¿Por qué se define el tiempo como una dimensión?

El tiempo siempre ha sido una especie de cuarta dimensión del hombre pobre en el espacio, ya que necesita tres coordenadas para describir un punto en el espacio, y para cualquiera de esos puntos puede tener cualquier valor de tiempo, para un total de cuatro coordenadas requeridas para describir un evento en la historia.

Sin embargo, al pasar de la física newtoniana a la relatividad, el tiempo se convierte en una cuarta dimensión en un sentido más sustantivo, ya que ya no es una cosa independiente gobernada por sus propias reglas y claramente separable del espacio. Más bien, ambos son aspectos de un todo más grande llamado espacio-tiempo.

Específicamente, en la mecánica newtoniana, había (o al menos se preveía que fuera) esta cosa llamada tiempo absoluto con dos propiedades importantes:

(i) Era fácil construir un reloj que midiera el tiempo y nada más que el tiempo, y todos los relojes de un diseño común funcionaban a la misma velocidad sin importar dónde estuvieran o cómo se movieran.

(ii) Debido a que podría enviar señales a altas velocidades arbitrarias, si el evento A ocurriera antes del evento B en el tiempo global, siempre podría enviar una señal de A a B (pero nunca al revés).

Estas dos propiedades juntas significaron que el tiempo absoluto era verdaderamente global y único. No podría haber acelerado o ralentizado las versiones, o versiones con diferentes sincronizaciones en diferentes lugares.

Pero en relatividad, describimos la física en términos de coordenadas de tiempo y espacio por, err, por los viejos tiempos, pero ya no creemos que nos estén contando sobre dos cosas independientes. Eso es porque ninguna de las propiedades anteriores se aplica más. Si intentas construir un reloj que mida la coordenada de tiempo de un cuadro, solo funcionará si es estacionario en ese cuadro. De lo contrario, debido a una combinación de nuevos efectos, sufrirá dilatación del tiempo. Esto a menudo se describe como un efecto de la velocidad, y ciertamente puedes calcularlo de esa manera, pero es mejor pensar que un reloj sea un odómetro de espacio-tiempo. No es asunto de un reloj en relatividad medir el tiempo. Más bien, un reloj mide una cantidad similar a la distancia llamada intervalo de espacio-tiempo. La fórmula para SI se parece mucho al teorema de Pitágoras, excepto con la t agregada hacia atrás desde x, y y z.

Del mismo modo, debido a que hay un límite de velocidad en la relatividad, hay muchos pares de eventos que están totalmente causalmente desconectados, sin que ninguno de los dos esté “antes” del otro causalmente. Una coordenada de tiempo en el modelo tradicional nunca reflejará eso adecuadamente; si desea saber sobre la causalidad, debe calcular el cono de Luz. Pero eso también le brinda flexibilidad: la imagen en el enlace anterior muestra una “hiperesuperficie del presente”, que son todos los eventos en el mismo tiempo coordinado que el evento en el centro. La sincronización de relojes se trata de garantizar que todos marquen 0 cuando cruzan ese plano. Pero puede dividir la historia en instantes en cualquier ángulo que desee, siempre y cuando se mantenga alejado del cono de luz, y no será más o menos engañoso sobre la causalidad. Y la relatividad utiliza esa flexibilidad al asignar todos los ángulos de corte posibles (sincronizaciones) a un marco de medición u otro de acuerdo con el procedimiento de sincronización de Einstein.

Entonces, en ambos aspectos, es realmente que el espacio-tiempo (es decir, la historia) es fundamental, y el tiempo es solo una de las formas alternativas en que lo dividimos y describimos eventos en él, como una coordenada x en geometría cartesiana.

En un sentido general, lo que llamamos “dimensión” puede considerarse como un ” grado de libertad” , lo que significa un parámetro que describe un atributo de algo que puede variar independientemente de cualquier otro parámetro.

Por lo tanto, podemos variar las coordenadas espaciales x, y y z de un objeto independientemente uno del otro, porque los ejes de coordenadas son perpendiculares, o, en lenguaje matemático, ortogonales , entre sí, por lo que podemos decir que el objeto tiene tres grados de libertad en términos de su ubicación espacial, lo que significa que el espacio en el que vive es tridimensional. Este espacio tridimensional de coordenadas espaciales se denomina espacio de configuración . ( http://en.wikipedia.org/wiki/Con …)

Si existen para un sistema en particular, podemos agregar más grados de libertad a este espacio de configuración. Por ejemplo, si consideramos una partícula que se mueve en 3 dimensiones, en cualquier momento tiene tres coordenadas espaciales y tres componentes de momento (las proyecciones de su vector de momento en cada uno de los ejes de coordenadas espaciales). Como estos componentes de momento pueden variarse de forma independiente y también son independientes de la ubicación espacial de la partícula, son ortogonales entre sí y con los ejes espaciales, por lo que podemos agregarlos como tres nuevos ejes de coordenadas: los ejes de momento . El espacio de 6 dimensiones que resulta llamamos espacio de fase . (O, más exactamente, un espacio de fase, ya que aún podemos agregar ejes para más variables dinámicas a este espacio de fase si lo deseamos (ver más abajo)) ( http://en.wikipedia.org/wiki/Pha …)

Incluso podríamos elegir describir la partícula únicamente en términos de sus tres ‘coordenadas’ de impulso, y omitir los ejes espaciales por completo. Entonces tenemos otro espacio tridimensional, llamado espacio de momento . Las representaciones de espacio momentáneo se usan con frecuencia en la mecánica cuántica, y tienen una relación bastante agradable con la representación espacial de configuración más habitual, en el sentido de que las formas espaciales de espacio y configuración de una función de onda son en realidad transformadas de Fourier entre sí (lo que significa que son, en un sentido matemático especial, recíproco entre sí). ( http://en.wikipedia.org/wiki/Mom …).

