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
4911
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
4911
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
4911
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
4911
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
4911
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
4911
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
4911
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: tolstopuz


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