„Existiert“ die Vergangenheit gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie?

Ich bin neugierig, was damit gemeint ist, dass Zeit eine andere Dimension ist, wie die drei (beobachtbaren) räumlichen Dimensionen. Bedeutet dies gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie, dass die Vergangenheit und die Zukunft bereits „existieren“ und dass wir uns nur durch sie bewegen, während wir uns durch räumliche Dimensionen bewegen? Oder ist Zeit eine Dimension nur ein mathematisches Konstrukt, mit dem wir Zeitdilatationseffekte berechnen können? Kennen wir überhaupt die Antwort auf diese Frage?

Intuitiv scheint es mir, dass die Vergangenheit nur in unseren Erinnerungen "existiert" und dass die Zukunft "noch nicht passiert ist", so dass alles, was existiert, die Gegenwart ist ...

Klärung

Ich nehme an, ich sollte klarstellen, was ich mit "existiert" meine. Die drei räumlichen Dimensionen existieren definitiv. Sie können durch sie reisen, und sie sind nicht nur ein bisschen abstrakte Mathematik.

Was Sie nicht tun können, ist, schneller als C durch den Weltraum zu reisen. Aber wenn Sie wissen könnten, wann Sie aufhören, wäre da etwas.

Wenn Sie nun das hypothetische Beispiel der Zeitreise nehmen, gibt es hier zwei unterschiedliche Fragen, die derselben Argumentationslinie folgen. Im Moment haben wir nicht die Technologie, um durch die Zeit zu reisen, und es scheint eine extrem schwierige Sache zu sein, dies zu tun. Aber wenn du könntest, gäbe es dort etwas zu reisen?

Selbst wenn es also unmöglich ist, durch die Zeit zu reisen, könnten unsere Theorien uns dennoch darüber informieren, ob Vergangenheit und Zukunft im gleichen Sinne existieren wie die Gegenwart in der oben genannten Richtung. Dies sollte keine Zeitreisefrage sein ... Nur eine Frage zur grundlegenden Natur der Raumzeit: Alle "Gegenwarten" existieren oder nur eine "Gegenwart" und was unsere aktuellen Theorien uns sagen oder nicht sagen die Antwort auf diese Frage.

Weitere Klarstellung

Wie einer der hilfreichen Antworten darauf hingewiesen hat, gibt die Relativitätstheorie mit Sicherheit an, dass es keine "privilegierte Gegenwart" oder eine Gegenwart gibt, die die Natur bevorzugt und an der alle anderen Zeitpunkte gemessen werden. Ich habe das verstanden, bevor ich die Frage gestellt habe.

Aber man könnte immer noch die Frage stellen, ob im eigenen Bezugsrahmen eines Beobachters seine eigene Vergangenheit und Zukunft existiert?

Zur Veranschaulichung: Stellen Sie sich statt drei Raumdimensionen vor, wir hätten nur zwei. Wenn sich der Raum ausdehnt, würde er ein Gitter ausdehnen oder zusammenziehen, das auf der Raumzeit des „Papier“-Universums gezeichnet ist. Aber das "Papier" würde sich nicht aus seiner Ebene bewegen (NICHT wie ein Trampolin).

Die Zeit wäre die dritte Dimension, mit unendlich kleinen Raumplatten, die eine nach der anderen gestapelt wären. Eine Dehnung der Zeit würde bedeuten, das Laken wie ein Trampolin hinein- oder herauszuziehen.

Also, in diesem illustrativen Universum, wenn Vergangenheit und Zukunft existieren, gibt es eine nahezu unendliche Anzahl von Blättern von gegenwärtigen Scheiben in einer Anordnung von der Geburt des Universums bis zu seinem Tod. Wenn nur die Gegenwart existiert, gibt es immer nur einen Slice und dieser verändert sich mit der Zeit.

Können wir konkret sagen, welche Ansicht richtig ist, nicht nur in mathematischer Hinsicht? (Wenn Sie es nicht bemerkt haben, ich bin kein Mathe-Typ, aber ich bin ein Bilder-Typ)

