comprensión del tiempo: ¿es el tiempo simplemente la tasa de cambio?

¿Es el tiempo simplemente la tasa de cambio?

Si este es el caso y el tiempo se creó durante el Big Bang, ¿sería el caso de que cuanto más te acercas al comienzo del Big Bang, las cosas "más lentas" cambian hasta que esencialmente te acercas a una entidad estática e inmutable al comienzo de la creación? ?

Además, para poner esta definición en relación con las conclusiones de Einstein de que "los observadores en movimiento relativo entre sí medirán diferentes tiempos transcurridos para el mismo evento". : ¿No sería el caso que decir la diferencia en el tiempo transcurrido es lo mismo que decir la diferencia en la tasa de cambio?

Con esta definición no tiene sentido describir el "flujo" del tiempo o la "dirección" del tiempo porque el tiempo no avanza sino que las cosas simplemente cambian de acuerdo con las leyes de la física.

Editar: Agregar aclaración basada en los comentarios de @neil:

El comienzo del Big Bang estaría muy ocupado, pero si se creara el tiempo, si regresas al comienzo, parece que no hay tiempo y solo hay un entorno estático.

Entonces me parece que decir que el tiempo tiene una dirección no tiene sentido. No hay dirección en la que fluye el tiempo. No hay tiempo; a menos que el tiempo se defina como cambio.

Entonces tenemos nuestros objetos tridimensionales: y luego tenemos esos objetos interactuando. La interacción es lo que experimentamos como tiempo. ¿Es esto correcto o el tiempo es más complicado que esto?

Si te preocupa la velocidad a la que cambian las cosas, ¿no deberían ir más rápido las cosas a medida que te acercas al Big Bang? La primera hora del universo fue un tiempo extremadamente ocupado.
Más en general y al punto: ¿cómo se determina "la tasa de cambio" sin un estándar fijo para el tiempo, de todos modos? Los procesos rápidos todavía ocurren ahora; tal vez con menos frecuencia que antes. Eso, y a menudo nos interesan más los procesos lentos de los glaciares, como el comportamiento humano y, bueno, los movimientos de los glaciares. Tiene más sentido establecer una colección de estándares de tiempo conmensurables que se remontan al Big Bang; pero la conmensurabilidad prácticamente evita cualquier proceso de "inflación del tiempo" --- al menos en la forma en que medimos el tiempo.
Las cosas pueden suceder "más rápido" en comparación con las cosas que suceden en la tierra ahora, pero ¿no llegaría eventualmente al principio donde no sucede nada y llega a un entorno estático/estable?
¡Depende de cómo estés tratando de definir una escala de tiempo cambiante! Si la "actividad" (muy vaga) del universo se vuelve más lenta con el tiempo en un decaimiento exponencial, retroceder en el tiempo sería como mirar una computadora que realiza una instrucción en 1Gyr, una segunda instrucción en .5Gyr, una tercera en .25Gyr, cada vez más rápido con el tiempo. Si "reescalas el tiempo" para que cada instrucción tome una "unidad de tiempo operativa", lo que encuentras no es que las cosas se detengan, sino que puedes exprimir una regresión infinita de la actividad inmediatamente después del Big Bang. ¡Muy especulativo, por supuesto!
Una vez leí una sugerencia de ciencia ficción de seres animados que tienen como tiempo el cambio de una dirección espacial con respecto a los demás: dx/dz y dy/dz donde z es "tiempo", es decir, el principio y el final de su "vida" una extensión en un espacio bidimensional.
De hecho, creo que el OP ha tropezado intuitivamente con espacios presimplécticos y el hamiltoniano fluye sobre ellos. Una buena respuesta también podría incluir cómo la termodinámica es capaz de elegir la dirección del tiempo "correcta", al menos en casos de equilibrio térmico. Esta línea de pensamiento tiene un destacado defensor en la forma de Rovelli. (Podría expandir este comentario en una respuesta adecuada más adelante, aunque probablemente no sea de mucha utilidad para el OP, demasiado formal, pero podría ser interesante para otras personas).
Admito que el tiempo aparentemente "fluye" es un problema difícil y uno de los más misteriosos de la física. Pero leyendo un comentario anterior, recuerdo una de las citas famosas "Cualquier tonto inteligente puede hacer las cosas más grandes y más complejas... Se necesita un toque de genialidad y mucho coraje para moverse en la dirección opuesta".
@sb1 muy bien dicho, jajaja

Respuestas (13)

Dado que, por alguna razón, esta pregunta ha resurgido, me gustaría señalar una similar que se planteó más adelante .

