Si necesitamos energía para viajar a través de las 3 dimensiones espaciales, ¿por qué no necesitamos energía para viajar a través de la dimensión del tiempo? ¿Cuál fue el impulso inicial?

Usted está pidiendo una muy buena pregunta. La pregunta que la física no podía responder en este momento.

No sé por qué la gente tiende a responder a su pregunta al explicar una teoría más completa del espacio-tiempo. Si bien puede explicar bastante bien el espacio-tiempo, no creo que agregue mucho a nuestra comprensión intuitiva sobre esto. El espacio-tiempo es un concepto extraño que nadie en este momento podría entender más allá de su formulación matemática. Si bien hemos visto muchas de sus similitudes con nuestra experiencia con el espacio tridimensional cotidiano, lo vemos principalmente a través de la formulación matemática. Intuitivamente, todavía nos desconcierta.

Al leer la pregunta con más cuidado, concluyo que lo que realmente está preguntando es por qué la dimensión del tiempo parece funcionar de manera diferente al resto de las dimensiones. Para hacerlo más simple, me gustaría dividir su pregunta en varios acertijos.

El primer puzzle. Si bien la dimensión del tiempo se comporta claramente de manera diferente, ¿por qué a los físicos les encanta llamar al espacio-tiempo tal unidad espacio-tiempo de 4 dimensiones? Esto es sólo debido a las fórmulas matemáticas que hemos encontrado que se comportan tales sus contrapartes en 3 dimensiones del espacio, por lo que supongo que el 4-dimensional espacio sería como una extensión de nuestro espacio de 3 dimensiones. Al igual que ampliamos nuestras fórmulas espaciales bidimensionales a sus contrapartes espaciales tridimensionales.

Por ejemplo, aquí está la fórmula de la distancia al cuadrado en un espacio bidimensional:


Aquí es su contraparte en 3 dimensiones del espacio:


Y aquí está su contraparte para el espacio-tiempo de 4 dimensiones:


Se ve igual pero no exactamente igual, especialmente la versión de espacio-tiempo de 4 dimensiones. La pregunta obvia es: ¿por qué tenemos que convertir esos términos en negativos? No entraré en una prueba matemática tediosa, ya que solo queremos tener una comprensión más intuitiva sobre esto. La razón es, en pocas palabras, hacer que nuestro álgebra vectorial existente siga siendo válido. Sí, la razón sigue siendo solo una razón matemática. ¿Por qué queremos hacer eso? Porque es difícil para nosotros entender realmente este concepto dimensional 4, esperamos que al mirar sus similitudes matemáticamente, no pudimos encontrar algo que podría mejorar nuestra comprensión intuitiva de su significado físico. El mejor resultado que tenemos hasta ahora es esa famosa teoría de la relatividad general, pero aún así no pudo responder su pregunta satisfactoriamente. Al parecer, no hemos progresado mucho 🙂

El segundo enigma es su pregunta de por sí: ¿por qué no se requiere ninguna energía para viajar a través de la dimensión de tiempo? Necesitamos energía para viajar a través de la dimensión tiempo si tenemos que cambiar nuestra velocidad en viajar esta dimensión de tiempo. Como sabemos por la relatividad especial, que cuando aceleramos nuestra nave espacial, el tiempo se mueve más lento para nosotros que nuestra contraparte en la Tierra. Cuando nuestra contraparte necesita 100 años para viajar 100 años, necesitamos menos años para viajar esa misma “distancia” de 100 años. Por ejemplo, necesitamos solo 10 años para viajar esos 100 años. Claramente, necesitamos energía para acelerar nuestra nave espacial a fin de avanzar más rápido en el tiempo. Sí, podríamos ir al futuro MÁS RÁPIDO, amigo mío.

El tercer acertijo es su pregunta un poco retorcida: ¿cómo podríamos viajar a través de la dimensión del tiempo sin un aparente “empuje”? Esta es la respuesta que la física actualmente no puede responder. Lo que sabemos hoy proviene de la segunda ley de la termodinámica. Nos dice que, de hecho, nos estamos moviendo en el tiempo y nos estamos moviendo hacia el futuro. PERO todavía no sabemos por qué nos movemos hacia el futuro (en lugar del pasado ), y todavía no sabemos cuál es el impulso inicial . Eso tiene que ser un impulso inicial!

El cuarto enigma es: si bien podríamos movernos libremente en el espacio tridimensional, ¿por qué no podríamos movernos libremente en la dimensión del tiempo? Podemos avanzar hacia el futuro, seguramente, incluso podríamos avanzar hacia el futuro más rápido, pero ¿por qué no podríamos avanzar hacia el pasado? Sí, no podemos, nuestra comprensión de la ley física de hoy es que no se puede mover al pasado. Y no sabemos por qué mejor que nuestro modelo matemático se rompería cuando tratamos de mover al pasado.

Por lo tanto, no podríamos ser capaces de responder a su pregunta porque todavía tenemos este problema con dimensión de tiempo. Es tan misterioso. Si bien tenemos este concepto de espacio-tiempo de 4 dimensiones, que se ve genial, pero si su premisa es cierta, ese tiempo es solo otra dimensión, es aún peor. Porque eso significa que no solo no entendemos la dimensión del tiempo, sino que tampoco entendemos muy bien el espacio tridimensional. No lo hacemos, porque realmente no hemos encontrado su unidad más allá de su formulación matemática .

Esto hace que su pregunta sea una de las mejores preguntas en Quora.

La energía es a través del tiempo

Razón fundamental

Esta es la energía “resto”. Mientras que un objeto puede estar en “reposo” en el espacio , todavía se mueve a través del tiempo.

Enfriar hecho # 1

Podemos escribir una ecuación interesante …
Energía (impulso a diferencia de lo que añade como un vector) es una cantidad escalar y añade como números reales. Entonces podemos expresar la energía cinética total en el espacio-tiempo como la suma de las energías cinéticas en cada dimensión, o más específicamente, sumadas sobre cada grado de libertad.


Ver nota [1] para detalles de esta ecuación

Enfriar hecho # 2

Podemos usar esta ecuación para comprender el misterioso “defecto de masa” en las reacciones nucleares. Esta “masa perdida” y el misterio “masa-energía” en las reacciones nucleares confunde al estudiante neófito, y todo lo que es … es la energía cinética arrastrando los pies entre el espacio y el tiempo direcciones! [3]

Cuando desaparece la masa, disminuye, en una reacción nuclear en realidad no ha desaparecido – es la energía cinética de las partículas a través de nuestra dirección de tiempo redirigida a la energía cinética de las partículas a través de nuestro espacio.

Ver nota [2] para un ejemplo resuelto.

Enfriar hecho # 3

Esto pone de relieve el hecho de que la masa y la energía son la misma cosa, y, por qué “masa” es una palabra reservada para la “energía en reposo” y no la llamada “masa relativista” ya que esta convención de nombres hace que nuestras ecuaciones mucho más agradable a trabajar con.

Técnicamente, la energía cinética es realmente masa. Por ejemplo, las energías cinéticas asociadas con los quarks en los núcleos atómicos contribuyen a la masa de los nucleones.

NOTAS

[1] El siguiente es un cheque de:


Dónde…


Tras la sustitución obtenemos …


[2] En un experimento realizado por Rutherford, se demostró que dada suficiente energía cinética, el helio y el nitrógeno podrían colisionar para formar oxígeno e hidrógeno. ¿Cuál es la energía cinética mínima necesaria para que ocurra esta reacción?