Gute Meinung, wie würden Sie dann jemandem in der Nähe eines EH erklären, der vergleichsweise in der Zukunft schuldet, und wir sehen ihn in der Vergangenheit "dh beobachtend eingefroren"
Meiner Meinung nach ist diese Ansicht tatsächlich kontraintuitiv. Ich sehe die Gegenwart als einen Fluss über einem zeitähnlichen „Fluss“, der die Partikel entlang einer Kausalitätsdimension bewegt. Die Informationen existieren bereits und werden nicht zur "Gerichtsbarkeit" der wissenschaftlichen Prüfung, bis wir sie beobachten können.
@ Argus Guter Punkt! Ich habe nicht gesagt, dass jeder POV nicht relativ ist, das ist es. Das Extrem davon liegt am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs. Aber die extreme Verzerrung ist auf die Dehnung der Raumzeit zurückzuführen. Photonen müssen immer noch durch die Raumzeit reisen, damit wir die Person am Ereignishorizont beobachten können. Ich würde also sagen, es geht eher darum, diese Partikel zu verlangsamen, als dass die Person am Horizont in einer anderen Gegenwart existiert.
Eine weitere metaphysische Frage hier. Schade, dass Philosophy.SE so erbärmlich ist.
Dieses PBS-Programm kann Ihre Frage beantworten: youtube.com/watch?v=f9AiPuIsqck
Ich stimme Anixx (4 Jahre später ...) nicht zu. Um zu wissen, dass eine Frage Metaphysik ist, sollten Sie die Antwort bereits kennen, und das tun Sie nicht. Denken Sie daran, dass die Kosmologie vor 100 Jahren als Metaphysik galt.
Ich denke, dieses Problem ist lösbar; Um dieses Problem zu lösen, muss man jedoch eine gute wissenschaftliche (physikalische) Theorie über das Bewusstsein haben (und die haben wir noch nicht).
Die entgegengesetzte Version dieser Frage finden Sie hier .

Antworten (10)

Sie brauchen nicht wirklich die Allgemeine Relativitätstheorie oder sogar die Spezielle Relativitätstheorie, um auf dieses Problem einzugehen. Betrachten Sie zum Beispiel eine generische Form für das zweite Newtonsche Gesetz,

m d 2 x d t 2 = F ( x , x ˙ ) ,
wo x kann die eindimensionale Position eines Partikels auf einer Linie oder eine Art längerer Vektor sein, der möglicherweise mehrere Partikel umfasst. Dann können Sie die Differentialgleichung als Beschreibung der Dynamik eines bestimmten Punktes ansehen n -dimensionalen Raum, oder Sie können es als Beschreibung der geometrischen Struktur einer Linie in ansehen ( n + 1 ) -dimensionale Raumzeit. Die Allgemeine Relativitätstheorie ist nur eine extrapolierte Version dieser zweiten Ansicht, bei der die geometrischen Objekte im Spiel etwas komplizierter sind, aber die grundlegende Sichtweise dieselbe ist.

Ob Zeit „existiert“, ist in gewisser Weise keine Frage, die jede Theorie beantworten kann. Was ist ein mathematisches Konstrukt und was ist eigentlich da? (und was meinst du mit "dort"?) Dies ist etwas, wo du nicht in der Mathematik nach Hilfe suchen kannst.

damit alles, was existiert, die Gegenwart ist ...

Diese Ansicht wird Präsentismus genannt und steht eindeutig im Widerspruch zu SR und GR.

In der Speziellen Relativitätstheorie „existieren“ Vergangenheit und Zukunft einfach aufgrund der Relativität der Gleichzeitigkeit.

Betrachten Sie zwei sich relativ bewegende Referenzrahmen in der Standardkonfiguration und das Ereignis, bei dem beide Ursprünge am gleichen Ort liegen.

Beachten Sie, dass alle anderen Ereignisse, die gleichzeitig mit diesem Ereignis in einem Rahmen stattfinden, entweder in der Vergangenheit oder in der Zukunft dieses Ereignisses in dem anderen Rahmen liegen.

Anders ausgedrückt, es gibt keine privilegierte "Gegenwart" (spacelike hyperslice)

Mir geht es gut ohne „privilegierte Gegenwart“. Ich hatte diese Vermutung, als ich die Frage stellte, aber ich glaube, ich habe das nicht deutlich gemacht. Ich weiß, dass man, um überhaupt eine Gegenwart zu definieren, zuerst einen Bezugsrahmen definieren muss, was bedeutet, dass die Gegenwart jedes Beobachters relativ ist. Aber existiert die eigene Vergangenheit des Beobachters? Gibt es einen Ort, an den man reisen kann? Weißt du was ich meine?
Ich gestehe, ich weiß nicht, was du meinst. Sie scheinen „existieren“ auf eine seltsame Weise zu verwenden, als ob die Vergangenheit ein „Ort“ wäre, den man besuchen kann, um eine Weile abzuhängen. aber wir können bei keinem Raumzeitereignis verweilen. Unser 4-Gang ist unveränderlich und gleich c . Die Ereignisse in unserer Vergangenheit existieren in dem Sinne, dass sie sich in der Gegenwart anderer Referenzrahmen befinden.
Ja, Zeit ist sehr schwer zu beschreiben. Ich habe mein Bestes versucht, um weiter zu verdeutlichen, was ich meine.
Warum kann ich die "Gegenwart" eines Beobachters nicht als vergangenen Lichtkegel dieses Beobachters definieren? Es ist eine relativistisch invariante Definition. Ich stimme zu, dass es unnatürlich ist, ein „die Zeit vorantreibendes Bild“ der Relativitätstheorie zu erstellen, aber es ist nicht unmöglich, und die Frage ist reine Philosophie.

