Base física para la flecha del tiempo.

Si las leyes de la física son simétricas en el tiempo, ¿el movimiento hacia adelante y hacia atrás en el tiempo solo se define en términos de aumento o disminución de la entropía (la baja entropía es el pasado y la alta entropía es el futuro)? Si es así, ¿revertir un proceso en particular (el huevo roto se vuelve a armar) cuenta como revertir su tiempo? Si no, ¿qué constituye un movimiento hacia atrás/adelante en el tiempo?

Respuestas (3)

El modelo estándar no es simétrico bajo inversión de tiempo. En particular, las interacciones débiles violan esto (a menudo se denomina violación de CP, pero esto es equivalente a la invariancia de CPT). Este descubrimiento fue galardonado con el premio Nobel de física de 1980.

Sin embargo, esta no es la razón por la que hay una flecha macroscópica del tiempo.
@JKusin Esto es romper la inversión del tiempo en un nivel fundamental. Su argumento sobre su equivalencia a la ruptura de CP que de alguna manera invalida este hecho no tiene sentido. Tampoco repetiré una afirmación vaga sobre la entropía cuando, para cualquier sistema hamiltoniano cerrado, la entropía es una cantidad conservada, como se desprende del teorema de Liouville.
"La violación de la inversión del tiempo no está relacionada con la segunda ley de la termodinámica, porque debido a la conservación de la simetría CPT, el efecto de la inversión del tiempo es cambiar el nombre de las partículas como antipartículas y viceversa. Por lo tanto, se cree que la segunda ley de la termodinámica se origina en la condiciones iniciales en el universo". Eso establece claramente que la fuerza débil no es la razón de la "base física de la flecha del tiempo". en.wikipedia.org/wiki/T-symmetry Debe observar las condiciones iniciales, es decir, Big Bang para obtener la segunda ley de las leyes totalmente simétricas (CPT)
@JKusin Puede citar wikipedia todo lo que quiera, no hace que esta afirmación sea más sensata. La inversión del tiempo está rota. El hecho de que esto sea equivalente a la ruptura de alguna otra simetría es irrelevante.
Bien, entonces lea este link.springer.com/article/10.1007/s10838-016-9342-z La asimetría temporal de cualquier ley física no es una condición suficiente para la flecha del tiempo.
@JKusin Eché un vistazo y encontré que la afirmación de que el tiempo tiene un significado independiente de los procesos dinámicos es muy deficiente. Mantengo mi postura.
¿Dónde se afirma eso? El tiempo es cambio, como dice Julian Barour, y no tiene sentido sin procesos/leyes dinámicos, estoy de acuerdo. El documento dice que la segunda ley, no el tiempo, no puede surgir de las leyes dinámicas (simétricas de CPT) por sí mismas.

La flecha macroscópica surge debido a dos cosas esencialmente.

(1) "El consenso actual depende de la identificación de Boltzmann-Shannon del logaritmo del volumen del espacio de fase con el negativo de la información de Shannon y, por lo tanto, de la entropía. En esta noción, un estado inicial fijo de un sistema macroscópico corresponde a una entropía relativamente baja porque las coordenadas de las moléculas del cuerpo están restringidas. A medida que el sistema evoluciona en presencia de disipación, las coordenadas moleculares pueden moverse en volúmenes más grandes de espacio de fase, volviéndose más inciertos y, por lo tanto, aumentando la entropía".

+

(2) "La violación de la inversión del tiempo no está relacionada con la segunda ley de la termodinámica, porque debido a la conservación de la simetría CPT, el efecto de la inversión del tiempo es cambiar el nombre de las partículas como antipartículas y viceversa. Por lo tanto, se cree que la segunda ley de la termodinámica se originan en las condiciones iniciales del universo".

Las leyes de la física SON completamente simétricas en el tiempo a través del teorema CPT. Una sola flecha surge/emerge de leyes simétricas porque hipotetizamos una condición inicial de muy baja entropía (2) para un sistema macroscópico (1).

El sistema macroscópico en cuestión es el medio ambiente/universo, y su entropía siempre aumenta o se mantiene igual con (1) + (2). Un subsistema puede reducir su entropía, pero no lo llamaría retroceder en el tiempo, aunque esa no es una noción totalmente incorrecta debido a cómo equiparamos el avance en el tiempo con un aumento en la entropía del medio ambiente.

Ambas citas de aquí: https://en.wikipedia.org/wiki/T-symmetry

Si las leyes de la física son simétricas en el tiempo

Hay muchas pruebas para verificar si la ley física no se rompe bajo algunas operaciones de simetría, que incluyen, entre otras:

  • Traducción en el espacio
  • Traducción en el tiempo
  • Rotación a través de un ángulo fijo
  • Velocidad uniforme en línea recta (transformación de Lorentz)
  • inversión del tiempo
  • reflejo del espacio
  • Intercambio de átomos idénticos o partículas idénticas
  • Fase mecánica cuántica
  • Materia-antimateria (conjugación de carga)

El crédito va a las conferencias de Feynman . Por lo tanto, la ley física no necesariamente tiene que ser simétrica en el tiempo (pero generalmente lo es). A veces se puede romper la simetría temporal y/u otras, depende de la ley exacta. Por ejemplo, la simetría de conjugación de carga debe romperse para algunas leyes, porque ahora vivimos en un universo dominado principalmente por materia. Las cantidades de antimateria son minúsculas. Pero al principio del universo todas las leyes eran C-simétricas, porque estas cantidades de materia/antimateria eran más o menos iguales.

¿Revertir un proceso en particular (el huevo roto se vuelve a armar) cuenta como revertir su tiempo?

Básicamente, sí . Hacer que una entropía disminuya constantemente para algún proceso, significa una flecha de tiempo invertida para ese proceso. La forma más fácil de visualizar esto es ver la película al revés. En el modo de vista de película hacia atrás, se invierte exactamente la flecha de tiempo de una escena.

Base física para la flecha del tiempo.
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