ganske enkelt er». Vår bevissthet oppfatter denne stadig skiftende verden som en verden der er tid. Eller, i analogi med tønneorgelet, beveger vi oss ikke langs musikkrullen, men musikkrullen utspiller seg foran oss (uten at all musikken allerede er der).

Tiden ville da være konstituert av den stadig endre konfigurasjoner av alle elementære partikler. Jeg tror man kan si at tiden da er et fenomen som kommer fra den kollektive oppførselen til virkelig elementære partikler som tiden ikke eksisterer for. Hvordan kan det eksistere tid for en virkelig elementær partikkel hvis den alltid forblir den samme? Med andre ord, hvordan kan den eldes? Aldring, et godt eksempel på tid, kommer fra den kollektive oppførselen til elementære partikler.

  • Hvordan flyter tiden? Jeg kan ikke svare på dette fordi tiden ikke kan strømme. Hvilket er, tror jeg, hvordan de fleste fysikere tenker. De bevegelige elementære partiklene som tiden kommer ut, kan åpenbart kan strømme. Gjennom rom, som tiden danner en absolutt romtid med. Subjektivt kan man oppfatte tiden som «flyter» veldig sakte (når man har dårlig tid) eller veldig rask («tiden fløy veldig fort når vi kysset»), men det er et spørsmål av ord. Eller se på situasjonen når du drømmer: klokken ved siden av sengen din sier at det har gått fem minutter, men i drømmen din så det ut til at mye mer tid har gått. For dyr kan oppfatningen av tid også være veldig annerledes. Men dette til side. Så svaret på spørsmålet ditt er at tiden ikke kan strømme i vanlig forstand. Hvilket betyr at den heller ikke har noen retning.

  • Hvorfor er det en tidspil? La meg først understreke at tidens pil ikke betyr at tiden har en retning. Pilen peker ikke mot et punkt i rommet. Pilen peker heller ikke fra fortiden til fremtiden, for tiden har tydeligvis ingen retning i tid. Tidens pil betyr bare at fortiden er forskjellig fra fremtiden, og en pil er en god analogi for å ta tak i dette. Så spørsmålet du stiller er faktisk: «Hvorfor er fortiden forskjellig fra fremtiden?»I henhold til termodynamikkens andre lov er den kollektive oppførselen til alle partikler i Universet slik at partiklene har en tendens til å konfigurere seg stadig mer uordnet (hvis den opprinnelige konfigurasjonen ikke er i en maksimal uordnet tilstand). Nå, per definisjon, befinner universets fortid seg i en mer ordnet tilstand enn fremtiden befinner seg i. Du kan spørre deg selv hva som ville skje hvis bevegelsene til alle partikkelfeltene ble omvendt (som bare kan gjøres i tankene, men avdøde Stephen Hawkins tenkte en gang at dette ville skje hvis universet ville endre seg fra ekspansjon til sammentrekning, en tanke som han senere heldigvis innrømmet at det var en feil). Noe å tenke på!

Svar

  • Hvis du vil ha et kort svar, så:
    • Fysikere betyr mest en koordinatakse når de snakker om tid. Også i relativitetsteori måler vi tid i meter!
  • Hvordan flyter tiden?
    • Jeg vil heller si: hvordan går det over. I relativitetsteorien « antar vi » at tiden går med lysets hastighet . Vi definerer tidens retning med den « definisjonen «:
      • Retningen for tidens gang er den samme retningen der entropi vokser. Hvis du ikke vet hva entropi er, så er entropi i et nøtteskall et mål på desorganiseringen av saken. Så tiden går i retning der uorganiseringen av partiklene i vårt univers øker.

Det var kort svar, og det var ikke ekstremt nøyaktig, men hvis du vil ha en dypere forklaring på disse tingene, kan du lese mange bøker og se mye videoer på youtube om dette emnet. Jeg håper svaret mitt var nyttig.

Svar

Jeg vil anta et annet synspunkt enn andre svar. Tidens strømning kan brukes i relativitet.

Noen svar ovenfor og dette svaret til Tar det faktisk uendelig (observatør) tid for noen å falle i et svart hull? peke på tiden som i Blokker universet . Romtid er en uendret 4D-blokk. Tiden flyter ikke.