Die Allgemeine Relativitätstheorie macht keine Aussagen über die Existenz. Die Antwort auf Ihre Frage lautet also nein.

Die Allgemeine Relativitätstheorie behandelt die Zeit als eine Dimension wie den Raum (allerdings mit einem anderen metrischen Vorzeichen). Das bedeutet nur, dass Beobachter mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedliche dreidimensionale perspektivische Ansichten derselben 4 Dimensionen erhalten, genauso wie 2-dimensionale perspektivische Ansichten für dasselbe dreidimensionale Objekt unterschiedlich sein können.

Die allgemeine Relativitätstheorie ist jedoch sowohl kompatibel mit (i) einer Ansicht, dass die Raumzeit entlang einer raumähnlichen Hyperfläche wächst, die alle „Jetzt“-Situationen verschiedener Beobachter enthält, als auch mit (ii) einer Ansicht, dass Raumzeitereignisse vorbestimmt sind und sich Beobachter einfach bewegen durch. Die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie hängen davon in keiner Weise ab.

(i) ist kompatibel, weil es eine konsistente Dynamik von der Bewegung zwischen einer beliebigen raumähnlichen Hyperfläche zu einer in der Zukunft davon liegenden gibt, die vollständig kovariant ist. (Ths gibt Wheelers mehrfingerige Zeit an.)

(ii) wird manchmal als Blockuniversum bezeichnet und ist offensichtlich kovariant.

GR geht von bestimmten Gleichungen aus und leitet daraus Konsequenzen ab. Die Gleichungen haben Bedeutung sowohl für diejenigen, die denken (0), dass nichts existiert als unser Wissen über die Dinge (epistemische Sichtweise), für diejenigen, die denken, (i) dass die 4D-Raumzeit ein für alle Mal angelegt existiert und wir entlang der Weltlinien gezogen werden, und für diejenigen, die denken, dass (ii) die 4D-Raumzeit wächst, wenn wir die Weltgrenzen passieren, und für diejenigen, die denken, (iii) dass die Vergangenheit nicht existiert, sondern in der Gegenwart als Erinnerung kodiert ist. Nichts davon ist für GR wesentlich: Mathematische Konsistenz erfordert nur, dass die dynamischen Gleichungen von GR logisch sinnvoll sind. Sie sind es. Dies hat überhaupt keinen Einfluss auf die Bedeutung von GR für die Realität.

(iii) ist unsere alltägliche Erfahrung – die Vergangenheit tritt in die Erinnerung zurück; aber dies ist formal streng zu machen nicht leicht. „Erinnerung“ ist nicht die „Gegenwart“ im Sinne einer Cauchy-Fläche – wie in der hier von Alfred Centauri gegebenen Antwort –, sondern das, was einem Beobachter zu einem bestimmten Zeitpunkt an einer bestimmten Position zugänglich ist, also die Felder in der Umgebung eines Raumzeitpunktes. Das ist alles, was ein Beobachter (selbst ein Kollektiv wie alle Physiker auf der Erde) jemals über die Vergangenheit, die Gegenwart und die Zukunft wissen kann.

Beachten Sie, dass wir immer dann, wenn wir die allgemeine Relativitätstheorie interpretieren, Beobachter einführen müssen, und dann werden die Dinge nicht kovariant. Was ein Beobachter für real hält, ist immer beobachterabhängig. (Was eine Amöbe für real hält, unterscheidet sich sehr von dem, was ein Kind für real hält, und was ein ausgebildeter Physiker für real hält. Es gibt keine objektive Vorstellung von erlebter Realität. Subjektive Erfahrung muss rahmenabhängig sein, da wir alle Kräfte und Kräfte erfahren Geschwindigkeiten, die keine rahmenunabhängige Bedeutung haben Selbst messbare Informationen werden nur durch Nachbearbeitung der rahmenabhängigen Rohdaten rahmenunabhängig (und damit mit der Theorie vergleichbar) gemacht.

