¿Qué significa “tiempo” para un físico?

El tiempo ha sido tratado como una cuarta dimensión. En la física newtoniana básica, puede ubicar cualquier evento como un vector (x, y, z, t). Los tres componentes de posición a menudo se agruparon. Conceptos clave como el impulso se tratan como derivados de la posición con respecto al tiempo. Se formularon preguntas importantes en términos de “cuándo ocurrirá este evento” o “cuál será el valor en un momento determinado”. Pero las matemáticas subyacentes siempre han tenido ese carácter de 4 espacios.

Lo especial de la mecánica relativista no es solo que el tiempo es una dimensión, sino que es menos separable de las otras dimensiones tal como parece. Su posición en el espacio depende de su movimiento a través de él. Para modelar la posición de algo que se mueve en relación con usted, debe incorporar un término adicional que depende de dx / dt. Una vez que haces eso, todavía tienes una mecánica 4D, pero t está involucrado en cada término.

El término t siempre ha sido especial. En un área diferente, la termodinámica, una ecuación clave tiene un término de tiempo: dS / dt> = 0; es decir, la entropía con respecto al tiempo siempre aumenta. Eso apunta a algo muy especial sobre el tiempo que no es cierto para las otras dimensiones espaciales. Cuando pregunta qué es “tiempo”, una respuesta clara (si no es útil) es que es la dirección en la que crece la entropía. Todas las otras direcciones son arbitrarias, pero esa no lo es.

En cierto sentido, se puede decir que los seres humanos se preocupan por el tiempo solo por esa razón. Matemáticamente, puede ser solo otro término, quizás un poco diferente de los demás, pero no una entidad completamente diferente. Pero la química, que da lugar a la biología y, en última instancia, a las percepciones humanas, tiene términos de tiempo completamente diferentes de los términos del espacio, tanto no “solo otra dimensión” que tomó mucho tiempo formular la física de tal manera que PODRÍA tratarse como Solo otra dimensión.

Pero nadie puede decir realmente por qué la entropía debería funcionar de esa manera. El universo 4D incluye una posición con poco tiempo y alta entropía. Las reglas de la física también dan lugar a diferentes estados, junto con ciertas reglas de simetría, y esos estados incluirán más desorden. Algunos en realidad tienen menos desorden, pero son simplemente mucho menos propensos. Eso explica por qué la entropía aumenta con respecto al tiempo, pero no explica por qué hay transformaciones a lo largo del tiempo para comenzar, o por qué el universo 4D incluye un estado de bajo desorden (el que vemos como “el comienzo del tiempo”) .

Todavía hay otros problemas con el tiempo. La física relativista trata el espacio-tiempo como espacio vectorial 4D, pero el tiempo va “en la otra dirección”. La formulación para la distancia, ds = sqrt (dx ^ 2 + dy ^ 2 + dz ^ 2-cdt ^ 2), tiene un número negativo delante del término de tiempo. A medida que aumenta la distancia de algo, la distancia se reduce. Si pudiera ir más rápido que la luz, tendría un número negativo y una distancia imaginaria. La luz viaja a la velocidad de la luz, por supuesto, y la distancia siempre es cero a lo largo del recorrido de la luz.

El término “c” es, de hecho, justo allí para que las unidades funcionen, y si la gente hubiera elegido las unidades correctas en primer lugar, el tiempo y la distancia serían los mismos, y podríamos dejar caer la “c”. Muchos físicos lo hacen. Además, otra forma de escribir el término sería como “+ (idt) ^ 2”; es decir, el tiempo está en una dirección imaginaria.

La mecánica cuántica, de hecho, todavía trata a t como completamente separado de los términos espaciales. Tanto el tiempo como el espacio son términos cuánticos, y el principio de incertidumbre de Heisenberg se aplica tanto al tiempo como al espacio. En una formulación:
el tiempo está oculto en “p”, que es el momento, es decir, masa * dx / dt. El plazo de tiempo es aún más claro en esta formulación:

El término de tiempo se distingue más: las partículas se distribuyen en el espacio, y debido a que no sabemos exactamente dónde están en ningún momento, no podemos estar 100% seguros sobre el tiempo más de lo que podemos estar sobre la posición. Pero la función de posición sigue siendo una función del tiempo, no una parte unificada de ella.

Los intentos de resolver eso nos dan la teoría cuántica de campos, que aún está incompleta. Las teorías verdaderamente unificadas, como la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles, son tan abstrusas que es difícil incluso descubrir qué términos SON el tiempo.

