Как что-то может произойти, когда времени не существует?

Общая теория относительности — это локальная теория. Это означает, что он описывает пространство-время вблизи точки, на которую вы смотрите, но ничего не говорит о крупномасштабной структуре пространства-времени.

Это может показаться не связанным с вашим вопросом, но на самом деле это ключ к тому, почему мы говорим, что время началось с Большого Взрыва. Если мы сделаем несколько разумных предположений о Вселенной, мы сможем решить уравнение Эйнштейна и получить метрику FLRW . Эта метрика позволяет нам начать с нашего текущего положения и вернуться к Большому взрыву, чтобы увидеть, что происходит. Делая это, мы вычисляем геодезическую, которая представляет собой просто кривую в пространстве-времени, за которой следует свободно движущийся объект. Ключевым моментом здесь является то, что с некоторой точки на нашей геодезической, например, я сижу, печатая это, мы используем метрику для вычисления непосредственно предшествующих точек, затем оттуда мы используем метрику для вычисления еще более ранних точек и так далее назад во времени к большой взрыв.

Проблема в том, что по мере того, как мы возвращаемся к Большому взрыву, метрика становится все больше и больше, и в момент Большого взрыва она становится бесконечной. Вы не можете делать арифметические действия с бесконечностью. Было бы забавно предположить, что$\infty$умножить на 0, но когда такое выражение появляется в физике, это означает, что мы должны признать, что не можем рассчитать, что происходит.

Вот почему вы часто слышите, что время началось с Большого Взрыва. Это потому, что мы не можем отсчитывать время в обратном направлении от этой точки. Это не обязательно означает, что до Большого взрыва не было времени, это просто означает, что у нас нет способа вычислить его с помощью общей теории относительности. Если верить петлевой квантовой космологии , это предсказывает, что при Большом взрыве произошел отскок, так что мы можем проследить геодезию назад через Большой взрыв и в более раннюю вселенную. Однако это весьма спекулятивно.

Между прочим, вы получите прямо противоположный эффект, если упадете в черную дыру. Если вы попадете в статичную черную дыру, ваша геодезическая будет описываться метрикой, называемой метрикой Шварцшильда . Метрика позволяет вам рассчитать свой путь к центру черной дыры (сингулярности), но когда вы достигаете центра, метрика становится бесконечной, и вы не можете ее дальше вычислять. Часто говорят, что время останавливается в центральной сингулярности черной дыры.

Наше повседневное восприятие времени отличается от того, что думают о нем врачи.

Время — это просто какое-то дополнительное измерение. Представьте, что наша Вселенная была двухмерной в пространстве, как поверхность стола. Теперь подумайте о времени как о третьем измерении, которое идет вертикально вверх от стола.

Каждый снимок во времени этой двумерной вселенной представляет собой двухмерную плоскость, параллельную поверхности столов. Все снимки вместе дают трехмерное пространство-время.

Наша «настоящая» Вселенная, имеющая 3 измерения в пространстве, может рассматриваться как 4-мерное пространство-время.

Частицы, движущиеся в пространстве с течением времени, трансформируются в линии в этом пространстве-времени.

Но когда мы думаем о времени таким образом, как о каком-то измерении, тогда мы теряем линейное движение, движение, причину и следствие. И вселенная кажется абсолютно детерминированным местом, где все находится на своих местах «с самого начала», потому что в этой вселенной нет ничего, что мы могли бы «ощутить» как время. Но это не так.

Законы природы способны описать пространство-время, как я описал здесь, которое будет восприниматься как отдельное пространство и время для разумных существ внутри этой вселенной. Так что это не противоречие времени, как мы переживаем его в нашей повседневной жизни.

Итак, эта вселенная не имеет краев и границ во всех своих пространственных измерениях, поэтому она бесконечна в пространстве. Но она может иметь границу в своем временном измерении. Думайте о поверхности столов как об этой границе времени. Вселенная — это все, что над этим столом. Ничто ВНУТРИ этой вселенной не может быть ниже этой таблицы, потому что "время" ниже этой таблицы не существует.

Меня поражает, что существует очень простое объяснение, вытекающее прямо из специальной теории относительности и которое, кажется, никто не понимает (я нигде его не видел): собственное время частиц в процессе столкновения или рождения/уничтожения.

