El concepto de tiempo como una forma de medir la duración de los eventos no sólo es profundamente intuitiva, sino que también desempeña un papel importante en nuestra descripción matemática de sistemas físicos. Por ejemplo, podemos definir la velocidad de un objeto en su desplazamiento mediante un tiempo determinado. Sin embargo, algunos investigadores teorizan que esta idea newtoniana del tiempo como una cantidad absoluta que fluye por sí mismo, junto con la idea de que el tiempo es la cuarta dimensión del espacio-tiempo, son incorrectas. Proponen sustituir estos conceptos de tiempo con el fin de que corresponde con mayor precisión con el mundo físico: el tiempo como una medida de orden numérico de cambios.
Amrit Sorli, Davide Fiscatelli y Klinar Dusan del Centro de Investigaciones Científicas Bistra en Ptuj, Eslovenia, han descrito con más detalle lo que esto significa.
Para comenzar, esta nueva idea, explica lo que normalmente se identifica como tiempo, una cantidad física absoluta que juega el papel de la variable independiente (tiempo, t , es a menudo el x -eje en los gráficos que muestran la evolución de un sistema físico). Pero, como señalan, nunca mide realmente t . Lo que se mide la frecuencia, velocidad, etc dle objeto. En otras palabras, lo que experimentalmente existe es el movimiento de un objeto y el tic-tac del reloj, y comparamos el movimiento del objeto con la aguja del reloj para medir la frecuencia, velocidad, etc del objeto. Por sí mismo, t sólo tiene un valor matemático, y no tiene una existencia física primaria.
Este punto de vista no significa que el tiempo no exista, pero el tiempo tiene más que ver con el espacio que con la idea de un tiempo absoluto. Así, mientras que el espacio-tiempo por lo general se considera que consta de tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal, el nuevo punto de vista de los investigadores sugiere que es más correcto imaginar el espacio-tiempo de cuatro dimensiones espaciales. En otras palabras, como se suele decir, el universo es “atemporal”.
“El Espacio de Minkowski no es 3D + T= 4D”, escriben los científicos en su trabajo más reciente. “El punto de vista que considera el tiempo como una entidad física en que se produzcan cambios sustanciales es aquí reemplazado por una visión más conveniente de momento, sólo el orden numérico de los cambios. Esta visión se corresponde mejor con el mundo físico y tiene más poder explicativo para describir los fenómenos físicos inmediatos. Gravedad, interacción electrostática o transferencia de información EPR son fenómenos físicos efectuados directamente en el espacio en el que ocurren los fenómenos físicos “
Como los científicos agregaron, las raíces de esta idea surgen del propio Einstein.
“El tiempo no tiene existencia independiente aparte del orden de los acontecimientos que podamos medir. El tiempo es exactamente el orden de los acontecimientos: esta es mi conclusión.” En el futuro, los científicos planean investigar la posibilidad de que el espacio cuántico posea tres dimensiones espaciales, como Sorli explicó.
“La idea del tiempo como la cuarta dimensión del espacio no trajo grandes avances en la física y está en contradicción con el formalismo de la relatividad especial”, dijo. “Estamos desarrollando un formalismo cuántico del espacio en 3D basado en el trabajo de Planck. Parece que el universo es tridimensional a partir de lo macro hacia el nivel micro al volumen de Planck, que por formalismo es tridimensional. En este espacio 3D no hay “contracción de longitud,” no hay “dilatación del tiempo.” Lo que realmente sucede es que la velocidad de cambio de material es “relativa” en el sentido de Einstein. “
Los investigadores dan un ejemplo de este concepto de tiempo imaginando un fotón que se mueva entre dos puntos en el espacio. La distancia entre estos dos puntos se compone de distancias de Planck, cada una de ellas es la distancia más pequeña que el fotón se puede mover. (La unidad fundamental de este movimiento es el tiempo de Planck.) Cuando el fotón se mueve una distancia de Planck, se mueve exclusivamente en el espacio y no en tiempo absoluto, explican los investigadores. El fotón puede considerarse como el movimiento del punto 1 al punto 2, y su posición en el punto 1 es “antes de” su posición en el punto 2 en el sentido de que el número 1 se presenta ante el número 2 en orden numérico. Este orden numérico no es equivalente al orden temporal, es decir, el número 1 no existe antes de que el número 2 en tiempo, sólo numéricamente.
