Ce este timpul, curge și dacă da, ce definește direcția sa?

Ce înseamnă fizicienii prin timp?

Vom începe cu întrebarea ușoară ce înseamnă fizicienii prin timp .

Rețineți că este ușor să vă amestecați între conceptele de timp și fluxul de timp . Când non-fizicienii vorbesc despre timp, înseamnă de obicei fluxul de timp, adică faptul că în experiența umană timpul curge inexorabil înainte (la o secundă pe secundă). Vom trece la acest lucru, dar deocamdată vom ignora întrebarea de ce curge timpul și ne vom adresa doar ce înseamnă timpul pentru un fizician.

Dacă doriți să localizați o anumită poziție în spațiu, o metodă este pentru a configura unele axe, de ex $ x $ , $ y $ și $ z $ axes și puteți identifica în mod unic orice punct din spațiu prin coordonatele sale $ (x, y, z) $ .

Pentru a distinge între evenimente care se petrec în același punct al spațiului, dar în momente diferite trebuie să specificăm când s-a întâmplat un eveniment, precum și unde s-a întâmplat, așa că adăugăm o coordonată de timp $ t $ . Evenimentele pot fi apoi localizate în mod unic prin coordonatele lor spațiu-timp $ (t, x, y, z) $ . Pentru un fizician, timpul este doar o coordonată utilizată pentru a specifica evenimentele din spațiu-timp. În figura 1 de mai sus avem o axă $ x $ care se întinde de la $ – \ infty $ la $ \ infty $ , o axă $ y $ care se întinde de la $ – \ infty $ la $ \ infty $ și o axă $ z $ care se întinde de la $ – \ infty $ la $ \ infty $ . La acestea, un fizician adaugă o axă $ t $ care se întinde de la $ – \ infty $ la $ \ infty $ , și asta este timpul – doar o coordonată.

Dar experiența de zi cu zi ne spune că timpul este special – cu siguranță diferit de spațiu – deci ceea ce justifică părerea fizicianului că timpul este doar o coordonată? Pentru a înțelege acest început cu timpul din lumea de zi cu zi, așa cum este descris de mecanica newtoniană.

Să presupunem că am configurat un sistem de coordonate cu mine la origine, $ x $ la est, $ y $ la nord și $ z $ direct. De ceva timp îmi voi folosi ceasul de mână. Și să presupunem că faci același lucru, dar să presupunem că ești într-o țară diferită de mine. Cele două seturi de coordonate ale noastre nu se vor potrivi, deoarece axele noastre de est, nord și în sus indică în direcții diferite.

Sau să presupunem că vă mișcați față de mine. Chiar și ignorând curbura suprafeței Pământului, coordonatele noastre nu se vor potrivi, deoarece originea dvs. se mișcă constant față de originea mea – ceea ce mi se pare staționar se mișcă în coordonatele voastre și invers .

Deci coordonatele spațiale sunt dependente de observator. Cu toate acestea, timpul este absolut. Presupunând că amândoi folosim Greenwich Mean Tim e (sau un alt standard similar), vom fi întotdeauna de acord amândoi cu privire la ora, indiferent unde ne aflăm pe Pământ sau oricum ne aflăm deplasându-se unul în raport cu celălalt. În mecanica newtoniană timpul este special din acest motiv, deci are sens să îl considerăm separat de spațiu.

Cu toate acestea, din 1905 știm că pentru a descrie în mod corespunzător lumea din jurul nostru trebuie să folosim relativitatea specială și în relativitate timpul nu este același pentru toți observatorii. Să ne întoarcem la mecanica newtoniană obișnuită pentru o clipă și să presupunem că vă mișcați față de mine de-a lungul axei $ x $ cu o anumită viteză $ v $ .Dacă ne desenăm timpul $ t $ și poziționăm axele $ x $ și $ t $ și $ x $ axele ar arăta ca:

Cele două axe ale noastre de timp indică aceeași direcție, deci amândoi suntem de acord asupra a ceea ce înseamnă pentru a defini o axă de timp. Dar acum să presupunem că vă deplasați cu viteză relativistă $ v $ și desenați aceeași diagramă.

Când includem relativitatea specială axele noastre nu mai indică în aceeași direcție. Dacă îmi desenez axa timpului în sus, în raport cu mine, axa timpului dvs. este rotită cu un unghi $ \ theta $ dat de:

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

Deci direcția dvs. de timp este un amestec de timpul meu și spațiu direcții. Veți vedea exact același lucru – dacă vă desenați axa timpului drept în sus, ați vedea axa timpului meu rotit cu $ – \ theta $ . De fapt, avem definiții diferite ale timpului și, într-adevăr, acesta este motivul pentru care obținem dilatarea timpului în relativitate.

Scopul tuturor este că în relativitate timpul nu este definit în mod unic. Când luăm în considerare coordonatele folosite de diferiți observatori, constatăm că timpul și spațiul se amestecă unul cu celălalt. Timpul nu mai este distinct de spațiu și de aceea fizicienii îl tratează ca fiind doar una dintre cele patru coordonate care formează împreună spațiu-timp cu patru dimensiuni.

Cum curge timpul?

secțiunea a explicat ce înseamnă fizicienii prin timp, dar nu a făcut nicio mențiune despre timpul care curge. Acest lucru se datorează faptului că în relativitate timpul nu curge – mai exact fluxul timpului nu există ca concept.

