Como no pude escribir una pregunta tan larga (que es más una descripción que una pregunta), y poniéndolo como un comentario no es visible, lo escribiré nuevamente como “Respuesta”.
Como se conoce por la Relatividad Especial, el tiempo se modela matemáticamente como la cuarta dimensión de lo que llamamos espacio-tiempo. Sin embargo, el tiempo es una dimensión “especial”, y la métrica también es “especial”. Aunque no quiero desafiar una teoría bien probada, veo cualquier construcción matemática como una mera conveniencia que funciona, y no necesariamente una verdadera descripción de la realidad.
Siempre me interesaron los problemas relacionados con el espacio y el tiempo, principalmente para definir QUÉ son el espacio y el tiempo. No es algo fácil de hacer, y creo que (según mi investigación) la mejor definición que tenemos sobre el tiempo es que es una “medida de cambio”. También sabemos por relatividad que esta “medida” es relativa al observador. Significa algo así como un “Reloj universal” cuyos “Ticks” miden todo de manera absoluta no existe, pero los “Ticks” están relacionados con las propiedades del observador. Sin embargo, creo que hasta ahora no tenemos una definición satisfactoria de qué hora es realmente.
- ¿Qué significa que la energía potencial de un electrón es más negativa?
- ¿Por qué no puedes encontrar la masa de un fotón?
- ¿Los neutrinos tienen un momento magnético?
- ¿Alguna vez se ha capturado la imagen de un fotón? ¿Tienen un tamaño físico?
- ¿Cómo ponen elementos en el LHC?
Partiendo de la idea del reloj del que hablé antes, me pregunto si el tiempo para una partícula no podría definirse como el número de “Ticks” que experimenta una partícula. Debido a que no existe un reloj universal para generar “Ticks” estándar, para que tenga sentido, debemos pensar en un “Tick” como una interacción de nuestra partícula con algo como un campo. Entonces, nuestra noción de “tic” significa, de hecho, “interacción”, entonces podemos pensar en la noción de “tiempo” que experimenta una partícula como el número de interacciones con un campo específico (podemos llamarlo el campo de tiempo). Eso significaría necesariamente que el tiempo se cuantificaría, ya que solo podemos tener un número entero de “Ticks”.
Imaginemos entonces el siguiente modelo del Universo: vivimos en un espacio euclidiano físico de 4 dimensiones. “Tiempo” no es la 4ª dimensión, pero tenemos 4 dimensiones espaciales. Por supuesto, nuestro “Universo” es 3D y está incrustado en este espacio de 4 dimensiones. Imaginemos que existe algo así como el “campo de tiempo”, pero solo en este universo 3D. Para una mejor visualización reduzcamos nuestro universo a un plano 2D incrustado en un espacio 3D, por lo que me referiré más a él como “plano”. Para hacer las cosas más interesantes, podemos pensar en este “plano” como curvo, por ejemplo, como una superficie de una esfera.
Ahora, las cosas se mueven en este plano. A velocidades relativamente bajas (y energías), las partículas se mueven en este plano e interactúan más con el campo de tiempo. Simplemente contando el número de interacción dará el “tiempo apropiado” de una partícula. A medida que aumenta la velocidad (y también la energía cinética), las partículas comienzan a “saltar” fuera de nuestro plano en la tercera dimensión (o cuarta dimensión, en el caso general). A medida que pierden energía, son atraídos de regreso a nuestro avión, pero debido a la aceleración, vuelven a salir cuando se mueven. Este movimiento puede ser imaginado como una función senoidal (onda) que se cruza con nuestro plano. A medida que aumenta la velocidad, aumenta la amplitud de la trayectoria, por lo que los puntos en los que la trayectoria se cruza con el plano están más separados. De esta manera, el número de interacciones con el campo de tiempo disminuye, por lo que el tiempo pasa “más lento” para nuestra partícula.
