2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение24.03.2023, 18:47 


17/10/16
4877
Почему картина Вселенной согласно ОТО называется блочной? Как я понял, еще это представление называется этернализмом: нет объективного различия между прошлыми, настоящими и будущими событиями, это различие субъективно.

Правильно ли я понимаю, что дело тут не в том, что срез настоящего однозначно определяет прошлое и будущее, т.е. не в том, что весь пространственно-временной “блок” целиком определяется любым из своих срезов, “содержится” в нем. Это просто детерминизм, он был и до создания теории относительности.

Дело в том, что уже специальная теория относительности своей относительностью одновременности разрушает объективность понятия “срез настоящего”. Если до СТО этот срез совершенно однозначно определялся выбором одного любого события, то в СТО через одно событие можно провести множество таких срезов, причем все они равноправны.
Скажем, возьмем пространство-время Минковского:
Изображение
В каждой его точке мы имеем световой конус (области абсолютного прошлого и будущего оставлены белыми, а область вне конуса, которая иногда называется “где-то еще” – окрашена красным). Смысл утверждения “одновременность относительна” в том, что если выбрано некоторое событие (скажем, $A$), то одновременные с ним события не определены однозначно, а могут лежать на любой прямой или кривой, проходящей в конусе каждой точки только через область “где-то еще”. Т.е. на этой картинке наклон этой кривой нигде не должен превышать 45С (она должна быть всюду пространственноподобна). В остальном же она произвольная. На первом рисунке показаны два возможных варианта.

Переход к ньютоновскому представлению можно представить, как предел уплощения конуса (увеличение скорости света до бесконечного значения), когда не остается никакой свободы в выборе линии одновременности и она становится однозначно определенной выбором события $A$.

Т.е. вот эта свобода в выборе поверхности одновременности, когда одновременными с событием $A$ могут быть произвольно назначены любые события из блока пространства-времени (исключая события внутри конуса $A$) и есть отличительный признак блочной картины? В этом смысле говорят, что в этом блоке все события существуют в некотором смысле одновременно (поскольку любые причинно не связанные события можно поместить на плоскость одновременности)?

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение24.03.2023, 21:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
sergey zhukov в сообщении #1586577 писал(а):
Почему картина Вселенной согласно ОТО называется блочной?
Кем называется?

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение24.03.2023, 23:16 


17/10/16
4877
Утундрий
Скажем, Брайан Грин в своей книжке "Ткань космоса" говорит так:

Цитата:
Мы утверждаем, что каждая часть блока пространства-времени существует столь же реально, как и любая другая, указывая, как полагал Эйнштейн, что реальность в равной степени включает в себя прошлое, настоящее и будущее, и что воображаемое нами течение, выносящее один слой пространства-времени к свету, тогда как другие уходят в темноту, является иллюзорным.


Разве это не этернализм? Собственно, вот в этой фразе говорится вроде-бы одновременно о двух разных вещах:

1. Все части блока пространства-времени одинаково реальны.

2. Течение времени иллюзорно.

Первое я понимаю так, что между причинно не связанными событиями нет отношения "раньше/позже". Их можно расположить в этом отношении в произвольном порядке и даже считать их всех одновременными. В этом смысле "реальность в равной степени включает в себя прошлое, настоящее и будущее".

А вот второе можно ведь и про Вселенную Ньютона сказать, как мне кажется. Или же тут речь о том, что у Ньютона мы изначально хотя бы уже имели "нарезанныые кадры", а в теории относительности мы изначально имеем именно цельный блок пространств-времени и видим, что его "нарезка" на кадры - дело совершенно произвольное. И "течение времени является иллюзорным" означает, что не существует никакой однозначной и самой правильной "нарезки на кадры", т.е. вообще нет никаких "кадров".

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение24.03.2023, 23:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
По-моему, это просто игра в слова. Вы, вроде бы, знаете, как устроено пространство-время и что из него можно извлечь. Вам этого недостаточно и хочется ещё какого-то "метафизического обоснования"?

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 00:05 


17/10/16
4877
Утундрий
Вообще я хотел бы найти простые и понятные слова для объяснения того, чем именно блок пространства-времени отличается от пространственно-временной развертки событий, на которой мы обычно рисуем траектории движения тел в не релятивистской механике. Когда говорят "блок пространства-времени существует сразу весь целиком", то не совсем ясно, в чем тут революционность утверждения. Скажем, пространственно-временная диаграмма не релятивистской механики тоже "существует сразу вся целиком".