La reacción es como sigue:


Cálculo de las energías cinéticas desde una perspectiva espacio-temporal:



Sustituyendo los valores …


¿Entonces qué nos dice esto?
Lo que sabemos de la ecuación es que 1.192 MeV de energía cinética a través de nuestro espacio se redirigió en la dirección de nuestro tiempo. Lo que esto significa es que este aumento en la energía cinética de nuestro sistema a través del tiempo es equivalente a decir que la masa del sistema aumentó.

¡Espero que hayas encontrado esto útil y un poco interesante!

No necesitas energía para viajar a través de ninguna dimensión; sólo se necesita energía para acelerar, es decir, cambiar su velocidad, que es la velocidad a la que se mueve. Moverse a velocidad constante no cuesta energía.

Sin embargo, la pregunta plantea una cuestión interesante, así que permítanme reformular de la siguiente manera: “¿Por qué podemos gastar energía para cambiar nuestra velocidad de desplazamiento a través del espacio, pero no parece que podemos hacer lo mismo con nuestra velocidad de desplazamiento ¿a través del tiempo?” . O aún más sucintamente: “¿Qué determina nuestra velocidad en la dimensión del tiempo?”

Para responder a esta pregunta, debemos entender qué significa realmente “viajar a través de la dimensión del tiempo”. Intuitivamente, siempre debemos movernos a lo largo de la dimensión del tiempo, de lo contrario el tiempo no pasará. Sin embargo, ¿cómo se relaciona el movimiento a lo largo de la dimensión del tiempo con el movimiento a lo largo de las dimensiones espaciales? Vamos a tratar de entender esto. Requerirá algunas matemáticas, pero solo en el nivel secundario.

Primero, necesitamos entender el concepto de espacio-tiempo. El espacio-tiempo son las 3 dimensiones del espacio, más la 1 dimensión del tiempo, sumadas para formar un espacio-tiempo de 4 dimensiones. ¿Por qué alguien hacer eso, usted pregunta? La teoría de la relatividad dice que cada vez que queremos comparar dos observadores lo ven, y estos observadores estamos moviendo con respecto al otro, el espacio y el tiempo se confundan: el tiempo se “dilata” y el espacio se “contrajo”. ¿A dónde se fue el espacio “perdido” y de dónde vino el tiempo “extra”? Resulta que, en cierto modo, el espacio se “recicló” y se convirtió en tiempo. Raro, ¿eh?

Ahora, intentemos comprender cómo se mueve una partícula a través del espacio-tiempo. Para simplificar las matemáticas, voy a tirar dos dimensiones de espacio. Entonces, nuestro espacio-tiempo es bidimensional, con 1 dimensión de tiempo y 1 espacio. Llamaré a la coordenada de tiempo [matemáticas] t [/ matemáticas] y la coordenada de espacio [matemáticas] x [/ matemáticas].

Un truco sombrío que usaré aquí es establecer la velocidad de la luz en el vacío en uno : [matemáticas] c = 1 [/ matemáticas]. Debe preguntarse: ¿cómo puedo hacer eso? La velocidad de la luz es de aproximadamente 300,000,000 metros por segundo, por lo que establecerla en 1 parece una subestimación “bastante grande”. Ah, pero no dije que es 1 metro por segundo, ¡dije que es solo 1! Esto significa que estoy cambiando mis unidades de modo que un segundo ahora sea igual a 300,000,000 metros. A continuación, la relación de 300.000.000 metros por segundo es ahora “300.000.000 metros por 300.000.000 metros”, y todo lo que anula muy bien, dejando solamente el número puro 1. Si aún así no tiene sentido para usted, no se preocupe de ello. Solo estoy usando el truco [math] c = 1 [/ math] para hacer que las ecuaciones se vean más simples.

Así que ahora el espacio-tiempo puede visualizarse como un simple diagrama 2D, con el eje horizontal representando el espacio y el eje vertical representando el tiempo:


Este es un diagrama con dos ejes, por lo que un punto en el diagrama está representado por dos números, [math] t [/ math] y [math] x [/ math]. Los reunimos en un objeto llamado vector , que se escribe así: [math] (t, x) [/ math]. Así, por ejemplo el punto en el origen de los ejes, con t [matemáticas] = 0 [/ math] y [matemáticas] x = 0 [/ math], será [matemáticas] (0,0) [/ matemáticas].

¿Cuál es la distancia entre dos puntos en este diagrama? La respuesta resulta ser un poco complicada. Puede recordar que en el espacio normal (euclidiano), la distancia entre dos puntos viene dada por el teorema de Pitágoras. En términos más técnicos, decimos que es la magnitud del vector que conecta los dos puntos. La magnitud del vector [matemáticas] (a, b) [/ math] es [matemáticas] \ sqrt {a ^ {2} + b ^ {2}} [/ math] como puede verse en el siguiente diagrama:

Sin embargo, en el caso del espacio-tiempo , que no es un espacio euclidiano, Resulta que Pitágoras se confundió un poco y ahora necesitamos un signo menos en lugar de un signo más:


A continuación, utilizaremos esta extraña noción de distancia para definir algo llamado tiempo apropiado . Su tiempo adecuado es solo el tiempo medido en su reloj de pulsera mientras se mueve. En general, será diferente del tiempo medido por alguien sentado, debido a la dilatación del tiempo. Rotulamos el tiempo apropiado con la letra griega [math] \ tau [/ math] (tau) y la definimos de la siguiente manera:

[matemáticas] \ Delta \ tau = \ sqrt {(\ Delta t) ^ {2} – (\ Delta x) ^ {2}}. [/ matemáticas]

Estas [matemáticas] \ Delta [/ matemáticas] significan la “diferencia”. Así que la diferencia en el momento adecuado [matemáticas] \ tau [/ matemáticas] es la raíz cuadrada de la diferencia en el tiempo [matemáticas] t [/ matemáticas] menos la diferencia en el espacio [matemáticas] x [/ matemáticas]. En otras palabras, es sólo la magnitud del vector [matemáticas] (\ Delta t, \ Delta x) [/ matemáticas] tal como se calcula con la versión del Teorema de Pitágoras en la que Pitágoras fue un borracho poco.

Sin embargo, esta raíz cuadrada es un poco alarmante: como probablemente sepa, no podemos tener nada negativo dentro de la raíz cuadrada, ¡de lo contrario, sucederán cosas malas! Afortunadamente, la relatividad viene al rescate. Primero, respondamos la siguiente pregunta: ¿cuál es la velocidad de una partícula? Es solo la derivada de la posición [matemáticas] x [/ matemáticas] con respecto al tiempo [matemáticas] t [/ matemáticas]:

[matemática] v = \ frac {\ mathrm {d} x} {\ mathrm {d} t}. [/ math]

¿Qué significan las [math] \ mathrm {d} [/ math]? Son solo diferencias, como las [matemáticas] \ Delta [/ matemáticas] que usamos en la definición del tiempo apropiado. Así que escribamos en su lugar:

[Matemáticas] v = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}. [/ Matemáticas]

Ahora, ¿cuál es la velocidad más alta que puede alcanzar una partícula masiva, según la relatividad? Puede acercarse arbitrariamente a la velocidad de la luz, pero nunca más rápido. Pero dijimos antes que la velocidad de la luz es solo [matemática] 1 [/ matemática]. Entonces, el escenario más extremo que podemos tener (si estamos tan cerca de la velocidad de la luz que no podemos notar la diferencia) es

[Matemáticas] \ frac {\ Delta x} {\ Delta t} = 1. [/ Matemáticas]

Multiplicamos ambos lados por [math] \ Delta t [/ math] y obtenemos:

[matemáticas] \ Delta x = \ Delta t. [/ matemáticas]

Esto significa que

[Matemáticas] \ Delta \ tau = \ sqrt {(\ Delta t) ^ {2} – (\ Delta x) ^ {2}}. = 0 [/ matemáticas]

Entonces, en el peor de los casos, la cosa dentro de la raíz cuadrada es solo cero. ¡No puede ir por debajo de cero porque eso significará que la partícula se mueve más rápido que la luz! Al considerar este punto aparentemente técnico, en realidad también descubrimos un hecho interesante: una partícula que se mueve exactamente a la velocidad de la luz no tiene el tiempo adecuado. Pero no nos preocuparemos por esto, ya que solo tratamos con partículas masivas, y esas nunca podrán alcanzar la velocidad de la luz.

