Si los fotones no experimentan el tiempo, ¿significa que el tiempo es una consecuencia de la masa? [cerrado]

Para mí, esa es una conclusión profunda, pero no una que vea impresa.

Si solo hubiera campos sin masa (partículas), todavía sería el caso de que el espacio-tiempo tiene 1 dimensión temporal y 3 espaciales, por lo que, en este sentido, el tiempo existe independientemente de la masa.

Sin embargo , como Sir Roger Penrose ha señalado en su trabajo sobre la Cosmología cíclica conforme (CCC), cuando solo hay entidades sin masa (conformemente invariantes), no hay forma de 'construir un reloj' (o una regla) y por lo tanto el el universo 'pierde la noción del tiempo' (y también de la distancia).

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Físicamente, podemos pensar que nuevamente en un futuro muy remoto, el universo "olvida" el tiempo en el sentido de que no hay forma de construir un reloj con material invariante conforme. Esto está relacionado con el hecho de que las partículas sin masa, en la teoría de la relatividad, no experimentan ningún paso del tiempo. Incluso podríamos decir que a una partícula sin masa, "la eternidad no es gran cosa".

No estoy seguro de dónde estás en tus estudios, pero no deberías aceptar nada como verdad solo porque está en un libro. Debes convencerte de ello más allá de toda duda razonable. En palabras de Boyle, “nada por autoridad”.

Esto está relacionado con esta pregunta, pero no sospecho que el OP aquí obtendrá mucho de la solución allí, así que lo reformulo de manera más simple:

En la relatividad especial, los rayos de luz (o simplemente llamarlos fotones) se denominan "observadores nulos". Los observadores nulos, por definición, no tienen una forma adecuada de medir los intervalos de tiempo. Conceptualmente, uno mide intervalos de tiempo en relatividad enviando señales de luz entre cuadros, pero si viaja a la velocidad de la luz, esa medición es inútil. Matemáticamente, el tiempo propio de un reloj ideal entre$t_{o}$y$t_{1}$es dado por,

ya que$v = c$para observadores nulos.

Quizás esto también ayude a comprender "¿por qué observadores nulos?"

Si los fotones no experimentan el paso del tiempo porque no tienen masa, ¿es justo decir que la propiedad del tiempo es consecuencia de tener masa?

Creo que es más correcto decir que no "pasan el tiempo" porque viajan a la velocidad de la luz y, por definición, viajan a la velocidad de la luz. Aquí hay un artículo muy interesante sobre por qué los fotones tienen masa en reposo cero.

¿Es justo decir que la propiedad del tiempo es consecuencia de tener masa?

Sí, es justo decir eso siempre que estés hablando específicamente del tiempo adecuado (lo que parece razonable decir cuando se habla de "la propiedad del tiempo").

El tiempo adecuado es un parámetro afín a las líneas de mundo temporales, y solo los objetos masivos tienen líneas de mundo temporales. Los objetos sin masa tienen parámetros afines, pero no son el tiempo adecuado.

Es cierto que los fotones no experimentan el tiempo propio. Por otro lado, un fotón puede experimentar una serie de eventos durante su vida. ¿Significa eso que experimenta todos los eventos al mismo tiempo? esto no parece plausible. Además, no puede definir un marco de referencia que viaje en c. Mezclando todo esto, una posible conclusión podría ser que la experiencia del tiempo propio en un marco sin referencia es diferente a la experiencia del tiempo propio en un marco de referencia, y por lo tanto no tenemos idea de lo que "experimenta" el fotón.

No creo que sea justo decir que la propiedad del tiempo es una consecuencia de tener masa.

Los fotones, aunque se supone que no experimentan el tiempo por GR, pero de alguna manera aún retienen la frecuencia, que por definición implica tiempo.

Nuevamente, tiene que haber algo masivo para medir esa frecuencia, de lo contrario no significa mucho.

Sin embargo, decir que el universo pierde la noción del tiempo es ir demasiado lejos, porque la frecuencia se recuerda y siempre se mantiene disponible si hubiera algo para observarla/medirla.