Как я понимаю, основное различие тут именно в том, что пространственно-временной блок не имеет никакой "естественной" нарезки и вообще в ней не нуждается. Т.е. в нем нет естественного деления на "пространство" и "время". Это мы привносим туда такое деление произвольным образом. А пространственно-временная диаграмма не релятивистской механики - это уже как-бы результат некоторой нарезки, причем совершенно однозначной. Разделение на пространство и время строго фиксировано, причем даже не считается, что это какое-то "разделение": пространство и время с самого начала предполагаются естественным образом разделенными.

Если кратко: в нерелятивистской механике пространство и время считаются изначально естественным образом разделенными, а в релятивистской механике оказывается, что они образуют единое пространство-время, которое не имеет никакого естественного деления, и что это деление вообще не имеет значения. Можно и без него спокойно обойтись.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 00:28 
Заслуженный участник


18/09/21
1764
sergey zhukov в сообщении #1586625 писал(а):
Вообще я хотел бы найти простые и понятные слова для объяснения того, чем именно блок пространства-времени отличается от пространственно-временной развертки событий
Термин "блок" в этом контексте не встречал.

Тут идёт противопоставление - единое пространство-время после, против отдельно время и отдельно пространство до.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 01:07 


17/10/16
4877
zykov
Это да. Но я замечал, что люди, которые не знакомы с теорией относительности, не понимают смысла слов "единое пространство-время". Им совершенно не очевидно, что отсюда следует: если мы хотим говорить о пространстве и времени, то сначала следует как-то разделить единое пространство-время на эти два компонента, причем это можно сделать не строго определенным, а множеством разных способов. И более того, такое деление вообще не обязательно делать, поскольку значимым является только интервал между событиями, а не метры и не секунды.

Т.е. единое пространство-время - это когда мы можем говорить только об интервалах между событиями, а секунды и метры нам совершенно не нужны. А разделенные пространство и время не релятивистской механики - это когда у нас есть только метры и секунды, а интервал вообще не имеет физического смысла.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 02:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
Неочевидна необходимость нового понятия, которое ещё и порождает вопросы по поводу того, как его приладить к уже существующей релятивистской картине.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 06:30 


17/10/16
4877
svv
Какое понятие имеется ввиду? "Блок", "Этернализм" или "Интервал"?

Хотя это все вроде бы только уводит от вопроса. Три концепции времени (презентизм, растущий блок и этернализм) по сути что-то пытаются сказать о том, что "реально". Первая - что только настоящее, вторая - прошлое и настоящее, третья - прошлое, настоящее и будущее. Тут как всегда неясно, что значит "реально". Я так вижу, что это можно понимать в смысле детерминизма: презентизм говорит, что настоящее не определяет ни прошлое ни будущее, растущий блок - что настоящее определяет только прошлое, но не будущее, а этернализм - что оно определяет и то и другое. Вроде бы так только это и можно понимать.

Изначально мне вот что было непонятно. Можно, как мне кажется, говорить о том, что "пространство-время существует все сразу" в двух смыслах.

Первый - оно однозначно определено любым своим сечением "сейчас", т.е. в смысле Лапласа "...прошлое и будущее предстало бы перед его взором". Это детерминизм: зная состояние дел в "сейчас" знаем его вообще всегда. Прошлое и будущее предопределены срезом "сейчас", они, следовательно, уже заложены, существуют в этом "сейчас".

Второй - причинно не связанные события нельзя однозначно упорядочить в отношении "прошлое/будущее". Этот выбор произволен, т.е. нет однозначной поверхности "сейчас", делящей пространство-время на область прошлого и будущего. Пока такая поверхность не проведена (произвольно), причинно не связанные события вообще никак не соотносятся между собой по шкале "раньше/позже". Все они потенциально одновременны. В этом смысле можно говорить, что все они существуют "реально" в одно и то же время.

Первое понимание довольно тривиальное, оно и к не релятивистской механике применимо. А вот второе, как мне кажется, больше соответствует тому, что хочет сказать, например, тот же Брайан Грин. Эти две вещи, по моему, всегда смешиваются.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 16:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
Если отбросить всю эту словесную пачкотню, и просто тупо и буквально интерпретировать картину мира, даваемую ОТО, то получатся просто все события, вываливаемые на воображаемый стол ума одним куском и сразу. Шмяк! Вот вам мир. Кушайте его с маслом. Можно называть сие "блоком", а можно "шмяком" (или "плюхом").