Todo lo cual es una gran cantidad de antecedentes, sin responder a su pregunta. Se podría decir que no hay física detrás del tiempo porque la física ES tiempo, o al menos el estudio del tiempo. La física es el estudio de simetrías matemáticas particulares que dan origen a las propiedades del universo que los humanos encuentran interesantes, y la mayoría de las simetrías (y asimetrías) más interesantes son con respecto al tiempo: movimiento, energía, momento, acción. Incluso los términos sin tiempo como “masa” solo son interesantes debido a lo que la masa le hace al tiempo.

Realmente solo he arañado la superficie aquí; Realmente, ni siquiera un rasguño. El tiempo significa cosas diferentes en diferentes áreas de la física, y una vez que comprendamos por qué están relacionadas … lo sabremos todo.

Muy a menudo, el tiempo aparece como “t”, una variable en una ecuación.

Curiosamente, esta “t” a menudo se comporta de maneras bastante diferentes al tiempo que estamos familiarizados.

1) A menudo es simétrico en teorías físicas. Es decir, no hay nada que distinga el “futuro” del “pasado”. Las ecuaciones funcionan cuando sustituyes -t por t.
2) No “fluye”. No hay nada en las ecuaciones que diga que el tiempo “va” a ninguna parte, mucho menos el flujo. Es más como la distancia, que puede ser inmutable, moverse o invertir la dirección.
3) En la relatividad, puede dilatarse, expandirse y diferir según el punto de vista de cada uno y el campo gravitacional local.
4) Algunas soluciones en relatividad general: la métrica de Godel contiene bucles de tiempo cerrados: es decir, la dimensión de tiempo se repite en sí misma. Todo lo que esto significa está abierto a debate.
5) A veces no existe: en la ecuación de Wheeler-de Witt, un intento bastante sencillo de cuantificar la gravedad, simplemente no aparece. Y otros intentos de cuantificar la gravedad también tienen problemas con el tiempo: se trata de manera tan diferente en GR y QM que es una barrera importante para combinar las teorías.

Al reflexionar sobre este y otros temas, hay sugerencias de que el tiempo no es una característica fundamental del universo y que “emerge” en algún sentido. Una gran discusión sobre esto aparece en The End of Time (libro) de Julian Barbour.

En lugar de digerir el libro, aquí hay un experimento mental para ilustrar algunos de sus temas:

Imagine el mundo como una sucesión de instantes o “instantáneas”. Algo así como una serie de imágenes fijas de una cámara de cine o imágenes en un flickbook. Nuestra intuición habitual del tiempo que fluye es que nos movemos de uno a otro. Como mostrar la película con un proyector o hojear el libro. Ahora piense en lo siguiente:

• ¿Qué pasaría si mostramos la película a media velocidad o doble velocidad? ¿Y esto tiene sentido? Parece que estamos postulando un mundo nuevo en el que el mundo de los instantes se “juega”.
• ¿Qué pasaría si mezclamos todos los instantáneos / instantáneas y mostramos la película nuevamente? ¿Se darían cuenta los habitantes de los instantes? Presumiblemente no lo harán: si lo hicieran, pensarían y hablarían sobre ello, y estos pensamientos y conversaciones aparecerían en las instantáneas. Pero por hipótesis, las instantáneas no han cambiado. Entonces les parecería que el mundo todavía era tan ordenado como antes.
• ¿Qué pasaría si desechamos todas las instantáneas excepto una? ¿Recordarían los habitantes un pasado y esperarían un futuro, aunque no hubiera ninguno? Presumiblemente sí, como una vez más, no hemos cambiado nada acerca de esa instantánea, simplemente arrojamos el resto.

El objetivo de estos y otros experimentos de pensamiento similares es resaltar algunas de las rarezas en nuestra intuición del tiempo, su flujo y orden. Barbour sugiere que el tiempo existe solo en patrones en estados instantáneos (patrones como nuestros recuerdos, registros escritos, etc.). Es justo decir que esto es interesante, pero hay mucho trabajo por hacer para conciliar esta visión con otras teorías físicas.

Bueno, en este momento, en mi ubicación, son las 10:18 pm.

No, pero en serio: sí, los físicos suelen tener una noción relativamente clara de qué hora es, tanto filosóficamente (abstractamente) como físicamente (como en el tiempo que medimos ).

