¿Hay alguna prueba de la existencia del tiempo?

Es fácil confundirse entre el tiempo y el flujo del tiempo , y creo que lo ha hecho en su pregunta.

Considere primero el tiempo : desde 1905 describimos cualquier evento como un punto del espacio-tiempo y lo etiquetamos con cuatro coordenadas ($t$,$x$,$y$,$z$). Decir que el tiempo no existe significa que podemos ignorar la coordenada de tiempo y etiquetar todo solo por sus coordenadas espaciales ($x$,$y$,$z$), lo cual es una contradicción con las observaciones. La coordenada de tiempo obviamente existe y se usa para distinguir eventos que ocurren en el mismo lugar pero en diferentes momentos.

Ahora considere el flujo del tiempo : en realidad, este es un concepto difícil, y la relatividad lo hace aún más difícil. Todos pensamos que sabemos lo que queremos decir con el flujo del tiempo porque experimentamos el paso del tiempo. Para tomar su ejemplo de movimiento, lo describimos como el cambio de posición con el tiempo,$d\vec{r}/dt$, donde consideramos el tiempo como algo fundamental. Supongo que esto es lo que estás cuestionando, es decir, si el flujo del tiempo es de alguna manera fundamental.

No creo que haya una buena respuesta para esto. Para hablar sobre el flujo del tiempo , tendrías que preguntarte en relación con qué fluía. En relatividad podemos definir el flujo del tiempo coordinado relativo al tiempo propio,$dt/d\tau$, y de hecho encontrará que esto es variable dependiendo del observador y en algunas circunstancias (por ejemplo, en horizontes de eventos de agujeros negros) el tiempo coordinado puede detenerse por completo. Pero entonces habría que preguntarse si estaba fluyendo el tiempo adecuado. Se podría argumentar que el tiempo adecuado es solo una forma de parametrizar una trayectoria y no fluye de la forma en que pensamos que fluye el tiempo.

En este punto, estoy un poco atascado por algo más que decir. Si interpreto su pregunta correctamente, entonces tiene un punto de que solo porque observamos un cambio de posición con el tiempo (es decir , movimiento ), esto no significa necesariamente que el tiempo fluya de la manera en que pensamos. Sin embargo, no estoy seguro de que esta conclusión sea terriblemente útil, y posiblemente sea solo semántica.

Un argumento análogo puede ser: ¿hay pruebas de la existencia del espacio tridimensional?

Argumento que si dx/dy dx/dz dy/dz dy/dx dz/dx dz/dy fueran todas idénticamente iguales a cero, no habría forma de definir el espacio tridimensional. Son los cambios en el mapa del globo los que nos permiten hablar de un mapa y una diferenciación de un punto del espacio (x,y,z) de otro (x',y',z').

Extenderé el argumento al tiempo, que son los cambios en el tiempo los que permiten distinguir su existencia. dx/dt y/o dy/dt y/o dz/dt definen la existencia del tiempo. Si todos estos diferenciales son idénticamente cero a través de todos los puntos del espacio, no se puede definir el tiempo (una visión atemporal) de la misma manera que ninguna variable espacial tiene significado si todos los diferenciales del espacio son cero.

No hay tal cosa como el tiempo

Sí y no, el "tiempo" es sólo una consecuencia de un hecho fundamental:

Hay causa y efecto

debido a que uno siempre viene antes que el otro, tenemos una secuencia de eventos y, por lo tanto, podemos "numerar" esos eventos, lo que da una cantidad física medible, que llamamos tiempo, esto también se puede ver estrictamente dentro del marco de la teoría especial de la relatividad.

Por supuesto, todavía hay muchas preguntas y misterios sobre el tiempo que esta definición no puede explicar por completo, de todos modos, esta explicación da una buena razón para el flujo de una sola dirección del tiempo.