Observe que en la imagen del espacio de impulso nos hemos movido de un espacio ‘concreto’ cuyos ejes son coordenadas espaciales a un espacio ‘abstracto’ cuyos ejes son variables dinámicas del sistema. Podríamos, de manera similar, agregar más ejes dinámicos para etiquetar el momento angular, el giro cuántico o la carga eléctrica de una partícula, y así sucesivamente, a pesar de que las variables que representan algunas de estas cantidades son discretas, es decir, cuantificadas, en lugar de continuas.

Volviendo a la pregunta original, sugiere que el interlocutor tiene dificultades para pensar en el tiempo como una “dimensión” en el mismo sentido que las tres dimensiones espaciales del espacio de configuración. Bueno, como he descrito anteriormente, hay muchos tipos de dimensiones abstractas en las que puede existir un sistema que no sean las tres dimensiones espaciales. Entonces, si le resulta difícil imaginar intervalos de tiempo de la misma manera que imagina distancias en el espacio, ¡ simplemente deje de intentarlo, porque no tiene que hacerlo! Puede pensar en el tiempo como una dimensión “abstracta” en el mismo sentido que los ejes de impulso descritos anteriormente: todavía justifica ser llamado una “dimensión” en este sentido más general, pero no necesariamente en el mismo sentido que las tres dimensiones espaciales. .

Dicho todo esto, en física relativista, el tiempo se ‘geometriza’ y se representa como un eje en un diagrama de espacio-tiempo, como si de hecho fuera otro eje espacial, aunque, de manera crucial, se trata de manera diferente a los tres ejes espaciales en términos de su propiedades matemáticas para calcular la distancia entre dos puntos en el espacio de configuración tridimensional, usamos el teorema de Pitágoras y tomamos la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados positivos de las tres distancias de coordenadas; pero para calcular la distancia entre dos eventos en el espacio- tiempo de 4 dimensiones, el intervalo espacio- tiempo , el intervalo de tiempo al cuadrado toma el signo opuesto a las distancias espaciales al cuadrado. Hay dos convenciones diferentes, pero equivalentes, para asignar signos a las coordenadas espacio-temporales, llamadas firmas métricas ; si ordenamos las coordenadas en la secuencia (t, x, y, z) , entonces las dos firmas son (+, -, -, -) y (-, +, +, +) . ( http://en.wikipedia.org/wiki/Spa …, http://en.wikipedia.org/wiki/Met …)

Para responder a esta pregunta de manera integral, primero debemos comprender claramente qué queremos decir con “dimensión” y “tiempo”.

Llegar a la ” dimensión ” de las primeras dimensiones son simplemente las diferentes facetas de lo que percibimos como realidad. Somos conscientes de las 3 dimensiones que nos rodean a diario: aquellas que definen la longitud, el ancho y la profundidad de todos los objetos en nuestros universos (los ejes x, y y z, respectivamente). La primera dimensión , como ya se señaló, es la que le da longitud (también conocido como el eje x). Una buena descripción de un objeto unidimensional es una línea recta, que existe solo en términos de longitud. Agregue una segunda dimensión , el eje y (o altura), y obtendrá un objeto que se convierte en una forma bidimensional (como un cuadrado). La tercera dimensión implica profundidad (el eje z), y le da a todos los objetos una sensación de área y una sección transversal. El ejemplo perfecto de esto es un cubo, que existe en tres dimensiones y tiene una longitud, ancho, profundidad y, por lo tanto, volumen. Además de estos 3 si continuamos más y unimos 2 cubos, obtenemos un hipercubo o tesseract que es lo más alejado que podemos imaginar en términos de dimensiones espaciales.

Más allá de estas tres dimensiones visibles, los científicos creen que puede haber muchas más. De hecho, el marco teórico de la teoría de la supercuerda / teoría M postula que el universo existe en 10/11 diferentes dimensiones que pueden estar enrolladas o ser demasiado pequeñas para que podamos percibirlas visualmente.

Para una perspectiva interesante sobre las dimensiones, sugeriría leer el ” Flatland ” de Edwin Abbott.

Contrariamente a la dimensión, hasta la fecha no tenemos claro “¿Qué es el tiempo ?”. Sin embargo, cualquier intento de definir el TIEMPO primero debe intentar responder dos preguntas básicas: (1) ¿Es el tiempo REAL? y (2) Si el tiempo es real, ¿es FUNDAMENTAL? El tiempo sigue siendo enigmático. Debe ser el resultado de algún movimiento o algo en el cambio del espacio que aún no estamos seguros. Todos los relojes que usamos para decir la hora están sincronizados de acuerdo con el movimiento de los cuerpos celestes como el Sol y la Tierra. Algunos físicos creen que el Cambio es un comportamiento fundamental del espacio, siempre significa un cambio en los elementos del espacio. El tiempo es cómo un dispositivo de grabación complejo (por ejemplo, el cerebro) percibe / interpreta los elementos cambiantes o el comportamiento del espacio.

Nuestro mejor modelo hasta la fecha para entender el “Tiempo” es la Teoría de la relatividad general y especial de Einstein que trata el tiempo como una dimensión a la par con las tres dimensiones espaciales. En la relatividad general, el espacio y el tiempo no se modelan como entidades separadas, sino que se unifican a un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. En este marco, el fenómeno de la gravedad se ve como una consecuencia de la geometría del espacio-tiempo. Esto se ha demostrado rigurosamente a través de varios experimentos en los últimos 100 años.

Desde la perspectiva de un laico, cualquier movimiento en el espacio va acompañado de un movimiento correspondiente en el tiempo y la descripción de uno es incompleta sin el otro. Si tenemos que describir las coordenadas de cualquier objeto en la Tierra, tenemos que especificar su latitud, longitud, altitud y tiempo. Además, se suponía que el big bang marcaría el comienzo del espacio y el tiempo tanto.

Para obtener más información sobre el mismo: ” Una breve historia del tiempo ” de Stephen Hawking.