El siguiente paso es definir la velocidad espacio-temporal de la partícula. Esto generalmente se llama 4 velocidades (ya que el espacio-tiempo es generalmente 4 dimensiones) pero en nuestro caso tendremos que llamarlo 2 velocidades. La velocidad espacial [matemáticas] v [/ math] definimos anteriormente será llamado 1-velocidad.

¿Por qué necesitamos dos velocidades? Bueno, la velocidad 1 te dice qué tan rápido te estás moviendo en el espacio por unidad de tiempo. Esto es útil en los viejos y aburridos mecánica de Newton, pero no tanto en la relatividad. La razón es que, como ya hemos mencionado, el espacio y el tiempo mismos se mezclan, se contraía y dilatada. Necesitamos algún concepto de velocidad que lo tenga en cuenta. Este es el 2-velocidad.

Definimos la velocidad 2 en el espacio-tiempo de la misma manera que definimos la velocidad de un vector en el espacio: es la derivada del tiempo de los componentes individuales del vector. En el caso del espacio-tiempo, los componentes son [matemática] t [/ matemática] y [matemática] x [/ matemática]. Tomar la derivada con respecto a [math] t [/ math] no tiene mucho sentido, ya que en realidad es uno de los componentes. Esta es exactamente la razón por la que definimos el tiempo adecuado: ¡es una noción de tiempo que tiene en cuenta tanto el tiempo como el espacio! Entonces definimos la velocidad 2 [math] \ mathbf {u} [/ math] de la siguiente manera:

[math] \ mathbf {u} = \ left (\ frac {\ mathrm {d} t} {\ mathrm {d} \ tau}, \ frac {\ mathrm {d} x} {\ mathrm {d} \ tau } \ right). [/ matemáticas]

Tenga en cuenta que [matemáticas] \ vec {u} [/ matemáticas] es negrita porque es un vector. De acuerdo, esta ecuación parece un poco complicada. Pero todo lo que significa es que el primer componente mide el movimiento a lo largo de la coordenada del tiempo y el segundo componente mide el movimiento a lo largo de la coordenada del espacio.

Ahora, ¿qué podemos hacer con la velocidad de 2? ¡Mucho! Para empezar, consideremos una partícula en reposo. Eso significa que su posición en el espacio no está cambiando. Un derivado es la medida del cambio. Entonces la derivada de [math] x [/ math] debe ser cero:

[math] \ frac {\ mathrm {d} x} {\ mathrm {d} \ tau} = 0. [/ math]

¿Cuál es el momento adecuado? De nuevo, si [matemáticas] x [/ math] no está cambiando entonces la diferencia [matemáticas] \ Delta x [/ math] entre dos puntos siempre será igual a cero: [matemáticas] \ Delta x = 0 [/ matemáticas]. Por lo tanto, es el momento adecuado:

[matemáticas] \ Delta \ tau = \ sqrt {(\ Delta t) ^ {2} – (\ Delta x) ^ {2}} [/ matemáticas]
[matemáticas] = \ sqrt {(\ Delta t) ^ {2} -0} [/ matemáticas]
[matemáticas] = \ Delta t. [/ matemáticas]

En otras palabras, [matemáticas] \ Delta \ tau = \ Delta t [/ matemáticas] y por lo tanto:

[Matemáticas] \ frac {\ mathrm {d} t} {\ mathrm {d} \ tau} = \ frac {\ Delta t} {\ Delta \ tau} = 1. [/ Matemáticas]

La velocidad de 2 para una partícula en reposo es así:

[Matemática] \ vec {u} = \ left (1,0 \ right). [/ Matemáticas]

¡Eso fue fácil! Bien, entonces descubrimos cuál es la velocidad de 2 para una partícula en reposo , y resulta que no es cero . Qué significa eso? Bueno, recuerda la definición de la velocidad 2. El primer movimiento componente mide a lo largo de la coordenada temporal y el segundo componente mide el movimiento a lo largo del espacio de coordenadas. Por lo tanto, una partícula en reposo no se mueve a lo largo de la coordenada espacial (como se esperaba), pero sí se mueve a lo largo de la coordenada del tiempo.

Vamos a reiterar esta importante conclusión: Una partícula en reposo en el espacio todavía se mueve en la dirección del tiempo en el espacio-tiempo. No se necesita ninguna energía para hacerlo.

Básicamente, esto responde a la pregunta, pero podemos jugar un poco más con la velocidad 2 para tratar de entender lo que realmente significa. Naturalmente, estamos interesados ​​en el cálculo de la velocidad 2 para partículas que no están en reposo. Su velocidad puede estar en cualquier lugar entre [matemáticas] 0 [/ matemáticas] (reposo) y [matemáticas] 1 [/ matemáticas] (velocidad de la luz), pero no puede ser exactamente [matemáticas] 1 [/ matemáticas] ya que las partículas masivas no puede los viajes por el espacio a la velocidad de la luz.

Te guardaré los detalles del cálculo, ya que son un poco desordenados. Voy a citar el resultado final. En el caso general, la velocidad de 2 es:

[math] \ mathbf {u} = (\ gamma, \ gamma v), [/ math]

donde [math] v [/ math] es la velocidad 1 y [math] \ gamma [/ math] es el factor de Lorentz , definido de la siguiente manera:

[matemáticas] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1-v ^ {2}}}. [/ matemáticas]

Si enchufe en v [matemáticas] = 0 [/ math], es decir, una partícula en reposo, obtenemos [matemáticas] \ gamma = 1 [/ math] y por lo tanto [matemáticas] \ mathbf {u} = \ left (1, 0 \ right) [/ math] que es el 2-velocidad para una partícula en reposo, se calculó antes. Entonces, este resultado puede parecer extraño, pero al menos es consistente.

Una gráfica vale más que mil ecuaciones, así que aquí hay una gráfica de los dos componentes de la velocidad 2 como funciones de la velocidad 1:

¿Qué significa esto? La curva azul es el componente de la velocidad 2 a lo largo de la dirección del tiempo y la naranja es el componente de la velocidad 2 a lo largo de la dirección del espacio. Comenzamos a 1 velocidad [matemática] v = 0 [/ matemática], es decir, en reposo en el espacio. Esto nos da velocidad del espacio-tiempo solo a lo largo de la dirección del tiempo. A medida que aumentamos la velocidad 1, ambos componentes de la velocidad 2 también aumentan. A medida que el 1-velocidad se aproxima a la velocidad de la luz [matemáticas] v = 1 [/ math], ambos componentes de la 2-velocidad de aproximación infinito (este es el punto de que ambos parecen converger a al [matemáticas] v = 1 [ /matemáticas]).