... aber Sie müssten durch einige knorrige Reifen springen, um die Details der Interpretation "Wachsen entlang einer Hyperfläche" konsequent auszuarbeiten. Sogar in der speziellen Relativitätstheorie können Sie sehen, dass sie (lokal) einen besonders ausgezeichneten Referenzrahmen auswählt, der keine operativ nachweisbare Auswirkung auf irgendetwas hat. Diese Ansicht von GR würde also eine Menge zusätzlicher Komplexität hinzufügen, ohne die Vorhersagekraft zu erhöhen. Daraus kannst du folgern, was du willst.
@Nathaniel: Aber es gibt eine konsistente Dynamik von der Bewegung zwischen einer beliebigen raumartigen Hyperfläche zu einer in der Zukunft liegenden Hyperfläche, die vollständig kovariant ist.
Sicher, aber Sie müssen Ihre beliebige raumartige Hyperfläche auswählen. Es gibt viele Möglichkeiten, aber um die von Ihnen vorgeschlagene Relitivität zu interpretieren, müssten Sie behaupten, dass eine dieser raumähnlichen Oberflächen die "echte" ist, obwohl diese Behauptung niemals empirisch getestet werden kann. Ich sage nicht, dass das die Idee widersprüchlich macht, nur dass es nicht gut mit Occams Rasiermesser zusammenpasst.
@Nathaniel: Dies mindert nicht den Wert der Interpretation. Wann immer wir die Allgemeine Relativitätstheorie interpretieren, müssen wir Beobachter einführen, und dann werden die Dinge nichtkovariant. Was ein Beobachter für real hält, ist immer beobachterabhängig. (Was eine Amöbe für real hält, ist sehr verschieden von dem, was ein Kind für real hält, und was ein ausgebildeter Physiker für real hält. Es gibt keine objektive Vorstellung von der Realität. Hier Occams Rasiermesser zu verwenden, würde die gesamte Realität beschädigen - Rasiermesser können gefährlich sein bei nicht bestimmungsgemäßer Verwendung.)
@ArnoldNeumaier: Das ist richtig, aber es sollte betont werden, dass das intuitive „Vorwärtstreiben der Zeit“ nichts mit Physik zu tun hat, sondern alles mit unserer Wahrnehmung, mit der Art von Wesen, die wir zufällig sind.
@RonMaimon: Ich würde dies so formulieren, dass die Physik von dieser für Beobachter sehr grundlegenden Tatsache abstrahiert, da ihr Ziel darin besteht, Natue auf eine beobachterunabhängige Weise zu beschreiben.
@ArnoldNeumaier: Ich denke nicht, dass es dies in irgendeiner Weise abstrahiert - die Wahrnehmungen der Beobachter in Bezug auf den Zeitfluss sind immer noch in der Beschreibung enthalten - wenn Sie beschreiben, dass Sie die Beobachter fragen, "fließt die Zeit vorwärts", haben Sie beschrieb, dass sie "Ja" sagten, selbst in Fällen, in denen Sie die gesamte Historie auf Ihrem Computer vorberechnet haben. Die Tatsache ist also nur vordergründig grundlegend, die Frage nach dem Vorantreiben der Zeit ist positivistisch schlecht formuliert, und die positivistische Formulierung hebt das Mysterium auf.
@RonMaimon: Das ist Fiktion. Von solchen Vorhersagen ist die Physik weit entfernt.
Die Aussage „was ein Beobachter für real hält, ist immer beobachterabhängig“ klingt tautologisch, ist aber eigentlich (wahrscheinlich) falsch. Unter so ziemlich jedem philosophischen Mainstream-Standpunkt ist das, was ich als real betrachte, völlig unabhängig davon, wer mich beim Nachdenken beobachtet . Ich glaube nicht, dass es überhaupt stimmt, dass die Einführung von Beobachtern die Dinge nicht kovariant macht. Das würde bedeuten, dass die subjektive Erfahrung eines Beobachters vom Koordinatensystem abhängt, obwohl sein tatsächliches Verhalten dies nicht tut.
(Wenn Sie sich natürlich für die Ansicht entscheiden, dass die subjektive Erfahrung vom Koordinatensystem abhängig ist, kann ich Sie nicht davon abbringen. Das liegt daran, dass die Theorie keine Vorhersagen macht, die ich falsifizieren kann.)
Subjektive Erfahrung muss rahmenabhängig sein, da wir alle Kräfte und Geschwindigkeiten erfahren, die keine rahmenunabhängige Bedeutung haben. Auch messbare Informationen werden erst durch die Nachbearbeitung der frameabhängigen Rohdaten frameunabhängig (und damit mit der Theorie vergleichbar) gemacht.
Sie sprechen die Bedeutung von "Frame-abhängig" an. Natürlich müssen alle gemessenen Größen in einem bestimmten Rahmen gemessen werden, dem Rahmen des Betrachters. Aber Sie extrapolieren daraus (in Ihrem zweiten Kommentar), um zu dem Schluss zu kommen, dass wir beim Hinzufügen von Beobachtern eine nichtkovariante Theorie verwenden müssen , die nicht folgt. Der Grund dafür ist, dass zwei Rahmen involviert sind: der Rahmen des Beobachters und der Rahmen des Koordinatensystems, das wir verwenden, um ihn zu beschreiben, die nicht identisch sein müssen. "Kovariant" bezieht sich auf Invarianz in Bezug auf Letzteres, nicht auf Ersteres.
@Nathaniel: Eine kovariante Theorie wie die allgemeine Relativitätstheorie ist sowohl in Bezug auf aktive als auch passive Koordinatentransformationen kovariant.