Универсальное время в космологии — это «собственное время» Вселенной, определяемое наблюдателями, локально находящимися в покое с космическим флюидом (т . е. сопутствующими наблюдателями ). Таким образом, для дальнейшего вы можете концептуально свести всю вселенную к простой частице, возникающей в результате некоторого процесса столкновения/творения.

В специальной теории относительности собственное время$\tau$частицы не имеет никакого смысла до того, как частица была создана в данном процессе. Это не означает, что не было никакого времени до того, как частица была создана, это просто означает, что собственное время частицы не существует, поскольку частицы нет (время является относительным понятием в теории относительности). Перед процессом создания у вас могут быть другие частицы со своим собственным временем. В процессе создания некоторые частицы аннигилировали и создали новую. Это «начало» вашей новой вселенной (представленной здесь как «частица»).

Поэтому спрашивать, что было до Большого Взрыва (и что его создало), все равно что спрашивать, сколько времени было до того, как была создана частица. Перед собственной частицей вообще не было собственного времени! Собственное время было создано «в то же время», что и сама частица! Могут быть (а могут и не быть) другие вселенные, которые «столкнулись» (т. е. коллапсировали/взаимодействовали/аннигилировали/что-то еще), но мы не можем узнать их, просто следуя нашему универсальному собственному времени!

Именно здесь Общая теория относительности разваливается, поскольку она не может ретроспективно предсказать события, которые «произвели» Большой взрыв (см. ответ Джона Ренни). Для этого нам понадобилась бы своего рода «теория относительности» общей теории относительности, т.е. теория сталкивающихся/взаимодействующих/аннигилирующих вселенных, т.е. теория изменений топологии . Поскольку общая теория относительности основана на дифференциальной геометрии, она требует многообразия с заданной топологией. Если у вас есть топология, вы должны оставаться с ней в рамках общей теории относительности. Сингулярность (в пространстве или во времени) является признаком того, что должно произойти какое-то изменение топологии, т.е. изменение многообразия.

Поскольку столкновение/сотворение/уничтожение частиц описывается квантовой механикой, изменение топологии, о котором говорит Общая теория относительности, должно быть квантово-механическим явлением (это неудивительно: большая часть квантовой механики касается границ, то есть топологии!).

Это зависит от того, что вы подразумеваете под «не может произойти».

Вернитесь в период до того, как вы увидели этот документальный фильм, но не так давно времени еще не существовало, в Древней Греции начался яростный спор между Платоном и его учеником Аристотелем о природе знания. В конечном счете взгляды Аристотеля дали нам такие теории, как причинно-следственная связь, сосредоточенные на наблюдаемом поведении, особенно в естественном мире, и Платон провел свое время, размышляя об общих чертах. Суть в том, что знание о вещах, которые мы можем испытать непосредственно, стало называться физикой, а то, что мы не могли — метафизикой.

По мере развития науки и увеличения наших знаний о физической вселенной аристотелевская мысль уступила место ньютоновской механике, которая уступила место теории относительности в космическом масштабе и квантовой механике в микромасштабе, однако разрыв между физикой и метафизикой не исчез. , хотя определение того, что является физическим и что является метафизическим, изменилось.

Первоначально «физика» была веществом, а «метафизика» — информацией о «веществе». Однако в теории относительности и информации мы знаем, как использовать идею светового конуса. Поскольку мы знаем, что произошел Большой взрыв, давайте предположим, что в первый момент фотоны света начали распространяться из сингулярности в центре Большого взрыва и продолжали распространяться до сегодняшнего дня. Если вы посмотрите на это событие во времени, вы увидите нечто похожее на рябь в пруду, показывающую, как далеко распространился свет. Однако, если вы посмотрите на это распространение света во времени, вы увидите конус, где край конуса представляет собой наибольшее расстояние, пройденное светом с момента его появления в пространстве и во времени, сначала маленькое, но постоянно увеличивающееся со временем. достижения.

Мы не можем знать ничего за пределами этого конуса, поскольку свет не может двигаться быстрее скорости света. Обмен информацией о событиях за пределами этого конуса невозможен. С этой точки зрения, физика будет всем пространством/временем и связанными с ним вещами внутри светового конуса, который начался с Большого взрыва. Все внешнее, например дополнительные вселенные, было бы «метафизическим». Мы можем думать о них рационально, но не можем получить непосредственную информацию. Мы можем назвать этот конус либо световым конусом, либо информационным конусом.