Acest lucru va necesita o explicație, așa că permiteți-mi încercați-l folosind un exemplu simplu. Să presupunem că îți arunc o minge și o vei prinde. Experiența de zi cu zi ne spune că timpul curge înainte și, așa cum se întâmplă, mingea se ridică din mâna mea, apoi cade în mâna ta. Dacă graficăm înălțimea mingii, $ h $ , în funcție de timp, $ t $ , vom Voi primi ceva de genul:

În fizica newtoniană, aceasta are o interpretare simplă: timpul curge înainte și înălțimea este o funcție a timpului. Putem scrie înălțimea ca $ h (t) $ . Dar acum permiteți-mi să desenez un grafic diferit. Voi grafic înălțimea mingii, $ h $ , comparativ cu distanța, $ d $ , mingea se deplasează orizontal pe măsură ce se deplasează de la mine la tine:

Acest lucru arată groaznic ca graficul anterior și într-adevăr pot scrie înălțimea mingii în funcție de distanța orizontală parcursă, $ h (d) $ . Dar nu am spune că distanța $ d $ curge înainte și că înălțimea se schimbă, deoarece, bine, timpul este diferit de distanță. Cele două grafice sunt doar vederi diferite ale unui grafic cu patru dimensiuni care arată traiectoria mingii în spațiu-timp (voi trage doar trei dimensiuni pentru că nu pot face 4D grafice):

În secțiunea anterioară am făcut câteva lungimi pentru a explica faptul că timpul este doar o coordonată, ca și coordonatele spațiale, astfel încât acest grafic nu arată timpul care curge mai mult decât curg distanța sau înălțimea. Traiectoria mingii este doar o linie într-un 4D.

În relativitate numim grafice precum liniile lumii de mai sus, unde linia lumii este doar setul tuturor punctelor spațiu-timp. $ (t, x, y, z) $ pe care mingea îl ocupă pe parcursul traiectoriei sale. Această linie mondială este un obiect fix în spațiu-timp în patru dimensiuni – nu se schimbă cu timpul. Tot ceea ce se schimbă este poziția mingii pe linia mondială. Acesta este motivul pentru care spunem că timpul nu curge. Timpul este doar una dintre cele patru dimensiuni pe care le ocupă linia lumii.

De fapt, orice proprietate fizică, presiunea unui gaz, puterea unui câmp gravitațional sau orice altceva, poate fi scrisă ca o funcție în cele patru dimensiuni spațiu-timp, $ F (t, x, y, z) $ . Scris în acest fel obiectul geometric $ F $ există în tot spațiul și tot timpul – nu este ceva care evoluează în timp mai mult decât este ceva care evoluează în spațiu.În principiu, am putea avea o funcție care să reprezinte întregul univers, $ \ mathcal {F} (t, x, y, z) $ , iar acest lucru ar exista pentru toți valori de $ t $ , $ x $ , $ y $ și $ z $ . Această idee (sau o serie de idei de acest gen) se numește univers de blocuri – ideea că întregul univers există simultan și timpul nu curge.

În acest moment ar trebui să observ că mulți fizicieni, și aș presupune că marea majoritate a non-fizicienilor, ar spune că acest lucru este doar maturitate matematică și că este o prostie să spunem că timpul nu curge. Nu voi face niciun comentariu, cu excepția faptului că spun că acest lucru ne aduce frumos la ultima dintre întrebările noastre.

De ce există o săgeată a timpului?

Oricât de convingător este matematic ideea unui univers bloc poate fi, rămâne faptul că experiența noastră de zi cu zi ne spune că:

1. timpul curge

2. curge într-o singură direcție – înainte și niciodată înapoi

Deci, cum putem concilia acest lucru cu ideea unui univers bloc? Mulți fizicieni s-au gândit mult la acest lucru și există o mulțime de puncte de vedere diferite. Cu toate acestea, există un consens despre faptul că este legat de entropie . Într-adevăr, acest lucru este încapsulat în a doua lege a termodinamicii, care, aproximativ vorbind, afirmă că pentru orice sistem izolat entropia crește doar vreodată.

Luați în considerare un mecanism. Nu ne vom îngrijora exact ce este, de exemplu, ar putea fi ceva mecanic, un nor de gaz interstelar sau un creier uman. Când vorbim despre timpul care curge înainte, înseamnă că starea mașinii se schimbă într-o direcție specifică, de ex. un ceas se mișcă înainte și a doua lege a termodinamicii ne spune că se schimbă în direcția creșterii entropiei.

Presupunând că creierul uman este doar un mecanism, se schimbă în direcția creșterii entropiei la fel ca fiecare alt mecanism. Dar dacă conștiința este rezultatul schimbării creierului, rezultă că orice ființă conștientă va observa mecanisme care se schimbă în direcția creșterii entropiei. Aceasta nu este atât o lege fizică, cât o corelație. Întrucât creierul nostru se schimbă în aceeași direcție (de entropie crescândă) ca orice altceva care înseamnă că vor observa în mod necesar ca totul să se schimbe în aceeași direcție. Numim această direcție creșterea timpului.

---

Dacă mi se permite o opinie personală, aș spune că totul pare puțin banal – prea bun pentru a fi adevărat – și pare o explicație suspectă de simplă pentru ceva la fel de complicat ca universul. Cu toate acestea, nu am o sugestie mai bună de făcut. Într-adevăr, nu cred că cineva are o sugestie mai bună sau cel puțin nu suficient de bună pentru a convinge zone mari din comunitatea fizică.

