@DisasterlyDisco planteó algunos puntos muy buenos con respecto a la dimensionalidad del espacio-tiempo y @AdrianColomitchi también señala problemas fundamentales con la presentación. Con respecto a esto, me gustaría elaborar mientras brindo una idea de cómo usar correctamente la terminología de la mecánica cuántica.

Introducción

En física, palabras como "estado", "dimensión" y "cuántico" tienen significados matemáticos muy específicos. Por lo tanto, un sistema basado en estos conceptos utilizados incorrectamente, para el oído entrenado, no sonará coherente y, por lo tanto, no será realista.

En mecánica cuántica, un "estado" se refiere a una formación matemática conocida como función de onda. La función de onda contiene información sobre la probabilidad de que ese sistema tenga un número cuántico particular. Estos números cuánticos corresponden a cosas llamadas observables, que podemos medir.

Ahora, todo esto es muy abstracto (la mecánica cuántica es notoria por esto), así que aquí hay un ejemplo que, con suerte, aclarará cómo usar la terminología.

Un ejemplo básico: demostración de cómo aplicar los principios cuánticos

Imagina que solo tienes una partícula: si esto fuera mecánica clásica, es fácil, puedes describir todo sobre esta física de la partícula con algunas cantidades: dónde está en: (x, y, z, t), su momento ($p_x$,$p_y$,$p_z$) y su energía total: H = T+V, donde T es la energía cinética que se puede obtener de su masa y momento, y V son los potenciales bajo la influencia de la partícula. Si bien esto parece complicado, una vez que conoce todas estas cantidades, sabe todo lo que hay sobre la partícula; además, una vez que sabe estas cosas, puede predecir exactamente cómo se moverá la partícula: su velocidad y su aceleración.

Esto no es cierto para las partículas cuánticas, lo que significa que deben describirse con función de onda. Veamos un ejemplo realmente simple:

Considere solo una partícula cuántica que no está bajo la influencia de ningún potencial. Lo describiríamos con una función de onda, para simplificarlo realmente, restrinjamos su movimiento a una dimensión (el eje x):

$|\Psi \rangle$

Entonces, ¿qué está haciendo esta partícula? La respuesta, no la sabemos, pero podemos hacer una conjetura educada. Para empezar, la partícula podría estar propagándose (o moviéndose) en la dirección +x o en la dirección -x, por lo que decimos que su función de onda total es la superposición de estos dos "estados":

$|\Psi \rangle = |\phi\rangle_+ + |\phi\rangle_-$

Ahora, esto no tiene el significado (que desafortunadamente es la forma más pop-sci de hablar de esto) de que la partícula se está moviendo en las direcciones +x y -x, lo que esto significa es que la partícula tiene probabilidades de moverse en cada una de las direcciones +x y -x, y no podemos estar seguros hasta que medimos la partícula.

Así que tenemos la función de onda, pero ¿dónde está la partícula? Todavía no tengo la coordenada del hacha. ¿Como lo consigo? La respuesta es que está enterrado en la función de onda. Entonces, para sacarlo de la función de onda, aplica el operador de posición y realiza lo que se llama el "producto interno" durante un intervalo [$x_a$,$x_b$]:

$\langle \Psi|X\Psi \rangle$

Ahora sé la probabilidad de que la partícula esté entre$x_a$y$x_b$. Pero todavía no sé dónde está. Eso es porque eso es lo mejor que podemos conseguir con la mecánica cuántica.

Pero ¿qué pasa con su impulso, la respuesta es lo mismo:

$\langle \Psi|P\Psi \rangle$

No se preocupe por las matemáticas de cómo hacer estos cálculos. Eso requeriría tomar un curso de nivel universitario en mecánica cuántica y, afortunadamente, no es necesario para entender cómo funciona esto.

Entonces, si no podemos conocer la energía aquí, ¿cómo podemos hablar de energía en la mecánica cuántica si solo podemos obtener probabilidades?