@ArnoldNeumaier - GR behauptet in seinen Gleichungen effektiv, dass die Faktoren Energiedichte, Druck und Zeit existieren. Es wird nicht behauptet, dass ein bestimmtes Koordinatensystem existiert. Es wird verwendet, um Vorhersagen zu treffen, z. B. wann die Umlaufbahn von Merkur präzedieren wird. Wenn die Vorhersagen langsam genug gemacht werden, kann die Realität sie einholen, in diesem Fall werden sie die Vergangenheit beschreiben. Obwohl dies an sich nicht impliziert, dass die Vergangenheit irgendwo existiert, würde die gesellige Vorstellung (zuerst in Beschreibungen von Copernicus impliziert), dass das Nervensystem des Rechners nicht zentral ist, dies zulassen.
@Edouard: GR geht von bestimmten Gleichungen aus und leitet daraus Konsequenzen ab. Die Gleichungen haben Bedeutung sowohl für diejenigen, die glauben, dass nichts existiert als unser Wissen über die Dinge (epistemische Sichtweise), für diejenigen, die glauben, dass die 4D-Raumzeit ein für alle Mal existiert und wir entlang der Weltlinien gezogen werden, und für diejenigen, die glauben, dass die 4D-Raumzeit wächst, wenn wir Weltgrenzen überschreiten, und für diejenigen, die glauben, dass die Vergangenheit nicht existiert, sondern in der Gegenwart als Erinnerung kodiert ist. Keines davon ist für GR essentiell, daher gibt es keine Behauptung über die Existenz.
@ArnoldNeumaier - Ich kann verstehen, dass alternative Ausdrücke einige der von mir erwähnten Faktoren (z. B. "Zeit") aus einer Theorie eliminieren könnten, die immer noch im Wesentlichen mit ihrem Original identisch ist, aber wenn sie alle wären, wie würde die Theorie existieren, außer als scheinbar -zufällige Gruppierungen von Zahlen? Haben Sie das Gefühl, dass ich im ersten Absatz meiner eigenen jüngsten Antwort eine Schlussfolgerung über die Art der Zeit gezogen habe, die für die mathematische Konsistenz von SR nicht erforderlich ist?
@Edouard: Mathematische Konsistenz erfordert nur, dass die dynamischen Gleichungen von GR logisch sinnvoll sind. Sie sind es. Dies hat überhaupt keinen Einfluss auf die Bedeutung von GR für die Realität.
@ArnoldNeumaier - Da sich "dynamisch" entweder auf die Beziehung zwischen Bewegung und Ruhe bezieht oder auf eine Anwendung von "Kräften", die in der üblichen "Raumform" -Interpretation der Schwerkraft zu fehlen scheinen, die GR 1915 auf SR anwandte, I Ich nehme an, dass Sie der Meinung sind, dass ich mich geirrt habe, als ich annahm, dass Einstein das Universum als etwas anderes als statisch betrachtete, und da seine Interpretation seiner eigenen Theorie, die ein statisches Universum zulässt, seitdem (sogar von ihm) als falsch angesehen wurde, Sie kann recht haben in der Annahme, dass es keine einzige oder eine der 4 Versionen der Zeit bevorzugt, die Sie mir gegenüber erwähnt haben.
Vernachlässigen Sie übrigens nicht das Haefel-Keating-Experiment, indem Sie den Präsentismus als eine der von GR zugelassenen Möglichkeiten einbeziehen?
@Edouard: Wo habe ich Präsentismus eingefügt?
@ArnoldNeumaier – Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, aber ich dachte, es stünde in Ihrer Bemerkung, dass „die Gleichungen eine Bedeutung haben … für diejenigen, die denken, dass die Vergangenheit nicht existiert, sondern in der Gegenwart als Erinnerung kodiert ist“, am 1 30.
@Edouard: „Erinnerung“ ist nicht die „Gegenwart“ im Sinne einer Cauchy-Fläche, sondern das, was einem Beobachter zu einem bestimmten Zeitpunkt an einer bestimmten Position zugänglich ist, dh die Felder in einer Umgebung eines Raums -Zeitpunkt. Das ist alles, was ein Beobachter (selbst ein Kollektiv wie alle Physiker auf der Erde) jemals über die Vergangenheit, die Gegenwart und die Zukunft wissen kann.
Vielen Dank; Ich muss das überdenken. Was ich intuitiv als „die unendliche Dünnheit der Gegenwart“ betrachtet habe, hat mich immer zu allen Arten von Wiederholungen und Wiederholungen geführt, die dazu tendieren, ihm mehr Substanz (wenn nicht Unendlichkeit) zu verleihen, aber ich hatte es nicht wirklich erzählt zu einer Cauchy-Fläche.
"eine Ansicht, dass die Raumzeit entlang einer raumähnlichen Hyperfläche wächst, die alle ''Jetzt''s verschiedener Beobachter enthält". Ich bezweifle das, weil "wachsen" (wie in diesem Zusammenhang verwendet) normalerweise als "während der Zeit wachsen" definiert wird. Wie könnte die Raumzeit wachsen? Es existiert nicht innerhalb der Zeit.
@porton: Der gleiche Zweifel würde für die Ansicht gelten, dass die Raumzeit unbegrenzt ist und wir entlang der Weltlinien gezogen werden. Das gesamte Konzept einer fließenden Zeit, wie wir sie erleben, und das damit verbundene „Jetzt“ liegen außerhalb der Beschreibung der Allgemeinen Relativitätstheorie. Aber im gleichen Sinne der fließenden Zeit kann man auch eine fließende Cauchy-Oberfläche aufrechterhalten, entlang der sich das Bewusstsein aufhalten kann.