La interpretación es la siguiente: no importa cuál sea su 1-velocidad en el espacio es, si tenemos en cuenta su hijo de 2 velocidad en el espacio-tiempo se entera de que siempre hay que tener un poco de velocidad “a través de la dimensión de tiempo”, además de la velocidad “a través del espacio dimensión”.

Vamos acabado con algo fresco. Intentaremos comprender la dilatación del tiempo en términos de movimiento a través del espacio-tiempo. Intuitivamente, la velocidad a la que “te mueves en el tiempo” debe decir qué tan rápido pasa el tiempo para ti, en comparación con un observador en reposo. La gráfica anterior muestra que cuanto más rápido te mueves por el espacio, más rápido te mueves a través del tiempo. Si usted está en reposo, se mueve a través del tiempo a una velocidad [matemáticas] 1 [/ matemáticas]. Entonces experimenta el tiempo igual que cualquier otro observador en reposo.

Ahora comienzas a moverte y tu velocidad a través del tiempo aumenta. Cuando su “velocidad de tiempo” es [matemática] 2 [/ matemática], ¡se mueve dos veces más rápido en el tiempo que un observador en reposo! Esto significa que por cada segundo que pasa por ti, dos segundos pasarán por un observador en reposo. Esto es exactamente lo que la dilatación del tiempo es! (De hecho, el factor [matemáticas] \ gamma [/ matemáticas] que colocamos en el primer componente de la velocidad 2 es exactamente el factor para la dilatación del tiempo).

En resumen:
1. “Velocidad a lo largo de la dimensión de tiempo” es una cantidad bien definida: es el componente de tiempo de la velocidad 2.
2. Usted no necesita ninguna energía de “viajar a través de la dimensión del tiempo”: su velocidad a lo largo de la dimensión temporal es siempre mayor o igual a [matemáticas] 1 [/ matemáticas], si desea o no.
3. La velocidad a lo largo de la dimensión temporal le dice a la velocidad de su reloj de garrapatas en comparación con un observador en reposo; que es lo responsable de la dilatación del tiempo.

Es muy decepcionante que esta pregunta esté llena de respuestas superficiales, no físicas, complicadas e incorrectas, incluso de personas que se supone que son expertos en esto.

La situación es bastante simple y conocido hace mucho tiempo:
El tiempo es un resultado de un fenómeno más fundamental, la causa y el efecto, teniendo siempre causa antes de clientes potenciales efectos en cuando flujo hacia adelante, y la velocidad de este flujo depende de la velocidad espacial, ya que hace que la información (y por tanto información sobre la causa y efecto) retrasos de cambio (relatividad especial)

Así que fluya en el tiempo, significa que algo está afectando a otros, y por lo tanto la energía también se fluye indirectamente en el tiempo: se pasa de causa a efecto debido a la interacción, que por cierto, puede ser de entre una partícula, y uno mismo.

Por último, y este es el punto más obvio, no sé por qué nadie lo mencionó, la energía, por definición, es una cantidad conservada que existe porque nuestras leyes físicas no están cambiando en el tiempo, por lo tanto tener defectos de energía directamente del tiempo, se contradicen su principal “fuente”: ¡invariancia temporal de las leyes físicas!

Con respecto a la parte de empuje de la pregunta, de hecho, el tiempo comenzó con Big Bang, pero no hay necesidad de un empuje inicial a tiempo, ¡es solo causa y efecto en el trabajo!

En realidad, es exactamente lo contrario: necesitamos energía para movernos a tiempo. Para moverse a través de las dimensiones del espacio requerimos impulso. Ahora necesito explicar lo que quiero decir con “requerir”.

La respuesta muy breve es que la energía total de un sistema aislado es un generador del grupo de traducciones de tiempo, mientras que los momentos a lo largo de las direcciones espaciales ortogonales son generadores del grupo de traducciones de espacio. Esto es cierto en la mecánica cuántica clásicos (relativistas y no relativistas), así como en. Pero esto es muy abstracto comunicado. Permítanme tratar de explicarlo de una manera un poco más detallada.

Como advertencia, esta es una discusión un poco más general que en respuestas anteriores, por lo que necesitaremos nociones un poco más sofisticadas.

Olvidémonos de la mecánica de Newton. La formulación más elegante de la mecánica clásica es la llamada Mecánica Hamiltoniana. Sin entrar en muchos detalles, el estado de un sistema físico se describe allí mediante las posiciones [matemática] q [/ matemática] y momentima [matemática] p [/ matemática] de todas las partículas. El conjunto de todos los valores admisibles de [math] (q, p) [/ math] se denomina espacio de fase. El comportamiento dinámico del sistema es descrito por el hamiltoniano [matemático] H [/ matemático], es decir, la energía total del sistema (consideremos sistemas aislados solo con fuerzas conservativas). Cualquier cantidad que se pueda medir está representada por una función de posiciones y momentos. En otras palabras, es una función en un espacio de fase.

Ahora el asunto es que la evolución en el tiempo de un sistema físico puede describirse como un cambio en el tiempo de su estado o un cambio en el tiempo de las cosas que podemos medir (al final, nuestra interacción con el mundo físico es a través de experimentos, incluso si son tan triviales como observar dónde está la pelota). La evolución (es decir, el cambio en el tiempo) de cualquier cosa que podamos medir, es decir, una función [matemática] f_t [/ matemática] en el espacio de fase, viene dada por la siguiente ecuación:

[Matemáticas] \ frac {d} {dt} f_t = – \ {H, f_t \}, [/ matemáticas]

donde en el lado izquierdo tenemos derivada del tiempo de [math] f_t [/ math] (tasa de cambio en el tiempo) y en el lado derecho tenemos el llamado soporte de Poisson de [math] f_t [/ math] con Hamiltonian [ matemáticas] H [/ matemáticas]. De hecho, uno puede pensar en [matemáticas] {H, \ cdot} [/ matemáticas] como un operador que actúa sobre funciones que describen la tasa de cambio en el tiempo (por lo tanto, un cambio infinitesimal en el tiempo). Integrarlo da impulso en el tiempo. Es evidente que la energía es responsable de ese impulso.

Los mismos argumentos se aplican a la mecánica cuántica. De hecho, la conexión de la energía con el “movimiento en el tiempo” probablemente puede expresarse aún más fácilmente allí. La evolución de un estado viene dada por la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo:

[matemáticas] \ frac {d} {dt} | \ psi_t \ rangle = -i H | \ psi_t \ rangle [/ matemáticas]

donde [matemáticas] | \ psi_t \ rangle [/ matemáticas] describe el estado (puro) de un sistema. Solución de esta ecuación se da formalmente por:

[Matemática] | \ psi_t \ rangle = e ^ {-} es H | \ psi_0 \ rangle [/ matemáticas]

y nuevamente, está claro que debido al estado energético del sistema evoluciona con el tiempo.

Ni siquiera usamos la noción de espacio-tiempo aquí.

Como humanos, nuestros primeros conocimientos sobre viajes evolucionaron a medida que nos movíamos por nuestro mundo en el espacio. Se requería energía para acelerar, superar la fricción y mover cosas pesadas cuesta arriba. El OP quiere saber si se requiere energía de manera similar para viajar en el tiempo.

