Считаете, что в одну реку нельзя войти дважды? Современная физика считает иначе
Все мы слышали поговорку: «в одну реку нельзя войти дважды» [в оригинале there’s no time like the present, то есть «другого такого момента, как прямо сейчас, не существует» / прим. перев.]. В широком смысле это означает, что необходимо «ловить момент», или заканчивать заниматься прокрастинацией. С психологической точки зрения в этом есть смысл. Люди ощущают «ход времени», и у текущего момента есть особенное качество. Если отбросить гипноз и сны, не существует способа непосредственно испытывать прошлое или будущее так же, как мы испытываем настоящее. Но правдива ли поговорка? Согласна ли современная физика с тем, что в одну реку нельзя войти дважды?
Наша наилучшая на сегодняшний день теория пространства и времени — теория относительности. До эйнштейновской революции, случившейся более ста лет назад, физика считала время «внешним параметром» — независимой, фундаментальной особенностью реальности, на которую не влияют никакие другие факторы Вселенной. Является ли ход времени реальным или кажущимся (этот философский спор ужасно стар, он шёл ещё до Эйнштейна, и его теории не разрешают эту дискуссию), сейчас нам уже известно, что временные интервалы не внешние, и не определяются везде одинаково. Время — внутренний компонент физической системы, измерение, переплетённое с тремя пространственными. Все вместе они образуют «пространство-время», и на них влияют различные факторы, включая скорость (относительно других наблюдателей или систем) и гравитационные силы. Поскольку теория относительности постулирует постоянство скорости света для всех наблюдателей (даже движущихся относительно друг друга), пространство-время само по себе должно деформироваться, и концепция временного интервала становится гибкой.
В результате не существует универсального понятия текущего момента, применимого одинаково ко всем наблюдателям. То, что кажется настоящим мне, может быть в будущем другого человека и в прошлом третьего. Одновременность относительна. Допустим, ваша супруга отправилась в деловую поездку и находится с другой стороны земного шара. Как раз в тот момент, когда вы думаете о том, как соскучились по ней, она жмёт кнопку «отправить» в почтовом клиенте на письме со словами о том, как она соскучилась по вам. Романтично, не правда ли? Но хотя два этих события происходят одновременно с вашей точки зрения, для летящего в космическом корабле пришельца, кружащего по орбите Земли, временной порядок может отличаться. Если корабль летит по направлению к вашей супруге, пришелец увидит отправку электронного письма перед тем, как вам в голову придёт тоскливая мысль. Если корабль летит в сторону от вашей супруги, её письмо будет отправлено после этого. Поэтому, вследствие теории относительности, в текущем моменте нет ничего особенного или уникального. На самом деле существует очень много моментов, похожих на происходящий прямо сейчас — другие наблюдатели назовут ваше настоящее своим будущим или прошлым.
И это ещё не всё. Хотя ОТО очень хорошо подтверждается экспериментами, это не полная теория Вселенной. В неё не входят уроки, выученные за счёт другого столпа физики XX века — квантовой механики. И эти две теории действительно в текущем их виде несовместимы друг с другом. Изучая, к примеру, чёрные дыры или истоки Вселенной, физикам нужно описывать очень массивные объекты (с чем хорошо справляется ОТО), упакованные в очень маленькое пространство (принадлежащее к области действия квантовой механики). Такие сценарии требуют переосмысления физики, и можно надеяться, что однажды приведут к открытию квантовой теории гравитации. Одна из сложностей такого поиска заключается в том, что в двух этих теориях время рассматривается по-разному. В канонической квантовой механике используется более ранний подход ко времени как к внешнему параметру, на который Вселенная не влияет. Но мы знаем, что время нельзя рассматривать таким способом, поскольку ОТО говорит нам, что на время влияет гравитация — а квантовая физика этого не объясняет. Поэтому новая теория квантовой гравитации, скорее всего, снова перевернёт наше представление о времени, как это сделал Эйнштейн сто лет назад. Революция в физике XXI века может произойти очень скоро.
И хотя у разных вариантов квантовой гравитации есть разные теории по поводу природы времени, возможно, одной из самых интересных перспектив можно назвать теорию динамики формы [shape dynamics]. Динамика формы вообще отказывается от времени и пытается объяснить эффект гравитации через эволюцию пространственных форм, каждая из которых рассказывает причинно-следственную историю появления Вселенной. Теория даёт нам бессчётное количество настоящих моментов, «сейчасов». Каждый из этих моментов похож на фотографию из альбома, содержащего исторические записи того, как мы дошли до сегодняшнего состояния, запечатлённые на отдельных снимках.