Si alguna vez estuviste en la orilla de un lago y arrojaste piedras planas sobre la superficie del agua para que saltaran tantas veces como sea posible (y estoy seguro de que todos lo hicieron), sabes a lo que me refiero. Esto también explica la dilatación del tiempo de la relatividad especial. Cuanto más rápido viajemos, más lento será nuestro propio “reloj”. Esto también puede explicar la contracción de la longitud y el aumento de masa. A medida que los objetos se forman a partir de muchas partículas, estadísticamente en algún punto, a medida que el objeto se mueve cada vez más rápido, algunas de sus partículas estarán “fuera” del plano, algunas estarán “adentro”. Cualquier observador que mida el objeto desde otro marco de referencia verá solo las partículas que están en el plano, por lo que parecerá “más corto”.
El aumento de masa también podría explicarse por el aumento de la inercia debido al hecho de que la partícula está “rebotando” dentro y fuera del plano.
Lo sé, no es una descripción muy matemática de mi parte, más un montón de ideas, pero sería bueno escuchar la opinión de otras personas (más recomendadas) sobre esto. Y después de todo, cualquier teoría formalizada comienza con una idea, que luego se elabora .
Imaginemos entonces el siguiente modelo del Universo: vivimos en un espacio euclidiano físico de 4 dimensiones. “Tiempo” no es la cuarta dimensión, pero tenemos 4 dimensiones espaciales. Por supuesto, nuestro “Universo” es 3D y está incrustado en este espacio de 4 dimensiones. Imaginemos que existe algo así como el “campo de tiempo”, pero solo en este universo 3D. Para una mejor visualización, reduzcamos nuestro universo a un plano 2D incrustado en un espacio 3D, por lo que me referiré más a él como “plano”. Para hacer las cosas más interesantes, podemos pensar en este “plano” como curvo, por ejemplo, como una superficie de una esfera.
Ahora, las cosas se mueven en este plano. A velocidades relativamente bajas (y energías), las partículas se mueven en este plano e interactúan más con el campo de tiempo. Simplemente contando el número de interacción dará el “tiempo apropiado” de una partícula. A medida que aumenta la velocidad (y también la energía cinética), las partículas comienzan a “saltar” fuera de nuestro plano en la tercera dimensión (o cuarta dimensión, en el caso general). A medida que pierden energía, son atraídos de regreso a nuestro avión, pero debido a la aceleración, vuelven a salir cuando se mueven. Este movimiento puede ser imaginado como una función senoidal (onda) que se cruza con nuestro plano. A medida que aumenta la velocidad, aumenta la amplitud de la trayectoria, por lo que los puntos en los que la trayectoria se cruza con el plano están más separados. De esta manera, el número de interacciones con el campo de tiempo disminuye, por lo que el tiempo pasa “más lento” para nuestra partícula.
Si alguna vez estuviste en la orilla de un lago y arrojaste piedras planas sobre la superficie del agua para que saltaran tantas veces como sea posible (y estoy seguro de que todos lo hicieron), sabes a lo que me refiero. Esto también explica la dilatación del tiempo de la relatividad especial. Cuanto más rápido viajemos, más lento será nuestro propio “reloj”. Esto también puede explicar la contracción de la longitud y el aumento de masa. A medida que los objetos se forman a partir de muchas partículas, estadísticamente en algún punto, a medida que el objeto se mueve cada vez más rápido, algunas de sus partículas estarán “fuera” del plano, algunas estarán “adentro”. Cualquier observador que mida el objeto desde otro marco de referencia verá solo las partículas que están en el plano, por lo que parecerá “más corto”.
El aumento de masa también podría explicarse por el aumento de la inercia debido al hecho de que la partícula está “rebotando” dentro y fuera del plano.
Lo sé, no es una descripción muy matemática de mi parte, más un montón de ideas, pero sería bueno escuchar la opinión de otras personas (más recomendadas) sobre esto. Y después de todo, cualquier teoría formalizada comienza con una idea, que luego se elabora .