Leonard Kelley este licențiat în fizică cu o specializare în matematică. El iubește lumea academică și se străduiește să o exploreze în mod constant.

Bazele

Ideea pentru timpul imaginar ca o construcție fizică serioasă a început odată cu apariția cosmologiei cuantice de către Hawking și alți fizicieni. Conform relativității, metrica care descrie spațiu-timpul este ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Dacă am lua timpul ca fiind imaginar, am constata că metrica devine euclidiană (geometria cu care suntem obișnuiți) și, prin urmare, este mai ușor de manevrat. Dar ideea s-a extins și în alte domenii, iar unul dintre copiii din această perioadă de dezvoltare a fost teoria Hawking-Hartyle, care a încercat să rezolve problema stării inițiale a Universului. Amintiți-vă că nu ne place să avem de-a face cu infiniturile în realitatea noastră, iar conform relativității generale, Universul a început într-o stare de densitate infinită a materiei. Teoria Hawking-Hartyle spune că timpul imaginar a fost o dimensiune a Universului care a fost pierdută pentru noi pe măsură ce Universul s-a dezvoltat, acționând așa cum a prezis starea infinită. Dar testarea acestui lucru a fost considerată de Hawking ca fiind imposibilă și astfel el a minimalizat-o ca fiind mai degrabă o propunere decât o teorie (Morris 164-5, Anderson)

Așadar, cum ne putem gândi la timpul imaginar într-un context pe care îl putem înțelege? Timpul imaginar este un mod diferit de a ne gândi la progresia spațiului-timp. Ceea ce noi considerăm timp real ar fi trecutul, prezentul și viitorul. Timpul imaginar ar fi perpendicular pe prezent (ca pe un plan complex), permițând ca multe lucruri să se întâmple în același timp. De ce am dori să dăm în judecată un concept atât de ciudat? Ne ajută în cazul singularităților. În ele, spațiul-timp se încolăcește în sine și fizica noastră cunoscută se prăbușește. Dar cu timpul imaginar, s-ar forma în schimb o suprafață închisă (cu 3 dimensiuni) care s-ar separa de spațiul nostru timp (Hawking 81).

Acum, acea stare infinită a Universului pe care am menționat-o are nevoie de această dimensiune suplimentară pentru că ne oferă o modalitate de a vorbi despre ceva finit care nu are granițe, cu o sferă ca exemplu conceptual de către Hawking. Faptul că nu există granițe este grozav, pentru că putem extinde fizica și ne putem juca cu ceea ce avem nevoie, un sistem care este izolat de spațiul-timp real cu care suntem obișnuiți. Așadar, Universul, așa cum îl cunoaștem, a început cu un Big Bang, dar aceasta a fost doar o stare care continuă în timp imaginar, înlăturând căutarea unui stimul care să dea startul realității noastre (Hawking „The Beginning”).

Opinii divergente

Acum, presupunând că timpul imaginar este chiar o posibilitate… ce înseamnă asta? La urma urmei, titulatura sa imaginară pare să indice rolul său ca fiind mai mult un instrument decât o realitate. Dar numerele imaginare joacă un rol în mai multe ramuri ale științei, în special în electronică. Timpul imaginar ar fi un nou mod de a vorbi despre relativitate și mecanica cuantică. S-ar putea să ne fie greu să vorbim despre acest concept din cauza utilizării sale îndepărtate și dificile în singularități și dimensionalitate. S-ar putea să trebuiască să ne gândim la el nu în termenii noștri spațiali, ci într-un mod diferit, poate non-fizic. Nu suntem încă siguri, mulți fizicieni adoptând mai degrabă abordarea instrumentală decât cea literală (Welch).

Câteva interpretări ale lucrării lui Hawking par să indice timpul imaginar ca o soluție la problemele legate de tunelarea cuantică. Unele experimente arată că particulele merg posibil mai repede decât c, o încălcare clară a relativității. Dar oamenii de știință oferă următoarea idee: ce se întâmplă dacă timpul imaginar are un impact asupra acțiunii particulei? Dacă acele citiri cauzale rezultă dintr-o acțiune non-causală care nu ar încălca legile cu care suntem obișnuiți? La urma urmei, mecanica cuantică are componente imaginare care sunt dificil de deconstruit. Poate că este vorba de particula care prezintă o anumită mișcare în timpul imaginar, fără consecințe reale asupra timpului nostru real, dar în schimb pentru un punct de vedere stocastic, aparent aleatoriu (Chao).

Băieți, aceasta este într-adevăr o frontieră pe care trebuie să continuăm să o explorăm…

Lucrări citate

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

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

Hawking, Stephen. Black Holes and Baby Universes. New York: Bantam Publishing, 1993. Print. 81.

—. „The Beginning of Time”. Hawking.org.uk. Web. 06 oct. 2017.

Welch, Kerri. „The Meaning of Imaginary Time”. Textureoftime.wordpress.com. 15 iul. 2015. Web. 28 feb. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami la 02 septembrie 2019:

Timpul este unidimensional, dar are 12 aspecte diferite…

12. Timpul imaginar.

.