Сторонники динамики формы называют эти безвременные мгновенные «сейчасы» " капсулами времени", и утверждают, что наш мозг сшивает их вместе, что и приводит к появлению иллюзии течения времени. Подумайте о том, как мы воспринимаем движение прыгающей кошки: наши глаза воспринимают мгновенные «снимки» кошки, находящейся в разных точках в воздухе, а мозг сшивает их вместе, чтобы создать иллюзию движения. Динамика формы предполагает, что схожий процесс отвечает за восприятие и самого времени.
Относительно нашего афоризма динамика формы соглашается с теорией относительности: нельзя говорить, что в одну реку невозможно войти дважды. Если динамика формы верна, то Вселенная состоит из огромного количества моментов «сейчас», и никакого постоянного хода времени вообще не существует.
Но динамика формы — далеко не единственный подход к квантовой гравитации. Какова судьба времени, например, в теории струн? Оказывается, что и тут нельзя говорить об уникальности текущего момента. Теория струн утверждает, что фундаментальные точечные частицы в физике лучше всего моделировать в виде одномерных протяжённых объектов, способных принимать форму петли или сегмента «струн». Платформа теории струн требует принятия дополнительных пространственных измерений (как минимум десяти, в зависимости от разновидности теории), замкнутых на себя так, что их не видно в привычном нам трёхмерном мире. Тут может помочь аналогия с садовым шлангом: если смотреть на него издалека, допустим, из окна второго этажа, лежащий во дворе шланг кажется одномерным, обладающим только длиной. Но если подойти к нему, вы поймёте, что у него есть и второе свойство, ширина.
Так же, как пространственные измерения возникают из теории струн, так и время возникает из безвременного элемента в подходящей версии этой теории. В этом смысле, время — не фундаментальная концепция в теории струн, и мы не можем сказать, что настоящее время уникально, потому что времени вообще нет.
А теперь извините меня, мне надо ещё кучу всего переделать, и надо ловить настоящий момент, существует он на самом деле, или нет.
Комментарии (29)
niknamezanat
29.01.2018 12:53«Сиди спокойно на берегу реки, и мимо проплывёт труп твоего врага».
Так и статья обо всем и ни о чем.
pda0
29.01.2018 13:24Если корабль летит по направлению к вашей супруге, пришелец увидит отправку электронного письма перед тем, как вам в голову придёт тоскливая мысль.
Интересных людей начали переводить. У них выбором системы отсчёта принцип причинности можно нарушать оказывается. Или корабль со сверхсветовой скоростью летит? Но это открывает путь к путешествию во времени и вопрос о вхождении в одну и ту же реку отпадает сам собой…
CaptainFlint
29.01.2018 13:49Мысль приходит в голову «вам», а сообщение отправляет супруга. Это несвязанные события, просто по случайному совпадению они произошли одновременно (для земной СО).
Trabant
29.01.2018 13:28+1Времени не существует! Существуют часы.
Hanako_Seishin
29.01.2018 15:55А могу я по такой же логике утверждать, что фотонов не существует, а есть только глаза? А на возражения, что фотоны существуют, потому что их можно засечь, буду отвечать, что любой механизм, способный засечь фотоны — это просто тот же самый глаз.
tony_keane
30.01.2018 00:24Фотон можно охарактеризовать, например, как безмассовую частицу с нулевым электрическим зарядом, которая имеет начало — некоторый момент возникновения (т.е. источник) и конец — момент гибели (т.е. приемник — глаз), а также движется от источника к глазу с определенной скоростью. Так что логика получается уже не та же.
В отношении времени дать подобные характеристики в рамках существующих теорий и даже за этими рамками не удается, кроме как принимать, что это физическая величина измеряемая в секундах.
Cryvage
29.01.2018 17:49О чем вообще статья? Относительность одновременности, не значит что в одну реку можно войти дважды. Река существует не только «сейчас». Она существует «здесь и сейчас». В первый раз ты можешь войти в реку «здесь и сейчас». Второй же раз может быть либо «здесь», но уже не «сейчас», либо «сейчас», но уже не «здесь».
ntfs1984
29.01.2018 19:06Времени действительно не существует. Существуют процессы.
Да и ОТО говорит о том, что изменяется восприятие, а не время.
Период полураспада цезия-133 = 5 суток. Если взять два куска цезия, один оставить на земле, второй запустить ракетой со скоростью выше световой — период полураспада уменьшится? Нет не уменьшится.
ОТО мало прочитать, ее надо еще и понимать.
