Leonard Kelley har en kandidatexamen i fysik med en mindre del i matematik. Han älskar den akademiska världen och strävar efter att ständigt utforska den.

Grundläggande

Idén om imaginär tid som en seriös fysikkonstruktion började i och med Hawkings och andra fysikers framväxt av kvantkosmologi. Enligt relativitetsteorin är den metrik som beskriver rumtiden ds2=-dt2 + dx2 + dy2 + dz2. Om vi antar att tiden är imaginär skulle vi finna att metriken blir euklidisk (geometri som vi är vana vid) och därför är lättare att hantera. Men idén växte till andra områden, och ett av barnen från den utvecklingsperioden var Hawking-Hartyle-teorin som försökte lösa universums initialtillstånd. Kom ihåg att vi inte gillar att hantera oändligheter i vår verklighet, och enligt den allmänna relativitetsteorin började universum i ett tillstånd med oändlig materietäthet. Hawking-Hartyle-teorin säger att den imaginära tiden var en dimension i universum som gick förlorad för oss när universum utvecklades, och agerade på samma sätt som det oändliga tillståndet förutspådde. Men att testa detta ansåg Hawking vara omöjligt och därför tonade han ner det som mer ett förslag än en teori (Morris 164-5, Anderson)

Så, hur kan vi tänka på imaginär tid i ett sammanhang som vi kan förstå? Imaginär tid är ett annat sätt att tänka på rymdtidens utveckling. Det vi betraktar som verklig tid skulle vara det förflutna, nuet och framtiden. Den imaginära tiden skulle vara vinkelrät mot nutiden (som på ett komplext plan), vilket gör det möjligt för många saker att hända samtidigt. Varför skulle vi vilja stämma ett så märkligt begrepp? Det hjälper till med singulariteter. I dem rullar rymdtiden in i sig själv och vår kända fysik bryter samman. Men med imaginär tid skulle en sluten yta (med 3-dimensioner) istället bildas och separera från vår rymdtid (Hawking 81).

Nu behöver det oändliga tillståndet i universum som jag nämnde den här extra dimensionen eftersom det ger oss ett sätt att tala om något ändligt som inte har några gränser, med en sfär som ett konceptuellt exempel av Hawking. Inga gränser är bra, eftersom vi kan utvidga fysiken och leka med det vi behöver, ett system som är isolerat från den verkliga rymdtid som vi är vana vid. Universum som vi känner till började alltså med en Big Bang, men detta var bara ett tillstånd som fortsätter i imaginär tid, vilket gör att vi inte längre behöver leta efter någon stimulans för att starta vår verklighet (Hawking ”The Beginning”).

Divergerande åsikter

Nu, om vi utgår från att imaginär tid ens är en möjlighet… vad betyder det ens? När allt kommer omkring verkar dess imaginära titel tyda på att den snarare är ett verktyg än en realitet. Men imaginära tal spelar en roll inom flera vetenskapsgrenar, särskilt inom elektronik. Imaginär tid skulle vara ett nytt sätt att tala om relativitet och kvantmekanik. Vi kan ha svårt att tala om detta begrepp på grund av dess avlägsna och svåra användning i singulariteter och dimensionalitet. Vi kanske måste tänka på det inte i våra rumsliga termer utan på ett annat, kanske icke-fysiskt sätt. Vi är inte säkra ännu, och många fysiker har valt verktygsmetoden snarare än den bokstavliga metoden (Welch).

Vissa tolkningar av Hawkings arbete tycks peka på imaginär tid som en lösning på problemen med kvanttunnling. Vissa experiment visar att partiklar går möjligen snabbare än c, vilket är ett klart brott mot relativitetsteorin. Men forskare erbjuder följande idé: Tänk om imaginär tid påverkar partikelns verkan? Tänk om dessa kausala avläsningar är resultatet av en icke-kausal handling som inte skulle bryta mot de lagar vi är vana vid? Kvantmekaniken har trots allt imaginära komponenter som är utmanande att dekonstruera. Kanske är det partikeln som uppvisar en viss rörelse i imaginär tid, utan verkliga konsekvenser för vår verkliga tid, utan i stället för någon stokastisk synvinkel, till synes slumpmässig (Chao).

Folk, detta är verkligen en gräns att fortsätta utforska…

Works Cited

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

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

Hawking, Stephen. Svarta hål och babyuniverser. New York: Bantam Publishing, 1993. Skriv ut. 81.

—. ”Tidens början”. Hawking.org.uk. Web. 06 okt. 2017.

Welch, Kerri. ”Betydelsen av imaginär tid”. Textureoftime.wordpress.com. 15 jul. 2015. Web. 28 Feb. 2018.

© 2018 Leonard Kelley

Brad Watson – Miami on September 02, 2019:

Tiden är endimensionell, men har ändå 12 olika aspekter…

12. Imaginär tid.