I følge dette svaret til Understan ting fremvoksende fenomener i blokkuniverset. (Omformulert spørsmål) , for å kunne eksistere en tid, må det være en fysisk meningsfull parameter $ \ lambda $ som vil definere flyten via $ dt / d \ lambda $ på 4D-blokken. Det er ingen flyt. Folk definerer en slik parameter hele tiden i generell relativitet, men den har ingen fysisk betydning.

I dette synet er jeg noe som en filmrull. Hver ramme er meg på et bestemt tidspunkt. Hver ramme eksisterer uavhengig, uavhengig av hvilken ramme som er » nå » eller om filmen i det hele tatt spilles av eller ikke. I hver ramme er jeg i en tilstand som føler tidens strømning og husker fortiden.

Imidlertid, som dette svaret til iv id = «e50978e28b»

Hvordan kan en partikkels posisjon være tilfeldig og usikker i kvantemekanikken hvis den allerede er forhåndsbestemt i relativitet? gjør det klart, dette synet betyr ikke fremtiden er forhåndsbestemt på en måte som er uforenlig med kvantemekanikken. Men kvantemekaniske bølgefunksjoner og målinger viser seg, kan de resulterende hendelsene legges ut i en 4D rom-tidsblokk. Blokken er en praktisk måte å se hendelser for relativitet. / p>

Mange fysikere antar synspunktet om at Block Universe er slik universet fungerer. Men som John Rennie sa i sitt svar, er det andre synspunkter om at dette bare er matematisk skulduggery, og at tiden virkelig flyter. / p>

For eksempel bruker generelle relativistiske numeriske simuleringer ofte ADM-formalisme til å starte med en innledende betingelse på og beregne fremtidige tilstander. Romtid er delt inn i romlige ark merket med t. 3D-metrisk tensor for hvert ark brukes som en dynamisk variabel, sammen med dens konjugerte momentum. En Hamilton kan avledes og bevegelsesligninger. Fremtidige stater kan beregnes uten å kjenne dem på forhånd.

Alt dette viser at Block Universe er kompatibelt med fysikk slik vi kjenner det, til tross for brudd på sunn fornuft. Men Block Universe er ikke nødvendig.


En del av sunn fornuftens syn på tiden er at den strømmer. Nåtiden er alt som eksisterer. Fremtiden har ikke skjedd ennå. Fortiden er over og borte. Jeg vil gjerne argumentere for at dette også er kompatibelt med relativitet.Tidsflyten kreves ikke av relativitet, men hvis den eksisterer, skader den ikke teorien. For å gjøre det vil jeg se litt dypere på hva samtidighet betyr.

Lys beveger seg på $ 3 \ ganger 10 ^ 8 $ m / s. Vi er komfortable i $ 3 $ m / s. Vi synes relativistisk fysikk er kontraintuitiv.

Tenk på en verden der den raskeste bevegelsen er $ 3 \ ganger 10 ^ {- 8} $ m / s . Dette er omtrent 1 m / år, hastigheten på en breen. Isfysikere i isbre beveger seg for sakte til å se effekter av bevegelse som vi er komfortable med. Vi kan lære om våre konseptuelle vanskeligheter ved å se på hva de synes er kontraintuitive om hverdagsfysikk.

I klassisk breverfysikk har hvert objekt en fast, iboende egenskap som kalles posisjon. Hver observatør er enig i posisjonen til et gitt objekt. Posisjon kan brukes som identiteten til objektet.

Nøyaktige målinger eller målinger over lange tidsintervaller viser imidlertid at posisjonen endres med tiden. Dette fører til kontraintuitive konsepter som » samplingsfeil » og » hastighet «.

Disse kan vanligvis ignoreres. Men observatører som reiser med hverdagshastigheter, vil se underlige effekter. Brefysikerne Bob og Alice er begge enige om at de begge har posisjon $ x_0 $ på tiden $ t_0 $ . På $ t_1 $ sier Bob at han har posisjon $ x_0 $ , akkurat som man forventer. Alice sier at alt er normalt med henne. Men Bob sier at Alice er på $ x_1 $ .

Dette fører til forvirring. Verken Bob eller Alice har endret sin uforanderlige posisjon. Og likevel er de nå i to forskjellige stillinger. Er disse stillingene liksom de samme? Er det på en eller annen måte mulig å innta to posisjoner samtidig?

