Leonard Kelley vystudoval bakalářský obor fyzika s vedlejší specializací na matematiku. Miluje akademický svět a snaží se ho neustále zkoumat.

Základy

Myšlenka imaginárního času jako seriózního fyzikálního konstruktu vznikla se vznikem kvantové kosmologie Hawkinga a dalších fyziků. Podle teorie relativity je metrika, která popisuje prostoročas, ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Pokud bychom vzali čas jako imaginární, zjistili bychom, že se metrika stává euklidovskou (geometrie, na kterou jsme zvyklí), a proto se s ní lépe pracuje. Tato myšlenka se však rozrostla do dalších oblastí a jedním z dětí z tohoto vývojového období byla Hawkingova-Hartylova teorie, která se snažila vyřešit počáteční stav vesmíru. Nezapomeňte, že v naší realitě se neradi zabýváme nekonečnem, a podle obecné teorie relativity vesmír začínal ve stavu nekonečné hustoty hmoty. Hawkingova-Hartylova teorie říká, že imaginární čas byl dimenzí vesmíru, která se nám s vývojem vesmíru ztratila a chovala se tak, jak předpovídal nekonečný stav. Testování této teorie však Hawking považoval za nemožné, a proto ji bagatelizoval spíše jako návrh než jako teorii (Morris 164-5, Anderson)

Jak tedy uvažovat o imaginárním čase v souvislostech, kterým rozumíme? Imaginární čas je jiný způsob, jak uvažovat o průběhu časoprostoru. To, co považujeme za reálný čas, by byla minulost, přítomnost a budoucnost. Imaginární čas by byl kolmý na přítomnost (jako v komplexní rovině) a umožňoval by, aby se dělo mnoho věcí najednou. Proč bychom chtěli žalovat takový zvláštní koncept? Pomáhá to při řešení singularit. V nich se časoprostor stáčí sám do sebe a naše známá fyzika se rozpadá. Ale s imaginárním časem by se místo toho vytvořila uzavřená plocha (s třemi rozměry), která by se oddělila od našeho prostoročasu (Hawking 81).

Ten nekonečný stav vesmíru, o kterém jsem se zmínil, potřebuje tento další rozměr, protože nám dává způsob, jak mluvit o něčem konečném, co nemá hranice, přičemž Hawking jako pojmový příklad uvádí kouli. Žádné hranice jsou skvělé, protože můžeme rozšířit fyziku ven a hrát si s tím, co potřebujeme, se systémem, který je izolovaný od reálného prostoročasu, na který jsme zvyklí. Vesmír, jak ho známe, tedy začal velkým třeskem, ale to byl jen stav, který pokračuje v pomyslném čase, čímž odpadá hledání nějakého podnětu, který by nastartoval naši realitu (Hawkingův „Počátek“).

Různé názory

Tedy za předpokladu, že imaginární čas je vůbec možný… co to vůbec znamená? Koneckonců se zdá, že jeho imaginární název naznačuje jeho roli spíše jako nástroje než jako skutečnosti. Imaginární čísla však hrají roli v několika vědních oborech, zejména v elektronice. Imaginární čas by byl novým způsobem, jak hovořit o relativitě a kvantové mechanice. O tomto pojmu se nám může těžko mluvit kvůli jeho vzdálenému a obtížnému použití v singularitách a dimenzionalitě. Možná o něm budeme muset přemýšlet ne v našich prostorových termínech, ale jiným, možná nefyzikálním způsobem. Zatím si nejsme jisti, přičemž mnoho fyziků zastává spíše nástrojový než doslovný přístup (Welch).

Některé interpretace Hawkingovy práce zřejmě ukazují na imaginární čas jako na řešení problémů kvantového tunelování. Některé experimenty ukazují, že částice letí možná rychleji než c, což je jasné porušení teorie relativity. Vědci však nabízejí následující myšlenku: Co když imaginární čas ovlivňuje působení částice? Co když jsou tyto kauzální údaje výsledkem nekauzálního působení, které by neporušovalo zákony, na které jsme zvyklí? Koneckonců kvantová mechanika má v sobě imaginární složky, které je náročné dekonstruovat. Možná je to částice, která vykazuje nějaký pohyb v imaginárním čase, bez skutečných důsledků pro náš reálný čas, ale místo toho pro nějaké stochastické hledisko, zdánlivě náhodné (Chao).

Přátelé, to je skutečně hranice, kterou je třeba nadále zkoumat…

Citované dílo

Anderson, Christian Coolidge. „Definování fyziky v imaginárním čase: „Reflection Positivity for Certain Riemannian Manifolds“. Math.harvard.edu. Harvardova univerzita, březen 2013. Web. 28. 2. 2018.

Chao, Wu Zhong. „The Imaginary Time in the Tunneling Process.“ ArXiv: 0804.0210v1.

Hawking, Stephen. Černé díry a dětské vesmíry. New York: Bantam Publishing, 1993. Vyd. 81.

—. „Počátek času.“ Hawking.org.uk. Web. 06. 10. 2017.

Welch, Kerri. „Význam imaginárního času“. Textureoftime.wordpress.com. 15. července 2015. Web. 28. 2. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami 02. 9. 2019:

Čas je jednorozměrný, přesto má 12 různých aspektů…

12. Čas je jednorozměrný, ale má 12 různých aspektů. Imaginární čas.