A lo largo de la historia, nuestras concepciones del tiempo han cambiado continuamente, y en física la noción del tiempo ha sufrido revisiones dramáticas en el siglo pasado.

En el tiempo de Newton (sin juego de palabras), el tiempo se consideraba absoluto. El tiempo aquí es el tiempo en todas partes del universo, de acuerdo con la idea newtoniana. En consecuencia, tiene mucho sentido que haya un “presente absoluto” tanto aquí, donde se encuentre, en la luna, en Andrómeda, etc.

Pero las ideas de Newton sobre el tiempo no sobrevivieron a la revolución provocada (más o menos por sí sola) por Einstein. Según Einstein, el tiempo no es un trasfondo absoluto, ¡pero solo tiene sentido cuando se define en relación con pares de observadores, y su teoría predice que diferentes observadores harán diferentes mediciones de tiempo entre un par de eventos! En este sentido, el tiempo de ninguno de los observadores es más absoluto, porque uno u otro pueden ser igualmente adoptados para describir cualquier serie de eventos. Para Einstein, el tiempo y el espacio (o al menos lo que medimos como espacio y tiempo) ya no están separados sino que emergen como propiedades de un objeto combinado más general conocido como espacio-tiempo.

Una de las ideas clave sobre el tiempo que ha sobrevivido intacta durante los milenios anteriores es la idea del tiempo como un flujo continuo. Tómese un intervalo de tiempo, digamos un segundo. Puede dividir ese intervalo tanto como desee, y esto describiría duraciones cada vez más cortas en el flujo del tiempo. Esta suposición sobre el tiempo es extremadamente natural, pero ¿es realmente cómo funciona el tiempo?

¡En los últimos tiempos se ha vuelto cada vez más evidente que el tiempo puede ser una característica emergente de la termodinámica misma! La llamada flecha del tiempo es una idea que relaciona la percepción de la mono-direccionalidad del tiempo como consecuencia de las leyes de la termodinámica. De hecho, dado un sistema termodinámico, hay un sentido muy real en el que el tiempo puede entenderse como un flujo emergente dentro de este sistema, ¡y no es algo que uno deba asumir desde el principio o poner a mano!

Otro concepto contrario a la idea del tiempo como flujo continuo es la noción de que el espacio y el tiempo pueden ser fundamentalmente discretos . Esta idea es central en el enfoque de la gravedad cuántica conocida como gravedad cuántica de bucle. Como tal, la idea es que hay un intervalo de tiempo mínimo posible que es posible medir, que es extraordinariamente pequeño (y se conoce como el tiempo de Planck ). Esto es compatible con lo que observamos porque en esta teoría, aunque el tiempo es fundamentalmente discreto, parece continuo en escalas muy, muy grandes en comparación con el tiempo de Planck, es decir, ¡en escalas en nuestra vida cotidiana!

En resumen, sí, los físicos saben mucho sobre el tiempo, o más bien tienen muchas ideas diferentes y fascinantes (así como atestiguadas experimentalmente) sobre qué hora es. Pero hay mucho sobre la naturaleza del tiempo que no entendemos, incluso si el tiempo es realmente un flujo continuo en escalas arbitrariamente pequeñas, o si sucede algo gracioso; o la cuestión de si el tiempo es un concepto fundamental en física o si surge de algo más general. Tales ideas son evidentemente extremadamente abstractas y extrañas, ¡porque no suenan como las formas en que normalmente pensamos sobre el tiempo! Sin embargo, la física durante el siglo pasado ha demostrado que muchas de las formas en que preferimos pensar sobre el mundo, sobre la materia, el espacio y el tiempo, simplemente no son imágenes precisas del mundo que observamos. La física nos obliga a salir de nuestra zona de confort, ¡y esta es una gran parte de su belleza!

¡Probablemente tenga la próxima idea de lo que los filósofos podrían hacer con esta pregunta!

No hay tiempo “absoluto”. Esto lo hace realmente simple: el tiempo es lo que lees en un reloj. ¡Literalmente!

Cuando estudies un proceso físico, tendrás un reloj funcionando al lado. De hecho, un reloj es en sí mismo un proceso físico. Desde un punto de vista relativista, solo hay dos factores importantes para garantizar:
1. El reloj y el experimento no deben tener movimiento relativo entre sí.
2. La fuerza de la gravedad en la ubicación del reloj y del experimento debe ser la misma.
Entonces, la teoría de la relatividad general predice que el tiempo experimentado en el lugar del experimento es el mismo que el que se muestra en el reloj.