La observación del cambio es importante para definir un concepto de tiempo. Si no hay cambios, no se puede definir el tiempo. Pero también es cierto que si el espacio no fuera cambiante, sin contornos, tampoco tendríamos un concepto de espacio. No se registraría una uniformidad tridimensional total.

Nuestra definición científica del tiempo usa el concepto de entropía para codificar el cambio en el espacio, y la entropía nos dice que existe una flecha del tiempo.

En relatividad especial y relatividad general, el tiempo se define como una cuarta coordenada a la par de las tres direcciones del espacio, con una extensión a números imaginarios para las transformaciones matemáticas involucradas. La exitosa descripción de la naturaleza, particularmente por la relatividad especial, confirma el uso del tiempo como una coordenada a la par de las coordenadas espaciales.

Es la flecha del tiempo lo que la distingue en el comportamiento de las otras coordenadas en lo que respecta a la descripción teórica de la naturaleza.

podría agregarse también que la entropía como indicador del tiempo es un concepto relativamente moderno y no el único. Seguramente los primeros pensadores compararon los procesos cíclicos con los no cíclicos y descubrieron que algunos otros sistemas que no aumentan la entropía se comportarían como procesos de una sola dirección. Pienso en el envejecimiento, por ejemplo, en comparación con las mareas o el ciclo lunar.
De lo que estás hablando es de la experiencia subjetiva del tiempo, no del tiempo en sí.
¿Cómo aborda esta respuesta qué es el tiempo? Creo que gira alrededor de su dirección.

Esta pregunta ("¿Es el tiempo simplemente la tasa de cambio?") es demasiado ambigua para tener una respuesta significativa. Puedo pensar en interpretaciones en las que la pregunta es vacía (planteando la pregunta: "¿qué se entiende por 'tasa de cambio'?"), tautológica ("tasa de cambio" == d/dt), o en las que la respuesta es 'no' (GR).

Puede encontrar la respuesta que busca en este libro:

para reformular: ¿es el tiempo una cosa en sí misma o el tiempo es simplemente cosas que cambian? Esta es probablemente una pregunta difícil de articular. Agregue eso a mi falta de comprensión de la física :-)
@Jeremy: la mayoría de las preguntas que son difíciles de articular de esta manera no tienen sentido, son solo palabras filosóficas que hacen que el cerebro gire en círculos. Las preguntas sobre el tiempo que son significativas son aquellas que pueden responderse mediante observaciones.
¿Recomendarías este libro a un completo principiante?
@codificador tampoco. El tiempo es un término que describe el movimiento temporal. Preguntar si existe el tiempo es como preguntar si existe el movimiento. El movimiento no es una cosa, es algo que hacen las cosas físicas. El tiempo es algo que hacen las cosas físicas. Básicamente, nos movemos a través de la dimensión espacial y cronometramos a través de la dimensión temporal. Debido a que las 2 dimensiones están interrelacionadas, cuanto más rápido nos movemos, más lento cronometramos.

El tiempo es lo que miden los relojes.

Pero, ¿cómo se modela el tiempo en las teorías físicas?

En la ecuación de Schrödinger el tiempo entra como parámetro externo. ¿Cómo se corresponde este parámetro con el tiempo medido por los relojes?

La siguiente referencia podría ser una buena introducción a esta y otras cuestiones relacionadas con el tiempo y la mecánica cuántica: http://www.physedu.in/uploads/publication/1/7/28-1-3-The-challenging-concept-of -tiempo-en-mecanica-cuantica1401.pdf

No existe la noción de "tiempo" aislada del espacio. Dado que el tiempo es una medida de la entropía del espacio, entonces el tiempo no existiría si el espacio fuera absolutamente estático.

Imagine que uno de alguna manera logrará 'hacer retroceder' la materia y la energía a un estado en el que estaba ayer. ¿Sería esto un viaje en el tiempo? No veo razones por las que no lo haría.