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 16:10 


17/10/16
4877
Утундрий
Шмяк пространства-времени... Звучит забавно. Нужно будет это ввернуть при объяснении. Наверняка это все прояснит: Ну, вы же понимаете, до ОТО у нас только пространство и время было, а после ОТО - уже шмяк. Чувствуете разницу? Думаю, никто не отважится оспаривать, что разница налицо.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 16:55 


03/01/23

144
sergey zhukov в сообщении #1586698 писал(а):
до ОТО у нас только пространство и время было, а после ОТО - уже шмяк

Что же за термин будет тогда при объяснении 11-мерной теории струн?

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение25.03.2023, 19:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
sergey zhukov в сообщении #1586643 писал(а):
Какое понятие имеется ввиду? "Блок", "Этернализм" или "Интервал"?
Нет, ну, интервал — это наше всё. Имеются в виду «блок» и «этернализм».

Хоть уверен, что Вы так себе и представляете, на всякий случай скажу, что нет необходимости представлять, что шмяк сам по себе как-то движется (типа, от прошлого к будущему), шевелится, развивается. В этом смысле шмяк статичен.

sergey zhukov в сообщении #1586643 писал(а):
Изначально мне вот что было непонятно. Можно, как мне кажется, говорить о том, что "пространство-время существует все сразу" в двух смыслах.

Первый - оно однозначно определено любым своим сечением "сейчас", т.е. в смысле Лапласа "...прошлое и будущее предстало бы перед его взором". Это детерминизм: зная состояние дел в "сейчас" знаем его вообще всегда. Прошлое и будущее предопределены срезом "сейчас", они, следовательно, уже заложены, существуют в этом "сейчас".

Второй - причинно не связанные события нельзя однозначно упорядочить в отношении "прошлое/будущее". Этот выбор произволен, т.е. нет однозначной поверхности "сейчас", делящей пространство-время на область прошлого и будущего. Пока такая поверхность не проведена (произвольно), причинно не связанные события вообще никак не соотносятся между собой по шкале "раньше/позже". Все они потенциально одновременны. В этом смысле можно говорить, что все они существуют "реально" в одно и то же время.
Посмотрите, пожалуйста, книгу:
Рихард Курант. Уравнения с частными производными.
Глава V, §4, п.1 (стр.435) — для ДУЧП гиперболического типа с двумя независимыми переменными вводятся полезные и интересные понятия: область зависимости, область влияния, область определённости. Мне кажется, они имеют прямое отношение к тому, о чём Вы говорите.
Глава VI, §7 (стр. 642) — те же понятия обсуждаются в случае нескольких независимых переменных (одна временная и несколько пространственных координат).
Обратите внимание, что всё это — даже не из теории относительности, а из общей теории гиперболических уравнений.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение27.03.2023, 20:59 
Аватара пользователя


08/09/17
98
Тут дело вот в чем на мой взгляд. Хотя П-В существует все целиком, но для каждого наблюдателя картина разная. Нет единой картины для всех наблюдателей. А для конкретного наблюдателя прошлое существует , настоящим (точнее световым конусом прошлого) наблюдатель сканирует П-В , будущее не определено , носит субъективно-вероятностный характер. Иначе мы приходим к парадоксу-противоречию, что раз будущее определено, то можно ничего не делать и просто "плыть по течению" , раз все равно все "ходы заранее записаны" и повлиять-изменить ничего нельзя.

 Профиль  
                  
 
 Re: В чем особенность блочной картины пространства-времени?
Сообщение27.03.2023, 22:01 


17/10/16
4877
Lehastyi
Lehastyi в сообщении #1587064 писал(а):
Иначе мы приходим к парадоксу-противоречию, что раз будущее определено, то можно ничего не делать и просто "плыть по течению" , раз все равно все "ходы заранее записаны" и повлиять-изменить ничего нельзя.

Я не думаю, что это парадокс. И противоречия тут нет. Так, вероятно, все и происходит. Ходы записаны.

Дело в том, что в моем настоящем есть наблюдатели, для которых мое будущее уже в их прошлом. То, что для меня еще только должно случиться, для них уже случилось.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 28 ]  На страницу 1, 2  След.

Модератор: Модераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group