Leonard Kelley har en bachelorgrad i fysik med en sidefag i matematik. Han elsker den akademiske verden og stræber efter konstant at udforske den.

Basics

Ideen om imaginær tid som en seriøs fysikkonstruktion begyndte med Hawkings og andre fysikeres fremkomst af kvantekosmologien. Ifølge relativitetsteorien er den metrik, der beskriver rumtiden, ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Hvis vi antager, at tiden er imaginær, vil vi opdage, at metrikken bliver euklidisk (geometri vi er vant til) og derfor er lettere at håndtere. Men ideen voksede ind på andre områder, og et af børnene fra denne udviklingsperiode var Hawking-Hartyle-teorien, der forsøgte at opklare universets begyndelsestilstand. Husk, at vi ikke bryder os om at håndtere uendelighed i vores virkelighed, og ifølge den generelle relativitetsteori startede universet i en tilstand med uendelig materietæthed. Hawking-Hartyle-teorien siger, at imaginær tid var en dimension i universet, som gik tabt for os, da universet udviklede sig og opførte sig som den uendelige tilstand forudsagde. Men at afprøve dette blev af Hawking anset for at være umuligt, og derfor nedtonede han det mere som et forslag end som en teori (Morris 164-5, Anderson)

Så, hvordan kan vi tænke på imaginær tid i en sammenhæng, som vi kan forstå? Imaginær tid er en anden måde at tænke på rumtidens udvikling på. Det, vi betragter som reel tid, ville være fortid, nutid og fremtid. Den imaginære tid ville være vinkelret på nutiden (som på et komplekst plan), hvilket giver mulighed for, at mange ting kan ske på én gang. Hvorfor ville vi sagsøge et så mærkeligt begreb? Det hjælper med singulariteter. I dem krøller rumtiden sig ind i sig selv, og vores kendte fysik bryder sammen. Men med imaginær tid ville der i stedet dannes en lukket overflade (med 3-dimensioner), som ville adskille sig fra vores rumtid (Hawking 81).

Nu har den uendelige tilstand af universet, som jeg nævnte, brug for denne ekstra dimension, fordi den giver os en måde at tale om noget endeligt, der ikke har nogen grænser, med en kugle som et begrebsmæssigt eksempel af Hawking. Ingen grænser er fantastisk, fordi vi kan udvide fysikken ud og lege med det, vi har brug for, et system, der er isoleret fra den virkelige rumtid, som vi er vant til. Universet, som vi kender det, startede altså med et Big Bang, men det var blot en tilstand, der fortsætter i imaginær tid, hvilket fjerner søgningen efter en stimulans til at kickstarte vores virkelighed (Hawking “The Beginning”).

Afvigende meninger

Nu, hvis man antager at imaginær tid overhovedet er en mulighed… hvad betyder det overhovedet? Dens imaginære titel synes trods alt at indikere dens rolle som mere et værktøj end en realitet. Men imaginære tal spiller en rolle i flere grene af videnskaben, især i elektronikken. Imaginær tid ville være en ny måde at tale om relativitetsteori og kvantemekanik på. Vi kan have svært ved at tale om dette begreb på grund af dets fjerne og vanskelige anvendelse i forbindelse med singulariteter og dimensionalitet. Vi er måske nødt til at tænke på det ikke i vores rumlige termer, men på en anden, måske ikke-fysisk måde. Vi er ikke sikre endnu, idet mange fysikere vælger værktøjstilgangen snarere end den bogstavelige tilgang (Welch).

Nogle fortolkninger af Hawkings arbejde synes at pege på imaginær tid som en løsning på kvantetunnelproblemer. Nogle eksperimenter viser partikler, der muligvis går hurtigere end c, hvilket er en klar overtrædelse af relativitetsteorien. Men forskere tilbyder følgende idé: Hvad nu hvis imaginær tid påvirker partiklens handling? Hvad hvis disse kausale aflæsninger skyldes en ikke-kausal handling, som ikke ville overtræde de love, vi er vant til? Kvantemekanikken har trods alt imaginære komponenter, som det er en udfordring at dekonstruere. Måske er det partiklen, der udviser en vis bevægelse i imaginær tid, uden reelle konsekvenser for vores virkelige tid, men i stedet for et eller andet stokastisk synspunkt, tilsyneladende tilfældigt (Chao).

Folks, dette er virkelig en grænse, som vi fortsat skal udforske…

Works Cited

Anderson, Christian Coolidge. “Defining Physics at Imaginary Time”: Reflection Positivity for Certain Riemannian Manifolds.” Math.harvard.edu. Harvard University, marts 2013. Web. 28. feb. 2018.

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

Hawking, Stephen. Sorte huller og babyuniverser. New York: Bantam Publishing, 1993. Print. 81.

—. “Tidens begyndelse”. Hawking.org.uk. Web. 06 okt. 2017.

Welch, Kerri. “Betydningen af imaginær tid”. Textureoftime.wordpress.com. 15 jul. 2015. Web. 28 feb. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami den 02. september 2019:

Tiden er endimensionel, men den har 12 forskellige aspekter…

12. Imaginær tid.