Hay cosas que no se ven afectadas por el tiempo, por ejemplo, las leyes físicas y las regularidades. Dado que asumimos que son propiedad innata del universo, también asumimos que existen fuera del alcance del tiempo y el espacio. Es decir, el tiempo no existía antes del Big Bang, pero las leyes sí.

Editar: sin embargo, es bastante difícil para mí imaginar una ley física que exista aislada de las cosas que gobierna.

La Ley Física es la descripción de la cosa que rige.

voy con

El tiempo es la separación entre distintos acontecimientos que suceden en el mismo lugar.

que es muy general y no cuantitativa en absoluto, pero cubre los conceptos básicos. Dados tres eventos distintos que suceden en el mismo lugar, podemos determinar cuál sucedió entre los otros solo a partir de los valores de las tres separaciones. Y está de acuerdo con la noción de que "el tiempo es lo que mide un reloj" .

Desde la perspectiva de la relatividad esta definición es el tiempo propio.

Ciertamente, el tiempo es intrigante, pero aquí están sucediendo dos cosas diferentes: (1) está (clásicamente) la variedad, (2) y el componente cero del 4-vector de impulso.

Para empezar, la parte temporal del potencial gravitacional tiene una geometría extraña a la que no estamos acostumbrados en la vida cotidiana y esto ciertamente juega un papel en la extrañeza que rodea al "tiempo", pero una descomposición de EFE demuestra que en realidad gramo 00 y gramo 0 i no tiene derivadas temporales. Las partes temporales de la variedad espacio-temporal son estáticas, sólo las partes espaciales, gramo i j son dinámicos. Entonces, ¿de dónde viene esta noción de "flujo"?

En cambio, piense en lo múltiple como un paisaje, con algo así como una dirección "temporal". Nuestro movimiento a través de esa dirección está determinado por la componente cero del impulso 4-vector, energía, impulso temporal. ¿Por qué casi todas las cosas en la vida cotidiana se mueven en la misma "dirección" del tiempo? No es porque estemos todos en el mismo río, es porque todos estamos hechos de la misma materia. Si desea relacionar el "tiempo" con una tasa de cambio, un lugar para comenzar a buscar es el 4-vector de impulso, no la variedad de espacio-tiempo.

Una comprensión clara del tiempo, en mi opinión, todavía nos elude.

Dentro del ámbito de los Conceptos clásicos existe una definición práctica del tiempo Perfectamente válida. Que esencialmente son las correlaciones entre el comportamiento periódico de los sistemas. Por ejemplo, el comportamiento de un péndulo se correlaciona con el comportamiento del movimiento del sol alrededor del planeta, ya que el número N de períodos del péndulo corresponde a 1 período de la órbita terrestre alrededor del sol. La propiedad de periodicidad en los sistemas clásicos es esencial en la definición de un reloj.

La pregunta sobre la flecha del tiempo en mi opinión se reduce a nuestra incapacidad para preparar el sistema en condiciones iniciales precisas, lo que solo permite la posibilidad de predecir su comportamiento en un sentido estadístico. También estamos limitados a medir solo ciertas propiedades de un sistema, y ​​no podemos adquirir información completa. Esta es una limitación que debemos aceptar en nuestra capacidad para realizar experimentos. En este sentido, si usamos el reloj que definimos solo usando Conceptos Clásicos, entonces esto implica que los flujos tienen una dirección preferente, es decir, una dirección de entropía creciente.

Cuestión de tiempo En mi opinión se resolverá por completo si se entiende lo que es una impresión de memoria. La memoria siendo impresión siendo permanente contiene un registro del paso del tiempo. Creo que está muy relacionado con los problemas fundamentales que plagan la medición cuántica.

Diciendo esto, viniendo a su pregunta sobre el tiempo corriendo más lento más cerca del big-bang, en cierto sentido, se puede decir que no existe una estructura para medir el movimiento del tiempo. Pero realmente para responder a esta pregunta tenemos que esperar al descubrimiento de la Gravedad Cuántica.

Las 7 cantidades fundamentales son difíciles de definir.

  • Tiempo
  • Desplazamiento/posición
  • Masa
  • La temperatura
  • Actual
  • Cantidad de sustancia (es decir, el mol)
  • Intensidad luminosa

Más aquí: http://gravimotion.info/Physics_seven_basic_quantities.php

El tiempo es solo uno de ellos. Si alguien me preguntara, diría algo como "El tiempo es cuánto dura algo" o "El tiempo es la duración de algo". Pero eso es circular; es lo mismo que decir "El tiempo es cuánto tiempo ha pasado". Así que realmente no dice nada.