Vi har en lignende forvirring om svikt i samtidighet. Vi tenker på tiden som absolutt. En tid $ t_0 $ identifiserer unikt et stykke romtid. Når $ t_0 $ nå er, har alle hendelser i den delen sitt øyeblikk. Universets tilstand er unikt spesifisert av $ t_0 $ . Alle observatører er enige om dette. Tidens strømning er utviklingen av den universelle tilstanden fra årsak til virkning. Dette er grunnen til at tidsstrømmen gir mening.

Målinger viser imidlertid at lysets hastighet er konstant. Dette fører til svikt i samtidighet. Hverdagsfysikere Robert og Alicia passerer hverandre med relativistisk hastighet. Begge velger koordinatsystemer som er enige om at de passerer til $ (x_0, t_0) $ . De ser på hendelsen Robert ser på som $ (x_1, t_0) $ . Robert sier at dette har sitt øyeblikk av eksistens nå. Alicia sier at den samme hendelsen allerede har skjedd eller ikke har skjedd ennå. Dette fører til forvirring. En hendelse skjer på to forskjellige tidspunkter.

Blokkuniverset er en vei rundt dette. Hvis en hendelse eksisterer på to forskjellige ganger, må den ikke ha en øyeblikkelig eksistens. Den må eksistere når det er på tide at den eksisterer i en hvilken som helst referanseramme. Dette bevarer tanken om at alle hendelser i et stykke romtid definert av en tid eksisterer på den tiden. Imidlertid ødelegger det forestillingen om flytende tid. En rekke hendelser kommer ikke til og forsvinner. Hele blokken av hendelser i all romtid eksisterer bare statisk.

En annen måte er å gi slipp av forestillingen om at samtidighet er absolutt. Hvert objekt følger en verdenslinje der tiden strømmer. Hver hendelse som objektet opplever, oppstår på sin tid og forsvinner. Men det er ingen universell måte å matche tider med separate hendelser. så bevegelsesavhengig som å matche opp posisjonen til separate hendelser .

Dette er en mye vanskeligere konseptuell snublestein for oss enn noe annet innen spesiell relativitet. Vi er vant til at Robert ser på to hendelser som samme sted, men Alicia ser på dem som forskjellige på grunn av bevegelsen. Men Robert ser to hendelser samtidig, og Alicia ser på dem som forskjellige på grunn av bevegelsen hennes, bryter med vår forestilling om hva klokken er. Det er vanskelig å venne seg til ideen om at tiden ikke er det vi trodde den var.

Dette endrer ikke hva samtidighet er i relativitet. Samtidigheten av to separate hendelser målt i en bestemt inertial referanseramme kan utledes. Robert, som sitter ved $ x_0 $ , kan alltid stole på at klokken på $ x_0 $ er ensartet. Han sender ut en puls av lys som reflekterer en hendelse på $ x_1 $ og returnerer. Han registrerer sendetider og returtider.Lysets hastighet er konstant, så pulsen bruker halvparten av tiden på å gå ut og halvparten tilbake. Refleksjonen er derfor samtidig med hendelsen Robert opplevde på tiden halvveis mellom.


Forskjellen mellom synspunktene Block Block Universe og Flowing Time er rent filosofisk. De bruker begge de samme tidstidsdiagrammene, gjør de samme beregningene og kommer til de samme svarene. Ett synspunkt betrakter rom-tid-diagrammet som en blokk med statisk eksisterende hendelser. Den andre anser det som en samling av løst matchede historier.

Begge begrepene tid er forskjellige fra sunn fornuft. Jeg vet ikke noe eksperiment som kan skille disse tolkningene av tid. Bruk den som gjør deg mest komfortabel.

Imidlertid er det en forskjell. Block Universe inkluderer ikke progresjon av tilstand fra tidlig tid til senere tid. Det må legges til. Det er noen spørsmål om hvordan du kan motivere det og forklare retningen. Flow of Time forklarer ikke denne progresjonen. Det antas bare.

Svar

Selvfølgelig John Rennie «s svar er riktig, så vel som John Duffields svar . Begge svarene er korrekte stort sett og tekniske. Men la meg prøve å forklare det på en enklere måte. Så la meg prøve å legge til noe ved å forklare det på en veldig enkel, forståelig måte og ved å sammenligne de to svarene hvor de er enige og hvor ikke.

  1. Hva er tid?
    Av John Rennie:

    det er hva fysikere mener, per definisjon av de fire vektorene, og at tiden er en koordinat i det 4-dimensjonale systemet vi kaller romtid.

