La ciencia de la relatividad fue inesperada, pero bastante simple. Por qué no es tan simple. Una respuesta completa de por qué el universo es así tiene demasiados aspectos para incluirlos a todos en esta respuesta. La pregunta finalmente lleva a responder por qué hay algo en lugar de nada e implica reformular todo lo que se conoce en física en el contexto común de la relatividad.
La ciencia de la relatividad especial se basa simplemente en dos hechos aparentemente contradictorios revelados por la medición.
1. Los movimientos de los objetos son relativos. La velocidad de los objetos es relativa como se describe por las leyes de Newton. La velocidad absoluta de los objetos no existe.
2. El movimiento de la luz con respecto a los objetos es absoluto. La velocidad de la luz es constante independiente del movimiento en contradicción con las leyes de Newton.
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Esto excluye la visión del mundo de que el tiempo y el espacio son independientes y absolutos. Por ejemplo, si la luz viaja de un objeto A a B, y un objeto C se mueve de B a A pero no ve que la luz viaja más rápido debido al movimiento relativo, solo puede ser que el reloj de C sea más lento. Parece una noción loca, pero la medición demuestra que es correcta. El mundo no es como se esperaba.
Si los eventos ocurren simultáneamente a lo largo de una línea cuando se ven perpendicularmente a la línea, pero desde un extremo visto en un orden y desde el otro extremo visto en el orden opuesto, debemos resistir la tentación de decir que la perspectiva perpendicular es necesariamente preferida y los eventos son realmente simultáneamente porque la percepción del tiempo se construye en relación con el ordenamiento percibido del evento sin que se prefiera fundamentalmente ninguna perspectiva.
De la relatividad especial obtenemos matemáticamente un resultado sorprendente, la relación entre materia y energía, e = m * c ^ 2, también confirmada por medición.
La relatividad general surgió otra contradicción de las leyes de las leyes de Newton, la precesión del perihelio de Mercurio. Un problema de larga data en el estudio del Sistema Solar fue que la órbita elíptica de Mercurio no se quedó como lo requerían las ecuaciones de Newton.
Si aceptamos que el tiempo y el espacio son relativos y que la aceleración y la gravedad son equivalentes, ya que no podemos distinguir entre los dos, descubrimos que si la masa deforma el espacio-tiempo para que sea más tiempo como relativamente, podemos explicar la órbita del mercurio y hemos confirmado el tiempo discrepancias relacionadas con la fuerza de la gravedad. La relatividad general ha resistido la prueba de medición con una precisión muy alta.
Para una mayor comprensión de la ciencia, véase The Special and General Theory, de Albert Einstein Page en gutenberg.org.
Hay muchas maneras diferentes de abordar la cuestión de por qué el universo funciona de esta manera, pero aún no hay una respuesta completa. He considerado el tema profundamente y se me ocurren algunas ideas muy poco convencionales que creo que son bastante convincentes a pesar del rechazo de muchos dogmas científicos. Debido a que la perspectiva de los hechos es diferente de la que enseñan en la escuela, la explicación es bastante larga, pero los hechos científicos de medición son los mismos.
Una cuestión es que tenemos dos teorías muy precisas que no se pueden combinar simplemente, la relatividad general y la mecánica cuántica. No podemos decir por qué el universo es como es sin reconciliar estas dos teorías. Hasta ahora, ambos son callejones sin salida en nuestra comprensión de la física convencional. Las mejores pistas que he encontrado son [gr-qc / 9612043] Mecánica cuántica y relatividad: su unificación por hora local que muestra cómo pueden ser compatibles, y una Fundación centrada en el observador que muestra cómo las propiedades del tiempo y el espacio emergen de una simple suposición que hay pedidos Es seguro decir que hay un orden o el universo no sería comprensible.
Dado que la medición ha excluido la posibilidad de un espacio o tiempo a priori, afirmo que debemos considerar cómo el espacio y el tiempo podrían ser construidos por la cinética lógica cuántica para exhibir las propiedades descritas por la relatividad general. Debemos comenzar sin espacio ni tiempo en el aparente Big Bang cuántico y terminar con un cosmos de espacio y tiempo deformado de la manera prescrita por la relatividad general.
Considere que para que haya una percepción relativa debe haber algo absoluto que se perciba relativamente. Este es el intervalo espacio-tiempo. Lo único que es constante y cada observador a cualquier velocidad relativa está de acuerdo es el intervalo espacio-tiempo.