Comentarii

• A are o problemă aici: dacă timpul și spațiul sunt ” echivalente ” atunci de ce pentru un anumit t există doar un punct pe linia lumii, în timp ce pentru o valoare dată de x ar putea exista 0 sau 1 sau multe puncte ale liniei lumii.
• Nu avem niciun caz cunoscut de detectare a vreunui fenomen fizic care să nu fie continuu în timp. Ceea ce ați descris va fi un obiect foarte ciudat care există simultan în mai multe locații într-un singur cadru
• Răspuns excelent, dar îmi place ‘ să fac un mic comentariu cu privire la mingea și linia lumii. Spui ” linia lumii nu ‘ nu se schimbă cu timpul, tot ceea ce se schimbă este mingea ‘ poziția pe linia lumii „. Cred că acest lucru contrazice mesajul general; ar fi mai aproape de punctul de vedere al fizicianului să spunem că mingea este linia lumii, toate dintr-o dată. Dacă spuneți că mingea se mișcă, ‘ nu ați scăpat de ” fluxul de timp ” concept.
• Am o îndoială în acest sens. Pot menține poziția obiectelor la (x, y, z), dar nu pot ‘ să mențin coordonatele de timp. Deci, cum ați explica că timpul este același cu celelalte 3 axe din acest caz?
• Răspuns frumos până la ” Presupunând că creierul uman este doar un mecanism , se schimbă în direcția creșterii entropiei la fel ca orice alt mecanism. ” Vedeți, creierul este un subsistem, unul mai ordonat decât împrejurimile sale – ceea ce este perfect legal. Viața este o ordine care scuipă tulburarea. Așadar, legătura formei noastre fizice cu percepția noastră asupra timpului va avea nevoie de ceva mai multă gândire. Fără a spune că nu se poate face ‘.

Ce este ora?

După cum a spus Einstein, timpul este ceea ce măsoară ceasurile . Și dacă aruncați o privire la ceea ce face de fapt un ceas, dacă deschideți un ceas și aruncați o privire științifică rece asupra dovezilor empirice, veți vedea roți dințate care se rotesc sau un cristal oscilează. Veți vedea că ceasul prezintă un fel de mișcare ciclică regulată împreună cu ceva de genul angrenajelor sau un dispozitiv de numărare și oferă un fel de afișare cumulativă a ceea ce numim „timpul”. Totuși, tot ce s-a întâmplat este că roțile etc. s-au mutat, iar mâna mare s-a mutat împreună cu mâna mică. Odată ce ați apreciat acest lucru, relativitatea specială este simplificată, mai ales atunci când vă gândiți la natura undelor materiei. Rata maximă de mișcare este viteza luminii, deci mișcarea macroscopică prin spațiu necesită o reducere a ratei mișcării locale. Consultați inferență simplă a dilatării timpului pe Wikipedia.

Curge?

Nu, nu. Apa curge. Puteți să o vedeți curgând. Dar când încercați să vedeți timpul curge , tot ce puteți vedea este roți dințate care se învârt sau un cristal oscilant. Noțiunea că timpul curge este doar o figură de vorbire, o abstracție. Lumina se mișcă, planetele se mișcă, sângele se mișcă, semnalele electrochimice se mișcă, roțile dințate se mișcă. Totul se mișcă și puteți vedea această mișcare. nu pot vedea timpul curgând. Pentru că nu este. Un ceas nu este un contor de gaz cosmic care măsoară fluxul de timp. Deschideți un contor de gaz și găsiți gaz care curge prin el. Deschideți un ceas și nu ”t găsește timp curgând prin el.

și dacă da, ce definește direcția sa?

Nu există timp direcţie. Și asta este o abstracție. Puteți indica în această direcție? Nu. Puteți să vă deplasați în această direcție temporală? Nu. Deoarece timpul este doar o măsură cumulativă a mișcării, nu vă puteți deplasa printr-o măsură de mișcare și nu există direcție poți lua.

Ce înseamnă fizicienii prin timp?

Majoritatea fizicienii înseamnă la fel ca oricine altcineva. Dar unii vă vor spune că este o coordonată, care este un alt lucru abstract, mai degrabă decât ceva asociat cu mișcarea sau schimbarea.