Es común hablar de viajar en el tiempo, pero esto es solo una metáfora. Porque el tiempo es muy diferente del espacio, “movimiento” (también una metáfora) a través del tiempo es un fenómeno totalmente diferente que se mueve a través del espacio. Aunque el tiempo es tratado como una dimensión en la obra de Einstein (y otros modelos del universo), que no es tan bien entendido como el espacio. Para Newton, el tiempo era axiomático. Más tarde, los científicos y filósofos han luchado sobre el grado en que está adornado por nuestras psiques, si es “real”, si es posible reubicarse intencionalmente en un marco de tiempo diferente, ya sea en el futuro o en el pasado, y así sucesivamente. Debido a las diferencias entre el tiempo y el espacio, no hay razón para esperar metafórica “viaje” a través del tiempo se trató de forma similar a los viajes a través del espacio.

De todos modos, no se requiere energía para viajar por el espacio. De hecho, se requiere energía para evitar que algo viaje en el espacio. Las cosas en movimiento, según Newton, permanecen en movimiento.

Creo que Brian Bi hace un punto excelente.

En una teoría relativistamente invariante, las partículas masivas clásicas se ven obligadas a moverse a lo largo de geodésicas temporales, que son solo líneas rectas en un espacio-tiempo plano. El impulso cuatro de una partícula es también el generador de traducciones de espacio y tiempo para esa partícula.

Las partículas masivas tienen un valor positivo de los cuatro momentos al cuadrado, que es una invariante bajo el grupo no homogéneo de Lorentz, generalmente llamado masa al cuadrado. En su marco de reposo, que siempre va a existir, partículas masivas tendrán una energía positiva exactamente igual a su masa en unidades naturales.

Por supuesto, podrías imaginar que tales partículas se mueven hacia el cono de luz pasado y que esas partículas tendrían una energía negativa. Por lo tanto, las partículas masivas en principio podrían moverse hacia adelante o hacia atrás en el tiempo, pero tienen que moverse a tiempo.

El pequeño grupo, que es el conjunto de transformaciones de Lorentz que deja invariable el impulso de cuatro partículas, también llamado subgrupo estabilizador del impulso, es isomorfo al grupo de rotación tridimensional para partículas masivas. La órbita del impulso para una partícula masiva es un hiperboloide de dos láminas llamado caparazón de masa.

Si pensamos en construir la teoría cuántica de tales partículas, entonces las posibles representaciones para partículas masivas (aquellas que son unitarias) pueden clasificarse por su transformación bajo el pequeño grupo, y tendrán espines que son un múltiplo entero de 1/2 .

Las partículas taquiónicas también son posibles, y estas estarían limitadas a moverse a lo largo de geodésicas con forma de espacio y, por lo tanto, deben tener un valor negativo de la masa al cuadrado. Pueden interpretarse como soluciones de masas imaginarias, pero solo a costa de hacer que sus representaciones no sean unitarias. No pueden llevarse a descansar en el espacio; no hay marco de descanso para un taquión. Pueden avanzar o retroceder en el tiempo, y la pregunta que realmente hacen es una pregunta dependiente del marco. El pequeño grupo es isomorfo a SO (1,2), que en realidad es el grupo de isometría del espacio de órbita para un tipo espacio cuadrimomento – este es un hiperboloide de una hoja y así el pequeño grupo es en realidad isomorfo al grupo de isometría de una espacio interno de Sitter. Las representaciones taquiónicas son unitarias, pero claramente no son causales y el problema de escribir ecuaciones de onda para ellas no está completamente resuelto en general. Sin embargo, las representaciones taquiónicas probablemente no deberían descartarse de inmediato; sin embargo, pueden tener interpretaciones físicas.

Entonces, el interesante caso restante para esta pregunta, ¿qué sucede si una partícula no tiene energía? es el caso sin masa, si dejamos de lado los taquiones. No puede obtener una partícula sin masa como límite de un taquión o una partícula masiva.

Todas las partículas sin masa deben moverse a lo largo de geodésicas nulas, es decir, se mueven exactamente en los conos de luz.

Pueden moverse hacia atrás o hacia adelante en el tiempo, como partículas masivas. También hay una invariancia de escala en el cono de luz, que se refleja en el hecho de que el pequeño grupo es de nuevo diferente en el caso sin masa. El pequeño grupo es isomorfo a [matemática] \ text {E} (2) [/ matemática], el conjunto de isometrías del plano euclidiano bidimensional, aunque no hay una prueba geométrica muy clara de este hecho que yo sepa. Se puede mostrar con bastante facilidad algebraicamente yendo al marco del cono de luz.

Los posibles giros para los irreps son múltiplos de nuevo medio, pero sólo hay dos estados de helicidad de cada giro. Es decir, siempre y cuando no consideremos las representaciones continuas de espín, que, al igual que las representaciones taquiónicas, no parecen conducir a teorías cuánticas sensibles.

Página en columbia.edu

Entonces, ¿qué pasa con una partícula sin masa con energía cero? ¿Qué haría?

No parece ser una idea significativa a primera vista. Sería un caso degenerado, ya que el cuadrimomento es cero, por lo que el pequeño grupo sería el grupo completo de Lorentz. En la clasificación de las representaciones de Wigner, este caso corresponde al estado de vacío y es una representación trivial.

Puede intentar tomar el límite del camino de una partícula sin masa a medida que su impulso y su energía van a cero, pero este camino nunca cambia, siempre que el impulso no sea exactamente cero. Dado que los cuatro momentos generan traducciones de tiempo y espacio, me parece que las partículas sin masa con momento cero tampoco se moverían en absoluto en el tiempo o en el espacio, lo que es consistente con la noción de que el vacío no cambia en el tiempo.

Tales partículas parecerían estar atrapadas en un evento.

Podrías tener un número infinito de tales partículas y no parecería hacer ninguna diferencia en absoluto; supongo que se podría considerar que están en el cono de luz hacia adelante o hacia atrás, en realidad están en la cúspide de el futuro y el cono de luz del pasado en cualquier caso dado.

En una teoría de campo cuántico, que es más o menos el resultado necesario de construir una teoría cuántica de una partícula clásica relativistamente invariante, todas las representaciones unitarias son de dimensión infinita.

Entonces, la noción completa de una partícula que tiene una energía fijada con precisión no es en realidad una noción rigurosamente significativa: en realidad no se puede hablar de crear partículas con momentos fijos precisos actuando en algún estado de vacío con algún operador, aunque las personas hacen esto libremente el tiempo.

En cambio, uno debe untar los momentos con algo de densidad y crear estados de partículas como paquetes de ondas normalizables. Los estados de partículas con energías y momentos fijos exactos, ya sea cero o cualquier otro número, no son normalizables y, por lo tanto, ni siquiera se encuentran en el espacio de Hilbert. Los operadores de campo primas son funciones de distribución valorado. Tenemos que introducir un conjunto de funciones de prueba para tener sentido fuera de los operadores de campo en primer lugar.

Los estados de partículas con cuatro momentos agudos en realidad son solo abstracciones: son casos limitantes que son útiles en el tratamiento independiente del tiempo de los procesos de dispersión.

Por lo que sospecho que el impulso inicial está dada por la relatividad y la mecánica cuántica en conjunto, por el principio de incertidumbre y la inherente no conmutatividad de la mecánica cuántica – una teoría totalmente coherente parece aborrecer estados de energía precisamente fijo, no importa qué es la energía, y Una configuración de campo que implique cierta distribución de energía alrededor de un valor dado siempre implicaría que habrá una evolución temporal no trivial de los campos, ya sean masivos o sin masa.