Соответственно, поскольку пространство и время начали существовать в один и тот же момент, и поскольку пространство и время связаны, и поскольку мы находимся внутри светового конуса пространства/времени, мы можем изучать, тыкать, подталкивать, тестировать и получать информацию о пространстве/времени и вещи внутри, то есть естественные или наблюдаемые вещи, которые действуют повторяемыми и проверяемыми способами. Однако вещи вне этого мы не можем изучать, например, непосредственно наблюдать или экспериментировать. Так что спрашивать об условиях раньше времени не наблюдалось. Это не значит, что мы не можем рассуждать об этом (поэтому это не лишено смысла), но это не «научный» вопрос. Таким образом, вопрос о том, что произошло до того, как появилось время, может быть философским вопросом, возможно, даже теологическим, но факт в том, что мы не можем выносить об этом научных суждений, поскольку наука — это изучение физических (имеется в виду естественных), не метафизические вещи. Мы должны делать метафизические суждения.

Итак, давайте попробуем сделать несколько разумных метафизических суждений: у каждой вещи, имеющей начало, есть причина (мы пока не нашли ничего, чего бы не было, так что это повторяемо и наблюдаемо — оспаривать это было бы «верой»). Вселенная имеет начало, значит, у нее была причина. Причина Вселенной существует вне времени, поэтому должна быть вневременной. Причина, которая вне времени, вечна, поэтому причина вселенной вечна. Каждое изменение представляет разницу, наблюдаемую во времени. Следовательно, вечная причина вне времени не может измениться. Следовательно, причина вселенной должна быть вневременной и неизменной.

и т.п.

Тогда, чтобы ответить на ваш вопрос, какое-то событие до времени не может просто «произойти», поскольку «произошло» предполагает время. Однако оно может быть вечно целенаправленным, осознаваемым сознательным наблюдателем как историческое событие, последующее за причинностью времени и пространства изнутри светового конуса этой системы. Что касается вневременных, неизменных причин, то у нас нет научного способа наблюдения за такими вещами, даже если мы можем рассуждать о них.

Я видел документальный фильм, и это то, что я понял после нескольких дней размышлений. Если вы знакомы с квантовой механикой, то знаете, что частицы материи (например, электроны) могут появляться из ниоткуда. Это происходит везде и всегда в атомах, где электроны появляются и исчезают в «случайных» точках вокруг ядра. Поскольку это явление происходит везде и всегда, то, таким образом, не противоречит законам природы и физики появление из ниоткуда. У нас есть пример с нашими электронами, которые делают именно это все время. Теперь применим это знание к Большому Взрыву и Вселенной в целом. Вселенная могла возникнуть из ниоткуда, без видимой причины, без нарушения законов природы и физики. Время также «материализовалось» точно в момент Большого Взрыва.

(Снова это заставляет задуматься, а не является ли Вселенная просто электроном в другом мире…)

Думайте об этом как о том, как мы теперь знаем, что «наша вселенная» расширяется и ускоряется в расширении до такой степени, что в конечном итоге вокруг нас не останется ничего, и мы сможем видеть только тьму, одну в нашей видимой галактике. Теперь мы видим, как все в «нашей вселенной» является результатом математического анализа Большого Взрыва, рассеивающего все вовне. Теперь, чтобы расшириться, должно быть уже пустое пространство, где все, что мы видим, является просто фрагментами того, что в первую очередь создало Большой взрыв, в результате чего Вселенная уже существует. Теперь «время» относится только к перспективе «нашей вселенной» в отношении создания всего, что мы можем видеть и теоретизировать, начиная с того момента, когда оно было создано Большим взрывом, но до, внутри и за пределами «нашей известной вселенной». до самого дальнего и последнего возможного объекта, который все еще расширяется, «время» на самом деле не то, что или когда мы думаем. Существование того, как что-то не может появиться из ничего, относится к началу того, как в конечном итоге расширение оставит нашу галактику в покое. Теперь, когда было пространство для расширения до нашего Большого Взрыва, что сделало Большой Взрыв для нашего существования реакцией двух вещей на создание этого единственного события. Если вселенная, а не «наша вселенная», представляет собой неизвестное пространство, то можно ли сказать, что мы являемся местом единственного Большого Взрыва. Если мы, в конце концов, расширимся так далеко, что никогда не увидим свет чего бы то ни было, то откуда нам знать, что это уже не случалось много раз раньше в этом бесконечном неизвестном пространстве, которое есть вселенная. Как мы можем не знать, что наш Большой Взрыв не t результат остатков двух других Больших Взрывов, которые произошли где-то во Вселенной, пустое пространство, опять же не «наша Вселенная», в том смысле, что мы думаем, что все было создано из ничего и расширилось до такой степени, что осталось в одиночестве, где мы наконец встретимся и сталкиваются, создавая наш Большой Взрыв. С учетом сказанного время на самом деле не время, а только время, которое мы воспринимаем, и то, что создало наш Большой Взрыв, имело свое собственное отдельное время, которое было бы воспринято по происхождению их собственного существования.