La respuesta a eso es el misterio de los números cuánticos: tanto en los sistemas cuánticos como en los clásicos, las partículas pueden estar en cualquier parte. Pero en los sistemas cuánticos, a diferencia de los sistemas clásicos, no pueden tener cualquier valor de energía 'ol' sino que deben contener unidades específicas de energía que pueden aumentar/disminuir en niveles discretos.

Una vez más, sin embargo, no podemos saber con certeza el valor exacto de las partículas, sino solo hasta que lo "medimos". La medición no tiene que involucrar un instrumento científico, simplemente se refiere a una interacción que sufre la partícula que colapsa la función de onda, y se pueden observar los valores "reales".

Ahora bien, si estaba interesado en las matemáticas, es posible que haya notado algo un poco extraño aquí; Dije que al tomar el producto interno de la función de onda, cuando se aplica un operador observable, se obtiene una probabilidad para el observable. Pero en nuestro ejemplo anterior, el producto interno de la función de onda se vería así:

$\langle \Psi | \Psi \rangle$

que se expandiría a esto:

$(\langle\phi|_+ + \langle\phi|_- ) (|\phi\rangle_+ + |\phi\rangle_-\rangle)$

y expandiendo completamente:

$_+ \langle\phi|\phi\rangle_+ \ + \ _+ \langle\phi|\phi\rangle_- \ + \ _- \langle\phi||\phi\rangle_+ \ + \ _- \langle\phi|\phi\rangle_-$

UH oh...

Nuestras matemáticas solo funcionan si, bajo la implicación de que los estados son ortogonales$\ _+ \langle\phi|\phi\rangle_- \ = \ _- \langle\phi|\phi\rangle_+ = 0$

Pero +x y -x claramente no son ortogonales, lo que da.

Esto se debe a que los estados de la partícula que se mueve en estas direcciones son ortogonales, no las direcciones reales en sí mismas.

Cómo se aplica esto a la pregunta

¿Cómo responde esto a tu pregunta? Vamos pieza por pieza:

He reunido tres dimensiones de tiempo y uso estados de tiempo cuánticos para que el tiempo no se difumine.

Usando el ejemplo como referencia, los estados cuánticos se refieren a funciones de onda y no a dimensiones físicas como x, y, z. Si bien las funciones de onda incorporan la dimensionalidad física en su construcción para estar seguros, solo se aplican a las partículas cuánticas mismas. Como se muestra en el ejemplo, la mecánica cuántica no implica que los estados individuales se mezclen hasta que se observen, sino que sirven para proporcionar probabilidades con respecto a los valores reales de los observables, como la posición y los momentos.

No hablaríamos de un "estado de tiempo" cuántico, al igual que no hay estados de posición cuántica o estado de energía cuántica. Hay un estado cuántico, que puede ser una superposición de estados cuánticos individuales matemáticamente "ortogonales".

El universo entero se trata como un objeto temporal, por lo que el hecho de que se haga más ancho o más grueso no viola la conservación.

Hay alrededor de 16 leyes de conservación de las cuales 6 son siempre verdaderas. Si se rompe una ley de conservación, decimos que existen condiciones para que se viole la ley y nos referimos a esto como ruptura de simetría. Entonces, ¿qué es un "objeto de tiempo"? ¿Y qué leyes de conservación impiden que el universo se rompa siendo un "objeto del tiempo"?

Mi entendimiento dice que esto debería funcionar y no violar la física teórica actual generalmente entendida [con respecto a las tres dimensiones del tiempo]

El uso de la palabra dimensión aquí no es consistente con la definición matemática. La definición matemática de referencia de dimensión al elemento más básico requerido para definir un solo punto dentro de un espacio matemático. Tus tres "dimensiones" son en realidad tres restricciones sobre cómo funciona el tiempo en tu historia, examinemos cada una de ellas:

Causalidad: La primera dimensión del tiempo es la causalidad. La causa sigue al efecto en una "línea de tiempo" clásica. No puedes modificar tu propia línea de tiempo. Cada momento de tiempo representa un estado de tiempo cuántico y un hilo de tiempo separado.