Kalobok
29.01.2018 19:42Во-первых, для разговоров про скорость достаточно СТО. ОТО — это уже больше про гравитацию.
Во-вторых, СТО говорит о том, что изменяется именно время.
В-третьих, разогнать кусок цезия до сверхсветовой скорости не получится. Но достаточно и досветовой.
В-четвертых, про два куска цезия — да период зависит от скорости и наблюдателя. Читать, например, про самолетный эксперимент.
Ну и с одним соглашусь: чтобы рассуждать о чем-то, стоит это сначала понять.
Fracta1L
30.01.2018 00:24Говорить, что существует только «сейчас», это всё равно что утверждать, будто существует только «здесь».
Я не пойму, почему некоторые упорно считают время чем-то искусственным/иллюзорным, когда СТО чётко описывает время равноправным пространству?niknamezanat
30.01.2018 08:30Может быть потому, что то время, которое равноправно пространству, отвечает лишь за искривление этого пространства, но не отвечает за определения типа «сейчас, „вчера“, „завтра“. Т.е. это совершенно разные понятия времени: первое за относительность по отношению к разным СО, второе за абсолютность направления течения времени, ведь даже в разных СО оно может идти только вперед, но никогда вспять ( „стрела времени“)?
Fracta1L
30.01.2018 09:01Время не отвечает за искривление пространства, они искривляются вместе под действием гравитации. А то, что происходит в СТО, искривлением не является, это просто преобразования координат.
второе за абсолютность направления течения времени, ведь даже в разных СО оно может идти только вперед, но никогда вспять
По-моему, вы приписываете времени то, что к нему не относится (или относится опосредованно). То, что в повседневном смысле называется необратимостью времени, в физическом смысле происходит уровнем выше. Мы не можем вернуть наш 2007 не потому, что на временной оси 2007 год запечатан и защищён от исполнения, а потому что мир (в лице материальных объектов и отношений между ними) поменялся. Но теоретически возможно воссоздать все условия 2007 года, и это будет, в принципе, неотличимо от того 2007 года, что был 11 лет назад. Нет ничего невозможного в том, чтобы вернуть планету и в каменный век. С точки зрения Вселенной, это неважно.niknamezanat
30.01.2018 10:37Соглашусь, что искривления и преобразования не одно и тоже, но не в этом суть.
А вот каким образом вы вот чисто теоритически сможете восстановить 2007 год мне не понятно. Мы сейчас даже померить-то толком ничего не можем (неопределённость Гейзенберга), не то что вернуть в спять (хотя бы расчетно по текущему состоянию) какой-то процесс. Собственно, также как и будущие состояния, мы можем их лишь «дождаться» и увидеть результат, который по сути случайный.
Ну и да, изречение «В одну реку невозможно зайти дважды» я понимаю именно в русле второго начала термодинамики. Вы никогда уже не попадёте в 2007 в условиях замкнутой системы, взятой в размере Вселенной ( а не Земли, как хотелось бы). А вот считая что можно, приходиться исходить из того, что время иллюзорно\искусственноFracta1L
30.01.2018 13:31А вот каким образом вы вот чисто теоритически сможете восстановить 2007 год мне не понятно
Откатываем всё существующее на планете к состоянию 2007 года и стираем людям память о всём, что происходило после 2007 года)) Да, это не вернёт нам молодость, но если подумать, то сама идея «настоящего возвращения» в прошлое парадоксальна: мы либо попадаем в прошлое в своём нынешнем физиологическом состоянии (т.е. будучи повзрослевшими и с памятью о будущем) — что уже нельзя назвать «настоящим возвращением», либо оказываемся в том состоянии, что было у нас в 2007 году, и не помним ничего из жизни после 2007 года — но в таком случае, как мы сможем понять, что попали в прошлое из будущего, а не как все нормальные люди?))
А вот считая что можно, приходиться исходить из того, что время иллюзорно\искусственно
Не время, а термодинамический закон нарастания энтропии.
niknamezanat
30.01.2018 14:02Откатываем всё существующее на планете
.
А звезды и галактики, которые видны с планеты, как откатите?
Не время, а термодинамический закон нарастания энтропии
Я уже объяснял, что время это не только то, которое «пространство-время», но ещё и «стрела времени». В бытом плане всегда имеется в виду именно «стрела времени», и если вместо такого термина времени вам удобнее использовать «термодинамический закон нарастания энтропии», то воля ваша.
Кстати, сколько пространство-времени между Москвой и Питером, не подскажите?Fracta1L
30.01.2018 15:02А звезды и галактики, которые видны с планеты, как откатите?