Se puede pensar en s como la hipotenusa de un triángulo rectángulo con un lado como velocidad y el otro como tiempo. No importa quién esté mirando, la hipotenusa siempre tiene la misma longitud, pero es por percepción relativa que hay menos velocidad, entonces el tiempo debe ser mayor para tener el mismo intervalo.
En el caso de su propio marco de descanso, considera que su velocidad v es cero.
En este caso, la percepción del intervalo invariante espacio-tiempo es la velocidad de la luz en el tiempo, cero en el espacio. El otro extremo es donde la velocidad relativa es la velocidad de la luz en el espacio, en cuyo caso el intervalo espacio-tiempo s siempre debe ser cero con toda la velocidad a través del espacio y ninguna a través del tiempo. Dado que el intervalo de espacio-tiempo para la velocidad de la luz es siempre el mismo (cero) matemáticamente, el requisito de que siempre se mide como constante se cumple matemáticamente mientras se conserva el principio de movimiento relativo.
Aplicando esto en un contexto cosmológico dada la expansión acelerada, todo debe estar alejándose del Big Bang a una velocidad cercana a la luz en un universo que se expande a la velocidad de la luz.
Podemos movernos relativamente solo en el ahora al borde del espacio-tiempo existente siempre avanzando en el tiempo. Pero como el espacio-tiempo solo se expande a la velocidad de la luz y ya estás en el límite, no hay forma de acelerar más allá del límite del tiempo que puede existir desde el Big Bang. Debe ser que cuando se acerque a la velocidad de la luz, su reloj se detendrá, ya no hay más tiempo para viajar. Esto da como resultado un tiempo espacial relativo en el que viajar en el espacio es necesariamente viajar a través del tiempo y pasar un año luz en un día por tu reloj te desliza un año hacia el futuro.
Si puede obtener esa parte de la imagen, puede estar satisfecho de por qué hay relatividad, pero también puede saber qué se construye el espacio y el tiempo, por qué no se puede exceder la velocidad de la luz o por qué hay gravedad para una comprensión más completa. Examinemos primero cómo y luego podemos aventurarnos por qué.
Si asumimos que el universo es mecánicamente cuántico, entonces podemos decir que lo único que sucede en este mundo son los eventos cuánticos que fueron descubiertos por Planck para obedecer la relación de energía igual a la frecuencia por la constante de Planck. Pero la frecuencia de la luz es engañosa porque, como Einstien demostró que un fotón no es frecuente, se trata de un único paquete o cantidad de momento que se intercambia entre electrones. Se emite una vez, se absorbe una vez y no tiene otro efecto. Tiene solo una duración de un período y un tamaño de una longitud de onda relativamente para cada participante. Un evento se exhibe y, por lo tanto, podemos decir que construye exactamente dos intervalos de espacio-tiempo en nuestra experiencia, uno local para la emisión, y uno cuando se absorbe, lo que resulta en un intercambio de momento entre electrones o la expansión del espacio-tiempo entre las localidades de cada electrón. El efecto de un evento es exclusivamente bi-local.
Vea la respuesta de Jim Whitescarver a ¿Por qué no podemos simplemente construir un motor lo suficientemente fuerte como para impulsar algo más rápido que la velocidad de la luz? para una explicación de por qué el tiempo necesariamente se ralentiza para el viajero si los eventos cuánticos son todo lo que hay.
Un intervalo así exhibido exhibido puede ser experimentado como el espacio a través del espacio, x = c * t = c * h / e, exhibiendo el espacio y el retraso de la velocidad de la luz juntos, siendo lo que se llama onda o tiempo a través del tiempo, t = h / e, exhibiendo posición y retraso siendo lo que se llama partícula.
Esto es simplemente porque los intervalos de espacio-tiempo exhibidos por la energía en el espacio siempre exhiben una distancia, pero cuando son absorbidos por un átomo y emitidos después de un retraso en un lugar, solo un componente de retraso o tiempo se construye localmente sin expansión a través del espacio. En efecto, esto atrapa el espacio-tiempo en una dimensión similar al tiempo, ya que la masa está obligada a hacerlo de acuerdo con la relatividad general. Einstein mostró cómo el espacio deformado de una manera similar al tiempo daría como resultado la gravedad, no como una fuerza a distancia, sino con objetos que siempre van en la línea más recta posible a través del tiempo espacial siguiendo la deformación del tiempo espacial. Podemos considerar que la urdimbre se construye mediante elementos de retardo del tiempo, como los intervalos de espacio-tiempo.