Comentarii

• Fizica fără timp este într-adevăr mai simplă și se potrivește mult mai bine atât cu relativitatea, cât și cu fizica cuantică. Nu ‘ nu cred că aceasta este problema cu răspunsul dvs. Pentru mine, mi se pare prea simplificat, până la punctul în care ‘ este un fel de înșelător. De exemplu, sigur, timpul este ceea ce măsoară ceasurile. Dar ce ne conduce la dezvoltarea unor ceasuri din ce în ce mai precise? Evident, trebuie să avem un mod de a măsura acuratețea ceasurilor. Planetele se mișcă? Ei bine … au impuls. În afară de asta, ei ‘ încă ocupă doar câteva puncte specifice în spațiu-timp. Momentul este direcțional – în spațiu și timp.
• Argumentul pentru a vedea fluxul de timp, de asemenea, nu ‘ funcționează foarte bine (și din nou, eu ‘ m destul de convins că fizica fără timp este explicația mai bună aici). Dacă ‘ ne mișcăm cu același flux de timp ca tot ceea ce ne înconjoară, cum am putea noi vreodată să percepem fluxul? Este ‘ cam ca și cum ai fi pe o imensă moară de fire care duce întreaga lume înainte – poți ‘ nu percepe mișcarea, deoarece totul se mișcă în același ritm. În cele din urmă, care este ‘ diferența dintre timpul ” este o măsură a mișcării și schimbarea ” și ” timpul este o coordonată, iar mișcarea și schimbarea implică acea coordonată „?
• @ Luaan: acolo nu este o banda de alergat. Nu există mișcare în timp. Fluxul de timp este doar o figură de vorbire. Un punct din spațiu-timp este un lucru abstract. La fel și acea coordonată de timp. Trăim într-o lume a spațiului și a mișcării. Aceasta ‘ este realitatea obiectivă empirică. ‘ este atât de simplu.
• Acest răspuns merge prea departe. Da, este ‘ destul de evident că lucrurile pe care le folosim în creierul nostru pentru a ne adapta mai bine la mediu nu sunt lucrurile care există de fapt în mediul nostru (” harta nu este teritoriu „). Prin urmare, ” timp ” aparține aceleiași categorii ca ” șomaj ” sau ” lege ” sau ” numărul 7 „. Da. Dar apoi răspunsul renunță la subiect așa cum ar fi fost de spus. Nu, nu și nu!Dacă vreau să mapez lucrurile din interiorul creierului meu, încă am nevoie de a inventa și folosi și discuta concepte precum șomajul, legea, numărul 7 etc., precum și timpul și săgeata timpului. Acestea sunt jucării extrem de utile în creierul nostru.
• Analogia care curge apa mă face să mă simt inconfortabil. Spui că apa curge și că o poți vedea curgând. Dar o vezi curgând doar odată cu trecerea timpului. Dacă timpul ar fi ” întrerupt „, de asemenea, debitul de apă s-ar întrerupe și nu s-ar vedea deloc. Expresia ” apă curge ” implică curgerea timpului, chiar dacă nu puteți să o observați direct. După cum îl văd, trebuie să le iei pe amândouă sau pe nici una. Dacă timpul nu curge ‘, atunci puteți ‘ să spuneți că curge apa fie – tot ce puteți face este să descrieți poziția apă în termeni de diverse coordonate spațiu-timp.

Bine, lasă-mă și eu să încerc:

• Ce înseamnă fizicienii prin timp? Permiteți-mi să încep cu un citat de Hermann Weyl:

Lumea pur și simplu este , nu se întâmplă . Doar spre privirea conștiinței mele, târându-se de-a lungul liniei de viață a corpului meu, o secțiune a acestei lumi prinde viață ca o imagine trecătoare în spațiu, care se schimbă continuu în timp.

• Dacă doriți un răspuns scurt, atunci:
  • Fizicienii înseamnă mai ales o axă de coordonate, atunci când vorbesc despre timp. De asemenea, în teoria relativității măsurăm timpul în metri!
• Cum curge timpul?
  • Aș spune mai degrabă: cum trece. În teoria relativității „ presupunem ” că timpul trece cu viteza luminii . Definim direcția timpului prin acea „ definiție ”:
    • Direcția trecerii timpului este aceeași direcție în care entropia crește. Dacă nu știți ce este entropia, atunci, pe scurt, entropia este o măsură a dezorganizării materiei. Deci timpul trece în direcția în care crește dezorganizarea particulelor din universul nostru.

A fost un scurt Răspuns și nu a fost extrem de precis, dar dacă doriți o explicație mai profundă a acestor lucruri, puteți citi o mulțime de cărți și puteți urmări o mulțime de videoclipuri pe YouTube pe acest subiect. Sper că răspunsul meu a fost util.

Voi adopta un punct de vedere diferit de cel al altor răspunsuri. Fluxul de timp poate fi folosit în relativitate.

Unele răspunsuri de mai sus și acest răspuns până la De fapt, este nevoie de timp infinit (observator) pentru ca cineva să cadă într-o gaură neagră? punct la timp ca în Block Univers . Spațiul-timp este un bloc 4D neschimbat. Timpul nu curge.

Conform acest răspuns la Understan ding fenomene emergente în universul bloc. (Întrebare reformulată) , pentru a exista un flux de timp, ar trebui să existe un parametru semnificativ fizic $ \ lambda $ care ar defini fluxul prin $ dt / d \ lambda $ pe blocul 4D. Nu există flux. Oamenii definesc un parametru afin ca acesta tot timpul în relativitatea generală, dar nu are nicio semnificație fizică.

În acest punct de vedere, sunt ceva ca o rolă de film. Fiecare cadru sunt eu la un moment dat. Fiecare cadru există independent, indiferent de cadru care este ” acum ” sau dacă filmul este redat sau nu. În fiecare cadru, mă aflu într-o stare care simte fluxul de timp și își amintește trecutul.

Cu toate acestea, ca acest răspuns la Cum poate poziția unei particule să fie aleatorie și incertă în mecanica cuantică dacă este deja predeterminată în relativitate? ne arată clar, această viziune nu înseamnă viitorul este predeterminat într-un mod care este incompatibil cu mecanica cuantică. Cu toate acestea, funcțiile și măsurătorile de undă mecanică cuantică se manifestă, evenimentele rezultate pot fi prezentate într-un bloc spațiu-timp 4D. / p>

Mulți fizicieni adoptă opinia că Universul Bloc este modul în care funcționează universul. Dar, așa cum a spus John Rennie în răspunsul său, există și alte opinii că acesta este doar un abilitate matematică și că timpul chiar curge.