Die Allgemeine Relativitätstheorie ist wie alle physikalischen Theorien ein mathematisches Modell des Universums. Damit meine ich, dass es mir erlaubt, einige Anfangsbedingungen zu nehmen und zu berechnen, was passieren wird, wenn ich mich in der Zeit vorwärts (oder zurück) bewege.

Als Platoniker denke ich, dass in meinem mathematischen Modell Vergangenheit und Zukunft existieren, und die Zeit, die ich erlebe, im Grunde nur eine bequeme Parametrisierung einer Bahn durch einen Konfigurationsraum ist. Eigentlich würde ich noch weiter gehen und sagen, dass der Konfigurationsraum auch existiert.

Aber ich vermute, Sie fragen nach der realen Welt, und die Antwort ist, dass ich es nicht weiß, weil ich nicht weiß, ob GR und die reale Welt dasselbe sind oder ob GR nur ein Modell ist. Da müssten Sie einen Philosophen fragen.

Aus meiner Sicht hat die spezielle Relativitätstheorie dieses "Problem" bereits.

In der Newtonschen Theorie ist Zeit absolut, also teilt jeder Vergangenheit und Zukunft mit jedem. Das Konzept von Vergangenheit und Zukunft ist klar. Sie können oder können nicht vorherbestimmt werden, es gibt nichts in der Theorie, um diese Frage zu entscheiden.

In der speziellen Relativitätstheorie haben Sie die Relativität der Gleichzeitigkeit.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Im Bezugssystem des geboosteten Beobachters ist die Gegenwart die geneigte Linie, während beim statischen Beobachter die x-Achse vorhanden ist. Daher enthält die Gegenwart des verstärkten Beobachters sogar Vergangenheit und Zukunft des statischen Beobachters. Es ist, als ob die Zukunft des statischen Beobachters „bereits da ist“, in der Gegenwart, in der der verstärkte Beobachter lebt.

Der Punkt ist, dass die Gegenwart eines Beobachters ein raumartiger Schnitt ist. In gewissem Sinne ist es fragwürdig zu sagen, dass "diese Gegenwart" existiert, tatsächlich ist es ohne Überlichtgeschwindigkeit für jeden Beobachter unmöglich, den Lichtkegel zu verlassen und die Gegenwart zu sehen. Wenn ich Existenz mit „erfahrbar“ definiere, würde ich daraus schließen, dass nein, die Zukunft nicht bereits existiert und meine Vergangenheit nicht von zukünftigen Beobachtern durchforstet wird.

Jedenfalls ist es eine wirklich nette Frage zu stellen.

Die Allgemeine Relativitätstheorie verwendet eine statische Raumzeit als Modell für unser Universum, und daher ist es naheliegend anzunehmen, dass sowohl die Gegenwart als auch die Zukunft wirklich existieren. Auch wenn Topologien, die Zeitreisen durch Wurmlöcher erlauben, prinzipiell möglich sind, beinhaltet das Framework keinerlei Meta-Zeit, dh die Geometrie der Raumzeit als Ganzes – und damit der Energie-Impuls aller Materie – bleibt fest, was es verbietet alle interessanten Arten der Zeitreise.