Su pregunta parece estar relacionada con el "problema del tiempo", que aparentemente afecta a la gravedad cuántica canónica (como, por ejemplo, opuesto a la teoría de supercuerdas). La entrada Problema del tiempo en Wikipedia ya no existe (aunque todavía hay mucho para buscar en Google). Quizás por una buena razón. Realmente no puedo comentar sobre tales teorías, pero solo agregaré esta referencia (una selección bastante aleatoria de lo que ofrece Google): Claus Kiefer, "Concepto de tiempo en la gravedad cuántica canónica y la teoría de cuerdas" . Y encontré esto:

La inexistencia del tiempo

[E]stos son los que, como el físico inglés Julian Barbour (n. 1937), piensan que esta teoría [creo que se refiere a la gravedad cuántica canónica ] ayuda a deletrear el fin de los tiempos. Él cree que el formalismo nos está diciendo algo profundo, a saber, que el tiempo no existe. Por supuesto, esto recuerda los puntos de vista de McTaggart y Gödel sobre el tiempo. Y como con McTaggart y Gödel, debemos preguntarnos. . .

¿La conclusión es que el tiempo no existe?

¿O es solo que el tiempo como querríamos entender no existe?

Tal vez Barbour, un relacionalista y convencionalista sobre el tiempo, puede leerse diciendo no que el tiempo no existe, sino que el tiempo es una entidad más diminuta de lo que pensabas (por ejemplo, no tenso, no newtoniano, no lineal y ni siquiera fundamental) .

^{Introducción al tiempo: una guía gráfica de Craig Callender y Ralph Edney (pág. 168)}

Consulte también Tiempo: El tiempo como "irreal" y Eternalismo (filosofía del tiempo): Relación con la física en Wikipedia.

NB: El tiempo también se trata extensamente en las entradas El tiempo y La experiencia y percepción del tiempo en la SEP.

NB 2: La pregunta se refiere a "prueba" y "existencia". Tal como lo entiendo, la ciencia no se trata de pruebas, y la existencia es principalmente un concepto filosófico: ontología . Si Philosophy SE estuviera tan bien poblado como Physics SE, apoyaría firmemente la migración de esta pregunta.

Creo que vale la pena explicar la actitud de Bertrand Russell hacia esto. Su principal motivación para hacer Lógica fue fundamentar la Física (en su época... se dio por vencido después de que la Relatividad General cambiara todo...)

Los objetos existen. Esa estrella de ahí. Ese neutrón de aquí. Los conceptos físicos son abstracciones lingüísticas que usamos para describir los objetos y para afirmar que algunos objetos se encuentran en tal o cual relación con algún otro objeto (su nombre aquí). Pero las abstracciones no existen. El tiempo no es un objeto, por lo tanto, el tiempo no existe ni en el sentido en que existen los objetos físicos reales ni en el sentido en que existen los estados psicológicos reales (p. ej., las percepciones que tienes) de ti.

Pero. El tiempo es objetivo en el sentido de que cualquier sistema de abstracciones lingüísticas que describa verazmente el universo físico tiene que tener algún concepto que haga las mismas cosas que hace el "tiempo" en un libro de física en inglés. Y no hay otras cosas que no. No puede vivir sin él, y tampoco hay un sustituto cercano pero no exactamente igual.

Ahora explicaré el punto de vista de Einstein.

El tiempo no existe, porque el tiempo y el espacio no existen, son solo las formas en que percibimos el mundo material. Si toda la materia desapareciera, el espacio-tiempo también desaparecería.

Estas no son necesariamente mis propias opiniones. Si alguna vez crezco, averiguaré si tienen razón o no. Pero, en mi opinión, uno de los problemas es que la "existencia" no se puede definir explícitamente. En física, nombramos objetos que existen y, por supuesto, podemos hacer experimentos para decidir si una estrella existe o no, pero afirmamos que existe simplemente nombrándola. (Esta también era la actitud de Wittgenstein.) Ahora terminaré señalando que no se puede hacer un experimento para decidir si existe el "tiempo". Nuestra experiencia en la elaboración de teorías físicas nos ha convencido de que es objetiva en el sentido que expliqué anteriormente: ninguna teoría que describa todas las verdades físicas puede prescindir de ella o usar un sustituto no equivalente. Pero no podemos demostrar esta indispensabilidad mediante experimentos.

Las cantidades fundamentales en física se definen usando definiciones operativas, lo que significa definiciones que explican las operaciones necesarias para medirlas. El tiempo es lo que mide un reloj. La definición sería objetable si dependiera del tipo de reloj, por ejemplo, si la dilatación del tiempo relativista fuera diferente para diferentes tipos de relojes. Pero, de hecho, los experimentos de comparación de relojes dan resultados nulos (ver http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2005-5/ , sección 5.2).