De exemplu, simulările numerice relativiste generale folosesc adesea formalismul ADM pentru a începe cu o condiție inițială pe și calculați stările viitoare. Spațiul-timp este împărțit în foi spațiale etichetate cu t. Tensorul metric 3D pentru fiecare foaie este utilizat ca o variabilă dinamică, împreună cu impulsul său conjugat. Un hamiltonian poate fi derivat și ecuații de mișcare. Stările viitoare pot fi calculate fără a le cunoaște în prealabil.

Toate acestea arată că Universul bloc este compatibil cu fizica așa cum o cunoaștem, în ciuda încălcării bunului simț. Dar Universul Bloc nu este necesar.

---

O parte din viziunea de bun simț a timpului este că acesta curge. Prezentul este tot ceea ce există. Viitorul încă nu s-a întâmplat. Trecutul s-a terminat și a dispărut. Aș dori să susțin că acest lucru este compatibil și cu relativitatea.Fluxul de timp nu este cerut de relativitate, dar dacă există, nu face nici un rău teoriei. Pentru a face acest lucru, voi analiza un pic mai profund ceea ce înseamnă simultaneitatea.

Lumina călătorește la $ 3 \ ori 10 ^ 8 $ m / s. Ne simțim confortabil la 3 $ $ m / s. Găsim fizica relativistă contra-intuitivă.

Luați în considerare o lume în care cea mai rapidă mișcare este $ 3 \ times 10 ^ {- 8} $ m / s . Aceasta este de aproximativ 1 m / an, viteza unui ghețar. Fizicienii din lumea ghețarilor se mișcă prea încet pentru a vedea efectele mișcării cu care ne simțim confortabil. Putem afla despre dificultățile noastre conceptuale uitându-ne la ceea ce găsesc contra-intuitiv despre fizica de zi cu zi.

În fizica clasică a lumii ghețarilor, fiecare obiect are o proprietate fixă, intrinsecă, numită poziție. Fiecare observator este de acord cu poziția unui obiect dat. Poziția poate fi utilizată ca identitate a obiectului.

Cu toate acestea, măsurători precise sau măsurători pe intervale lungi de timp arată că poziția se schimbă cu timpul. Acest lucru duce la concepte contra-intuitive, cum ar fi ” eșecul aceleiași locații ” și ” „.

De obicei, acestea pot fi ignorate. Dar observatorii care călătoresc la viteze de zi cu zi ar vedea efecte ciudate. Fizicienii ghețari Bob și Alice sunt de acord că ambii au poziția $ x_0 $ la timp $ t_0 $ . La $ t_1 $ , Bob spune că are poziția $ x_0 $ , așa cum ne-am aștepta. La fel, Alice spune că totul este normal cu ea. Bob spune însă că Alice se află la $ x_1 $ .

Acest lucru duce la confuzie. Nici Bob, nici Alice nu și-au schimbat poziția de neschimbat. Și totuși acum se află în două poziții diferite. Sunt acele poziții cumva aceleași? Este cumva posibil să ocupăm două poziții în același timp?

Avem o confuzie similară cu privire la eșecul simultaneității. Ne gândim la timp ca fiind absolut. Un timp $ t_0 $ identifică în mod unic o porțiune de spațiu-timp. Când $ t_0 $ este acum, toate evenimentele din acea porțiune au momentul lor de existență. Starea universului este specificată în mod unic de $ t_0 $ . Toți observatorii sunt de acord cu acest lucru. Fluxul de timp este progresul stării universale de la cauză la efect. Acesta este motivul pentru care fluxul de timp are sens.

Cu toate acestea, măsurătorile arată că viteza luminii este constantă. Acest lucru duce la eșecul simultaneității. Fizicienii de zi cu zi Robert și Alicia trec unul pe altul cu viteză relativistă. Ambele aleg sisteme de coordonate care sunt de acord că trec la $ (x_0, t_0) $ . Se uită la evenimentul pe care Robert îl vede ca $ (x_1, t_0) $ . Robert spune că acest lucru își are momentul de existență acum. Alicia spune că același eveniment s-a întâmplat deja sau nu s-a întâmplat încă. Acest lucru duce la confuzie. Un eveniment se întâmplă în două momente diferite.

Universul bloc este o soluție în acest sens. Dacă un eveniment există la două ori, nu trebuie să aibă o existență momentană. Trebuie să existe ori de câte ori este timpul să existe în orice cadru de referință. Aceasta păstrează noțiunea că toate evenimentele dintr-o felie de spațiu-timp definite de un timp există în acel moment. Cu toate acestea, distruge noțiunea de timp care curge. O succesiune de evenimente nu apar și dispar. Întregul bloc de evenimente din tot spațiul-timp există doar în mod static.

Un alt mod este să renunți a noțiunii că simultaneitatea este absolută. Fiecare obiect urmează o linie mondială în care curge timpul. Fiecare eveniment pe care îl experimentează obiectul vine la existență la momentul său și dispare. Dar nu există un mod universal de potrivire a timpilor evenimentelor separate. ca mișcare dependentă ca potrivirea poziției evenimentelor separate .