Estoy de acuerdo en que para formar un sistema lógico, no se puede violar la causalidad. No permitir que tus personajes alteren su propia línea de tiempo sería una buena manera de evitar paradojas causales. Sin embargo, la última oración realmente no tiene sentido en lo que respecta al uso del lenguaje de la física. Véase más arriba sobre el significado de "estado cuántico". Para ilustrar, un momento de tiempo sería una formación sin sentido para un estado cuántico, equivalente a decir "los estados cuánticos de x = 3".

Sincronicidad: La segunda dimensión es la sincronicidad. Todos los puntos están compensados ​​por un momento de tiempo, por lo que todos los puntos de tiempo ocurren simultáneamente en cadenas de tiempo cuántico separadas. Puedes "viajar" a tu infancia y cambiar cosas, pero los cambios solo afectan ese estado de tiempo, así que cuando vas a casa tu universo sigue siendo el mismo.

¿Un "momento de tiempo" como medida por quién? Todo el tiempo es relativo a marcos de referencia específicos en nuestro propio universo. Esto no significa que el tiempo no obedezca ciertas reglas, ciertamente las cumple, pero estas reglas permiten diferentes marcos de referencia para medir intervalos de tiempo de manera diferente entre sí.

¿Qué es una "cadena de tiempo cuántico separada"? ¿Es esta una forma elegante de referirse a un universo dentro del multiverso? Si es así, ¿cómo están conectados estos múltiples versos? Busque las opciones de Brian Green sobre cómo pueden existir los multiversos si está interesado en cómo construir un multiverso que no viole las leyes conocidas de la física.

Probabilidad: esta es mi dimensión menos elaborada y la menos crítica para la trama. Todos los posibles eventos cuánticos observados ocurren, y cuanto más se observan, más denso se vuelve el universo observado.

¿Qué es el universo observado? Esta es una forma de decir multiverso, o hablar del universo observado literal, que IRL consiste en todas las estrellas y galaxias que podemos ver desde la tierra. ¿Significa esto que el universo real de alguna manera obtiene nuevos universos agregados a él? De las descripciones anteriores parece que quieres multiverso.

¿El significado es que todos los eventos cuánticos posibles ocurren, pero no en el mismo universo, sino que se extienden por todo el multiverso? Si es así, entonces consideraría las implicaciones de esto. Por ejemplo, si la probabilidad de un número cuántico, determinada por un estado cuántico que consiste en una base de dos estados, es 0,3 para el estado A, frente a 0,7 para el estado B, ¿significa esto que en un universo el estado A es el estado real? y por otro que el estado B es el estado real (dos en total). O, ¿significa esto que hay siete universos con el estado B, y solo tres para los cuales el estado A es el real?

Recuerde también que los estados cuánticos son muy distintos de las decisiones humanas (cuya física se desconoce actualmente). Los trofeos comunes pueden referirse a momentos monumentales y cruciales de la historia: por ejemplo, un presidente que ordena un ataque nuclear. En un universo, la huelga se cancela en el último momento y el mundo del mañana aparece unos años más tarde, en otro universo, el planeta se encuentra en las profundidades de un invierno nuclear con la vida humana al borde de la extinción. Si bien suena bien, incluso si la hipótesis del multiverso es correcta, la física cuántica no respalda este tipo de resultados resultantes del colapso de los estados cuánticos.

Otro concepto similar se encuentra en los eventos "aleatorios" que se proyectan como eventos cuánticos. Entonces, por ejemplo, el villano tiene al héroe de rodillas y está listo para vaporizarlo, pero decide ser "misericordioso" y lanzar una moneda para determinar su destino. La moneda cae cara y el héroe vive para pelear otro día, pero la mente maestra malvada se ríe... sabiendo que el héroe ha sido vaporizado en otro universo... Excepto que esto no es del todo correcto. Lanzar una moneda al aire es un evento clásico , que solo parece aleatorio desde el nivel normal de inferencia baysiana y no se decide por el colapso de estados cuánticos. Para explicar completamente esto requeriría una respuesta propia.