Cualquier otra cantidad física se puede explicar en términos de estos 7 fundamentales. Ei, la velocidad es la distancia que se mueve algo por unidad de tiempo .

Pero, ¿cómo puedes explicar/definir los fundamentales en sí mismos, entonces? Mi mejor respuesta es: ¡No puedes ! Solo puedes definirlo empíricamente o con ejemplos. El tiempo es lo que muestra un reloj , oí decir a alguien una vez.

Sin embargo, dice que podemos definir el desplazamiento y la corriente . ¿Pero cómo? ¿Cómo harías eso sin terminar en una explicación circular similar?

El tiempo es lo que hace funcionar el reloj, no lo que lee. La ubicación conjunta de un reloj con el evento que se está cronometrando asegura que ambos estén bajo la influencia común de la hora local.

Podríamos querer decir que si el tiempo se detuviera, el reloj también se detendría. No tan. El reloj dejaría de existir. ¿Porqué es eso? Esto se debe a que si la hora local influye en el reloj, ambos tienen que ser de la misma naturaleza (sin manzanas ni naranjas) para poder “operar” lógicamente entre sí. Por lo tanto, el reloj también está hecho de tiempo, aunque de una forma más compleja. ¡Si el tiempo se detuviera, el reloj dejaría de existir!

Un universo operativo en la lógica (obedeciendo la regla de la no contradicción, como lo hace) requiere que esté hecho de una sola sustancia-proceso y que su evolución esté motivada por un solo tipo de causa. Por eso, la causa tiene que estar incorporada a la sustancia misma como variable del proceso; esta es la tasa del proceso.

El tiempo es el residuo del espacio-tiempo y es este proceso espontáneo y su tasa de evolución es su principal variable. La causa es un diferencial en la tasa de tiempo, la variable, como se encuentra en un campo de gravedad. La gravedad es un diferencial en la tasa de tiempo que resulta en un diferencial en existencia como una posición más probable para existir dentro del diferencial. Esta causa está en todas partes y es la misma en termodinámica.

Se puede demostrar que la gravedad es un proceso entrópico. Mientras un objeto cae en un campo de gravedad, se mueve espontáneamente hacia una tasa de tiempo más lenta. Esta tasa de tiempo más lenta significa segundos más largos. Para mantener c constante (m/s), los segundos más largos (s) requieren un espacio más largo (m), (volumen al cubo). Entonces, el objeto que cae en la tierra en realidad está cayendo en un espacio más grande que es la dispersión, el sello distintivo de la entropía. Bajo la constancia de la velocidad de la luz c, la termodinámica puede verse indistintamente como dispersión en el espacio o en el tiempo (menor potencia, es decir, energía que no se pierde, solo se dispersa en el tiempo).

En esencia, el mismo tipo de causa está detrás, la gravedad, la QM, la termodinámica... y en las esferas emergentes, es decir, lo que hace que se formen átomos y galaxias, que las olas rueden en el océano y que las nubes se muevan por el cielo.

M.LeBel

El concepto de tiempo está íntimamente relacionado con el concepto de causalidad. Si no tenemos la noción de que algo puede causar otra cosa, entonces no hay un significado objetivo para la palabra "tiempo". Es la causalidad la que nos permite decidir y describir qué evento es pasado y cuál es presente.

En relatividad, como sabemos, el espacio y el tiempo están íntimamente relacionados entre sí. Lo que es solo espacio para un observador puede ser una combinación de espacio y tiempo para otro. Por lo tanto, es útil pensar en un 4 espacio dimensional llamado espaciotiempo cuyos puntos representan eventos. Por lo tanto, un evento necesita 4 números independientes que se especificarán de forma única. Fuera de esto 4 números uno es un poco especial. Si dibuja un cono de luz en cualquier punto de este espacio, todos los ejes excepto uno estarán fuera del cono de luz. Este eje especial es la dirección del tiempo y los números que representa son "tiempo".