Acesta este un obstacol conceptual mult mai greu pentru noi decât orice altceva din relativitatea specială. Suntem obișnuiți ca Robert să vadă două evenimente ca în același loc, dar Alicia le vede ca fiind diferite datorită mișcării sale. Dar Robert văzând două evenimente în același timp și Alicia văzându-le ca fiind diferite datorită mișcării sale încalcă noțiunea noastră despre ce este timpul. Este greu să ne obișnuim cu ideea că timpul nu este ceea ce credeam că este.

Acest lucru nu schimbă ceea ce este simultaneitatea în relativitate. Se poate deduce simultaneitatea a două evenimente separate măsurate într-un anumit cadru de referință inerțial. Robert, așezat la $ x_0 $ , se poate baza întotdeauna pe ceasul său de la $ x_0 $ pentru a fi uniform. El trimite un puls de lumină care reflectă un eveniment la $ x_1 $ și se întoarce. Înregistrează timpul de expediere și de întoarcere.Viteza luminii este constantă, astfel încât pulsul petrece jumătate din timp ieșind și jumătate revenind. Prin urmare, reflecția este simultană cu evenimentul pe care l-a trăit Robert la momentul la jumătatea distanței dintre ele.

---

Diferența dintre punctele de vedere Block Universe și Flowing Time este pur filosofică. Amândoi folosesc aceleași diagrame spațiu-timp, fac aceleași calcule și ajung la aceleași răspunsuri. Un punct de vedere privește diagrama spațiu-timp ca un bloc de evenimente existente static. Cealaltă o consideră ca o colecție de istorii slab potrivite.

Ambele noțiuni de timp sunt diferite de noțiunea de bun simț. Nu știu niciun experiment care să distingă aceste interpretări ale timpului. Folosiți oricare dintre acestea vă face cel mai confortabil.

Cu toate acestea, există o diferență. Universul bloc nu include progresia stării de la timp devreme în timp ulterior. Trebuie adăugat. Există o întrebare despre cum să-l motivați și să explicați direcția. Fluxul de timp nu explică această progresie. Este doar presupus.

Desigur John Rennie răspunsul este corect, precum și răspunsul al lui John Duffield . Ambele răspunsuri sunt corecte în cea mai mare parte și tehnice. Dar permiteți-mi să încerc să o explic într-un mod mai simplu. Așadar, vă rog să încercați să adaug ceva explicându-l într-un mod foarte simplu și ușor de înțeles și comparând cele două răspunsuri acolo unde sunt de acord și unde nu.

1. Ce este timpul?
   De John Rennie:

   este ceea ce înseamnă fizicienii, prin definiția celor patru vectori și că timpul este o coordonată în acel sistem cu 4 dimensiuni pe care îl numim spațiu-timp.

   De John Duffield:

   este mișcarea pieselor ceasului.

   Ambele au dreptate. Dar ambele încearcă să o ia dintr-un alt unghi. Să le luăm pe rând, încercând să le unificăm.

Primul răspuns spune că universul este configurat astfel încât vectorul patru este configurat astfel încât timpul ca dimensiune să fie doar o altă dimensiune precum cele 3 dimensiuni spațiale pe care le percepem uşor. Acum acest lucru este corect și este doar măsurarea spațiu-timpului. Acesta explică faptul că orice mișcare (viteză) în dimensiunile spațiului este afectată de (și viceversa) mișcarea (viteza) în dimensiunea timpului. Dacă ceva se mișcă cu viteză $ c $ în spațiu, nu trebuie să se miște în timp (viteza în dimensiunea timpului este 0). Dacă ceva se mișcă mai lent, atunci viteza $ c $ în spațiu, trebuie să înceapă să se deplaseze în dimensiunea timpului. Acesta este doar un fapt empiric și așa este configurat universul și patru-vectorul .

Acest lucru se rezumă și la universul bloc, unde există deja toate „orizonturile” și le percepem doar pe măsură ce „ne mișcăm” de-a lungul coordonatelor dimensiunii de timp.

Acum nu există o teorie acceptată cu privire la ce constă totul și cum se câștigă masa de repaus , dar o teorie este că particulele fără masă ( gluoni ) oscilează la viteza c într-o anumită limită.

În SR , dilatarea timpului este explicată într-un exemplu printr-un ceas cu fotoni, cu două oglinzi și un foton care se mișcă între ele (cum ar fi oscilantul) ) oglinzile (oarecare închidere). Deci, dacă luăm acest lucru ca o analogie, am putea spune că timpul este mișcarea (în spațiu) a fotonului sau a gluonului dintre oglinzi sau închidere. Deci, tot ceea ce există ar putea consta în mici ceasuri de gluon.

Deci, primul răspuns ar putea duce la afirmarea faptului că prin mișcarea (oscilația) micilor ceasuri „gluoni și viteza lor în spațiu (oscilând la viteză $ c $ ) afectează viteza lor în dimensiunea timpului (viteza 0, timpul înghețat). Prin urmare, vectorul patru va arăta că acestea nu se mișcă în timp.

Dar de îndată ce ne uităm la cea mai mare particulele de nivel pe care le acumulează, cumva, datorită închiderii, câștigă masă de repaus la particulele de nivel superior, iar acestea (particulele de nivel superior) încetinesc în spațiu. Deci trebuie să înceapă să se miște în dimensiunea timpului și asta este cei patru vectori ai lor vor arăta, se vor deplasa în dimensiunea timpului cu viteza> 0.