Para un enfoque ligeramente contrario: ” El fin de los tiempos : la próxima revolución en nuestra comprensión del universo” por Julian Barbour

La cuarta dimensión puede considerarse como compuesta de tiempo o espacio o cualquier combinación de los dos. Llamo a todas las combinaciones posibles la matriz. Estamos atrapados en la tercera dimensión y experimentamos el tiempo, por lo que si pensamos en el tiempo linealmente podemos interpretarlo como la cuarta dimensión. Sucede que el mundo que habitamos es una simetría rota en una firma 3s + 1t. Pero también podemos interpretar la cuarta dimensión como espacio, y pensar en ella como solo una extensión del espacio euclidiano a la siguiente dimensión. En ese caso no habría ruptura de simetría. Pero creo que también es posible pensar en cuatro dimensiones de tiempo, lo que yo llamo heterocronía. Dunne tuvo esta idea en una reacción al trabajo de Hinton en los años veinte, y muchos autores trataron de explorar su idea, incluido Tolkein en El señor de los anillos. Pero, ¿por qué no dos dimensiones de tiempo y dos dimensiones de espacio dentro de una configuración de cuatro dimensiones? Creo que todas las permutaciones son posibles.

De lo que realmente deberíamos estar hablando es de las características únicas de la cuarta dimensión. Eso es lo que más te va a decir lo que es. Por ejemplo, la cuarta dimensión es tal que todos los nudos se desatan dentro de ella. Tiene seis sólidos platónicos, mientras que la tercera dimensión tiene cinco y todas las dimensiones superiores tienen solo tres. Todas las demás dimensiones tienen una topología fija que ahora se conoce, pero la cuarta dimensión según Davidson no tiene una topología fija, sino un número infinito de topologías falsas. La cuarta dimensión tiene cuaterniones como la estructura rotacional básica, y por lo tanto hay una rotación perfecta sin ninguna singularidad como ocurre en la tercera dimensión con ecuaciones que siguen el movimiento. La cuarta dimensión es básicamente un espejo. Si giras algo a través de la cuarta dimensión, obtienes su enantiomorfo, como cuando giras un globo al revés y lo pones por otro lado. Básicamente, todas las rotaciones en la cuarta dimensión son involuciones en las que el interior sale y viceversa. Estas son algunas de las propiedades interesantes de la cuarta dimensión. Cuando tomas todas estas propiedades juntas y las restricciones que las unen, obtienes la esencia de la cuarta dimensión, que es lo que estás pidiendo.

Pero más interesante es el hecho de que la cuarta dimensión tiene una conexión íntima con la tercera dimensión, que también tiene algunas propiedades únicas. Parte de eso es que el sólido mínimo de la cuarta dimensión, la pentachora (pentaedro) tiene el mismo grupo A5 que los duales Icosahedron / Dodacahedron. Por lo tanto, muchas de las propiedades que B. Fuller encuentra en los sólidos platónicos se deben en parte a que existe una relación íntima entre la tercera y la cuarta dimensión. B. Fuller llama a estas propiedades Synergies y habla de ellas en su libro Synergetics. Básicamente, lo que he estado haciendo en mi carrera intelectual es extender el análisis de B. Fuller a la cuarta dimensión. Y cuando haces eso, descubres cosas increíbles.

Probablemente lo más sorprendente es la relación de la cuarta dimensión con la no dualidad. Este es un desarrollo muy sorprendente. Lamentablemente, se necesitaría una larga explicación para mostrar por qué este es el caso. Esto se debe a que este no es un hecho obvio, sino que tiene que ver con la estructura de las álgebras hipercomplejas en su conjunto, y no con los cuaterniones en sí mismos. Pero puede obtener una idea de una explicación en el sitio http://nondual.net .

Entonces, mi respuesta sería que el verdadero “Qué” de la cuarta dimensión tiene que ver con su naturaleza no dual. Es nuestra entrada a lo no dual, y está solo a una dimensión de la que estamos atrapados. Si interpretamos la cuarta dimensión como el tiempo, es posible que no obtengamos esta conexión.

Si ha leído algo sobre la relatividad especial, es posible que sepa sobre la dilatación del tiempo. Significa que el reloj de un observador que se mueve con velocidad constante avanza lentamente con respecto a un observador estacionario. Significa que cuando está en movimiento, su reloj corre lento en comparación con un reloj estacionario.

Ahora, en el sistema de coordenadas cartesianas hay tres ejes X, Y y Z. Por simplicidad, simplemente tome dos ejes X e Y. Ahora, si comienza a moverse hacia los ejes X, el componente Y de su desplazamiento es 0. Comienza a inclinar su camino y luego comenzar a moverse en algún ángulo con el eje X. Ahora tiene algún componente Y de desplazamiento. A medida que aumenta el ángulo con el eje X, aumenta el componente Y. Significa que cuanto más te mueves por el eje Y, menos te mueves por el eje X.

Lo mismo es con el tiempo. Cuanto más te mueves por el espacio (3D), menos te mueves a través del tiempo, como se explica en la dilatación del tiempo. Por lo tanto, el tiempo no es un marco invariante. Varía con el cambio en el marco de referencia al igual que la distancia. Además, como los tres ejes de coordenadas son linealmente independientes, tres ejes junto con el tiempo también son linealmente independientes. Por lo tanto, el tiempo se comporta como si fuera otra dimensión física, ¡y realmente lo es!

Desde la antigüedad, digamos desde la era newtoniana, el tiempo y el espacio se consideraban como una cantidad absoluta. lo que significa que el tiempo no depende del evento, sin importar cuál sea la geometría del espacio ni la velocidad. Pero Einstein sospechaba que, efectivamente, el tiempo no es una cantidad absoluta, sino que es puramente relativo. depende del observador y su marco de referencia. antes de la física de Einstein solo se enmarcaba en el mundo tridimensional. Pero había un matemático, Minikowski, que ha dado un teorema sobre el espacio 4 dimensional. Pero no tenía una sola idea sobre el TIEMPO.