Mi punto de vista favorito sobre esto lo saqué de la lectura del bestseller de Hawking.

Considérate en dos estados posibles$A$y$B$del universo.

Cuanta más información sobre el estado$A$¿Tu mente (cerebro, ...) está en estado$B$poseer (tener registros de, ...) cuanto más te sientas en estado$B$ese estado$A$es pasado (recordado, ...)

Por lo tanto, el tiempo se trata de tener información. Percibes algo como pasado si lo recuerdas, y "recordar" solo puede describirse formalmente como "tener información sobre".

Hawking usa esto para explicar la segunda ley de la termodinámica: la descripción más exhaustiva de$A$lo hace$B$contener, más su entropía debe exceder la de$A$. Por lo tanto, los estados que sientes como pasados ​​tienden a tener menos entropía que tu estado actual.

Esto también es bueno porque puede explicar cosas como deja vu o nirvana :)

Siguiendo el enlace de wikipedia a "Time: Time as Unreal" de la respuesta de Glenn the Udderboat, leí: -

El tiempo como "irreal"

En la Grecia del siglo V a. C., Antífonte el Sofista, en un fragmento conservado de su principal obra Sobre la verdad, sostuvo que: "El tiempo no es una realidad (hypostasis), sino un concepto (noêma) o una medida (metron)".

Si puedo parafrasear su hipótesis: "Me parece que no existe el tiempo" como: "el tiempo es un concepto abstracto pero no una cosa material", entonces parecería ser consistente con la declaración de Antiphon.

Permítanme suponer que son consistentes.

Luego, con respecto a su primera pregunta: "¿Funciona esta visión del tiempo dentro del marco actual de la física?"

La declaración de Antiphon es ciertamente consistente con el marco galileano/newtoniano de la física clásica. Aquí, el tiempo en el sentido de "intervalo de tiempo relativo" es una cualidad utilizada para describir intervalos entre eventos que ocurren en algún sistema cambiante. Los tiempos relativos (épocas) de los eventos se pueden cuantificar por referencia a alguna medida estándar de tiempo cronológico (anillos de árboles, erupciones volcánicas, fases lunares, rotaciones de la Tierra, etc.). Los intervalos de tiempo relativos (duraciones) se pueden medir usando medidas estándar de tiempo. intervalo (relojes). El tiempo es una dimensión fundamental (junto con la masa y la longitud) en la física newtoniana, pero tenga en cuenta que las leyes de Newton se expresan en términos de proporciones en lugar de medidas absolutas. Donde se usa el tiempo en la física newtoniana, generalmente se usa para cuantificar una rapidez, velocidad u otra tasa de cambio.$distance = velocity * time$.

En el marco galileano/newtoniano siempre es permisible decir que dos eventos son absolutamente simultáneos o absolutamente secuenciales (uno ocurre antes que el otro). Este no es el caso en la física de Einstein (ver otras respuestas a esta pregunta).

Con respecto a su segunda pregunta "¿Tienen los físicos una explicación/prueba sobre la existencia del tiempo?"

En el marco galileano/newtoniano, el tiempo no es una cosa material, pero podemos hacer mediciones de cosas cambiantes y pretender que estas mediciones son indicadores de la propiedad actual de una cosa imaginaria y cambiante que podríamos llamar "tiempo cronológico". Por lo tanto, podría considerarse que no hay nada más que necesitemos explicar o probar acerca de la cosa imaginaria llamada tiempo.

Con respecto a la llamada "Flecha del Tiempo", que se relaciona con la observación de que ciertos fenómenos complejos (por ejemplo, explosiones) se observan para proceder en una "dirección" particular y que lleva a algunos a sugerir que hay una cosa llamada tiempo que solo puede evolucionar en una "dirección" ... esto puede descartarse como una conclusión espuria basada en una comprensión inadecuada de la evolución de los sistemas disipativos complejos especiales que dan lugar a tales fenómenos "unidireccionales" (consulte cualquier libro de texto sobre Sistemas Complejos o Caos para obtener más información). elaboración).