Para que esto funcione, debemos abandonar la noción de que la energía de punto cero del vacío se crea espontáneamente por fluctuación aleatoria, sino que es energía ordinaria a máxima entropía que viaja a la velocidad de la luz desde el universo primitivo construyendo el cosmos e incluso impregnando el espacio vacío de la materia. , animándolo para que parezca sólido. Como señaló Wheeler, la materia es solo marginalmente más densa en energía que el vacío y, por lo tanto, podemos esperar que el vacío tenga el potencial de exhibir los intervalos de espacio-tiempo que exhiben la extensión del espacio. Las fluctuaciones aleatorias espontáneas estarían obteniendo algo por nada que no debería considerarse dada una alternativa razonable. Dado un universo con expansión acelerada, deberíamos esperar una relación inversa entre frecuencia y energía debido al desplazamiento hacia el rojo. También podemos esperar que lo midamos como cero ya que es la energía más baja con la que podemos medir en relación. La comprensión de la relatividad es el resultado del ordenamiento relativo de los eventos y el retraso local exhibido por las interacciones que construyen la posición relativa y la extensión del espacio y nuestra noción relativa del tiempo. entonces debemos preguntarnos por qué ocurren los eventos y por qué crean las tres dimensiones del espacio que percibimos.
La lógica cuántica es una lógica universal de propósito general que permite la posibilidad de que existan todos los mundos posibles. Es metamatemático en el sentido de que no obedece a una matemática particular, sino que permite la posibilidad de cualquier matemática. El universo parece saber qué es lógicamente posible sin tener que descubrir qué es eso. Naturalmente, solo puede hacer lo que es lógicamente posible. La cinética cuántica lógica se exhibe mediante eventos que distinguen la actualidad de la posibilidad. Distinguen nuestro mundo de todos los mundos posibles al exhibir intervalos específicos de espacio-tiempo. Aparentemente, los eventos ocurren cuando se puede observar que suceden lógicamente en la mayoría de los casos por la menor acción, la elección tardía y la primera oportunidad. Por lo tanto, debemos considerar todo lo que sea lógicamente posible mediante la lógica universal para predecir qué eventos ocurrirán. Debido a que todas las posibilidades deben considerarse nuevos resultados posibles pueden surgir en cualquier momento y hay una elección retrasada, y si se consideran todas las posibilidades, lo que se puede observar se observa inmediatamente en la primera oportunidad.
Técnicamente hablando, las posibilidades lógicas se componen de la determinación de estados independientes (ortogonales) que pueden representarse como vectores complejos en el espacio de Hilbert. El evento que determina un observable resulta ser un complejo hermitiano congregado en el espacio vectorial.
En términos simples, esta es una acción igual y opuesta en un espacio multidimensional que resulta en una acción bidimensional lateral y transversal igual y opuesta en nuestro mundo que exhibe un intervalo de espacio-tiempo. Si bien cada uno solo define dos dimensiones sin la sustancia 3D que parece existir, muchos de estos eventos 2D juntos crean una proyección 3D que simplemente parece un continuo 3D. Este espacio holográfico sin ningún volumen verdadero solo puede proyectar una ilusión 3D relativamente.
Esa única acción igual y opuesta resulta de la acción cuántica es la razón por la que también vemos solo acción igual y opuesta en el mundo microcósmico. La cinética cuántica es perfectamente elástica. Que es igual y opuesto significa que se agrega a cero en algún marco de referencia donde no se percibe ninguna acción. Hay menos acción porque, en un sentido absoluto, no es una acción en absoluto en el marco donde las acciones se cancelan entre sí. Es solo que lo observamos relativamente que se dice que sucedió en nuestro mundo.
Para que haya una percepción relativa, debe haber algún marco de referencia, debe haber algo que exhiba un marco de descanso que sea más lento que la luz. Los posibles estados de energía en la materia, mediante e = m * c ^ 2, definen la tabla periódica de elementos de acción lógica anudada que tienen bucles lógicos en lugar de la lógica que se propaga hacia afuera a la velocidad de la luz. La suma vectorial de la lógica de bucle a la velocidad de la luz se suma a cero en algún marco de descanso que exhibe un participante absoluto en eventos que se perciben relativamente.
La ciencia nunca puede responder realmente por qué las cosas son como son, simplemente son como son, solo puede responder cómo funciona. Sostengo que cualquier teoría solo puede ser cierta en un contexto limitado y no hay respuestas finales. Vea la respuesta de Jim Whitescarver a ¿La ciencia alguna vez probará algo o todo será solo una teoría? Todo lo que podemos decir es que es así porque es lógicamente posible que exista un mundo que funcione de esta manera, que es simplemente una visión distorsionada de la nada por la percepción relativa. Es la solución del problema de cómo puedes obtener algo de la nada.