    Av John Duffield:

    det er bevegelsen til klokkens stykker.

    Begge har rett. Men begge prøver å ta det fra en annen vinkel. La oss ta dem en etter en og prøve å forene dem.

Det første svaret sier at universet er satt opp slik og de fire vektorene er satt opp slik at tiden som dimensjon bare er en annen dimensjon som de tre romdimensjonene vi oppfatter Enkelt. Nå er dette riktig, og det er bare måling av romtid. Det forklarer at enhver bevegelse (hastighet) i romdimensjonene påvirkes av (og vica versa) bevegelsen (hastigheten) i tidsdimensjonen. Hvis noe beveger seg med hastighet $ c $ i verdensrommet, må det ikke bevege seg i tid (hastigheten i tidsdimensjonen er 0). Hvis noe beveger seg langsommere, vil hastigheten $ c $ i verdensrommet, den må begynne å bevege seg i tidsdimensjonen. Det er bare et empirisk faktum, og slik er universet og firvektoren satt opp .

Dette kommer også ned til blokkuniverset, der alle «tidslister» allerede eksisterer, og vi oppfatter dem bare når vi «beveger oss» langs tidsdimensjonens koordinater.

Nå er det ingen akseptert teori om hva alt består av, og hvordan hvilemasse oppnås, men en teori er at masseløse partikler ( gluoner ) svinger i hastighet c i en eller annen inneslutning.

I SR er tidsdilatasjon i ett eksempel forklart av en fotonklokke, med to speil og en foton som beveger seg imellom (som å svinge ) speilene (noe inneslutning). Så hvis vi tar dette som en analogi, kan vi si at tiden er bevegelsen (i rommet) til fotonet eller limet mellom speil eller inneslutning. Så alt som eksisterer kan bestå av små gluonklokker.

Så det første svaret kan føre til å si at ved bevegelse (svingning) av de små klokkene «gluoner og deres hastighet i rommet (oscillerende i hastighet $ c $ ) påvirker hastigheten deres i tidsdimensjonen (hastighet 0, tidsfrossen). Så de fire vektorene vil vise at disse ikke beveger seg i tid.

Men så snart vi ser på det høyere nivåpartikler som de bygger opp, får de på en eller annen måte på grunn av inneslutningen hvilemasse til partiklene på høyere nivå, og de (partiklene på høyere nivå) reduseres i rommet. deres fire vektorer vil vise, de vil bevege seg i tidsdimensjonen med hastighet> 0.

Så det er her det første svaret kobles til det andre svaret, det står at bevegelsen (hastigheten) i romdimensjonene påvirket bevegelsen (hastighet) i tidsdimensjonen.

Det andre svaret sier at tiden bare er bevegelsen til en klokks deler. Så i grunn godtar det det første svaret ved å si at det hele er akkurat som en fotonklokke, og at bevegelse i rommet påvirker bevegelse i tid.

  1. Flyter tiden? Nei, begge svarene sier nei, fordi det ikke er tid som flyter, det er oss som beveger oss langs tidsdimensjonens koordinater.

første svar sier eksplisitt at vi beveger oss langs tidsdimensjonen og at det er mer som et blokkunivers, der alt allerede eksisterer.

Det andre svaret sier at tiden bare er partikler som beveger seg, så tiden i seg selv gjør ikke strømmen, men partiklene beveger seg, og det er det vi oppfatter som tidens strømning.

Det første svaret er riktig. det er bare hvordan universet og firvektoren er satt opp. La meg vise hvorfor det andre svaret er galt, og for å gjøre det må jeg forklare noe som ikke noen av disse svarene nevner.

  1. Tilfellet at ingen av disse svarene forklarer er: hvis alt i universet (alle partiklene, energi) ikke ville bevege seg i rommet (de ville være stasjonære i romdimensjoner).

I dette tilfellet svarer første svar er vil si at basert på de fire vektorene, vil vi fremdeles se at alt beveger seg i tidsdimensjonen i hastighet $ c $ . Det er akkurat det de fire vektorene sier, og det er empirisk sant.