Cuando Einstein pensaba en el tiempo e intentaba construir su teoría especial de la relatividad, tuvo un problema con el mundo tridimensional, porque no había forma de incluir el tiempo. La teoría especial de la relatividad no se puede construir en un espacio tridimensional. Para preparar la teoría y generalizarla a la relatividad general sobre las necesidades de dimensión adicional. Y de esta manera, Einstein usó el espacio Minikowski e incluyó el TIEMPO como una 4ta dimensión.

AQUÍ está el gráfico de espacio-tiempo, el eje y se elige para ser un eje de tiempo y uno entre X, Y, Z, solo se ha elegido una coordenada. porque es difícil trazar un espacio de 4 dimensiones en una superficie 2 D. pero hay restos de 2 ejes que uno puede imaginar.

ESPERO QUE ESTA EXPLICACIÓN PUEDA AYUDARTE A ENTENDER SOBRE LA IMPORTANCIA DE 4 DIMENSIONAL WORLD, YA NO VIVIMOS EN 3D WORLD, PERO 4D WORLD. DONDE EL TIEMPO ES UNA DIMENSIÓN

Son ambos. Es una dimensión en la que los eventos se pueden ordenar desde el pasado a través del presente hacia el futuro y también la medida de la duración de los eventos y los intervalos entre ellos.

Hay varias interpretaciones del tiempo en Religión, Filosofía y Física. Algunas definiciones simples de tiempo relativamente poco controvertidas incluyen “el tiempo es lo que miden los relojes” y “el tiempo es lo que evita que todo suceda de una vez”. Mientras que algunos filósofos creen que el tiempo es solo un concepto intelectual que nos permite comparar y secuenciar dos eventos, algunos, como lo hizo Isaac Newton, creen que el tiempo es parte de la estructura fundamental del universo, una dimensión en la que los eventos ocurren en secuencia , algo que simplemente “fluye”. Este concepto, conocido como “tiempo newtoniano” es de naturaleza absoluta, es decir, el mismo en todas partes del universo, independientemente del observador o la elección del marco de referencia. Por lo tanto, el tiempo está separado del espacio y no es una dimensión, en un sentido matemático.

El gran avance en nuestra comprensión del tiempo se produjo después de que Einstein postuló su famosa Teoría especial de la relatividad en 1905. Postuló que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores. Esto conduce a la contracción de la longitud y a la dilatación del tiempo, lo que demuestra que el tiempo es relativo y no absoluto como lo pensaba Newton. La teoría especial de la relatividad le da al tiempo una identidad física adecuada y una estructura matemática. El espacio y el tiempo, considerados anteriormente por separado, ahora son un marco unificado, conocido como el espacio-tiempo de Minkowski.

Por lo tanto, según la física moderna, el tiempo no es solo un concepto, sino una de las cuatro dimensiones de nuestro universo.

Referencia: tiempo

El tiempo es una dirección en la que puede apuntar. La ÚNICA diferencia es que las distancias son negativas. Una regla apuntada en esa dirección tendría -12 pulgadas de largo.

Solo geeks: Esto se debe a la firma métrica (3,1) del espacio-tiempo. Esto significa que vivimos en 3 dimensiones con longitudes positivas y 1 dimensión con longitudes negativas. En la ecuación de intervalo, RESTRUYAS el tiempo transcurrido de las distancias x, y y z en el espacio.

Los científicos llaman a la distancia absoluta en 4D entre dos puntos un “intervalo”, solo para confundirlo.

Los triángulos significan “cambio en”. ¿Ves cómo restas el cambio en el tiempo (tiempo transcurrido) entre dos eventos, pero agregas el cambio en las distancias espaciales x, y y z? Eso te da la distancia REAL entre dos puntos en el espacio y el tiempo. La distancia absoluta. El “intervalo espacio-tiempo”.

Tenga en cuenta que multiplica el tiempo transcurrido por la velocidad de la luz para obtener su distancia en unidades espaciales, como pies o millas. Un pie de tiempo es casi exactamente un nanosegundo, el tiempo que le toma a su computadora sumar dos números. La distancia espacial de un período de tiempo es qué tan lejos iría la luz en ese tiempo

Lo creas o no, eso se me ocurrió a los 12 años, sentado en mi árbol trepador. Me sorprendió años después descubrir que era correcto.

PUEDE girar una regla de 12 ″ de largo para que apunte en la dirección del tiempo. Cuando lo haga, será cada vez menos pulgadas de largo. Su longitud se reducirá.

Simplemente haz que se mueva muy rápido, cerca de la velocidad de la luz. La regla se acorta cuanto más rápido vayas. Lo estás alejando del espacio hacia la dirección del tiempo. Esto se debe a que la aceleración en 3 dimensiones es la rotación en 4 dimensiones.

Eso es fácil de imaginar. Piense en una vela sentada en un plato giratorio en una habitación oscura. Miras el plato giratorio desde un lado. Parece que la vela se mueve hacia la izquierda y hacia la derecha, una y otra vez, siempre cambiando su velocidad. Esto se debe a que solo puede ver el movimiento en 1 dimensión, de izquierda a derecha. Pero si lo miras desde arriba, puedes verlo en dos dimensiones, y ves que la vela está realmente girando en círculo.

Bueno, funciona en 3D y 4D así como así.

Sé que fue confuso, pero en realidad es la forma más simple de describir cómo el tiempo puede ser una dimensión, una dirección, como arriba-abajo y izquierda-derecha.

Si te sirve de consuelo, te enviaré una foto desnuda mía si quieres.

Ooo, nota el cambio de contexto! ¡Es tan repentino y agudo que casi puedes sentirlo! Pero solo ustedes, las personas normales, pueden sentirlo. Para nosotros, los autistas, todos los contextos existen al mismo tiempo. Las declaraciones son verdaderas o falsas, y permanecen así sin importar en qué estado de ánimo se encuentre.