Auf einzelne Punkte Ihrer Klarstellung möchte ich noch eingehen:

Die drei räumlichen Dimensionen existieren definitiv. Sie können durch sie reisen, und sie sind nicht nur ein bisschen abstrakte Mathematik.

Du bewegst dich nicht allein durch den Raum, sondern durch die Raumzeit: Jede Sekunde reist du 3 ⋅ 10 8 m in deine Zukunft.

Was Sie nicht tun können, ist, schneller als C durch den Weltraum zu reisen. Aber wenn Sie wissen könnten, wann Sie aufhören, wäre da etwas.

Reisen schneller als c bedeutet auch, dass Sie in der Vergangenheit von jemandem landen würden. Wenn dies Ihr Kriterium ist, dann existiert die Vergangenheit tatsächlich.

Im Moment haben wir nicht die Technologie, um durch die Zeit zu reisen, und es scheint eine extrem schwierige Sache zu sein, dies zu tun.

Es ist nicht: Sie tun es bereits jetzt.

Es könnte hilfreich sein, sich das so vorzustellen: Sie bewegen sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch die Raumzeit c . Beim Beschleunigen änderst du nur die Richtung, in die du dich bewegst. Denn die spezielle Relativitätstheorie verbietet es, zu beschleunigen v < c zu v > c (wo v wäre eine Relativgeschwindigkeit in einer Raumrichtung), kann man sich nicht durch 'Umdrehen' in der Zeit zurückbewegen.

Es gibt jedoch eine Teilchen-Antiteilchen-Vernichtung, die aussieht wie eine im Minkowski-Raum rechtwinklig gedrehte Compton-Streuung, dh anstatt ein Elektron und ein Positron in zwei Photonen vernichten zu lassen, können wir es als ein einzelnes Elektron interpretieren, das in der Zeit zurückgeworfen wird.

Wenn Sie diese Interpretation für bare Münze nehmen, würde dies bedeuten, dass, wenn Sie Ihre Hand in einen Antiprotonenstrahl halten und eine Wechselwirkung stattfindet, dieses Antiproton ein Teil von Ihnen ist, der sich in der Zeit rückwärts bewegt.

Das bedeutet nicht, dass ein aus Antimaterie konstruierter Mensch die Zeit rückwärts fließend erleben würde, da die Gesetze der Physik (meistens) für Materie und Antimaterie gleich sind und das Bewusstsein Ihres Antimaterie-Selbst die Zeit genauso erfahren sollte wie Sie.

Die Frage nach dem subjektiven Zeitpfeil lässt sich relativistisch nicht wirklich beantworten, aber das obige Beispiel (Hand in einen Protonenstrahl halten) gibt tatsächlich einen Hinweis: Im Gegensatz zur sauberen Elektron-Positron-Vernichtung ein unsauberes Proton-Antiproton Die Vernichtung erzeugt eine ganze Reihe neuer Teilchen, und die Umkehrung des Prozesses würde bedeuten, dass eine Multi-Partikel-Kollision neu erstellt werden müsste.

Die Allgemeine Relativitätstheorie an sich ist in dieser Frage neutral. Die konventionelle Metrik der Raumzeitbehandlung scheint den Eternalismus alias Blockuniversum zu unterstützen, aber der äquivalente ADM-Formalismus scheint den Präsentismus zu unterstützen.

Danke für deine Antwort, das klingt vielversprechend. Können Sie dies in Laienbegriffe herunterbrechen und ein wenig erläutern?

Die Allgemeine Relativitätstheorie lässt sich am besten anhand von Einsteins Feldgleichungen verstehen :

R μ v − 1 2 g μ v R + g μ v Λ = 8 π G c 4 T μ v

Die Lösungen dieser Gleichungsfamilie sind metrische Tensorfelder :

g μ v

Dies wird in Diskussionen manchmal auf metrischen Tensor oder Metrik reduziert (und ist wohl falsch). In jedem Fall weist das metrische Tensorfeld jedem Punkt in Raum und Zeit (Raumzeit) einen metrischen Tensor zu und sagt uns ein Ergebnis, wenn wir es mit Vektoren in der Raumzeit vergleichen.

Dieses metrische Tensorfeld ist an sich statisch, also für alle Zeiten definiert. Bei den meisten Forschungsfragen zur Allgemeinen Relativitätstheorie geht es wirklich darum, herauszufinden, was das eigentliche universelle metrische Tensorfeld ist.

