“El espacio es 4D”
En abril de 2011, en dos artículos en Physics Essays, Amrit Sorli, Davide Fiscaletti y Dusan Klinar, empezaron a explicar cómo solemos asumir que el tiempo es una cantidad absoluta física, que desempeña el papel de variable independiente (tiempo, t, es a menudo, el eje x en los gráficos que muestran la evolución de un sistema físico). Pero, como señalan, nunca miden realmente t. Lo que hacemos es medir la frecuencia de un objeto y la velocidad. Pero, en sí mismo, t sólo tiene un valor matemático, y no una existencia física primaria.
Este punto de vista no significa que el tiempo no exista, sino que tiene más relación con el espacio que con la idea de un tiempo absoluto. Puesto así, mientras que el espacio-tiempo 4D se considera generalmente que consta de tres dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo, según estos investigadores sugiere sería más correcto imaginar un espacio-tiempo de cuatro dimensiones de espacio. En otras palabras, como se suele decir, el Universo es “atemporal”.
“El espacio de Minkowski no es 3D + T, es 4D”, afirman los científicos en su artículo más reciente. “Ese punto de vista que considera el tiempo como una entidad física, en la que suceden cambios materiales, se sustituye aquí por un punto de vista del tiempo más conveniente, quedando solamente como orden numérico de cambio material. Esta visión se corresponde mejor con el mundo físico y tiene más poder explicativo en la descripción de los fenómenos físicos inmediatos: la gravedad, la interacción electrostática, la transferencia de información del experimento EPR, son fenómenos físicos llevados a cabo directamente en el espacio, en el que ocurren los fenómenos físicos “.
“La idea del tiempo como cuarta dimensión, aparte del espacio, no ha traído grandes progresos en la física y está en contradicción con el formalismo de la relatividad especial”, continuó. “Ahora estamos desarrollando un formalismo de espacio cuántico 3D, basado en el trabajo de Planck. Parece ser que el Universo es 3D desde el nivel macro a lo micro en el volumen de Planck, cuyo formalismo es en 3D. En este espacio 3D, no hay “contracción longitudinal”, no hay una “dilatación temporal”. Lo que realmente existe es que la velocidad de cambio material es “relativa” en el sentido de Einstein”.
Los investigadores dan un ejemplo de que este concepto de tiempo nos ofrece la imagen de un fotón que se mueve entre dos puntos del espacio. La distancia entre estos dos puntos está compuesta de las distancias de Planck, cada una de las cuales es la distancia más pequeña que el fotón puede moverse (la unidad fundamental de este movimiento es tiempo de Planck).
Cuando el fotón se mueve a una distancia de Planck, se mueve exclusivamente en el espacio y no en un tiempo absoluto, explican los investigadores. El fotón puede considerarse como un movimiento desde el punto 1 al punto 2, y su posición en el punto 1 es “antes de” su posición en el punto 2, en el sentido que el número 1 viene antes que el número 2 en el orden numérico. El orden numérico no es equivalente al orden temporal, o sea, el número 1 no existe antes que el número 2 en el tiempo, tan sólo es una relación numérica.
Sin necesidad de utilizar el tiempo como la cuarta dimensión, el mundo físico puede ser descrito con más precisión. Como decía el físico, Enrico Prati, en un reciente estudio, la dinámica hamiltoniana (ecuaciones de la mecánica clásica), es de una robustez bien definida sin necesidad del concepto de tiempo absoluto. Otros científicos han señalado que, el modelo matemático del espacio-tiempo no se corresponde con la realidad física, y proponen que un “estado espacial” atemporal proporciona un marco más preciso. Los científicos también han investigado la falsabilidad de estas dos nociones de tiempo.
El concepto de tiempo como la cuarta dimensión, como una entidad física fundamental en el cual se produce un experimento, pueden ser falsificada por un experimento en el que el tiempo no existe, según los investigadores. Un ejemplo de experimento en el que el tiempo no está presente como una entidad fundamental es el experimento de Coulomb; matemáticamente, este experimento se lleva a cabo sólo en el espacio. Por otro lado, en un concepto de tiempo como un orden numérico de cambio que tiene lugar en el espacio, el espacio es la entidad física fundamental en la que se produce el experimento dado. Aunque este concepto podría ser falsificado por un experimento en el que el tiempo (medido por los relojes) no sea el orden numérico de cambio material, tal experimento aún no se conoce.
