Представьте вселенную без времени или, точнее, без Потока Времени . Все будет 2D проекцией и не более того. Никакого движения, никакого взаимодействия и, другими словами, никакого Изменения .
Но наша вселенная не такая. У нас есть движение, у нас есть взаимодействие, и наш мир меняется во многих отношениях. Но есть одна загвоздка. В нашей Вселенной есть частицы с массой 0 , которые движутся со скоростью света, например, фотоны, и, согласно теории относительности, время не влияет на эти частицы. Итак, Вселенная статична с точки зрения фотона.
Но так не может быть. Наш мир динамичен. И это как бы вызывает противоречие. С одной стороны, Вселенная статична, а с другой – динамична. Кто-нибудь может это объяснить?
Все просто: с фотоном могут происходить только два элементарных действия — в одной точке он генерируется, а в другой потребляется. Вся его жизнь состоит как раз из этих двух событий, двух «мгновений», если хотите, — «путешествие» на самом деле есть лишь задержка между этими двумя событиями по отношению ко всем остальным. Два мгновения, каждое из которых имеет нулевую длительность, составляют нулевое время: .
Из-за этого у него нет возможности определить «опыт», который представляет собой что-то большее, чем эти два события, и поэтому вы не можете приписать ему «видение» Вселенной. Вот почему , в некотором смысле, вы не можете определить систему отсчета для фотона, которая «имеет смысл», как вы сталкиваетесь. «Мировоззрение» таково: «Я излучаюсь, я поглощаюсь». Бум. Вот и все.
Еще одна вещь, которую часто упускают из виду, заключается в том, что «системы отсчета» не существуют как самостоятельные сущности отдельно от пространства-времени и его содержимого. Вместо этого они представляют собой просто системы координат, то есть способы обозначения событий, т. е. точки в пространстве-времени, и в этом случае они совершенно произвольны. Фреймы Лоренца в специальной теории относительности произвольны — что не так, так это связывающие их симметрии Лоренца , которые представляют собой самоотображения точек пространства-времени как точек независимо от меток, и тот факт, что динамика , физика в этом пространстве-времени, уважать эти симметрии, а это означает, что если мы хотим описать взгляд движущегося наблюдателя на мир, мы можем сделать это, не изменяя форму уравнений, которые мы уже использовали — так вы можете говорить гипотетическинарушения симметрии Лоренца, не спотыкаясь о себя в противоречии. (Обратите внимание, что вы всегда можете создать «движущуюся систему отсчета» в любой вселенной, в которой есть понятие пространства и времени, но может случиться так, что вам придется использовать другую «физику», чтобы говорить об этом: игрушечный пример — игра Конвея. Жизни, ее правила никоим образом не являются двигательно-симметричными.)
И чтобы связать это с идеей «опыта», любой «способ восприятия» пространства-времени может быть связан с некоторой системой координат. На самом деле, система Лоренца не является человеческим восприятием пространства-времени: вместо этого вам нужна «структура светового конуса», где «настоящее» принимается за световой конус прошлого . Симметрия Лоренца по-прежнему связывает его с движущимся случаем, но все координаты другие, и симметрия принимает другую форму. (Чей это опыт? Ну, поскольку его «настоящее» включает в себя знание событий, подобных пространству, отделенных друг от друга, часть его может увидеть только наблюдатель, находящийся далеко в будущем рассматриваемых событий, который реконструировал представление на основе подходящих наблюдений. .)
Следовательно, неспособность преобразования Лоренца осмысленно определить систему отсчета означает, что ситуация в случае фотона фундаментально отличается от ситуации в случае всех остальных, и его опыт также отличается.
Есть разные способы ответить на это. См. Застыло бы время, если бы вы могли путешествовать со скоростью света?
Я согласен с ответом Дэвида З., но я бы сказал по-другому. Короче говоря, нет такого взгляда на мир, каким его видит фотон.
Существует аргумент, что по мере того, как скорость объекта увеличивается по отношению ко мне, его часы замедляются по отношению к моим. Более быстрый объект ближе к тому, чтобы догнать фотон. Фотон должен быть как бы пределом таких объектов. Его часы должны быть остановлены.
Этот аргумент вводит в заблуждение. Принятие лимита не приводит ни к чему физическому. Фотонного взгляда на мир нет. То есть не существует инерциальной системы отсчета, в которой фотон покоится. Говорить, что время не проходит в этой несуществующей рамке, неправильно.
Вы можете получить намек на это, взглянув на фотоны в нашем кадре. С классической точки зрения свет имеет длину волны и частоту. Свет движется, и фаза меняется при этом. Это не согласуется с фотонами, видящими наш мир сжатым до плоскости и не имеющим времени.
Квантовая точка зрения немного отличается, но можно применить тот же аргумент.
Это не означает, что вопрос касается совершенно нефизической ситуации. Рассмотрим атом, падающий в черную дыру. Когда он пересекает горизонт событий, он испускает фотон прямо вверх.
Вы можете рассматривать мир с точки зрения этого атома. Но атом не движется вместе с фотоном. Атом втягивается в черную дыру. Наивно фотон вечно зависает с точки зрения удаленного наблюдателя. На самом деле это означает, что фотон попадает к наблюдателю только через бесконечное время.
Наблюдатель может присвоить координаты горизонту событий. Он остается в постоянном месте в его кадре. Но он не может трансформироваться, чтобы найти на мгновение сопутствующую инерциальную систему отсчета на горизонте. Он получает координатную сингулярность, если попытается.
Второстепенным моментом является то, что фотон не просто существует в плоскости. Он описывается волновой функцией, которая находилась бы частично внутри горизонта событий, а частично снаружи. Таким образом, у него будет вероятность того, что его засосет, и вероятность того, что он ускользнет. Долгое время, чтобы убежать, соответствует нахождению в узкой области прямо над горизонтом. Бесконечно долгое время означает пребывание в бесконечно узкой области. Вероятность идет к как время побега идет вверх.
Существует взгляд на мир как на Блочную Вселенную. В этом представлении время не течет. Это согласуется с физикой. См. Что такое время, течет ли оно, и если да, то что определяет его направление? Но такова и точка зрения, в которой время действительно течет .
Стратиев