El universo en expansión desplaza el espacio-tiempo existente, por lo que no se crea nada, solo se transforma de una realidad pluripotente no fija (caos) a una realidad fija.

¿Cómo se transforma el tiempo-espacio, permitiendo que existan múltiples estados actualizados simultáneamente con la creación de realidades independientes? ¿Y cómo no viola esto el primer punto relativo a la causalidad? ¿Cuál es el mecanismo por el cual la "realidad pluripotente no fijada" se convierte en "realidad fija"? ¿Ocurre esto para cada evento cuántico? Y si es así, ¿cómo se mantienen separadas las otras "cadenas de tiempo"?

Conclusión

Espero que esto haya sido suficiente mecánica cuántica para ayudarlo a comprender la terminología y demostrar cómo se aplican los principios sin atascarse con demasiadas matemáticas.

Según su publicación, es realmente difícil responder a su pregunta de manera sucinta. Esto se debe principalmente a que lo que está describiendo es lo suficientemente grande, amplio y vago como para ser algo flexible. Sin embargo, permítanme tratar de dar mis respuestas y luego continuar con algunas preguntas aclaratorias propias.

En primer lugar, pregunta si su idea viola o no la física, y a eso tendré que responder que no, pero también quizás sí. Lo que estás describiendo, un tiempo-espacio tridimensional (a falta de una palabra mejor, que no se confunda con el espacio-tiempo), no viola ninguna física conocida en la medida en que es lo suficientemente vago como para que no pueda aplicar mi comprensión de la física para desacreditarlo. Sin embargo, hay suficiente que veo algunas áreas que pueden aclararse y desarrollarse mejor, para que podamos llegar al punto en el que podamos aplicarle algo de física. Así que vamos a llegar a eso.

Llaman a esto un tiempo tridimensional, análogo al espacio tridimensional. Hay dos puntos que quiero tocar aquí. Primero, sus tres dimensiones según sus descripciones no parecen abarcar el mismo "espacio". Cada uno de sus ejes en este espacio de tiempo parece describir diferentes efectos y no son intercambiables. Compare esto con el espacio tridimensional clásico donde no podemos discernir realmente las direcciones ya que las tres dimensiones tienen la misma función. De esta manera, las dimensiones, tal como las describe, son cada una mucho más parecidas a lo que es la dimensión del tiempo para las tres dimensiones del espacio en el espacio-tiempo 4d. Tanto el espacio como el tiempo son parte del mismo espacio-tiempo, pero la dimensión del tiempo es discernible de las dimensiones del espacio. Realmente no podemos distinguir la izquierda y la derecha de arriba y abajo, pero el avance y el retroceso en el tiempo son diferentes en algunos aspectos de la izquierda y la derecha. Debido a esto, también llamamos a nuestro espacio-tiempo un espacio-tiempo de 3+1 dimensiones, y de esta manera tu idea me describe como un espacio-causalidad-sincronicidad-probabilidad 3+1+1+1, más que un espacio-tiempo 3+3 . (Esto comienza a conducir por la madriguera del conejo deparidad y simetría temporal , que es interesante si no está relacionado con la relatividad)

Sobre la nota del espacio-tiempo, presentaré mi segundo punto. Usted compara el tiempo en 3D con el espacio en 3D, pero en realidad no toca la comprensión más moderna de nuestro universo de espacio-tiempo en 4D. Sabemos que el espacio y el tiempo son solo facetas del mismo espacio-tiempo y que las transformaciones en uno invariablemente conducen a transformaciones en el otro. Entonces, ¿cómo se ajusta su idea al espacio-tiempo 4d? ¿Cómo reacciona su tiempo a la gravedad y aceleración de cuerpos masivos? Tal como lo describe, su dimensión de causalidad parece ser la más análoga al tiempo moderno y podría calzarse fácilmente como la dimensión del tiempo en el espacio-tiempo, pero ¿qué hay de sus otras dos dimensiones? ¿Cómo reaccionarían? Si su configuración usa el espacio-tiempo 4d como base (y no sé si quiere hacer eso,