Det andre svaret vil antyde at i dette tilfellet, siden ingenting beveger seg i rommet, oppfatter vi ikke tid, og det er ingen tid, den eksisterer ikke. Men det er ikke sant. Det andre svaret er basert på en misforståelse. Det antyder at partikler beveger seg i rommet og at hastigheten vår (som har hvilemasse) er normal, og at vi trenger å øke hastigheten (i romdimensjonene) til lysets hastighet. Det er ikke sant. Alt masseløst i universet beveger seg med hastighet $ c $ i rommet (og beveger seg med hastighet 0 i tidsdimensjonen) med en gang når det er opprettet. Siden vi kunne bruke analogien og si at alt består av små foton (gluon) klokker, beveger disse seg i rommet i hastighet $ c $ når de blir opprettet. Hvis de på en eller annen måte får fart for partiklene på høyere nivå som de bygger opp (ved å svinge seg inn i en eller annen inneslutning), reduserer de de høyere nivåpartiklene i rommet. Det er den eneste måten å bevege seg langsommere enn hastighet $ c $ i verdensrommet for å redusere hastigheten. Når de bremser, ved å få masse, begynner de (partiklene på høyere nivå) å oppfatte tid som vi gjør (som har hvilemasse), og begynner å bevege seg i tidsdimensjonen også.

Nå, hvis vi bremser så mye at vi blir stasjonære i rommet, er det bare ikke spesielt. Vi beveger oss fortsatt med hastighet $ c $ i tidsdimensjonen. Misforståelsen du ser er at du kanskje tror at hastighet 0 i rommet er spesiell (for å vurdere det er effekten på hastigheten i tidsdimensjonen). Det er det ikke. Fart 0 i rommet er akkurat det samme (det er effekten på hastigheten i tidsdimensjonen) som hvilken som helst annen hastighet < $ c $ i rommet. Den eneste hastigheten i rommet som har spesiell effekt (på hastigheten i tidsdimensjonen) er hastighet $ c $ . Men det er den eneste hastigheten masseløse partikler kan ha, og hvis noe vil bevege seg saktere – den må avta ved å få masse.

Så det andre svaret er feil når det står at partikler beveger seg inn rom og at det er det vi oppfatter som tidsstrømmen. For selv om ingenting ville bevege seg i rommet, ville vi fortsatt bevege oss i tidsdimensjonen i hastighet $ c $ .

Hvordan er det mulig? Den eneste løsningen er egentlig blokkuniverset, hvor universets versjoner alle eksisterer i tidsdimensjonen, og vi beveger oss bare langs tidsdimensjonen og realiserer den faktiske versjonen av vår verden.

Men hva gjør at vi alle oppfatter det samme universet samtidig? Hvordan beveger vi oss sammen langs tidsdimensjonen sammen? Svaret er: fordi vi alle beveger oss i samme hastighet (ca., flyr med jorden når den beveger seg i rommet) i det samme gravitasjonsfeltet. Så snart vi beveger oss ut av jordens gravitasjonsfelt, oppfatter vi tiden med en annen hastighet (deretter de som er igjen på jorden), siden vi vil bevege oss i tidsdimensjonen med en annen hastighet fordi av GR . Og så snart vi flyr med en annen hastighet i rommet, (i et raskt romskip) oppfatter vi tiden annerledes (da de som er igjen på jorden) på grunn av SR.

OK, men hvordan klarer vi i første omgang å bevege oss i tidsdimensjonen med forskjellige hastigheter? Hvordan kan noen bevege seg bort fra jorden og komme tilbake til samme punkt i tidsdimensjonen som de som er igjen på jorden? Svaret er at hvis noen beveger seg bort fra jorden, så beveger seg ut av gravitasjonsfeltet, og beveger seg med en annen hastighet enn de på jorden, så flytter vedkommende seg bort i alle fire dimensjoner.For å komme tilbake til samme punkt i alle fire dimensjoner og møte de som er igjen på jorden på samme punkt i tidsdimensjonen, må han bruke ekstra energi for å kompensere for forskjellen. Ellers ville personen bare komme tilbake til jorden til samme romplassering, men aldri til samme punkt i tidsdimensjonen som de som var igjen på jorden (siden hastigheten i tidsdimensjonen er forskjellig). Vi vil se det som om han ville blitt eldre mindre (eller mer).

Så det første svaret er riktig, for selv om noe er stille i rommet, kan det fortsatt være i et gravitasjonsfelt, og det endrer seg det er hastighet i tidsdimensjonen (sammenlignet med de utenfor gravitasjonsfeltet).