Como explican los investigadores, sin necesidad de utilizar el tiempo como una cuarta dimensión del espacio-tiempo, el mundo físico puede ser descrito con más precisión. Como el físico Enrico Prati señaló en un reciente estudio, la dinámica de Hamilton (ecuaciones de mecánica clásica) es robusta bien definidos sin el concepto de tiempo absoluto. Otros científicos han señalado que el modelo matemático de espacio-tiempo no se corresponde con la realidad física, y proponer que un eterno “espacio de estado” proporciona un marco más preciso.
Los científicos también investigaron la falsabilidad de las dos nociones de tiempo. El concepto del tiempo como cuarta dimensión del espacio -como una entidad física fundamental en la que un experimento se produce- puede ser falsificada por un experimento en el que el tiempo no exista, según los científicos. Un ejemplo de un experimento en el que el tiempo no está presente como una entidad fundamental es el experimento de Coulomb, matemáticamente, este experimento se lleva a cabo sólo en el espacio. Por otra parte, en el concepto de tiempo como un orden numérico de los cambios que tienen lugar en el espacio, el espacio es la entidad fundamental física en la que un experimento dado se produce. Aunque no se conoce todavía como este concepto puede ser falsificado por un experimento en el que el tiempo (medido por relojes) no sea el orden numérico de cambio material.
“La teoría de Newton sobre el tiempo absoluto no es demostrable, no se puede probar o refutar, se tiene que creer en ello”, dijo Sorli. ”La teoría del tiempo como cuarta dimensión del espacio es demostrable, y en nuestro último artículo probamos que hay fuertes indicios de que podría estar equivocada. Sobre la base de datos experimentales, el tiempo es lo que medimos con relojes: los relojes miden el orden numérico de cambio material, es decir, el movimiento en el espacio “.
Además de proporcionar una descripción más precisa de la naturaleza de la realidad física, el concepto de tiempo como un orden numérico de cambio también puede resolver la paradoja de Zenón de Aquiles y la Tortuga. En esta paradoja, el veloz Aquiles da a la tortuga una ventaja en una carrera. Pero a pesar de que Aquiles puede correr diez veces más rápido que la tortuga, nunca puede superar la tortuga, ya que, por cada unidad de distancia que Aquiles corre, la tortuga también tiene 10.01 de esta distancia. Así que cuando Aquiles llega a un punto donde la tortuga ha estado, la tortuga también se ha movido un poco hacia adelante. Aunque la conclusión de que Aquiles nunca podrá superar la Tortuga es obviamente falsa, hay muchas explicaciones diferentes propuestas de por qué el argumento es erróneo.
Aquí, los investigadores explican que la paradoja se puede resolver mediante la redefinición de la velocidad, por lo que la velocidad de ambos corredores se deriva del orden numérico de su movimiento, en lugar de su desplazamiento y dirección en el tiempo. Desde esta perspectiva, Aquiles y la tortuga se mueven a través de un espacio único, y Aquiles puede superar a la Tortuga en el espacio, aunque no en tiempo absoluto.
Los investigadores también examinaron brevemente cómo esta nueva visión del tiempo se adapta a la forma en que intuitivamente lo percibimos. Muchos estudios neurológicos han confirmado que tenemos un sentido del pasado, presente y futuro. Esta evidencia ha llevado a la propuesta de que el cerebro representa el tiempo con un ”reloj” interior. Sin embargo, algunos estudios recientes han desafiado este punto de vista tradicional, y sugieren que el cerebro representa el tiempo de una manera espacialmente distribuida, mediante la detección de la activación de diferentes poblaciones neuronales. A pesar de que percibamos los acontecimientos que se produzcan en el futuro, pasado o presente, estos conceptos sólo pueden ser parte de un marco psicológico en el que experimentamos cambios materiales en el espacio.
Finalmente, los investigadores explican que este punto de vista del tiempo no parece alentador para los viajeros del tiempo.
“En nuestra opinión, el viaje en el tiempo, ya sea hacia el pasado o el futuro no es posible”, dijo Sorli. “Uno puede viajar en un espacio único, y el tiempo es un orden numérico de su movimiento. “
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Autor: Lysa Zyga
Enlace original: Scientists suggest spacetime has not time dimension