El teorema de Noether
estados que [dieron una simetría física] cierta cantidad X en la descripción matemática de la evolución de un sistema permanece constante …

Se dice que tales cantidades se conservan; a menudo se les llama constantes de movimiento (aunque el movimiento per se no necesita estar involucrado, solo la evolución en el tiempo).
Por ejemplo, si la energía de un sistema se conserva, su energía es invariable en todo momento , lo que impone una restricción al movimiento del sistema y puede ayudar a resolverlo.

Emmy Noether es una de mis contribuyentes femeninas históricas adoradas a la Física. Su teorema podría decirse que está más cerca de una Gran Teoría Unificada del Todo de lo que Einstein haya tenido. Lástima que precedió a la mecánica cuántica y la relatividad. Como matemática en el centro, escapó de la Alemania nazi en 1933 y enseñó con un perfil bajo en Bryn_Mawr hasta 1935. ¡Señora increíble!

Debo agregar a ese ISTR una sugerencia de que una máquina del tiempo exigiría un gran presupuesto de energía. Mucho más tarde, casualmente busqué una base física a partir de la cual podría calcularse la energía mínima requerida para avanzar o retroceder (quizás una semana) a través del tiempo. Hasta ahora, nada ha aparecido.

Han sido atrapados por algunos de los comentarios aquí. Por ejemplo decelerar la línea de tiempo de una unidad de materia (M) a cero parece liberar MC ^ 2 de la energía (E) en el espacio.

¿Eso no conduce automáticamente a un argumento circular de la existencia – de tal manera que cada vez que el tiempo es cero para toda la materia no es automáticamente una infinitamente grande Big Bang. ¿Es por lo tanto el caso (físicos inteligentes) que cualquier partícula energética no masiva que intente viajar más rápido que la velocidad de la luz se convierte automáticamente en materia si va a existir en el tiempo = universo material observado y un corolario a la noción de que las cosas no pueden ir más rápido que la luz?

La otra cosa que mi cerebro quiere deducir de estos comentarios es que la historia solo registra el espacio-tiempo, pero no hay una línea de espacio-tiempo como una cinta que contiene video y audio que de alguna manera pueden rebobinarse en sincronización. A diferencia de las películas de viajes en el tiempo, retroceder en el tiempo no mueve automáticamente al viajero a su posición histórica en el espacio, y mucho menos a las circunstancias del resto del universo listas para que el viajero las observe a su conveniencia tal como lo recuerda.

¿No es aún más posible deducir que no hay materia que se puede observar con exactitud en el presente es decir, con una dimensión de tiempo cero. No puedo ver nada presente fuera de mi ventana, solo puedo ver el estado pasado de algo separado por el tiempo que tardó en llegar la luz y ninguna cantidad de intentos detectará materia futura. Ya hemos discutido que es imposible influir en el futuro de la materia infinitamente rápido, ya que eso implicaría acelerar una parte fraccional de ella más rápido que la velocidad de la luz. ¿No es esta también la explicación de las cosas que se vuelven increíblemente extrañas (mecánica cuántica) cuando la dimensión espacial y, por lo tanto, el retraso de observación se acerca a cero: una vez que se profundiza en el presente absoluto, la materia tampoco existe cuando se acercan realmente parpadea dentro y fuera de la existencia y cambia de posición infinitamente rápido.

Entonces, ¿no es preciso afirmar que la velocidad de la luz es binaria (aparentemente acelera instantáneamente y mantiene la velocidad de C en el vacío)? El tiempo es binario para la existencia. La materia existe a tiempo o no existe en absoluto. Entonces, ¿podría ser que la energía de la materia y el tiempo son un juego de suma cero? ¿Que la existencia de la materia y la energía en el espacio es la imagen inevitable de la inexistencia?

Sería muy gratificante si algunos de ustedes, personas inteligentes, vieran una nueva línea de investigación en estos pensamientos, algo más que una mera lista de errores que merecen la necesidad de una educación sobre cómo se enseñan normalmente las cosas.

Necesitamos energía para movernos en el tiempo a una velocidad no uniforme. Cuando nos movemos a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el tiempo corre notablemente más lento para nosotros, de modo que podemos viajar 100 días solo en 10 días (significa que todos envejecerán unos 100 días mientras que usted tendrá 10 días más). Este fenómeno se conoce como dilatación del tiempo y se explica por la relatividad especial. Pero como muchas personas han dicho a continuación, no necesitamos energía para movernos a una velocidad uniforme. Así que cuando nos movemos con una velocidad uniforme (recuerda, 0 m / s es también una velocidad uniforme), nos movemos de manera uniforme en el tiempo. Entonces, cuanto más rápido vayas, más lento será para ti.

Moral: se necesita energía para cambiar su velocidad en la dimensión del tiempo al igual que se necesita energía para cambiar su velocidad en las otras 3 dimensiones.

¿Cuál fue el impulso inicial? ¿Has oído hablar de la teoría del arco iris de la gravedad? Sugiere que el universo no fue creado por el Big Bang, sino que estuvo allí desde hace una eternidad. Lo mismo podría ser el caso con el tiempo. No hubo empujón, que era sólo allí. Esta teoría aún no está probada, pero afortunadamente será probada por el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN.

No usamos ninguna cantidad de energía para viajar a tiempo. (Según mi suposición) Porque “nuestro tiempo universal” es un derivado de la “expansión universal”. Comenzó con Big Bang y continúa.

El ” tiempo” no es exactamente una dimensión . En realidad, es una percepción de otra dimensión acurrucada . Creo que la velocidad que puede ser extensible al aumentar la energía, es una dimensión acurrucada. El tiempo es un derivado de esta dimensión (velocidad).

Además de la definición clásica de dimensiones, califico cada una de las dimensiones como caminos unidimensionales donde la energía y sus derivados (partículas y materia) pueden viajar libremente.

La energía y sus derivados (partículas) se mueven dentro del “tiempo”.
Podemos agregar “el tiempo” como una dimensión en los cálculos, debido a la influencia en la sustancia de este movimiento.
Si evaluamos ” la velocidad ” como una dimensión acurrucada:
(Las otras condiciones deben permanecer constantes)
Cómo cambia la densidad de la sustancia al cambiar cualquier tamaño de sustancia, la velocidad hace lo mismo.
(La cadena de envolvente se extiende por el aumento de la energía para la aceleración. Si bien la energía está aumentando, la cadena se extiende y se transforma en brana.)

El tiempo se cruza con tres dimensiones espaciales a 45 grados. (No 90 degreess como otras dimensiones. Nos percibimos como 90 grados ya que los objetos se mueve en una de las 3 dimensiones).


(Ángulo de los primeros tres dimensiones espaciales en el plano 2D es 120 Degress. Pero en el plano 3D emerge como 90 grados).

El otro caso resultante de esto, “The Time” es “la intersección de las tres dimensiones espaciales”.

Si sólo si el objeto es unidimensional, cuando los otros dos dimensiones es “cero”, se puede viajar a la velocidad de la luz. Al igual que los fotones …

Así, con la expansión del universo, percibimos este ritmo de expansión como “el tiempo” y que no estamos utilizando energía extra para seguir adelante.

