Leonard Kelley ha una laurea in fisica con un minore in matematica. Ama il mondo accademico e si sforza di esplorarlo costantemente.

Basics

L’idea del tempo immaginario come costrutto fisico serio è iniziata con l’ascesa della cosmologia quantistica di Hawking e altri fisici. Secondo la relatività la metrica che descrive lo spaziotempo è ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Se prendiamo il tempo come immaginario, troveremmo che la metrica diventa euclidea (geometria a cui siamo abituati) ed è quindi più facile da gestire. Ma l’idea è cresciuta in altri campi, e uno dei figli di quel periodo di sviluppo è stata la teoria Hawking-Hartyle che ha cercato di risolvere lo stato iniziale dell’Universo. Ricordate, non ci piace avere a che fare con gli infiniti nella nostra realtà, e secondo la relatività generale l’Universo è iniziato in uno stato di densità di materia infinita. La teoria Hawking-Hartyle dice che il tempo immaginario era una dimensione dell’Universo che si è persa man mano che l’Universo si sviluppava, comportandosi come lo stato infinito previsto. Ma Hawking ha ritenuto impossibile verificarlo e l’ha minimizzato come una proposta piuttosto che una teoria (Morris 164-5, Anderson)

Quindi, come possiamo pensare al tempo immaginario in un contesto che possiamo comprendere? Il tempo immaginario è un modo diverso di pensare alla progressione dello spazio-tempo. Ciò che consideriamo tempo reale sarebbe il passato, il presente e il futuro. Il tempo immaginario sarebbe perpendicolare al presente (come su un piano complesso), permettendo a molte cose di accadere contemporaneamente. Perché dovremmo voler citare un concetto così strano? Aiuta con le singolarità. In esse, lo spazio-tempo si accartoccia su se stesso e la nostra fisica conosciuta si rompe. Ma con il tempo immaginario, si formerebbe invece una superficie chiusa (con 3 dimensioni) che si separerebbe dal nostro spaziotempo (Hawking 81).

Ora, quello stato infinito dell’Universo che ho menzionato ha bisogno di questa dimensione extra perché ci dà un modo di parlare di qualcosa di finito che non ha confini, con una sfera come esempio concettuale di Hawking. Non avere confini è fantastico, perché possiamo estendere la fisica e giocare con ciò di cui abbiamo bisogno, un sistema che è isolato dallo spazio-tempo reale a cui siamo abituati. Quindi, l’Universo come lo conosciamo è iniziato con un Big Bang ma questo era solo uno stato che sta continuando nel tempo immaginario, eliminando la ricerca di qualche stimolo per dare il via alla nostra realtà (Hawking “The Beginning”).

Opinioni divergenti

Ora, assumendo che il tempo immaginario sia anche solo una possibilità…cosa significa? Dopo tutto, il suo titolo immaginario sembra indicare il suo ruolo di strumento più che di realtà. Ma i numeri immaginari giocano un ruolo in diverse branche della scienza, specialmente nell’elettronica. Il tempo immaginario sarebbe un nuovo modo di parlare della relatività e della meccanica quantistica. Potremmo avere difficoltà a parlare di questo concetto a causa del suo uso remoto e difficile nelle singolarità e nella dimensionalità. Potremmo aver bisogno di pensarlo non nei nostri termini spaziali ma in un modo diverso, forse non fisico. Non ne siamo ancora sicuri, con molti fisici che adottano l’approccio strumentale piuttosto che quello letterale (Welch).

Alcune interpretazioni del lavoro di Hawking sembrano indicare il tempo immaginario come soluzione ai problemi di tunneling quantistico. Alcuni esperimenti mostrano particelle che vanno possibilmente più veloci di c, una chiara violazione della relatività. Ma gli scienziati offrono la seguente idea: e se il tempo immaginario avesse un impatto sull’azione della particella? E se quelle letture causali risultassero da un’azione non causale che non violerebbe le leggi a cui siamo abituati? Dopo tutto, la meccanica quantistica ha componenti immaginarie che sono difficili da decostruire. Forse è la particella che esibisce qualche movimento nel tempo immaginario, senza conseguenze reali per il nostro tempo reale ma invece per qualche punto di vista stocastico, apparentemente casuale (Chao).

Gente, questa è davvero una frontiera da continuare ad esplorare…

Works Cited

Anderson, Christian Coolidge. “Definire la fisica al tempo immaginario: Positività di riflessione per alcuni collettori riemanniani”. Math.harvard.edu. Harvard University, Mar. 2013. Web. 28 Feb. 2018.

Chao, Wu Zhong. “Il tempo immaginario nel processo di tunneling”. arXiv: 0804.0210v1.

Hawking, Stephen. Buchi neri e universi bambini. New York: Bantam Publishing, 1993. Stampa. 81.

—. “L’inizio del tempo”. Hawking.org.uk. Web. 06 Oct. 2017.

Welch, Kerri. “Il significato del tempo immaginario”. Textureoftime.wordpress.com. 15 Jul. 2015. Web. 28 Feb. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami on September 02, 2019:

Il tempo è unidimensionale, eppure ha 12 aspetti diversi…

12. Tempo immaginario.