Un universo clásico (mecánica clásica sin relatividad) es totalmente determinista. Conocer la posición precisa y la velocidad de cada partícula sustituyente le brinda toda la información necesaria para deducir toda la historia y el futuro del Universo. En un universo totalmente determinista, el futuro está ‘establecido’, es solo el producto de una larga cadena de causas y efectos.
Un universo relativista clásico (con un límite superior en la velocidad de propagación de la información) sigue siendo determinista (en el sentido de que la causa precede al efecto) si ningún observador excede la velocidad de la luz. En lugar de un tiempo absoluto y un espacio independiente absoluto, introducimos un espacio-tiempo de cuatro coordenadas. En este espacio-tiempo hablamos de eventos: combinaciones de posición (espacial) y tiempo correspondientes a alguna partícula / proceso / situación.
En física clásica, si dos eventos tienen lugar, por ejemplo, en la misma posición en diferentes momentos para un observador, tienen lugar en el mismo lugar y en diferentes momentos observados por cualquier observador. Esta noción no se aplica en la relatividad. Dos eventos que tienen lugar en un solo punto en el espacio para un observador pueden ocurrir en diferentes lugares en el marco de referencia de otro observador. Este mismo efecto también se aplica a la posición temporal. Dos eventos que tienen lugar en el mismo instante en diferentes lugares para el observador A suceden sucesivamente para el observador B. E incluso a la inversa para el observador C.
- ¿Hemos observado realmente que algo entra y desaparece en un agujero negro? Si no es así, ¿es teóricamente posible observar tal evento vigilando los agujeros negros conocidos?
- ¿Cómo / por qué la gravedad afecta el interior de la nave espacial?
- ¿Qué significa que "la gravedad puede viajar a través de las dimensiones"?
- ¿La relatividad general tiene en cuenta la inercia?
- ¿Realmente puedes caer a través del horizonte de eventos de un agujero negro?
Esto puede parecer problemático desde el punto de vista de la causalidad. Sin embargo, se puede demostrar que no parece haber problemas con la causalidad si los observadores están limitados a velocidades inferiores a c . En tal caso, cada observador posible está de acuerdo en la sucesión de causa y efecto. El gatillo se jala siempre antes de disparar la bala, un jarrón se rompe siempre después de tocar el suelo. Si observaste estos pares de eventos mientras te movías más rápido que c (en relación con el marco de referencia en el que tienen lugar estos eventos), incluso podrías ver piezas rotas del florero antes de que toque el suelo. ¡Loco!
Además de lo anterior, un universo clásico con la relatividad incluida sigue siendo completamente determinista, al igual que el no relativista. Existe solo un pasado y un futuro posible. Solo si hablamos de mecánica cuántica esta noción de determinismo se queda corta. Todas nuestras mediciones y observaciones indican que el Universo se puede describir bastante bien al postular que cada sistema mecánico cuántico (descrito por una función de onda) se comporta completamente determinista (de acuerdo con la ecuación de Schrödinger) hasta que se observa (por lo que un físico quiere decir que interactúa con cualquier sistema clásico, no necesariamente un observador consciente de sí mismo), y luego elige “al azar” un estado propio basado en las probabilidades.
QM, por lo tanto, no es determinista. A lo sumo, podemos saber la probabilidad de que algún evento tenga lugar de una manera determinada, podría hacerlo o no. Nuestro pasado no se puede deducir ni tampoco el futuro. Ni siquiera podemos saber la posición exacta y la velocidad de una partícula, ya que la exactitud de estas cantidades está limitada por las relaciones de incertidumbre.
La relatividad también se puede estudiar para sistemas de mecánica cuántica. La mecánica cuántica relativista (descrita por la ecuación de Dirac) tampoco es determinista, sino que se debe a la QM más que a la relatividad.