“La teoría de Newton sobre el tiempo absoluto no es falsable, no se puede probar ni refutar si se cree en ella”, señaló Sorli. “La teoría del tiempo como la cuarta dimensión sí es falsable, y en nuestro último artículo se demuestra que hay fuertes indicios de que podría estar equivocada. En base a los datos experimentales, el tiempo es lo que se mide con relojes: con unos relojes que miden el orden numérico de cambio material, es decir, el movimiento en el espacio”.
Además de proporcionar una descripción más precisa de la naturaleza de la realidad física, el concepto de tiempo como un orden numérico de cambio también puede resolver la paradoja de Zenón sobre Aquiles y la tortuga. En esta paradoja, Aquiles, que es más rápido, ofrece a la Tortuga la ventaja de una cabeza en la carrera. Pero a pesar de que Aquiles puede correr 10 veces más rápido que la tortuga, nunca podrá superar a la tortuga, ya que, por cada unidad de distancia a la que Aquiles corre, la tortuga también recorrerá un décimo de esa distancia. De esta manera, cuando Aquiles llega al punto donde la tortuga ha estado, la tortuga también se habrá avanzado un poco más adelante. Aunque la conclusión de que Aquiles nunca podrá superar a la tortuga es obviamente falsa, hay muchas variadas propuestas que explican por qué el argumento es erróneo.
La paradoja puede resolverse mediante la redefinición de la velocidad, de modo que la velocidad de ambos corredores esté derivada del orden numérico de su movimiento, en lugar de su desplazamiento y la dirección en el tiempo. Desde esta perspectiva, Aquiles y la tortuga se mueven sólo a través del espacio, y Aquiles puede superar la tortuga en el espacio, aunque no en un tiempo absoluto.
Algunos estudios recientes han cuestionado la teoría de que el cerebro representa el tiempo con un “reloj” interno que emite tic-tacs neuronales (el modelo de “marcapasos-acumulador”), y sugiere que el cerebro representa el tiempo de una forma distribuida espacialmente, al detectar la activación de distintas poblaciones neuronales. A pesar de que percibimos los acontecimientos que ocurren en el pasado, presente o futuro, estos conceptos sólo son parte de un marco psicológico en el cual experimentamos los cambios materiales en el espacio.
Los científicos del Centro de Investigación Científica Bistra, en Ptuj, Eslovenia, teorizan que esta idea newtoniana del tiempo como una cantidad absoluta que fluye por su propia cuenta, junto con la idea de que el tiempo es la cuarta dimensión del espacio-tiempo, son incorrectas. Proponen sustituir estos conceptos de tiempo a fin de que se corresponde con una mayor precisión con el mundo físico: el tiempo como una medida de un orden numérico de cambio.
Este punto de vista no significa que el tiempo no exista, sino que tiene más relación con el espacio que con la idea de un tiempo absoluto. Puesto así, mientras que el espacio-tiempo 4D se considera generalmente que consta de tres dimensiones de espacio y una dimensión de tiempo, según estos investigadores sugiere sería más correcto imaginar un espacio-tiempo de cuatro dimensiones de espacio. En otras palabras, como se suele decir, el Universo es “atemporal”.
“El espacio de Minkowski no es 3D + T, es 4D”, afirman los científicos en su artículo más reciente. “Ese punto de vista que considera el tiempo como una entidad física, en la que suceden cambios materiales, se sustituye aquí por un punto de vista del tiempo más conveniente, quedando solamente como orden numérico de cambio material. Esta visión se corresponde mejor con el mundo físico y tiene más poder explicativo en la descripción de los fenómenos físicos inmediatos: la gravedad, la interacción electrostática, la transferencia de información del experimento EPR, son fenómenos físicos llevados a cabo directamente en el espacio, en el que ocurren los fenómenos físicos “.
“La idea del tiempo como cuarta dimensión, aparte del espacio, no ha traído grandes progresos en la física y está en contradicción con el formalismo de la relatividad especial”, continuó. “Ahora estamos desarrollando un formalismo de espacio cuántico 3D, basado en el trabajo de Planck. Parece ser que el Universo es 3D desde el nivel macro a lo micro en el volumen de Planck, cuyo formalismo es en 3D. En este espacio 3D, no hay “contracción longitudinal”, no hay una “dilatación temporal”. Lo que realmente existe es que la velocidad de cambio material es “relativa” en el sentido de Einstein”.
Los investigadores dan un ejemplo de que este concepto de tiempo nos ofrece la imagen de un fotón que se mueve entre dos puntos del espacio. La distancia entre estos dos puntos está compuesta de las distancias de Planck, cada una de las cuales es la distancia más pequeña que el fotón puede moverse (la unidad fundamental de este movimiento es tiempo de Planck).