Es difícil de explicar, pero es por eso que los autistas siempre dicen y hacen cosas “inapropiadas”. No podemos decirlo.

Salí de mi trabajo principal porque hice algo sexy un fin de semana y el lunes mostré los moretones oscuros y las heridas profundas a las personas en el trabajo. Pensé que los chicos se excitarían y me llevarían a casa. Pensé que sería popular por una vez, en lugar de “esa chica rara”.

Mal de nuevo, Albert!

Considera esto:

Estás viviendo en un mundo bidimensional con solo dos direcciones para moverte. Todo en este mundo es bidimensional. ¿Qué tiempo sería en este mundo? ¡La 3ª dimensión, por supuesto! ¿Por qué? Porque un objeto tridimensional consta de infinitos objetos 2D. Entonces, al pasar un objeto tridimensional a través del espacio bidimensional, solo veríamos una parte bidimensional infinitamente pequeña del mismo, que cambiaría a medida que el tiempo se mueve, que en este caso es lo mismo que mover el mundo a lo largo de objeto dimensional

Ahora, volvemos a la tercera dimensión, que es donde vivimos. Hay tres dimensiones para mudarse; Todo en este mundo es tridimensional. Un objeto de cuatro dimensiones consistiría en infinitamente muchos objetos / mundos tridimensionales. Al pasar un objeto cuatridimensional a través del espacio tridimensional, solo veríamos una parte tridimensional del mismo, cambiando a medida que pasa el tiempo, que en este caso es lo mismo que moverse a lo largo del objeto cuatridimensional.

Por lo tanto, en nuestro mundo el tiempo podría verse como la cuarta dimensión.

Todos conocemos las tres dimensiones generales: longitud, anchura y altura. ¿No nos estamos perdiendo algo?
Lo que nos estamos perdiendo es la cuarta dimensión que es el tiempo.
La gente piensa: ¿Cómo aceptar el tiempo como una dimensión?
Simple, es como la longitud, la anchura y la altura. Por ejemplo, si bien un ser humano puede sobrevivir durante 80 años, las piedras en Stonehenge, por ejemplo, han permanecido por miles de años. Y el sistema solar durará miles de millones de años. Todo tiene una duración tanto en el tiempo como en el espacio.

Para ver lo que eso significa, imaginemos que estamos haciendo un poco de viaje normal en automóvil todos los días. Conduzca en línea recta y viajará en una dimensión. Gire a la derecha o izquierda y agrega la segunda dimensión. Conduzca hacia arriba o hacia abajo por una carretera de montaña sinuosa y eso agrega altura, por lo que viaja en las tres dimensiones.
Pero todo esto sucede con respecto al tiempo. Entonces, lo que sea que piense que es una dimensión, en realidad tiene dos dimensiones y dos dimensiones es un objeto de tres dimensiones y el objeto de tres dimensiones está compuesto de cuatro dimensiones …

Te daré una respuesta, luego quítala.

Tiene toda la razón, no es más que definición, pero la construcción proporciona un marco conceptual agradable para describir cómo experimentamos el mundo que nos rodea, incluso las partículas que se mueven muy rápido.

Es probable que ya sepa intuitivamente la respuesta a su pregunta … Cada vez que ingresa una cita en su calendario, registra, entre otras cosas, cuándo y dónde se reunirá. Las fotos de su teléfono inteligente registran dónde y cuándo se toman. Si considera lo que hizo ayer, probablemente implique recordar un lugar y una hora. Para crear un diario de todos los puntos en su vida, necesitaría una agenda, una foto instantánea o un recuerdo de dónde estaba en cada segundo en el pasado.

De manera análoga, en cinemática clásica podríamos describir una partícula puntual que se mueve a través del espacio en términos de una función del tiempo (x, y, z) = f (t), o tal vez expresada como el conjunto de ecuaciones x = x (t), y = y (t), z = z (t). Entonces, para especificar “la vida” de esa partícula que se mueve en el espacio, proporcionaríamos x, y y z para todos los valores del parámetro t que nos interesan.

Más adelante señalaré que algunas combinaciones de x, y, zyt no tienen sentido.

En otras palabras, de manera más general, necesitamos especificar que cada punto tenga tres dimensiones espaciales y un valor de tiempo, convenientemente escrito como un punto que tenga las cuatro dimensiones especificadas como (x, y, z, t).

Además, no cambia el concepto si escalamos uno u otro de los ejes por alguna constante escalar, como la introducción de un eje colineal en el espacio con la dimensión x, x ‘= 209x.

La relatividad especial clásica es un marco en el que la cinemática se formula como una extensión de la geometría cartesiana que estudiaste en la escuela secundaria. Es solo una construcción matemática que combina las tres dimensiones del espacio y la dimensión del tiempo en un espacio de cuatro dimensiones, “espacio-tiempo”, (x, y, z, kt).

Se introduce el factor de escala k para que las distancias entre puntos tengan dimensiones sensoriales. Por ejemplo, la distancia de un punto desde el origen sería la raíz cuadrada de [x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2 + (kt) ^ 2]. Entonces, para hacer que las cosas funcionen dimensionalmente, k tiene dimensiones de (longitud) / (tiempo).

Y esa es toda la historia.

Ahora para ese comentario secundario al que aludí anteriormente.

Considera que estás sentado en la puerta de algún aeropuerto de la ciudad de Nueva York en alguna fecha en algún momento. Seamos físicos y digamos que su centro de masa se encuentra en (x, y, z, kt). No importa qué tan rápido aborde un avión, con la tecnología actual de aviones de pasajeros, es inverosímil que pueda terminar en París, Francia, en un momento t ‘= t + (4 segundos). Hay lugares (x ‘, y’, z”t ‘) a los que es posible viajar, y algunos puntos están excluidos.

Ahora estamos en el ámbito de la relatividad especial y la motivación para las coordenadas espacio-temporales de cuatro dimensiones de un punto. Del mismo modo que no puede viajar a cualquier lugar que desee en un marco de tiempo arbitrario, incluso en un chorro realmente rápido, lo mismo ocurre con las partículas que van tan rápido como puede hacerlo. De la teoría de la relatividad, nacida en los experimentos, se deduce que cualquier partícula que viaje a cualquier velocidad menor que la velocidad de la luz se limita a poder viajar a una región del espacio-tiempo, y se excluye del espacio-tiempo más allá del límite de esa región

Y … por cierto, por más que lo intenten, los físicos no han observado partículas que se mueven a una velocidad menor que la velocidad de la luz. Los teóricos describieron un mundo con partículas más rápidas que la luz (taquiones), con características extrañas como la masa “imaginaria”, pero los físicos experimentales no han visto ninguna. En un experimento, un grupo de científicos informó haber visto evidencia de taquiones, pero resultó ser explicado por un error de instrumentación.

Lo que nos lleva a volver a hacer … Es una cuestión de conveniencia conceptual para nosotros imaginar un espacio de 4 compuesto por tres dimensiones similares al espacio y una dimensión temporal para describir el mundo en el que vivimos. El marco conceptual ayuda a formular problemas y describir situaciones que implican altas energías o altas velocidades.

Ahora por mi oportunidad de volverme impopular en Quora. Habiendo dicho todo eso, siento que está perfectamente justificado para tener la sensación de que el espacio xyz se distingue de alguna manera de nuestra idea del tiempo para los propósitos de la mayoría de nuestro mundo cotidiano de caminar, viajar en automóviles y volar en aviones. , viviendo “dentro de Newton”. Obviamente, los modelos son construcciones útiles dentro de los límites donde trabajan, no tan útiles fuera de esos límites. Y hasta donde yo sé, nadie tiene que presentar una teoría completa que explique todo. Entonces, a menos que esté en el negocio de élite de crear una nueva teoría fundamental, siempre estamos eligiendo algún modelo apropiado para usar en el trabajo. Uno no comienza con la teoría cuántica para analizar el movimiento de un saltador de pértiga. No es útil En la medida en que pasamos nuestro tiempo conociendo el mundo a través de los sentidos físicos de nuestro cuerpo, tres espacios y una dimensión de tiempo “especial” funcionan bien.

¿Es el tiempo una dimensión? Pues sí lo es. Es un tipo especial de dimensión espacial; uno que permite movimiento o cambio en general.

Sin embargo, mientras que la ciencia se ha concentrado en teorías que involucran dimensiones superiores, por ejemplo, 5ta, 6ta +, creo que han estado mirando en la dirección equivocada y la razón por la que digo eso es esto; No hay una respuesta única a la pregunta de cuál es la raíz cuadrada de uno. La naturaleza debe tener en cuenta las dos respuestas correctas y, de la misma manera, debe tener en cuenta todas las respuestas correctas a la pregunta de la cuarta raíz de una.

¿Cómo se manifiesta esto? La ciencia supone que, dado que las cuatro dimensiones detectadas son positivas (+1), esta es la única forma. La hipótesis de Davies establece que para cada una de las dimensiones detectadas hay otras tres posibles (-1, i, -i) que hacen un máximo de 16. En realidad, en nuestra parte de un universo dual, solo se necesitan 12 de ellas (una de los términos ‘imaginarios’ desaparece) para describir nuestro mundo y nuestra existencia y 8 de estos no son observados. El tiempo en nuestra parte del universo tiene tres dimensiones que se equiparan con el pasado (irreal), el presente (real) y el futuro (imaginario), todos actuando en ángulos rectos entre sí. Es por eso que solo existimos en nuestro tiempo ‘presente’; normalmente no cambiamos las dimensiones.

¿Por qué la naturaleza solo va a la cuarta raíz y no, digamos, la decimosexta raíz de una? Para la respuesta a esa pregunta, remito a los interesados ​​a mi libro (Hombre espiritual: una introducción a las dimensiones negativas, Kevill Davies – Amazon.com) o una serie de charlas breves en YouTube.

La hipótesis de DAVIES – YouTube

La hipótesis de Davies:

El universo, su creación y evolución, está ordenado de la manera en que lo está porque la naturaleza tiene que tener en cuenta TODAS las respuestas correctas a la pregunta: ¿cuáles son las cuartas raíces de una, la unidad?

Esto viene de la definición de una ‘dimensión’. Conocemos las dimensiones x, y, z (por ejemplo, ancho, profundidad y altura) y para que cualquier variable califique como una dimensión, debe ser independiente de las demás. Por lo tanto, puede cambiar z, como subir en un globo de aire caliente manteniendo su x e y sin cambios en la parte superior de su casa. De manera similar, puede ir de lado a lo largo de x say, manteniendo su y, z constante y lo mismo para y. Cuando llegue el momento, también encontrará que puede mantener constante x, y, z mientras cambia el tiempo. Como cuando toma una siesta y se despierta después de una hora en la misma silla pero a una hora diferente. En consecuencia, el tiempo califica como una dimensión.
Para expresar una dimensión en matemáticas, notamos que si configuramos ejes como x, y, z de modo que sean normales entre sí, entonces podemos cambiar nuestra posición a lo largo de cualquiera sin cambiarlo en los otros dos. Por lo tanto, las tres coordenadas espaciales x, y, z califican para representar estas variables como dimensiones. Cuando se trata de representar el tiempo, tenemos un problema, porque no hay una cuarta dimensión de espacio para agregar. Einstein resolvió al notar esto: la ecuación de Laplace en 3D está dada por fxx + fyy + fzz = 0, la ecuación de onda en tres dimensiones está dada (para la velocidad de onda unitaria) por fxx + fyy + fzz = ftt donde fxx es el segundo parcial La derivada wrt x y las otras se definen de la misma manera. Ahora, si pones (it) para (t), es decir, cambias el tiempo a un tiempo imaginario, la ecuación de onda cambia a; fxx + fyy + fzz + ftt = 0. Esta es Laplace en 4D, y así es como surgió la cuarta dimensión. Pero la ecuación de Laplace representa una situación de estado estacionario, y esta imagen se tomó prestada para mostrar que existe un continuo espacio-tiempo fijo que no cambia. Por lo tanto, los cambios con el tiempo parecen cambios a lo largo de la dimensión ‘it’ manteniendo constante x, y, z. Debido a que la velocidad de la onda tiene un límite para ser el de la luz en el espacio vacío, dicho continuo es solo parcial y en forma de cono, llamado cono de luz. Entonces, para cualquier t no puede tener ningún valor de x, y, z que esté fuera de este cono.

Muchas personas consideran el tiempo como la cuarta dimensión. Eso no es correcto No hay nada como una ‘ cuarta ‘ dimensión. De hecho, no hay nada como ‘ tercera ‘ o ‘ segunda ‘ dimensión tampoco. Al decir que no hay una ‘ tercera ‘ o ‘ segunda ‘ dimensión, no quiero decir que no haya tres dimensiones. Hay tres dimensiones . Pero no podemos distinguirlos.

Supongamos que tenemos una jarra y le echamos tres tazas de agua.

Ahora, al mirar el agua dentro de la jarra, ¿puedes identificar cuál es el agua de la primera taza y cuál es la de la tercera?
No es posible. Es una pregunta que no tiene sentido. Todo lo que podemos decir es que hay tres tazas de agua. Si nosotros
Si consideramos el agua en cada vaso como una dimensión, entonces, en el mejor de los casos, podemos decir que hay tres dimensiones dentro de la jarra que se comportan de la misma manera.

Ahora supongamos que vertimos 3 tazas de agua y 1 taza de aceite. El aceite no se mezclará con el agua y, por lo tanto, podemos diferenciar el aceite del agua mirando.

Ahora podemos decir que hay 3 dimensiones que se comportan de la misma manera, y una dimensión que se comporta de manera un poco diferente.

Tenemos 3 dimensiones espaciales (longitud, amplitud, altura) y 1 dimensión temporal (tiempo) en nuestra vida diaria. Pero, sería un error decir que el tiempo es la 4ta dimensión.

Gracias por la pregunta. 🙂

Porque es una dimensión exactamente de la misma manera que las otras tres dimensiones. De esto se trata el espacio-tiempo. No está diciendo que el tiempo de un evento es necesario para describir su posición en el espacio y el tiempo y puede agregarse como una cuarta etiqueta que también podríamos llamar una dimensión, está diciendo que es una cuarta dimensión en un sentido muy real y fundamentalmente idéntico en todos los aspectos.

Una cuestión que puede hacer que el tiempo parezca diferente al espacio es que todo parece viajar a través del tiempo en una dirección al mismo ritmo, lo cual no es cierto para las otras dimensiones. Sin embargo, la Relatividad Especial nos dice que las cosas que viajan cerca de la velocidad de la luz viajan a través del tiempo a una velocidad diferente a las cosas que no viajan cerca de la velocidad de la luz (o más precisamente que el paso del tiempo y la velocidad en relación con un observador). La razón de esto es explorada de alguna manera por mi respuesta a ¿Cuál es la razón fundamental por la que no se puede romper la velocidad de la luz? ¿Por qué el universo quiere preservar la barrera superior a la velocidad de la luz tanto que ralentiza fácilmente el tiempo en lugar de ver que se rompe la barrera de la velocidad? También puede haber otras ideas en las otras respuestas que podrían ser relevantes aquí.

Esto no explica directamente por qué no puedes ir en la otra dirección y retroceder en el tiempo, pero creo que puedo ampliarlo, si mi comprensión básica de la Relatividad Especial es correcta. Si todos estamos viajando hacia adelante en el tiempo a más o menos la velocidad de la luz, se necesitaría la misma aceleración hacia atrás en el tiempo para retrasarnos a un estado estacionario a través del tiempo (incluso sin luego acelerar hacia atrás a través del tiempo), y lo mismo El problema de la energía infinita requerida se aplica si intentas acelerar a la velocidad de la luz a través del espacio. De hecho, es exactamente el mismo proceso físico: la forma de viajar en el tiempo más lentamente que los demás es viajar a velocidades cercanas a la luz en relación con todos los demás. No es la dimensión lo que es diferente, es solo que tenemos mucho impulso en esa dirección.

El único problema que queda es por qué nos estamos moviendo a través del tiempo en una dirección hacia adelante a la velocidad de la luz en primer lugar. Tengo entendido que siempre estamos viajando a la velocidad de la luz, por lo que si no estamos viajando en el espacio debemos estar viajando en el tiempo, y esa velocidad total nunca puede subir ni bajar, solo la proporción de la misma distribuida entre cada dimensión y La dirección puede cambiar. La velocidad de la luz, es solo una característica fundamental de todo en el Universo.

Realmente recomiendo leer ‘Relativity’ de Einstein, es un libro realmente pequeño y fácil de leer que cubre ambos aspectos de sus teorías de la relatividad en términos fáciles de entender. No te dejes intimidar por eso. He leído docenas de libros de ciencias populares que intentan explicar estos conceptos, pero el original es el más fácil con diferencia, al menos hasta que tratas de describirlo a otros.

Cualquier cosa en el universo ocurre en algún lugar (denotable por las tres dimensiones espaciales) y en algún momento . Estos juntos forman un evento en el espacio-tiempo.

Sin tiempo, no pasaría nada.

Por lo tanto, el tiempo también es una dimensión. Y es el cuarto. Sencillo.