Dette er ikke mitt tema, og jeg er ikke en ekspert her i det hele tatt, men jeg tror på ekstra omstendigheter i en svart hull , tiden kan til og med stoppe (hastigheten i tidsdimensjonen er 0) for de som er inne i det svarte hullet (fra en observatør fra langt borte) , og de ser ut til å sitte fast på et bestemt tidspunkt i tidsdimensjonen. Så det kan være et spesielt tilfelle når hastigheten i romdimensjonen er 0 og i tidsdimensjonen også (for et ikke-roterende svart hull ved singularitet ) . For å begynne å bevege seg igjen i tidsdimensjonen, måtte de bruke ekstra energi for å komme seg ut av det svarte hullets gravitasjonseffekt og begynne å bevege seg i både rom- og tidsdimensjonene.

Kommentarer

  • Kan du gi en lenke til teorien som sier at gluoner er masseløse? Er de ikke ‘ gitt ‘ deres masse ved Higgs feltinteraksjon? Hvis jeg ‘ m feil, vil jeg ‘ gjerne vite. Takk!
  • @omg se en.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle . Standardmodellen passer til dataene ved hjelp av tabellen, så per definisjon er massen av gluoner er null i standardmodellen.

Svar

Jeg ble stukket av spørsmålet mitt (det ble oppfattet som et duplikat av denne) så jeg legger igjen et svar her som et avskjed. John Rennie nevner at tiden flyter i en retning med hastigheten på ett sekund per sekund. Det er greit å si, men det er et uendelig antall variasjoner av den hastigheten i vårt univers alene.

Selv for oss selv som individer ser det ut til at hastigheten endres i henhold til hvordan hjernen vår fungerer. Hjernen vår har forskjellige gir (alfa-, beta-, gamma-, delta- [og kanskje flere] bølgetyper) og avhengig av hvilken kombinasjon av dem som er i prosess, kan tiden se ut til å bevege seg saktere eller raskere. Når vi er «multi-tasking», vil vi at den skal avta, og når vi kjeder oss, ser det ut til å dra.

Men nok av filosofien allerede – vi snakker tidens fysikk her, som i utgangspunktet er fysikken til noe som ikke eksisterer. Jeg kan ikke huske hvem det er, noen kjendiser faktisk, men personen opplever en anomali, en «medisinsk» tilstand, og de har ikke en oppfatning av tid som oss andre (uansett% av menneskeheten).

Akkurat som noen mennesker ikke har noen appetittreflektorer som forteller dem når de har spist nok (folk har dødd av dette) personen jeg glemmer som ikke kan bedømme tid. Så er de dysfunksjonelle eller mer tilpasset naturen enn noen?

Jeg tror ikke dyr har en oppfatning av tid. Jeg tror de oppfatter hendelser og kan huske dem (faktisk og merkelig eksperimenter har bevist at fugler kan formidle «minner» om spesifikke truende personer til sine avkom og barna reagerer tilsvarende på personene uten å møte dem tidligere) – men bare mennesker har en abstrakt oppfatning av tid som en «ting».

Faktisk Shakespeares Henry IV, hovedpersonen, narrer en tosk fordi han refererer abstrakt til tiden. Den slags moral er at folk som har tid til å lure på tiden ikke virkelig oppnår mye. Det ble skrevet for 400 år siden og nå (ler av meg selv) jeg gjør det samme. Så jeg antar at jeg ikke vant etter dette lite svar.

Nylig lyttet til Julian Barbour (som har gitt en løsning på de tre kroppsproblemene) sier han liksom det samme. Han forteller oss at tiden som vi ser det er en slags rest fra hendelser som ikke stemmer perfekt overens. Som om du skal møte en venn og de kommer til møtestedet etter deg, kan du kanskje begynne å legge merke til det forbigående. av tiden. Hvis du hadde møtt hverandre samtidig, kunne tankene dine ha forblitt fullt engasjert i livet, og tiden ville ha vært uviktig.

For å gi et lignende eksempel sa en fyr at han en gang møtte Bruce Lee (kampsportartisten) i en heis, og de begynte å diskutere Kung Fu. De kom til samme etasje, så de prøvde noen få trekk. Neste gang fyren kikket på klokken, var klokka 07.00. Han kom inn i heisen klokka 22.35 så tiden forsvinner når vi ikke ser på den.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *