211service.com
Szczególna teoria względności i ciekawa fizyka chronologii
Szczególna teoria względności zmieniła sposób, w jaki myślimy o czasie i kolejności zdarzeń. Einstein wykazał, że dwa zdarzenia mogą wydawać się równoczesne jednemu obserwatorowi, a drugiemu nie. W rzeczywistości możliwe jest ustawienie dwóch oddzielonych przestrzennie wydarzeń w dowolnej kolejności, wybierając wyświetlanie ich z różnych ram odniesienia .
Ale co z trzema lub więcej wydarzeniami? Czy wszystkie możliwe porządki czasowe występują w takiej czy innej ramce? Jeśli nie, jakie są ograniczenia? zapytaj Alfreda Shapere'a z University of Kentucky w Lexington i Franka Wilczka z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge. Dziś dają nam odpowiedź.
Ich rozumowanie okazuje się proste. Biorąc pod uwagę trzy zdarzenia – A, B i C – możliwych jest sześć możliwych porządków. Zdarzenia te zachodzą we wszechświecie o trzech wymiarach przestrzeni i jednym czasie. W tym czterowymiarowym świecie zawsze można te wydarzenia połączyć trójkątem leżącym na dwuwymiarowej płaszczyźnie.
Shapere i Wilczek pokazują, że jeśli płaszczyzna tego trójkąta jest całkowicie przestrzenna – innymi słowy, jeśli jest prostopadła do wymiaru czasu – to istnieje układ odniesienia, w którym zdarzenia są równoczesne i małe przekształcenia mogą wytworzyć wszystkie sześć porządków .
Ale jeśli samolot jest w jakikolwiek sposób podobny do czasu, to pewne zamówienia stają się niemożliwe.
Następnie uogólniają ten wynik na dowolną liczbę zdarzeń w dowolnej liczbie wymiarów, zarówno dla czasoprzestrzeni płaskich, jak i zakrzywionych.
I z ostatnim rozmachem pokazują, jak wykonać tę samą sztuczkę wstecz: ustalają właściwości czasoprzestrzeni, biorąc pod uwagę naturę chronologii, na którą pozwala.
To może mieć ciekawe implikacje. Chronologia wydarzeń odgrywa ważną rolę w mechanice kwantowej. Na przykład wyobraźmy sobie trzy przestrzennie oddzielone zdarzenia A, B i C. Jeden obserwator może opisać te zdarzenia za pomocą funkcji falowej, w której A poprzedza B. W takim przypadku pomiar w A załamuje funkcję falową dostępną dla B.
Jednak inny obserwator może opisać zdarzenia za pomocą funkcji falowej, w której B poprzedza A. W tym przypadku pomiar w B załamuje funkcję falową dostępną dla A.
Nie myśl, że chronologia wydarzeń jest tak ograniczona, że A nigdy nie może poprzedzać zarówno B, jak i C.
Następnie mamy osobliwą sytuację, że pomiar w A może spowodować załamanie w B lub C, w różnych klatkach, ale nigdy w obu, powiedzmy Shapere i Wilczek.
To nie jest paradoks, ale jest dziwnie sztuczne. Wyraźnie widać pewne braki w logice, której fizycy używają do myślenia o mechanice kwantowej w ten sposób.
Shapere i Wilczek twierdzą, że opracowali to nowe podejście do chronologii specjalnie w celu wyjaśnienia logiki mechaniki kwantowej. Mówią, że planujemy dalej rozwijać implikacje warunków chronologicznych dla logiki teorii kwantowej w przyszłych pracach.
Wykorzystanie chronologii szczególnej teorii względności jako poligonu dla logiki mechaniki kwantowej może prowadzić do interesujących wyników. Najbardziej ekscytujący byłby jakiś konflikt między dwiema teoriami, które dają różne przewidywania. To pozwoliłoby na test eksperymentalny.
Oczywiście istnieje już pewnego rodzaju konflikt między szczególną teorią względności a mechaniką kwantową w postaci splątania, dziwnego zjawiska kwantowego, w którym dwa ciała mają tę samą funkcję falową, mimo że są oddzielone przestrzennie.
Fundamentalna natura uwikłania jest jedną z wielkich tajemnic nauki. Być może pomoże nowe chronologiczne podejście Shapere'a i Wilczka.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1208.3841 : Ograniczenia chronologii