Мэтт Марсден...

Я думаю, вы можете обнаружить, что проблема здесь в вопросе. Спрашивая: «Как что-то может произойти, если время не существует?» - подразумевает, что «Время существует» и что « Время необходимо » , чтобы вещи могли произойти.

Многие люди, кажется, «предполагают», что время существует, и что оно «необходимо» или «проходит» по мере того, как происходят события, но каждое очевидное «доказательство» этого, которое я читал, может быть серьезно подвергнуто сомнению и, по моему мнению, необоснованно.

Непосредственное наблюдение за миром вокруг нас показывает, что «вещи» существуют и что они могут двигаться, изменяться, взаимодействовать и т. д. там, где есть энергия.

Тщательное рассмотрение ИМО показывает, что прямое наблюдение за тем, как мир вокруг нас существует и изменяется, на самом деле не доказывает и не предполагает, что помимо того, что мы видим, также существуют «прошлое» или «будущее» или то, что называется «временем». Хотя, если мы чрезмерно экстраполируем то, что наблюдаем, это может дать очень тонкое ложное впечатление или «иллюзию» того, что «время» и, в частности, «прошлое» существуют.

Когда мы путешествуем по миру, мы постоянно меняем содержание нашего разума.

Другими словами, по мере того, как материя существует и взаимодействует вокруг нас, мы видим, как вещи движутся и изменяются, и это высокоорганизованным образом изменяет содержание нашего разума.

И мы можем «НАЗЫВАТЬ» некоторые из этих измененных содержаний «прошлым», и мы можем «НАЗЫВАТЬ» некоторые из наших представлений «Будущим», и из этого мы можем (ошибочно) предположить, что у нас есть доказательство того, что «ТО» прошлое и «ТО» будущее, и, таким образом, существует «Время».

И тогда мы можем предположить , что « необходимо время », чтобы что-то могло произойти.

Но на самом деле, я думаю, вы обнаружите, что вещи просто существуют и взаимодействуют, или, как предположил Эйнштейн, но не смог объяснить как, «время... это постоянная иллюзия».

Другими словами, в то время как наши «воспоминания», кажется , указывают или доказывают существование «другой» записи событий, называемой «прошлым», на самом деле не очевидно и не доказано, что «ЭТО» «временное прошлое» действительно существует. .

таким образом, например, вне времени на больших скоростях (SR) или вблизи черной дыры (GR) вещи действительно могут «изменяться медленнее» — но это не доказывает, что вещи происходят медленнее, потому что существует вещь, называемая «временем». и более медленно переходит из невидимого места, называемого « будущим », в невидимое место, называемое « прошлым ».

И заметьте, мы не можем утверждать, что...

A - «все знают, что время — это просто слово, которое все используют для описания всего движения , которое мы видим»,

а потом тоже требовать

Б - Прошлое и будущее действительно существуют, и «время тоже реальная вещь, соединяющая «прошлое» и «будущее», и Время необходимо для того, чтобы вещи могли произойти.

(И что еще хуже, заявить, что «все знают, что время — это просто слово», а затем спросить, можем ли мы «деформироваться» или «путешествовать» во Времени и т. д.).

Таким образом, ИМО неправомерно говорить, что «не было бы никакого« времени »до большого взрыва», если только Хокинг или кто-то еще не представил как «хорошую причину изначально подозревать , что время существует», так и «эксперимент, который доказывает существование времени». .

Мэтт добро пожаловать

(Автор книги « Краткая история БЕЗВРЕМЕННОСТИ »)

(Безвременье в Гринвичской обсерватории)