Underlig?
Det er da underlig at en så simpel tilføjelse til tidsbetragtninger ikke er gjort før?
Relativitetsteorien sætter grænser for kronologien
En af de bemærkelsesværdige konsekvenser af Einsteins specielle relativitetsteorier er, at to forskellige hændelser A og B af én person kan opfattes, som om A sker før B, mens en anden vil opfatte, at B sker før A.
Men hvad er situationen for tre forskellige hændelser: A, B og C? Vil alle seks forskellige kombinationer af rækkefølgen for A, B og C være mulige?
Det har ikke hidtil været kendt.
Nu har amerikanerne Alfred Shapere fra University of Kentucky og nobelprismodtageren Frank Wilczek fra Massachusetts Institute of Technology undersøgt sagen og kommet frem til et overraskende resultat.
Tidsvektoren er afgørende
Udgangspunktet er som altid inden for den specielle relativitetsteori det firedimensionale rum bestående af tre rumdimensioner og en tidsdimension.
Analysen fra Shapere og Wilczek viser, at når der er tale om tre hændelser, må man se på, hvordan den trekant, der forbinder de fire hændelser i det firedimensionale rum, er placeret.
Trekanten vil befinde sig i en todimensional plan, og hvis denne plan står vinkelret på den tidslige dimension eller med andre ord ikke indeholder en tidsmæssig vektor, så er alle seks kombinationer af rækkefølgen A, B og C mulige.
Er der derimod en tidsmæssig vektor, vil der typisk være mindst to kombinationer, som er udelukket. Shapere og Wilczek forklarer, at det eksempelvis kan betyde, at A ikke kan gå forud for både B og C.
De forklarer, at denne situation ikke fører til paradokser omkring rækkefølgen af årsag og virkning.
Det er dog alligevel en besynderlighed, idet kronologibetingelsen kan have en betydning for logikken af kvantemekanik - ikke mindst omkring bølgefunktioner og den måde, de siges at kollapse på, når der foretages en måling. Det er en egenskab, som er helt central inden for kvantemekanikken.
Det er et forhold, som de to forskere ikke beskriver nærmere i deres artikel, men som de lover at studere mere indgående, da det netop var begrundelsen for, at de gik i gang med dette forskningsprojekt.
Relativitetsteori vs. kvantemekanik
Kan der afdækkes en dybere konflikt, vil det i givet fald ikke være det første gang, at den specielle relativitetsteori kommer i karambolage med kvantemekanikken.
Niels Bohr og Albert Einstein førte mange diskussioner herom i 1920'erne og 1930'erne.
Disse diskussioner førte til en dybere forståelse af entanglement, eller sammenfiltrede kvantetilstande, som satte gang i forskning inden for kvantecomputere og kvanteinformation.
Om Shapere og Wilczeks kronologibetragtninger kan give nye gennembrud af tilsvarende kaliber, må tiden vise. Foreløbig står vi med en ny besynderlighed.
Dokumentation
Emner
Fysik
Læs også
Entanglement
@ Jens Ramskov:
Det er dog alligevel en besynderlighed, idet kronologibetingelsen kan have en betydning for logikken af kvantemekanik – ikke mindst omkring bølgefunktioner og den måde de siges at kollapse på, når der foretages en måling.
Kan du uddybe?
Drejer det sig om bølgefunktioner der beskriver entanglede tilstande (eks. to fotoner)?
Er vi ude i at i systemet S bliver foton A målt før foton B, mens i S' bliver B målt før A?
Er det ikke bare logik for perlehøns?
Det lyder meget logisk, at de forskellige kombinationer af rækkefølgen alle er mulige - når der ikke er en ordning på ændringerne.
Når rækkefølgen af forandringer er ordnet, så giver det sig selv, at rækkefølgen af kombinationerne er ... ordnet.
Det er vel egentlig betydningen af den "4 dimension" i de beregninger, som er til diskussion. Igen noget der peger på, at begrebet "tid" ikke er et velvalgt udsagn. Forandring eller tilstandsforandringer ville være bedre.
Hvad er tid? Noget med solure og engelske togkøreplaner?
Hvad er dynamik, ændringer eller tilstandsforandringer? Noget andet end det "tidsbegreb" ovenover.
En glemt diskussion, hvor flere tidligere ønskede den faktor skulle beskrives C (change) i stedet T (time).
Er det ikke bare logik for perlehøns?
Herfra kan man jo så se på, hvordan C forskyder aktuelle værdier i modellen og fremskriver tilstandsforandringer. Nå ja, den model, som ikke er beskrevet endnu.
Hvad er "natur"-fysik - og hvad er meta-fysik, altså modeller?
Skulle det ikke bare hedde fysik - i erkendelse af, at man vekselvirker mellem teori og praksis?
Henvisning
For interesserede er artiklen her: http://arxiv.org/abs/1208.3841
Den er ikke ubærligt svær at følge.
Re: Er det ikke bare logik for perlehøns?
Det lyder en smule fortænkt, for er det ikke bare almindelig geometri.
Godt nok får man nogle besynderlige svar når man spørger om hvor langt væk en galakse egentlig er, når de siger at den er 10milliarder lysår væk.
Jeg troede jo at alle mente at de 10milliarder var afstanden til der hvor lyset blev udsendt da det blev udsendt, men jeg skal love for at det meget hurtigt bliver meget teknisk.
Jeg undrer mig ikke over, at nogle kan synes det er et gevaldigt problem, men om det reelt er det, tvivler jeg på. Når vi når op på disse kolonorme afstande er tid og afstand uhjælpeligt sammenfiltrede.
Du kan blot spørge en kosmolog om hvorfor ikke det ældste lys kommer fra "big bang". Eller endnu bedre hvad du ville se hvis du stod på verdensrummets grænse, som vist er 13milliarder lysår fra os.
Jens Ramskov
Journalist
Re: Entanglement
Kan du uddybe? Drejer det sig om bølgefunktioner der beskriver entanglede tilstande (eks. to fotoner)? Er vi ude i at i systemet S bliver foton A målt før foton B, mens i S' bliver B målt før A?
- sprugte Troels B. Mikkelsen
Det er lidt svært at svare på, for Shapere og Wilzcek skriver kun dette: "We plan to elaborate further on the implications of chronology conditions for the logic of quantum theory, which initially motivated the present investigation, in future work."
Men som Kurt Christensen skrev i den første kommentar, så er det da tankevækkende, at ingen tidligere har analyseret situationen med tre hændelser, og den rækkefølge de kan optræde i for forskellige iagttagere. Det var det, som fangede min interesse.
Jeg dog også så megen tiltro til Frank Wilczeks næse for fysik, at der nok kan være noget mere interessant bag denne opdagelse. Jeg holder øje med, om der kommer nye artikler fra Shapere og Wilczek.
Kommentarer (7)