Es interesante observar que, según nuestra experiencia, muchos sistemas físicos parecen actuar como relojes que se mantienen en forma regular entre sí. Por ejemplo, los períodos de las revoluciones axiales y las órbitas de los cuerpos en el sistema solar parecen muy consistentes a lo largo de las observaciones humanas. Sin embargo, esta "co-regularidad" es algo así como una ilusión porque ocurren variaciones (cíclicas, caóticas y progresivas), pero son tan pequeñas que no son obvias sin mediciones cuidadosas y detalladas.

Con respecto a los marcos einsteinianos y otros, si se requieren explicaciones del tiempo y cuáles podrían ser esas explicaciones... Me remito a otros más conocedores de esos marcos.

En una nota general, la física y otras ciencias pueden verse básicamente como métodos para describir nuestro entorno que nos ayudan a predecir y controlar nuestro entorno. En tal esquema pragmático, puede ser útil inventar conceptos abstractos como Tiempo y Espacio porque nos ayudan a describir nuestras observaciones, hacer modelos y extraer reglas que luego podemos usar para predicción e influencia/control. Tales conceptos (Tiempo, Espacio) no tienen que existir como cosas materiales para ser útiles. Podemos prescindir de las ideas de tiempo y espacio físico utilizando cualidades de "cuándo" y "dónde" que son propiedades medibles, relativas y claramente definibles dentro de cualquier sistema material.

En consecuencia, se puede argumentar que los intentos de investigar la naturaleza física del tiempo y el espacio están equivocados y que la realidad física se puede describir esencialmente como "cosas (materiales) que se mueven" . Uno podría estar tentado a agregar algo poético como "... en el presente siempre cambiante", pero eso nos remitirá a la tríada de pasado-presente-futuro que es meramente una invención conceptual (útil).

Este artículo trata sobre la existencia lineal. No podríamos concebir o comprender eventos sin un marco de tiempo lineal. Cuantificamos eventos como pasado, presente y futuro. Por ejemplo, compramos un automóvil la semana pasada y hoy planeo conducirlo. Y con suerte, mañana planeo dejar que mi amigo se lo preste. Aquí, estamos midiendo el tiempo por el pasado, el presente y el futuro. Antes de comenzar a escribir este tema, iba a leer tantos artículos sobre el tema del "tiempo", pero decidí no hacerlo porque no quería dejarme influenciar por la ideología de otros sobre el tema. Por ejemplo, algunos dirían "El tiempo es solo una ilusión" o "el tiempo realmente existe". Existimos en una forma de restricción física y considerar la posibilidad de otra existencia fuera de la nuestra es un concepto difícil para cualquiera. El tiempo es esencial para todo ser físicamente restringido como nosotros y no se le puede negar su existencia. Entonces, vemos el tiempo como actual o presente y no podemos explicar qué sucedió con el pasado. El presente es lo único tangible que tenemos pero el acontecimiento del pasado no desaparece. Por ejemplo, estacioné mi auto en la curva hace cinco minutos, y si salgo ahora mismo encontraré que el auto todavía está estacionado en la curva donde lo estacioné por última vez. Entonces, si el pasado no puede ser cuantificado por el tiempo de forma lineal, entonces el auto no debería estar donde lo dejé. El evento pasado sería alterado y cualquier actividad que hice no se refleja en el presente. Todo esfuerzo humano estaría gobernado por el caos. Nosotros como un ser físico junto con todo en nuestro planeta, la tierra y todo en este planeta están regidos por el tiempo y no podemos negar la existencia del tiempo ya que cada acción que tenemos gira en torno a él. Esperamos explicar nuestra acción presente basándonos en nuestras actividades pasadas. Un policía detendría a un individuo en base a lo que hizo en el pasado y nosotros mantenemos la posición de todo en base a lo que sucedió en el pasado. Por ejemplo, mi computadora no es producto de mi imaginación, existe. Aquí estoy escribiendo en él. Fue fabricado y construido por alguien el mes pasado, lo que me asegura la existencia pasada y el tiempo medido. mi computadora no es un producto de mi imaginación, existe. Aquí estoy escribiendo en él. Fue fabricado y construido por alguien el mes pasado, lo que me asegura la existencia pasada y el tiempo medido. mi computadora no es un producto de mi imaginación, existe. Aquí estoy escribiendo en él. Fue fabricado y construido por alguien el mes pasado, lo que me asegura la existencia pasada y el tiempo medido.