El valor que se muestra en el reloj generalmente recibe el símbolo t.
Si no se cumplen las dos restricciones anteriores, las cosas se complican.

Pero solo recuerde, el tiempo NO es un observable físico separado. En cambio, lo que observamos es el valor en el reloj, y el reloj en sí contiene partes móviles, etc.

Galileo fue quien acertó el tiempo. Inventó varios dispositivos diferentes para medir el tiempo * transcurrido *. Uno de esos dispositivos es un cubo con fugas, donde cae una gota de agua, por ejemplo, una vez por segundo.

Afirmar que una bola estaba cayendo durante tres segundos solo significa que mientras la bola estaba cayendo, exactamente tres gotas de agua cayeron del balde.

El concepto de “tiempo” es solo una breve mano conveniente para discutir la simultaneidad.

Newton pensó que el tiempo era absoluto, como una entidad física presente en el universo que permanece igual para todo y para todos. Alguien en Marte percibiría el tiempo igual, como lo hace en la tierra.
Ahora, las personas observaron que incluso para un objeto que se mueve muy rápido o un objeto estacionario, la velocidad de la luz era la misma, era difícil relacionar este fenómeno con la forma en que Newton explicó el tiempo.
Entonces, los físicos concluyeron que a altas velocidades, los objetos perciben que el tiempo es más lento, eso significa que si hipotéticamente viaja en una onda de sonido, el tiempo sería mucho más lento para usted.
El tiempo puede considerarse como la cuarta dimensión en el espacio.
Einstein conectó el tiempo con el espacio y dio el concepto de espacio-tiempo.
Piense en el espacio-tiempo como una lámina elástica que se curva alrededor del objeto colocado sobre él.
Ahora, si viaja en el espacio-tiempo, el tiempo le parecería más lento cerca de un objeto masivo porque ha llevado al espacio-tiempo a curvarse más debido a su mayor peso, esto se conoce como dilatación del tiempo.

Caray, ustedes no tienen idea. Soy astrologo Tengo títulos de academias de establecimiento (básicamente U de Chicago) y tomé toneladas de clases en el Planetario Adler, incluyendo una serie de clases de Navegación Local y Celestial. Tengo un puñado de certificados firmados por Joe Chamberlain … mi primer maestro de astrólogos reclamó a Chamberlain como cliente y puedo decirte por qué los hombres muertos votan dos veces en el condado de Cook.

Mientras que la astronomía es el estudio del espacio, la astrología es el estudio del tiempo … de acuerdo con la clase individual que audité de Rocky Kolb, el espacio no tiene centro … sino más bien centros … por ejemplo … el sistema solar está centrado alrededor del sol, el Sistema Solar acerca de el agujero negro SagA, que es parte de un sistema organizado sobre un centro supergaláctico en algún lugar alrededor de 2 Libra tropical.

¡Sin embargo, el tiempo es geocéntrico! (no de Rocky Kolb) Weltanschauung de Ptolomeo esencialmente correcto en su descripción del prisma temporal. Copérnico mapeó el espacio, Tiempo de Ptolomeo.

El tiempo se genera principalmente por el eje de rotación terrestre y los diversos ciclos (lunar, anual, gran año 26K) que lo afectan. Su oblicuidad junto con su revolución sobre el sol establecen la estructura estacional del Ciclo Anual. Ese es el paradigma … este múltiplo de ciclos se suma a un prisma temporal único en nuestro planeta. El Bershith del AT, la tarde y la tarde del primer día, fue cuando comenzó el tiempo, incluso aunque el Big Bang precedió que, dado que el Big Bang ocurrió antes de que comenzara el tiempo, cualquier estimación es necesariamente de naturaleza proleptica. – diferentes esferas giratorias en el gran exterior generan sus propios prismas temporales particulares … imaginemos a Júpiter con su multitud de lunas, ¿qué tipo de ciclos lunares experimentarían sus habitantes indígenas en relación con su ciclo anual? Actualmente, los relojes atómicos están sincronizados con el átomo de cesio que vibra junto con la frecuencia de nuestro prisma temporal, no exactamente, lo han corregido por un nanosegundo de vez en cuando, lo que demuestra que es el eje de rotación terrestre … es el paradigma fuerza motriz.