Deci, aici se conectează primul răspuns la al doilea răspuns, se spune că mișcarea (viteza) în dimensiunile spațiului a afectat mișcarea (viteza) în dimensiunea timpului.

Al doilea răspuns spune că timpul este doar mișcarea părților unui ceas. Prin urmare, este de acord cu primul răspuns spunând că totul este la fel ca un ceas cu fotoni și că mișcarea în spațiu afectează mișcarea în timp.

2. Timpul curge? Nu, ambele răspunsuri spun nu, deoarece nu curge timpul, suntem noi în mișcare de-a lungul coordonatelor dimensiunii de timp.

primul răspuns spune în mod explicit că ne deplasăm de-a lungul dimensiunii timpului și că este mai mult ca un univers bloc, în care totul există deja.

Al doilea răspuns spune că timpul este doar particule în mișcare, deci timpul în sine nu curge, dar particulele se mișcă și asta este ceea ce percepem noi ca fluxul de timp.

Primul răspuns este corect. Acesta este modul în care universul și patru-vectorul sunt configurate. Permiteți-mi să arăt de ce al doilea răspuns este greșit și, pentru a face acest lucru, trebuie să explic ceva despre care nu se menționează unul dintre aceste răspunsuri.

3. Cazul în care niciunul dintre aceste răspunsuri nu explică este: dacă totul din univers (toate particulele, energia) nu s-ar mișca în spațiu (acestea ar fi staționare în dimensiunile spațiului).

În acest caz, primul răspuns er ar spune că, pe baza celor patru vectori, vom vedea totuși că totul se mișcă în dimensiunea timpului la viteză $ c $ . Asta spune exact cei patru vectori și este empiric adevărat.

Al doilea răspuns ar implica că, în acest caz, deoarece nimic nu se mișcă în spațiu, nu percepem timpul și nu există timp, acesta nu există. Dar acest lucru nu este adevărat. Al doilea răspuns se bazează pe o concepție greșită. Aceasta implică faptul că particulele se mișcă în spațiu și că viteza noastră (care are masă de repaus) este normală și că ar trebui să accelerăm (în dimensiunile spațiului) la viteza luminii. Nu este adevarat. Tot ce nu are masă în univers se mișcă cu viteză $ c $ în spațiu (și se deplasează cu viteza 0 în dimensiunea timpului) imediat când este creat. Deoarece am putea folosi analogia și să spunem că totul constă din ceasuri mici cu fotoni (gluoni), toate acestea se mișcă în spațiu cu viteză $ c $ pe măsură ce sunt create. Dacă cumva câștigă viteză pentru particulele de nivel superior pe care le acumulează (oscilând într-o anumită limită), atunci încetinesc acele particule de nivel superior în spațiu. Aceasta este singura modalitate de a vă mișca mai lent decât viteza $ c $ în spațiu, pentru a încetini. Pe măsură ce încetinesc, câștigând masă, ele (particulele de nivel superior) încep să perceapă timpul așa cum o facem noi (care au masă de repaus) și încep să se miște și în dimensiunea timpului.

Acum, dacă încetinim atât de mult încât devenim staționari în spațiu, nu este doar special. Ne deplasăm în continuare cu viteză $ c $ în dimensiunea timpului. Concepția greșită pe care o vedeți este că s-ar putea să credeți că viteza 0 în spațiu este specială (pentru a considera efectul asupra vitezei în dimensiunea timpului). Nu este. Viteza 0 în spațiu este la fel (este efectul asupra viteza în dimensiunea timpului) ca orice altă viteză < $ c $ în spațiu. Singura viteză în spațiu care are un efect special (asupra vitezei în dimensiunea timpului) este viteza $ c $ . Dar aceasta este singura viteză pe care o pot avea particulele fără masă și, dacă ceva vrea să se miște mai lent – trebuie să încetinească câștigând masă.

Deci, al doilea răspuns este greșit, când se spune că particulele se mișcă în spațiu și că este ceea ce percepem noi ca fluxul de timp. Deoarece, chiar dacă nimic nu s-ar mișca în spațiu, ne-am mișca totuși în dimensiunea timpului la viteză $ c $ .

Cum este posibil acest lucru? Singura soluție este într-adevăr universul bloc, unde versiunile universului nostru sunt toate existente în dimensiunea timpului și ne deplasăm doar de-a lungul dimensiunii timpului și realizăm versiunea reală a lumii noastre.

Dar ce ne face să percepem cu toții același univers în același timp? Cum ne mișcăm împreună de-a lungul dimensiunii timpului împreună? Răspunsul este: pentru că toți ne mișcăm cu aceeași viteză (aproximativ, zburăm cu Pământul în timp ce se mișcă în spațiu) În același câmp gravitațional. De îndată ce ieșim din câmpul gravitațional al Pământului, percepem timpul cu o rată diferită (apoi cele lăsate pe Pământ), deoarece ne vom deplasa în dimensiunea timpului cu o viteză diferită, deoarece din GR . Și de îndată ce zburăm cu o viteză diferită în spațiu, (într-o navă spațială rapidă) percepem timpul diferit (apoi cele lăsate pe Pământ) din cauza SR.