Más: ( http://burtaym.blogspot.com.tr/p)

Un perro requiere energía para correr solo cuando corre contra resistencia al aire, fricción (con el suelo y dentro de sus articulaciones) u otras fuerzas disipativas que contrarrestan su movimiento. Si arrojo al mismo perro en el espacio (poniéndolo primero en un traje espacial para perros; no quiero dañar a los animales) continuaría volando para siempre en la misma dirección a la misma velocidad, sin necesidad de energía para mantener su movimiento.

Ah, y por cierto, no noté que necesitabas energía mientras te movías varios miles de kilómetros (!) En el espacio (no tiempo) junto con el resto de la Vía Láctea, mientras leías esto …

Entonces no, viajar no requiere energía, ni en el espacio ni en el tiempo.

Primero, creo que vale la pena hacer la pregunta SI estamos viajando a través de la dimensión del tiempo. Ciertamente percibimos que lo somos (tenemos recuerdos de eventos pasados ​​pero no de eventos futuros), pero ¿eso indica movimiento?

Digamos que hace dos días estabas en España y hace un día estabas en Francia y hoy estás en Inglaterra. Así que parece que ha viajado en el tiempo y el espacio. Pero tal vez es solo en este universo de cuatro dimensiones (por simplicidad) hay un universo que contiene una versión tuya en España que no tenía memoria de estar en Francia o Inglaterra, y un universo que contiene una versión “más antigua” de ti en Francia que Tenía recuerdos de España pero no de Inglaterra, etc. Esencialmente, muchos universos estáticos, como los fotogramas de una película.

Percibes el movimiento porque en cada “momento” tus recuerdos son de eventos anteriores, pero es solo una ilusión.

Pero entonces, ¿por qué tenemos recuerdos del universo en una dirección (el pasado) pero no en la otra? Una explicación para esto es simplemente que la vida es un proceso entrópico. Que consume energía y convertirla en, entre otras cosas, pensamientos y recuerdos. La vida no funciona a la inversa. Entonces experimentamos el universo moviéndose en la dirección de la entropía porque esa es la misma dirección que nuestros propios procesos de vida.

Porque tenemos impulso. Ya estamos viajando en el tiempo. Preguntar cuál fue el impulso inicial es una pregunta sobre el origen del universo, y no puedo responder eso. Pero tal vez pueda dar una idea de cómo pensar sobre el espacio y el tiempo.

Una consecuencia de la teoría de la relatividad es que todo lo que siempre viaja a la velocidad de la luz. El marco de referencia del observador sitúa los ejes de tiempo y espacio que usa para medir el movimiento de un objeto, y determina cuánto de ese movimiento es a lo largo de las dimensiones espaciales, y cuánto es a lo largo de la dimensión del tiempo. Los objetos que un observador considera “en reposo” viajan solo a lo largo de la dimensión de tiempo de ese observador, a un segundo subjetivo por segundo de observador. La luz viaja sólo en las dimensiones espaciales, y nunca lo largo de la dimensión del tiempo. Los objetos en movimiento, en relación con el observador, viajan más lentamente a lo largo de la dimensión del tiempo, de modo que su velocidad total todavía llega a c , o mejor, un 1 sin dimensiones. (Suponiendo que 1 segundo luz de la distancia es igual a 1 segundo de tiempo en nuestro espacio de 4 dimensiones). Cada

Ningún objeto siempre puede cambiar su velocidad en el espacio-tiempo; sólo puede cambiar su dirección (4-dimensional). Si lo hace, siempre se requiere energía. No puede “reducir la velocidad” en el tiempo sin acelerar en el espacio, cambiando su ángulo de dirección lejos de la dimensión del tiempo.

Imagine a alguien preguntando: “Si este libro tiene 400 páginas, ¿por qué una tostadora no tiene ninguna? ¿A dónde fueron?” No funciona El hecho de que un libro tenga páginas no significa que una tostadora las tenga. páginas de la tostadora no van a ninguna parte; nunca los tuvo porque la idea de las páginas no se aplica a las tostadoras. Del mismo modo, el hecho de que una nave espacial necesite un empujón para atravesar el espacio no significa que haya necesitado empujar para atravesar el tiempo. Las ideas de cómo empezar y recibir un empuje aplican al movimiento a través del espacio, pero no a tiempo. Insistir en una explicación de por qué se aplican al espacio y no al tiempo sería como insistir en una explicación de por qué las tostadoras no tienen páginas. Nadie que entienda qué páginas y tostadoras preguntarían eso, y si alguien lo hiciera, sería desconcertante pensar qué decirles.

Vamos a aclarar un poco más lejos. Suponga que tiene una nave espacial en la Tierra, entonces usted vuela lejos en un millón de millas por hora. Para hacer eso, quemas algo de combustible, convirtiendo su energía química en la energía cinética de tu nave espacial. Digamos que su nave gana un billón de julios de energía cinética mientras se acelera. Entonces necesitará quemar al menos un billón de julios de combustible (y en realidad mucho más). Creo que esto es lo que quieres decir al decir que necesitamos energía para viajar a través del espacio. Por supuesto, una vez que vas, sigues moviéndote por el espacio, y eso no requiere energía, por lo que no es moverse a través del espacio lo que requiere energía, sino ponerse al día en primer lugar.

Su pregunta lleva esta descripción de la quema de combustible para ponerse al día y una analogía a tiempo. Imaginamos que, para empezar, el barco “no se movía en el tiempo”. Luego, algo lo “empujó” en la dirección del tiempo de la manera en que el combustible quemado nos empuja a través del espacio, y luego la nave comenzó a “avanzar en el tiempo”. ¿Cuál fue el empujón?

Esta pregunta no requiere una respuesta porque la analogía no es válida. La nave espacial nunca fue “no se mueve a través del tiempo.” Nada “le dio un empujón para ponerlo en marcha”. Estas son simplemente frases que podemos usar para describir la quema de combustible para atravesar el espacio. El hecho de que podamos usarlos para describir el movimiento a través del espacio no significa que podamos tomar las frases, aplicarlas al tiempo y obtener declaraciones significativas. Es bastante obvio lo que queremos decir con “una nave que no se mueve por el espacio”. Queremos decir que su velocidad es cero (presumiblemente en relación con la Tierra. Por supuesto, la Tierra misma se mueve con respecto al centro de la galaxia, por lo que la nave se mueve en ese marco de referencia, pero para nuestros propósitos como terrícolas no se mueve). ¿Qué significa decir que un barco “no se mueve a través del tiempo”? No puedo pensar en lo que eso significaría. Es solo una serie de palabras que podrías juntar, como la frase de Noam Chomsky “las ideas verdes incoloras duermen furiosamente”. Las palabras parecen formar una oración, pero no tienen ningún significado.

(Me imagino que algunos lectores objetan que pueden imaginar fácilmente algo que no se mueve a través del tiempo; piensan en un barco que permanece exactamente igual que eones pasan, cada átomo congelado en su lugar, pero ese objeto todavía se mueve a través del tiempo. Es solo un no estacionario, objeto estacionario que se mueve a través del tiempo de la manera ordinaria).

En física, el tiempo y la energía están asociados entre sí, y los objetos tienen energía si se mueven o no, y todo depende del marco desde el que hacemos el análisis. No creo que nada de esto es realmente conseguir en el punto de su pregunta, sin embargo. Creo que lo importante aquí es darse cuenta de que no todas las analogías que podemos verbalizar tienen que significar algo para la física.