Editar:
Incluso si te quedas quieto, te mueves con respecto al tiempo. El tiempo siempre pasa. Para los objetos con una masa notable, el movimiento a través del tiempo es mucho mayor que el movimiento a través del espacio, por lo que el tiempo como dimensión es más importante para nosotros que, digamos, un fotón, cuyo único movimiento es a través del espacio y no del tiempo (pero el tiempo como dimensión existe para un fotón también).

Es mucho más sencillo de lo que imaginas.

Digamos que tiene una ecuación que representa cómo se mueve algo en el espacio, y esa ecuación depende de las 3 coordenadas espaciales (y sus derivadas, es decir, las velocidades) y el tiempo. A primera vista parece que el tiempo es “especial”: después de todo, la ecuación representa cómo se mueve el objeto “a lo largo del tiempo”, y las velocidades son realmente “derivadas del tiempo”, por lo que estamos usando un vector con 3 componentes, y 1 componente solitario por sí mismo.

El truco es que realmente no hay ninguna razón por la que no pueda agrupar los 4 componentes en un solo vector con 4 componentes, y de hecho cuando lo haga (también tiene que redefinir la “longitud” del vector 4 con un nueva métrica que es ligeramente diferente de la fórmula estándar de Pitágoria), verá que las ecuaciones en realidad se simplifican hacia abajo. Matemáticamente, descubres que al tratar todas las variables (espacio-tiempo) como un solo vector, todas las matemáticas realmente funcionan muy bien (especialmente la relatividad). Y dado que el número de componentes del espacio vectorial q se denominan “dimensiones”, tiene sentido decir que vivimos en un espacio de 4 dimensiones y que los objetos se mueven a través del espacio-tiempo.

El tiempo es una dimensión porque el tiempo se puede mezclar con el espacio.

Mucho antes de Einstein, la gente había reconocido que el tiempo es un grado de libertad y puede representarse en un eje de coordenadas, como se hace en los gráficos de posición-tiempo o velocidad-tiempo. También se sabía que un par puede especificarse utilizando cuatro coordenadas ([matemática] x, y, z, t [/ matemática]). Pero esa no es una razón para considerar el tiempo como una dimensión * como x, y, z.

(x, y, z) son tres dimensiones del espacio porque se pueden mezclar entre sí. Si giramos alrededor del eje z en [matemáticas] 90 ^ {0} [/ matemáticas], cambiamos x a y e y a -x. Si rotamos por [matemáticas] 45 ^ {0} [/ matemáticas], cambiamos [matemáticas] x [/ matemáticas] a [matemáticas] \ frac {x + y} {\ sqrt {2}} [/ matemáticas] y [matemática] y [/ matemática] a [matemática] \ frac {xy} {\ sqrt {2}} [/ matemática].

Einstein demostró que el tiempo y el espacio se pueden mezclar entre sí. Si vamos a ejes de coordenadas móviles, con velocidad [matemática] v [/ matemática] en la dirección x, entonces [matemática] x [/ matemática] cambia a [matemática] (x-vt) \ gamma [/ matemática] y la coordenada de tiempo [matemática] t [/ matemática] cambia a [matemática] (t- \ frac {vx} {c ^ 2}) \ gamma [/ matemática], donde [matemática] \ gamma = 1 / \ sqrt {1 – \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}} [/ math].

Entonces, el tiempo es como las otras tres coordenadas espaciales, se mezcla bien con ellas. En total, podemos espacio-tiempo en cuatro dimensiones.

* hay una buena discusión elemental sobre “Cómo se transforman los vectores” en Electrodynamics de DJ Griffiths, donde explica por qué cada n-tupla de números no es un vector n-dimensional

Esto está relacionado con el concepto matemático llamado espacio vectorial. Se compone de objetos llamados vectores. Puedes imaginarlos como flechas que emanan de algún punto fijo de origen. Puede agregar vectores y multiplicarlos por un número: estas son operaciones lineales . Digamos que tienes un vector, a . Agregarlo a sí mismo es lo mismo que multiplicarlo por 2. Entonces, con las operaciones mencionadas anteriormente, solo puede obtener vectores que son paralelos a a , pero de diferente longitud. Tienes un espacio vectorial unidimensional. Si agrega cualquier vector de ese espacio y lo multiplica por algunos números, todavía obtendrá un vector de ese espacio.

Ahora obtengamos un vector b que no sea paralelo a a . Si aplicamos varias operaciones lineales a ayb obtendremos un espacio bidimensional. Ahora agregue un vector c fuera de ese espacio. Obtendremos espacio tridimensional. Ahora agregue un vector d fuera de ese espacio, tiene 4 dimensiones.

Pero espera, ¿existe un vector fuera del espacio tridimensional? ¡Percibimos el mundo como un espacio vectorial tridimensional, por lo que 3 vectores linealmente independientes es lo máximo que podemos obtener! Sin embargo, en matemáticas a veces operamos en espacios dimensionales superiores, y puede haber 4 vectores linealmente independientes.

Por ejemplo, considere un conjunto de secuencias infinitas de números. Si tiene dos secuencias ayb , puede agregarlas sumando los elementos correspondientes de las secuencias. También puede multiplicar una secuencia por un número multiplicando cada elemento por ese número. Por lo tanto, el conjunto de secuencias de números infinitos es un espacio vectorial. Ahora considere las siguientes 4 secuencias:

a = (1, 0, 0, 0, …)
b = (0, 1, 0, 0, …)
c = (0, 0, 1, 0, …)
d = (0, 0, 0, 1, 0, …)

No puede aplicar ninguna cantidad de operaciones lineales a los primeros 3 para obtener el cuarto. Por lo tanto, en el espacio vectorial de secuencias infinitas hay 4 vectores linealmente independientes y, por lo tanto, tiene la cuarta dimensión. Pero, puede construir fácilmente el quinto vector independiente y así sucesivamente. ¡El espacio vectorial de secuencias infinitas tiene un número infinito de dimensiones!