OK, dar cum putem să ne deplasăm în dimensiunea timpului la viteze diferite, în primul rând? Cum poate cineva să se îndepărteze de Pământ și să se întoarcă în același punct din dimensiunea timpului ca și cei rămași pe Pământ? Răspunsul este că, dacă cineva se îndepărtează de Pământ, deci se îndepărtează de câmpul gravitațional și se mișcă cu o viteză diferită de cea de pe Pământ, atunci acea persoană se îndepărtează în toate cele patru dimensiuni.Pentru a reveni la același punct în toate cele patru dimensiuni și a le întâlni pe cele rămase pe Pământ în același punct din dimensiunea timpului, el trebuie să folosească energie suplimentară pentru a compensa diferența. În caz contrar, acea persoană s-ar întoarce pe Pământ doar în aceeași locație spațială, dar niciodată în același punct din dimensiunea timpului cu cele lăsate pe Pământ (deoarece viteza sa în dimensiunea timpului este diferită). Am vedea că, de parcă ar fi îmbătrânit mai puțin (sau mai mult).

Deci, primul răspuns este corect, deoarece chiar dacă ceva este staționar în spațiu, s-ar putea să se afle într-un câmp gravitațional și asta se schimbă este viteza în dimensiunea timpului (în comparație cu cele din afara câmpului gravitațional).

Acesta nu este subiectul meu și nu sunt deloc expert aici, dar cred în circumstanțe suplimentare într-un gaură neagră , timpul s-ar putea opri chiar (viteza lor în dimensiunea timpului este 0) pentru cele din interiorul găurii negre (din punctul de vedere al unui observator îndepărtat) și ar putea părea blocate într-un anumit moment al dimensiunii timpului. Deci, ar putea exista un caz special când viteza în dimensiunea spațială este 0 și în dimensiunea timpului (pentru o gaură neagră care nu se rotește la singularitate ) . Pentru a începe să se miște din nou în dimensiunea timpului, ar trebui să folosească energie suplimentară pentru a ieși din efectul gravitațional al găurii negre și să înceapă să se miște atât în dimensiunea spațiului, cât și în cea a timpului.

Comentarii

• Puteți furniza un link către teoria care spune că gluonii sunt lipsiți de masă? Nu sunt ‘ date ‘ masa lor prin interacțiunea câmpului Higgs? Dacă ‘ greșesc, ‘ aș dori să știu. Mulțumesc!
• @omg vezi en.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle . Modelul standard se potrivește datelor folosind tabelul, deci prin definiție masa gluonilor este zero în modelul standard.

Mi-am ieșit din întrebare (fiind percepută ca o duplicat al acestuia) așa că voi lăsa un răspuns aici ca o împușcătură. John Rennie menționează că timpul curge într-o direcție cu o rată de o secundă pe secundă. Acest lucru este bine de spus, dar există un număr infinit de variații ale acestei rate numai în Universul nostru.

Chiar și pentru noi înșine ca indivizi, rata pare să se schimbe în funcție de modul în care funcționează creierul nostru. Creierele noastre au unelte diferite (alfa, beta, gamma, tipuri de undă delta [și poate mai mult]) și, în funcție de combinația acestora, este în timp, procesul poate părea să se miște mai lent sau mai repede. Când facem mai multe sarcini, vrem să încetinească și când ne plictisim, pare să se tragă.

Dar destul din filozofia deja – vorbim despre fizica timpului aici, care este practic fizica a ceva care nu există. Nu-mi pot aminti cine este, de fapt o celebritate, dar persoana are o anomalie, o stare „medicală” și nu are o percepție a timpului ca și noi ceilalți (indiferent de% din rasa umană).

La fel cum unii oameni nu au reflectoare ale poftei de mâncare care le spun când au mâncat suficient (oamenii au murit din cauza asta), persoana pe care o uit, care nu poate judeca timpul. Deci sunt disfuncționale sau sunt mai potrivite cu natura decât unele?

Nu cred că animalele au o percepție a timpului. Cred că percep evenimentele și le pot aminti (de fapt și în mod ciudat, experimentele au dovedit că păsările pot transmiteți „amintirile” unor persoane amenințătoare specifice descendenților lor și copiii reacționează în consecință la persoanele fără a le întâlni în prealabil) – totuși numai oamenii au o concepție abstractă a timpului ca „lucru”.

Henry al IV-lea, Shakespeare, protagonistul își bate joc de un prost, pentru că se referă abstract la timp. Genul moral este că oamenii care au timp să se întrebe despre timp nu realizează prea multe. Asta a fost scris acum 400 de ani și acum (râzând de mine) fac același lucru. Deci cred că nu am câștigat după asta răspuns mic.

Ascultând recent pe Julian Barbour (care a dat o soluție la problema celor trei corpuri), el spune cam același lucru. El ne spune că timpul, așa cum îl vedem, este un fel de resturi din evenimente care nu se potrivesc perfect. De exemplu, dacă ar trebui să întâlnești un prieten și ajung la locul de întâlnire după tine, s-ar putea să observi trecerea. de timp. Dacă te-ai fi întâlnit simultan, mintea ta ar fi rămas pe deplin angajată în viață și timpul ar fi fost lipsit de importanță.

Pentru a da un exemplu similar, un tip a spus că l-a întâlnit odată pe Bruce Lee (artistul marțial) într-un lift și au început să discute despre Kung Fu. Au ajuns la același etaj, așa că au încercat câteva mișcări. Data viitoare când tipul și-a aruncat privirea spre ceas, era ora 7 dimineața. A intrat în lift la 22:35, deci timpul dispare când nu-l urmărim.