¿Está el tiempo quieto (congelado) para una sola partícula aislada?

Entiendo que la entropía se llama la flecha del tiempo porque es la única propiedad física que siempre aumenta en un sistema aislado (basado en la segunda ley de la termodinámica).

Por otro lado, la entropía es el grado de desorden de un sistema. Cuando hablamos de orden/desorden, estamos hablando de un grupo de partículas y su estado relativo entre sí.

¿Significa que para una sola partícula que está aislada (lejos en el espacio vacío) el tiempo está quieto? ¿Es racional suponer una partícula en tal estado?

Respuestas (1)

Ciertamente puedes imaginar un Universo así con una sola partícula fría y sin estructura, interactuando con nada y viviendo en un espacio-tiempo eterno e inmutable. Por supuesto, tal Universo no se parece en nada al nuestro. Mi respuesta sería que, dado que nada cambia nunca en este Universo, en realidad no existe una noción operativa del tiempo.

Podemos imaginar que se trata de una partícula cuántica masiva que vive en el espacio de Minkowski; entonces hay al menos una frecuencia asociada a la longitud de onda Compton de la partícula (en su marco de reposo), lo que pondría un reloj físico en el Universo. Pero no habría flecha del tiempo

Tal Universo es tan extraño que limita con no ser la física convencional. Pero puedo ver su valor como un experimento mental como en su pregunta para aclarar que, de hecho, para medir el tiempo debe haber algo que cambie, y para tener una flecha del tiempo debe haber irreversibilidad: en nuestro Universo, esto surge a través de la segunda ley porque la entropía era más baja en el Universo primitivo y (en promedio) aumenta hacia el futuro.

Buena respuesta ! Un universo de una sola partícula tiene un solo estado, por lo que solo tiene un valor de entropía, por lo que se encuentra simultáneamente en su estado de entropía mínima y máxima, es decir, tiene su Big Bang y su Muerte por Calor al mismo "tiempo".
De acuerdo. Pero debe tener cuidado de no darle al OP la impresión de que el tiempo es una consecuencia de "la flecha del tiempo" (por lo que parece querer decir el segundo principio de la termodinámica), que parece ser lo que él cree y está mal.
@Yvan Velenik, ¿podría explicar qué quiere decir con que el tiempo no es una consecuencia del aumento de la entropía? ¿Es el tiempo una entidad separada que solo está relacionada con la entropía?
@YvanVelenik El pasado perceptivo debe estar en la dirección de la entropía decreciente para permitir la formación de recuerdos y registros confiables. En este sentido, la flecha perceptual del tiempo y la flecha termodinámica del tiempo están interrelacionadas.
@gandalf61 Posiblemente. Sin embargo, el tiempo existe aunque no se perciba. No entendí que su pregunta se refiriera al tiempo percibido , sino al tiempo real.
En las principales teorías de la física, el tiempo (y el espacio) tienen una existencia independiente. Entonces, la flecha del tiempo es consecuencia de dinámicas, estadísticas y condiciones iniciales muy especiales en un pasado lejano.
Si solo hay una partícula, ¿podríamos decir también que no hay posición, distancia, velocidad, etc.? Todos estos se basan en la comparación de partículas entre sí, entonces, ¿qué estarías comparando?
@YvanVelenik Yo diría que si no hay una forma operativa de medir el tiempo, o una dirección del tiempo, en un Universo dado, incluso en principio, entonces no hay un significado físico real para el tiempo en ese Universo. Tenga en cuenta que este Universo no tiene observadores, relojes ni nada que varíe con el tiempo.
@Andrew Este es un sitio sobre física. La existencia de un observador no es una suposición hecha en ninguna teoría que yo conozca. Nuestras teorías presuponen la existencia de un espacio-tiempo adecuado y luego predicen la evolución de los sistemas (por supuesto, esto es una ligera simplificación, ya que la estructura del espacio-tiempo puede ser parte de las variables dinámicas). Predicen, bajo suposiciones adecuadas, que los sistemas evolucionan en la forma postulada por el segundo principio (salvo sutilezas menores).
@YvanVelenik Tenemos que estar de acuerdo en estar en desacuerdo. Como dije en mi respuesta, siento que este modelo está al borde de la física no convencional porque es muy extraño. Pero en términos de física , creo firmemente que una cantidad introducida en un formalismo, que no tiene consecuencias observables, no es una cantidad física. Por ejemplo: los valores numéricos del potencial vectorial en electromagnetismo no son observables ni siquiera en principio, por lo que no tienen un significado físico (aunque son útiles como pasos intermedios en un cálculo).
Como ejemplo: su filosofía de presuponer un espacio-tiempo fijo en el que hacemos cálculos no funciona realmente en GR, pero incluso si adaptamos esto para que sea un espacio-tiempo dinámico, bien puede ser que en una teoría cuántica completa de la gravedad (una vez se sabe) no seguimos el procedimiento descrito en su comentario. Soy de mente abierta en cuanto a si el espacio y el tiempo son elementos necesarios de una teoría física, pero estoy firmemente convencido de que para que una cantidad sea física, debe haber (al menos en principio) una forma de medirla.
¿Está el tiempo quieto (congelado) para una sola partícula aislada?
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