Wenn die allgemeine Relativitätstheorie die vollständige Antwort wäre, dann ist die Raumkrümmung für alle Zeiten definiert. Da Energie und Krümmung zusammenhängen, beschreiben die Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen die Verteilung der Materie für alle Zeiten. Es gibt iterative Ansätze, um Lösungen für die Gleichungen zu finden, und Einstein selbst verwendete solche Ansätze bei den Berechnungen für die Perihelverschiebung des Merkur um 1913 .

Grundsätzlich ist die Zeit in einem Vektorraum mit vier Dimensionen koordiniert. Wenn die allgemeine Relativitätstheorie richtig ist, gibt es eine Lösung für die Einstein-Feldgleichungen, die uns sagt, wie man mit Vektoren vergleicht. Diese Ergebnisse ändern sich mit der Krümmung der Mannigfaltigkeit, die uns auch über die Energieverteilung im Universum informiert. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft „existieren“ also nicht so sehr, sondern diese Dinge sind in der Allgemeinen Relativitätstheorie definiert und haben eine klare Bedeutung.

Ich denke, es ist VIEL schwieriger, die Zukunft zu kennen, als die Vergangenheit. Die Vergangenheit hat bereits stattgefunden, also ist das Licht, das von jedem Ereignis in der Vergangenheit ausgestrahlt wird, gerade jetzt im Weltraum. Wenn Sie zum Beispiel schneller als das Licht reisen könnten, könnten Sie das Licht einholen, das von der Ermordung Kennedys ausgestrahlt wird, und es irgendwie noch einmal erleben.

Es ist denkbar, dass Sie die Zukunft genau dann kennen, wenn Sie den aktuellen Stand ALLER Dinge genau und genau kennen. Beispielsweise ist die Wettervorhersage durch unseren Mangel an Wissen über jedes einzelne Partikel und jeden Zustand in der Atmosphäre begrenzt. Angenommen, wir wüssten ALLES über ALLES, was das Wetter beeinflusst, UND wir wüssten ALLES über den aktuellen Zustand von allem, was mit dem Wetter zu tun hat, dann könnten wir das Wetter 500 Jahre in die Zukunft genau und genau kennen.

Ich denke, es ist theoretisch möglich, aber unmöglich zu erreichen. Der Energiebedarf zum Sammeln aller erforderlichen Informationen wäre astronomisch ... selbst um das Wetter 100 Tage im Voraus vorherzusagen. Sie müssten die Position und den Impuls jedes einzelnen Teilchens in der Atmosphäre kennen. Ich glaube, es war Heisenberg, der behauptete, das sei unmöglich.

HermannWeyl schrieb:

Die Welt ist einfach , sie passiert nicht. Nur durch den Blick meines Bewusstseins, das entlang der Lebensader meines Körpers nach oben kriecht, erwacht ein Ausschnitt dieser Welt zum Leben, als flüchtiges Bild im Raum, das sich ständig in der Zeit verändert.

Wenn er „ ist “ schreibt, meint er nicht, dass die Welt in der Zeit existiert (es ist immer schwierig, Zeit zu definieren, ohne sich tatsächlich darauf zu beziehen), sondern dass sie (nicht-zeitlich) einfach da ist. Für Weyl (und ebenso für Einstein und viele andere) existiert Zeit nur im Blick seines (unseres) Bewusstseins.

Eine schöne Analogie ist die der Drehleier. Die im Voraus geschriebene Notenrolle kann mit der Welt verglichen werden, wir können mit der Drehleier verglichen werden, die sich relativ zur Notenrolle bewegt, und die Musik kann mit der Zeit verglichen werden, die lebendig wird, wenn wir die Musik hören (natürlich ist dies die Drehleierspiel auch Teil der Welt, die laut Weyl einfach ist , aber dennoch als Analogie dienen kann).

Andererseits kann man genauso gut sagen, dass es die Notenrolle ist (die sich in diesem Fall selbst schreibt, oder besser gesagt, von Notenrollenschreibern während des Rollens an Ort und Stelle geschrieben wird), die sich relativ zu uns (der Drehleier) bewegt -gurdy) und die Musik existiert, egal ob wir zuhören oder nicht. Das heißt, die objektive Musik als Luftschwingungen. Die wahrgenommene Musik existiert natürlich nicht, wenn wir nicht zuhören.

Ich denke, man kann nicht beweisen, welche der beiden äquivalenten Interpretationen wahr ist (siehe die mathematischere Antwort von Emilio Pisanty). Es ist Geschmackssache und ich denke, dass Leute, die denken, dass alles im Voraus geschrieben ist (ich gehöre sicherlich nicht zu ihnen), die erste Interpretation bevorzugen, während Leute, die nicht so denken (ich gehöre sicherlich zu ihnen, aber nicht auf die Gründen der akademischen "Freiheit") bevorzugen die zweite Interpretation.

„Existiert“ die Vergangenheit gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie?
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