Разве между видимым небосводом 2018 года и таковым 2007 года есть какая-то заметная разница?
но ещё и «стрела времени»
Я про то и говорю, что ко времени, как таковому, это понятие не имеет отношения.
Кстати, сколько пространство-времени между Москвой и Питером, не подскажите?
0,0023 световой секунды
nvksv
30.01.2018 18:07Разве между видимым небосводом 2018 года и таковым 2007 года есть какая-то заметная разница?
Даже если не учитывать планеты, разницаесть
kauri_39
30.01.2018 22:14"В канонической квантовой механике используется более ранний подход ко времени как к внешнему параметру, на который Вселенная не влияет. Но мы знаем, что время нельзя рассматривать таким способом, поскольку ОТО говорит нам, что на время влияет гравитация — а квантовая физика этого не объясняет."
Странно мне слышать о такой беспомощности квантовой физики в объяснении времени и влияния на него гравитации. Знаний у неё для этого вполне достаточно. Давайте разберёмся.
Что такое замедление хода времени в гравполе? Что, в частности, замедляется в атомных часах на поверхности Земли и ускоряется на земной орбите? Там и там меняется частота фотонов, излучаемых атомами цезия при переходе его электронов с уровня на уровень. На Земле она составляет 9 192 631 770 Гц, а на орбите — 9 192 631 775 Гц. Частота/энергия фотонов — вполне квантовое явление, и влияние на него гравполя очевидно.
Далее, что такое гравполе с точки зрения КТП? В первую очередь, это пространство, которое имеет несколько иные свойства вокруг массивных тел по сравнению с пространством вдали от тел. Оно характеризуется плотностью энергии вакуума (среды, эфира), и вот эта квантовая характеристика меняется в зависимости от близости к материи. Зная, что вокруг массивных тел геометрия пространства становится римановой, легко понять, что плотность среды там снижается. Поэтому естественно, что в вакууме с меньшей плотностью энергии — в гравполе — фотоны могут позволить себе быть менее энергичными, иметь меньшую частоту.
Теперь можно понять, какое отношение имеет плотность энергии вакуума к общему ходу времени в нашей Вселенной. Известно, что вселенский объём вакуума расширяется, но в нём действует космологическая постоянная, очень большая по значению, согласно КТП. Однако она всё же не постоянна. Следует допустить, что энергетическая плотность вакуума плавно снижается, поскольку об этом косвенно свидетельствует рост энтропии — переход энергии от горячих частиц и тел к холодным.
В среде с падающей плотностью не только фотоны снижают свою частоту/энергию, как фотоны в гравполе, но и другие частицы. Только последние делают это путём излучения фотонов. Благодаря этому, например, остывают ядра атомов, что позволяет им обретать электроны и в дальнейшем объединяться в молекулы. То есть следствием снижения плотности среды является не только энтропия (фотон от ранее горячей частицы поглотится ранее холодной частицей, и их температура сравняется), но и антиэнтропия — эволюция материи.
Вот это снижение плотности вселенского вакуума и есть ход времени. Для нас абсолютно настоящее время — это миг с неизменным значением плотности. В прошлом оно было больше, в будущем — будет меньше. И так до тех пор, пока Вселенная продолжит свободно и с ускорением расширяться в чуть менее плотной внешней среде. Пока расширение её собственной среды (эфира, вакуума) не остановит встречное расширение соседних вселенных. Что может произойти в любое время, хоть завтра. И вот тогда "времени уже не будет" (Откр.10:6).
Тогда энергетическая плотность вакуума станет расти, разворачивая вектор энтропии в обратном направлении. Частицам будет "энергетически выгодно" оставаться в горячем, возбуждённом состоянии, пусть даже однажды оно приведёт к их распаду. Люди станут решать новые проблемы старыми способами, и цивилизации распадутся. Эволюционное преимущество получат более простые организмы, с примитивным геномом. В итоге жизнь в нашей Вселенной иссякнет, причём до того, как раздувающееся Солнце испепелит Землю.
Но есть и оптимистический вариант развития событий. На него указывает общий закон эволюции материи — в моей последней публикации.Fracta1L
31.01.2018 18:34Так что получается, гравитация это следствие давления энергетически более плотного вакуума в сторону менее плотного?
IgorKolpakov
«Река, как уверяет нас философ, стоит на месте, убегая вдаль»… )
untilx
Скорее нет никакой реки. Она существует в n-мерном гиперпространстве, а мы ощущаем только её проекцию на 3D.