El tiempo no se puede revertir o más bien para revertir el tiempo, el giro de la tierra junto con todos los demás ciclos que afectan se revertiría lógicamente …

El tiempo está integrado en nuestro ADN terrestre colectivo: cualquier organismo que viva más allá de una sola rotación terrestre desarrolla algún tipo de cronógeno: las aves son sensibles a la declinación del sol que desencadena los ciclos de migración. Hasta la fecha, que yo sepa, aún no se ha encontrado un gen sensible al ciclo lunar que regule el ciclo menstrual, pero eso no significa que no esté allí … obviamente, esos organismos sensibles a las mareas tienen genes adaptados a estos ciclos.

El tiempo en realidad ES … tiene existencia y es más que un producto de la imaginación … es muy posible que haya organismos en otros planetas, pero sospecho que si los terrestres intentamos establecer colonias en otra entidad giratoria en el gran mundo … no podríamos adaptarnos (sin evolucionando) hacia el prisma temporal indígena y fuera del alcance de nuestro propio metrónomo y el prisma temporal que genera podríamos evaporarnos, una especie de Triángulo de las Bermudas del Gran Afuera

El tiempo es una representación fundamental del “cambio” al igual que el dinero es una representación fundamental del “valor”. El cambio está ocurriendo constantemente en el universo y es una manifestación de la creación de “entropía”.
Los planetas se mueven constantemente, las estrellas emiten luz, se crean y destruyen, las galaxias se expanden constantemente, etc. Debido al movimiento de la tierra alrededor del sol, el sol sale en el este, se pone en el oeste, se levanta en el este de nuevo y el El ciclo continúa. Para descifrar y dar sentido a la cronología de los eventos que suceden en el mundo que nos rodea, las dos sucesivas salidas del sol se dividen en 24 “horas”, cada hora se divide en 60 “minutos”, cada minuto en 60 “segundos” y así en. Recuerde que la posición del sol en el cielo es una forma de hacer un seguimiento del tiempo (es decir, el cambio). La humanidad ahora tiene métodos aún más sofisticados para llevar el “cambio” a nuestro alrededor utilizando relojes atómicos, etc.

Guau.

No soy físico, pero me han preocupado en gran medida la naturaleza del tiempo en los últimos 3 años de mi vida, especialmente desde que leí un libro llamado La Cabalá del Dinero.

Se ha convertido en una pequeña obsesión.

Intuitivamente sé que el tiempo está de alguna manera entrelazado con mi concepto de Dios. Lo siento si hago un sacrilegio diciendo esto en un foro de ciencias. Es solo que prefiero cuando un científico no está en contra de nada, incluso de conceptos religiosos exagerados, siempre que conduzcan a la verdad.

Los científicos parecen ser los únicos enamorados de la verdad en estos días. Los políticos mienten. Los pastores mienten. Los medios mienten.

Creo que la única esperanza son los científicos, si solo tuviéramos más.

El tiempo es una medida de una * relación * entre entidades en movimiento. El tiempo se aplica solo dentro del universo cuando define un estándar. La relación utilizada tradicionalmente era la del movimiento de la tierra alrededor del sol. Si toma eso como una unidad, puede decir: “Esta persona tiene cierta relación con ese movimiento; él ha existido por diez revoluciones. Tiene diez años ”. Cuando llegas al universo como un todo, obviamente no se aplica ningún estándar. No puedes salir del universo. El universo es eterno en el sentido literal, no temporal, fuera del tiempo.

El tiempo es la dimensión en la que cualquier cosa o cualquiera solo puede avanzar, nunca volver. Incluso la teoría de la relatividad especial de Einstein no cambia la flecha del tiempo en dirección o magnitud.

El tiempo es una cantidad dimensional en el sistema de la Unidad SI junto con la longitud, la masa, el ángulo y algunas otras cantidades. En combinación con otras unidades, se puede describir la velocidad, la aceleración, la energía, la potencia, cualquier cantidad que sea función del tiempo. Esa es una respuesta simple. Luego está la invariancia de CPT que permite que ciertos procesos ocurran en tiempo inverso

Es algo que podemos medir con relojes, exactamente de la misma manera que el espacio es algo que podemos medir con reglas.
Los físicos entienden que nuestro universo tiene tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Eso significa que podemos especificar un “evento” por su lugar (x, y, z) y su tiempo (t)

El tiempo es un concepto inexistente. Suponemos su existencia porque hay evolución dentro de la vida de un humano o una estrella.
La aparición holográfica parece siempre cambiante: el momento anterior se fue y el momento futuro aún no ocurrió.