Es a partir de los dos puntos anteriores que el "tal vez sí" se deriva de cómo funciona su configuración dentro de estos determinaría si violan o no la física, como usted dice. Tenga en cuenta que el tiempo es una bestia estúpida que no hemos terminado de discutir, y que es una de las razones principales por las que todavía estamos atrapados sin una operación conjunta entre la física de partículas moderna de la relatividad general. Si realmente encuentra algo que agrada a ambos, publique ese bizz con toda prisa. Y si no, entonces no te tires de los pelos.

En cuanto a las paradojas, todavía no puedo ayudarte. Parece que al menos evitas la paradoja del abuelo con tu dimensión de Sincronicidad si lo entiendo correctamente, pero honestamente es difícil encontrar paradojas en el estado de tu descripción. Sin embargo, me encantaría buscarlos si tienes ganas de ampliar tu idea.

Finalmente, tengo curiosidad por saber qué significan sus conceptos "objeto de tiempo" y "estado de tiempo cuántico" con respecto a su configuración. También me gustaría saber más sobre lo que quiere decir acerca de que el tiempo se difumina y por qué eso es un problema.

Esto ha sido un poco divagador, lo siento, pero espero que algo de esto haya sido útil. Es difícil hablar sobre la física del tiempo cuando ese es muy raramente el enfoque de la física. Sin embargo, me encantaría saber más sobre su configuración y espero que divulgue más de sus ideas detrás de su configuración de tiempo en 3D. Me encanta una buena historia de viajes en el tiempo :)

reality-check, ¿eh? No, las "dimensiones de tiempo" que enumeró no pueden ser independientes.

Synchronicity: ... You can "travel" to your childhood and change things, but the changes only affect that time state, so when you go home your universe is still the same

Ese viaje viola la conservación de la materia/energía: los átomos que te componen a ti, el viajero, ya existen en el destino en otras combinaciones.

Si usted, en su "viaje de sincronicidad", no realizó un viaje a lo largo de la dimensión de "causalidad", no tiene forma de hacer que esos átomos existan en el destino.

Si necesita hacer el viaje en la dimensión de "causalidad" (por ejemplo, hacer nuevos átomos en el destino) para visitar la de "sincronicidad", significa que los valores de "tiempo casual" y "tiempo sincrónico" no son independientes, por lo tanto, no pueden ' t actúan como dimensiones separadas.

Si no son posibles los viajes sin mezclar las "dimensiones de tiempo", entonces no hay razones para suponer que existen como tales, no tiene ningún medio para probar la hipótesis.

Adyacencia mal definida

El problema que me llama la atención es el de la adyacencia en las cadenas de causalidad. La forma de describirlo, cada cadena es una línea de tiempo completa de un universo específico. Todos están alineados en un plano, con cadenas adyacentes compensadas por una unidad de tiempo.

El lugar donde surge un conflicto es que si viaja horizontalmente, diga a una línea de tiempo 5 minutos antes de la original y diga rompa un plato. Ahora esa línea de tiempo tiene una placa rota, pero las adyacentes no, así que de repente la línea de tiempo no es diferente solo por una sola unidad de tiempo sino también por una placa rota completa.

Permita que esto suceda varias veces y rápidamente puede haber muy poca correlación entre las cadenas de tiempo, y en su lugar terminará con una teoría de multiverso bastante estándar en lugar de un espacio de tiempo 3D bien definido.

La dimensión de Synchronity es un marco preferido, que no puede existir en la física tal como la conocemos. Además, si hay múltiples dimensiones de tiempo, entonces el universo sería impredecible, a menos que solo hubiera una dimensión espacial, en cuyo caso todo es un taquión.