Cuando el fotón se mueve a una distancia de Planck, se mueve exclusivamente en el espacio y no en un tiempo absoluto, explican los investigadores. El fotón puede considerarse como un movimiento desde el punto 1 al punto 2, y su posición en el punto 1 es “antes de” su posición en el punto 2, en el sentido que el número 1 viene antes que el número 2 en el orden numérico. El orden numérico no es equivalente al orden temporal, o sea, el número 1 no existe antes que el número 2 en el tiempo, tan sólo es una relación numérica.
Sin necesidad de utilizar el tiempo como la cuarta dimensión, el mundo físico puede ser descrito con más precisión. Como decía el físico, Enrico Prati, en un reciente estudio, la dinámica hamiltoniana (ecuaciones de la mecánica clásica), es de una robustez bien definida sin necesidad del concepto de tiempo absoluto. Otros científicos han señalado que, el modelo matemático del espacio-tiempo no se corresponde con la realidad física, y proponen que un “estado espacial” atemporal proporciona un marco más preciso. Los científicos también han investigado la falsabilidad de estas dos nociones de tiempo.
El concepto de tiempo como la cuarta dimensión, como una entidad física fundamental en el cual se produce un experimento, pueden ser falsificada por un experimento en el que el tiempo no existe, según los investigadores. Un ejemplo de experimento en el que el tiempo no está presente como una entidad fundamental es el experimento de Coulomb; matemáticamente, este experimento se lleva a cabo sólo en el espacio. Por otro lado, en un concepto de tiempo como un orden numérico de cambio que tiene lugar en el espacio, el espacio es la entidad física fundamental en la que se produce el experimento dado. Aunque este concepto podría ser falsificado por un experimento en el que el tiempo (medido por los relojes) no sea el orden numérico de cambio material, tal experimento aún no se conoce.
“La teoría de Newton sobre el tiempo absoluto no es falsable, no se puede probar ni refutar si se cree en ella”, señaló Sorli. “La teoría del tiempo como la cuarta dimensión sí es falsable, y en nuestro último artículo se demuestra que hay fuertes indicios de que podría estar equivocada. En base a los datos experimentales, el tiempo es lo que se mide con relojes: con unos relojes que miden el orden numérico de cambio material, es decir, el movimiento en el espacio”.
Además de proporcionar una descripción más precisa de la naturaleza de la realidad física, el concepto de tiempo como un orden numérico de cambio también puede resolver la paradoja de Zenón sobre Aquiles y la tortuga. En esta paradoja, Aquiles, que es más rápido, ofrece a la Tortuga la ventaja de una cabeza en la carrera. Pero a pesar de que Aquiles puede correr 10 veces más rápido que la tortuga, nunca podrá superar a la tortuga, ya que, por cada unidad de distancia a la que Aquiles corre, la tortuga también recorrerá un décimo de esa distancia. De esta manera, cuando Aquiles llega al punto donde la tortuga ha estado, la tortuga también se habrá avanzado un poco más adelante. Aunque la conclusión de que Aquiles nunca podrá superar a la tortuga es obviamente falsa, hay muchas variadas propuestas que explican por qué el argumento es erróneo.
La paradoja puede resolverse mediante la redefinición de la velocidad, de modo que la velocidad de ambos corredores esté derivada del orden numérico de su movimiento, en lugar de su desplazamiento y la dirección en el tiempo. Desde esta perspectiva, Aquiles y la tortuga se mueven sólo a través del espacio, y Aquiles puede superar la tortuga en el espacio, aunque no en un tiempo absoluto.
Algunos estudios recientes han cuestionado la teoría de que el cerebro representa el tiempo con un “reloj” interno que emite tic-tacs neuronales (el modelo de “marcapasos-acumulador”), y sugiere que el cerebro representa el tiempo de una forma distribuida espacialmente, al detectar la activación de distintas poblaciones neuronales. A pesar de que percibimos los acontecimientos que ocurren en el pasado, presente o futuro, estos conceptos sólo son parte de un marco psicológico en el cual experimentamos los cambios materiales en el espacio.
- Referencia: DailyGalaxy.com, 16 abril 2012, vía www.physorg.com y www.physicsessays.org
- Imagen: www.baddileysuniverse.net/
- Imagen: www.baddileysuniverse.net/
http://bitnavegante.blogspot.com.es/2012/04/el-espacio-es-4d-una-teoria-afirma-que.html?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed:+bitnavegante+%28BitNavegantes%29&utm_content=Google+Reader&utm_term=Google+Reader
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