Puede ser que esta parte esté fuera del tema, pero en mi opinión, el universo siempre lo sabe todo, ¡incluida la incertidumbre y el enredo! De lo contrario, las cosas a nivel macro se comportarían de manera impredecible. Es el proceso de observación el que tiene limitaciones.

No del todo, pero casi.

El tiempo es, como se mencionó antes, una dimensión del espacio-tiempo, por lo que -al menos en lo que concierne a la ontología de la relatividad especial- existe independientemente de los objetos que posean, o no posean, masa para habitarlo o cualquiera de las otras dimensiones del espacio. tiempo espacial. Por tanto, no tiene sentido decir que el tiempo per se es una consecuencia de la masa.

Sin embargo , hay algo relacionado con el tiempo que no hacen los fotones, que hacen o al menos pueden hacer las cosas con masa: y es la evolución , el cambio de algunos aspectos, propiedades o configuración de un objeto, sistema u organización con el marchar- adelante del tiempo. Hay dos tipos básicos de evolución que podemos considerar en la teoría de la relatividad: uno de ellos es la evolución interna del objeto mismo, que no es solo lo que "experimentaría", sino también lo que en un sentido real se requiere para el concepto de " experiencia", que significa, en el sentido más general, reaccionar o verse afectado internamente por los sucesos que suceden a su alrededor, para tener algún sentido aplicable a ese objeto. El otro tipo de evolución es externa.evolución vista por un observador externo - esto corresponde al movimiento cinético a través del espacio.

Donde entra esa masa es que sólo las partículas con masa son capaces de sufrir una evolución interna , y por tanto, una experiencia. Los fotones no evolucionan internamente y, por lo tanto, no solo no "experimentan el tiempo", sino que no experimentan , punto, al menos no de ninguna manera en la que podamos dar sentido a eso físicamente y con nuestra mejor comprensión de las cosas, es decir, las advertencias habituales de que aplicar a nuestro conocimiento científico. Entonces, si bien no es correcto decir que el tiempo es una consecuencia de la masa, podría ser legítimo apostar que la evolución interna es una consecuencia de la masa.

Y la razón de esto es que, fundamentalmente, la masa es una forma de energía , y lo que realmente es "energía", en lugar de las diversas ideas que a menudo se trotan como "la energía es la capacidad de realizar un trabajo útil" (?! Entonces, si Tengo un motor sentado en un baño de calor de equilibrio térmico, entonces no tengo energía, ¿porque no tengo la capacidad de hacer ningún trabajo con esto?) - es el generador de dinamismo , es decir, lo que hace posible el cambio o la evolución . La masa en reposo es la forma de energía que hace posible la evolución interna anterior, mientras que la energía cinética (o " masa relativista ")"-aquí tiene sentido invocar tal concepto porque estamos comparando los dos en un nivel relacionado), genera evolución externa , la evolución con respecto a parámetros que solo pueden ser definidos por un observador externo como su posición relativa.

La noción de energía como generadora de dinamismo también surge en la mecánica cuántica, donde toma la forma de un pseudo-operador que actúa para desplazar una secuencia temporal de funciones de onda de un lado a otro, y a través de su ecuación al operador hamiltoniano , entonces nace la historia futura del sistema (hasta los límites informativos impuestos por el hecho de que$\hbar > 0$que degradan la descripción del sistema de un conjunto clásico de valores deterministas a una variedad de valores probables de lo que puede ser extraído por un agente activo externo que es lo que en la mecánica cuántica reemplaza y mejora al observador pasivo de la mecánica newtoniana y la relatividad clásica de Einstein) - esto es lo que la ecuación de Schrödinger está diciendo en realidad, y su verdadero "significado": la forma en que la energía está determinada por la configuración del sistema en su momento presente determina cómo se convertirá en el momento inmediatamente posterior (metafóricamente, ya que, por supuesto, hay ningún incremento más pequeño en un eje de tiempo de números reales).