El movimiento a través del tiempo puede ser un poco engañoso. Si alguien puede mirar a una imagen del espacio-tiempo, que verían su pasado, presente y futuro al mismo tiempo. No habría nada en movimiento en la imagen, ya que no hay una quinta variable para parametrizar con respecto. Espacio-tiempo es la gran imagen final.

En ese cuadro que verían diferentes trayectorias. Al observar las posibles trayectorias, se puede ver fácilmente que existen restricciones para mirar tanto el futuro como el pasado, en relación con algún punto de referencia tomado como presente. Es decir, hay 4D curvas podría dibujar que no son físicamente posible. Estas restricciones surgen de las leyes de la física y van en ambos sentidos. El hecho de que percibamos que el tiempo aumenta constantemente en nuestro marco de referencia es una ilusión.

No se sabe muy bien si hay un momento inicial para hablar de un impulso inicial. El tiempo podría variar desde infinito negativo hasta infinito positivo.

Cuando leí esta pregunta, el siguiente pensamiento no experto apareció en mi mente:
Recordé que había una idea sobre la teoría de Einstein de que si viajas con la velocidad de la luz, el tiempo se detendrá. Entonces, cuanto más rápido te mueves en el espacio, más lento es el tiempo que pasa.
Así que en revertir esta debe significar que el más lento se mueve, más rápido es el paso del tiempo.
Hey, esto suena como usted han utilizado la energía de su movimiento espacio para acelerar el movimiento de tiempo!
Pero ¿por qué seguimos en movimiento a través del tiempo? Bueno, eso suena a inercia: el movimiento continúa hasta convertirse en otra cosa. En el espacio el movimiento continúa hasta que te encuentras con algo. Entonces, si hay algo “frente a nosotros a tiempo”, ¿podemos tropezar con él y cambiar nuestra velocidad de tiempo? Eso suena interesante, pero muy probablemente falsa, porque dicen que en realidad no hay tiempo! Pero algo del espacio-tiempo … Pero cuando te mueves en el tiempo, entonces las cosas se mueven en el espacio y chocan, entonces ¿podemos decir que chocas cosas que estaban “frente a ti a tiempo”? Y golpear cosas en el espacio cambia tu velocidad espacial que (como está escrito al principio) cambia tu velocidad en el tiempo … ¿entonces esta idea es realmente consistente?
Esto se está volviendo loco, estoy fuera de aquí …

En realidad, usted no necesita energía para viajar a través del tiempo. No hay tal cosa como una partícula sin energía. Las partículas masivas tienen energía de reposo distinta de cero [matemática] mc ^ 2 [/ matemática] y las partículas sin masa no pueden estar en reposo, por lo que siempre tienen energía cinética.

La verdadera pregunta es por qué una partícula puede tener energía sin impulso, pero no viceversa. Bueno, esto es por la misma razón que una partícula puede viajar puramente en la dirección del tiempo, pero ninguna partícula puede viajar puramente en la dirección del espacio. Barak Shoshany explica esto en su respuesta.

La pregunta invoca muchas preguntas profundas sobre por qué el universo está diseñado de esta manera, respuesta a la cual francamente no lo sé. Lo que señala Barak sobre moverse a una velocidad constante que no requiere energía debe tomarse en serio si está contemplando el aspecto más profundo de la pregunta. Moverse a través del tiempo * o el espacio a una velocidad constante no le cuesta energía mientras esté en el vacío del espacio.
Es como si el universo no pareciera darse cuenta o importarle mientras te muevas a un ritmo constante. De hecho, si usted se está moviendo o no, no importa con el universo. Es indetectable sin puntos de referencia.
Tan pronto como intente aumentar la velocidad, comenzará a costar energía.

* Tiempo: Es un misterio. Para nosotros, es un intervalo estandarizado entre pulsos de reloj, que a su vez se derivan de la repetición de fenómenos naturales como el giro de la tierra o la vuelta al sol.
Ahora se puede acelerar el tiempo de 2 maneras.
1. No cuente todos los pulsos. El sueño a través de algunos (literalmente) y que ha transmitido con éxito rápido tiempo de, al menos, en su percepción.
Dormir durante 1000 años y saltarás 1000 años en el futuro. Para acelerar la percepción del tiempo y no saltar a un punto en el futuro, también puedes emborracharte. Funciona, confía en mí. 😀
Ahora, esta respuesta a tiempo puede parecer una fruta baja y una toma de tiempo más superficial, pero no es del todo correcto si decimos que no requiere energía.

Así que profundicemos más. ¿Qué es el tiempo en realidad desde la perspectiva del universo y no de nosotros los mortales?
El universo tiene muchos ciclos internos: algunos son más cortos y otros más largos, la tierra que gira alrededor del sol es relativamente corta y la quema del sol es larga. Si queremos acelerar realmente el tiempo y no solo seguir su ritmo habitual, digamos acelerar la velocidad orbital de la Tierra y todo sincronizado con ella, tendremos que gastar más energía de una forma u otra. No hay escapar de eso. Incluso si queremos reducir la velocidad de la tierra y todo lo que junto con él, todavía necesitará energía extra.
Incluso si desea dormir 1000 años en estasis, necesitará una fuente de alimentación para resistir ciertos cambios a nivel celular. Usted necesitará una fuente de alimentación que tiene una duración de 1000 años. Puede argumentar que puede ralentizar el tiempo de manera significativa, visitando la ‘Gargantula’ de la película Interestelar, pero incluso por inercia hasta llegar a Gargantula necesitará algo de energía inicialmente.
Si nació en el planeta de Miller, que ya se encuentra en un sistema donde el tiempo fluye lentamente. Si desea acelerar el tiempo en la Tierra saliendo del sistema solar, fuera de la influencia gravitacional del sol y otros planetas, aún tendrá que moverse y gastar algo de energía inicial.

Es bastante evidente que, ya sea su tiempo o espacio, cualquier cambio en la tasa de cambio habitual, requiere un aporte de energía al sistema.

Lo que sugiere un término más familiar: Entropía *.
Parece que el tiempo es lo que a nosotros los seres humanos, es la entropía del universo.

El desorden (orden) del universo se llama entropía. De nuevo, esto es en gran medida una perspectiva hecha por el hombre. Para el universo, es solo cambio de estado o reordenamiento.
Siempre aumenta (cambios) al igual que el tiempo que se mueven hacia adelante.
Entonces, en realidad es nuestro tiempo el que sigue a la Entropía del universo.

De hecho, nuestra percepción del tiempo se basa en la tasa de cambio de entropía del universo en un sentido más amplio.
Después de la curva normal de la entropía del universo no requiere ninguna energía adicional. Es como ir aguas abajo en un río. No es necesario que la fila.

La respuesta es simple y no requiere matemáticas 🙂 Como “tiempo” es solo el resultado seleccionado o total del espacio (depende del punto de referencia imaginado) + energía en movimiento, en un universo en expansión, prácticamente solo hay espacio-tiempo. Sólo hay una cuarta dimensión. Todo el 3 “bajo” son sólo teóricas.
La gran pregunta es, ¿qué es lo que realmente está impulsando la expansión de BB y el universo? Algunos piensan que si la energía oscura inflatory un efecto sobre el espacio.

Por lo que la energía para el movimiento a través del espacio ya estaba allí. Toda la energía debe moverse. Si usted vive en una caja 3D cerrada, la caja también se mueve de delante, como una parte del universo. Si desea aumentar la velocidad dentro de su caja, necesita obtener más energía de los alrededores, aumentando la entropía local de donde obtiene esa energía

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