Gracias por no comentar sobre el motivo del voto negativo. Eso es un gran alivio ;)
+1 porque esto definitivamente no merece un -1 :-). Esencialmente reformulas mi pregunta en la primera parte. Podría haber reformulado preguntando, "¿es el caso de que el tiempo es simplemente causalidad?" Si este es el caso, entonces parece que la noción de un "flujo" de tiempo solo existe porque tenemos un recuerdo de los eventos pasados; cuando en realidad no hay pasado, no hay futuro, solo cosas que interactúan. Entonces, las palabras "tiempo", "causalidad" e "interacción" son intercambiables, dejándonos solo cosas que cambian.
No es mi voto negativo, pero el concepto de tiempo no requiere un concepto de causalidad, que es notoriamente difícil de precisar en el microrreino y probablemente no tenga ningún sentido.
No estoy de acuerdo contigo Ron. En primer lugar, es peligroso decir que la causalidad no tiene ningún sentido en el ámbito micro. Si fuera así, ¿cómo puede confiar en QFT que es totalmente consistente con SR y que requiere que la causalidad se mantenga estrictamente? En segundo lugar, si dos eventos están como separados en el espacio en el micro reino, ¿cómo decides cuál ha tenido lugar antes? No puede, a menos que modifique seriamente las teorías existentes o a menos que esté hablando de alguna teoría QG aún desconocida.
@RonMaimon: Sin embargo, es cierto que en el mundo microscópico puede haber procesos que no tengan ninguna "flecha del tiempo" intrínseca. Pero ese es un tema completamente diferente, ¿verdad?
@ sb1: "Causalidad" en la teoría cuántica de campos es un concepto diferente al de "causa y efecto" macroscópico. Causa y efecto se refieren a cosas como "Empujé el bloque, entonces el bloque avanzó". También podría decir "El bloque se movió hacia adelante, así que empujé el bloque", y es solo el aumento de entropía lo que separa a los dos. No hay entropía en el micromundo.
@Ron: Me temo que solo estás confundiendo la "flecha del tiempo" con la causalidad. Ya he dicho acerca de la falta de cualquier "flecha del tiempo" en micro mundo. Bien, suficiente. No quiero discutir más.
@ sb1: No estoy confundiendo nada --- los dos son iguales. La noción microscópica de causalidad en la Teoría Cuántica de Campos no guarda ninguna relación con la causa y el efecto tal como se entienden las palabras en el macro-reino.

El tiempo es algo que hacemos. Todo en el universo, excepto las partículas sin masa, el tiempo. La palabra tiempo es un término que describe el movimiento temporal. Nos movemos a través de la dimensión espacial y cronometramos a través de la dimensión temporal. La velocidad a la que cronometramos se llama nuestra velocidad temporal y la velocidad se calcula dividiendo la distancia que nos movemos a través del espacio, por la distancia que cronometramos. Las distancias temporales se miden en segundos, minutos, horas, días, años, etc.

Debido a que la dimensión espacial y la dimensión temporal están interrelacionadas, nuestra velocidad espacial es inversamente proporcional a nuestra velocidad temporal. Entonces, cuanto más rápido nos movemos, más lento cronometramos. Ahora, nuestra velocidad temporal determina la velocidad a la que ocurren los procesos atómicos, biológicos y mecánicos. Esto significa que cuanto más rápido nos movemos por el espacio, más lento envejecemos.

Para continuar

bueno, la forma en que se debe concebir el tiempo es de la misma manera que se debe ver el movimiento o cualquier tipo de energía cinética o potencial, ergo, debe tratarse como tal. ejemplo, cuando un objeto cae de una mesa, el tiempo que tarda en viajar a través del aire coincide con el espacio que lo rodea ("espacio-tiempo para ser precisos, que el buen caballero debajo de mí está proclamando). Entonces surge su pregunta cuál es el Lo más probable es que la respuesta sea sí. Pero no hay que olvidar que el tiempo también es una unidad de medida, como la longitud, el ancho y la profundidad, y la usamos como tal. El simple hecho de que sea la tasa de cambio es plausible según ciertos trabajos teóricos en el pasado que muchos han estado tratando de probar un hecho en el presente.

parece pensar que el tiempo comenzó con el big bang, ¿cuánto tiempo estuvo allí antes del big bang? todavía estamos hablando de la mitad de una ecuación. todavía se necesitan dos puntos para justificar cualquiera de nuestras perspectivas