Fallen ruhende Objekte in umgekehrter Zeit nach oben?

Die Richtung der Gravitationskraft würde sich bei Zeitumkehr nicht ändern. Ihr Objekt würde wie gewöhnlich eine nach unten gerichtete Kraft spüren.

Es könnte einfacher sein, sich vorzustellen, Sie hätten einen Film von einem Objekt unter dem Einfluss der Schwerkraft. Lassen Sie den Ball aus der Ruhe in einiger Entfernung über dem Boden fallen. Sie werden sehen, wie es sich nach unten bewegt und beschleunigt. Sie würden dies als eine Gravitationskraft nach unten interpretieren.

Wenn Sie den Film dann rückwärts abspielen, sehen Sie, wie sich der Ball mit abnehmender Geschwindigkeit nach oben bewegt . Diese Beobachtung stimmt immer noch mit einer Gravitationskraft nach unten überein.

Es gibt keinen Fehler. Die Gesetze der Physik selbst sind zeitlich umkehrbar, aber die Lösungen nicht unbedingt. Somit zeigt das "Verhalten" des Universums selbst keine Symmetrie unter Zeitumkehr, hauptsächlich aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Beim zweiten Hauptsatz geht es um das Verhalten der Lösungen, er ist an sich kein Grundgesetz. In Ihrem speziellen Beispiel, in dem das Objekt "abgestoßen" wird, wenn der Film rückwärts läuft, besteht der physikalische Grund nicht darin, dass die Schwerkraft abstoßend wird. Die Schwerkraft wird immer noch attraktiv sein. Der Grund, warum sich das Objekt wieder nach oben bewegt, ist die unwahrscheinliche Möglichkeit (aufgrund des zweiten Hauptsatzes), dass die Bewegung der Moleküle auf dem Boden, der Luft und der elektromagnetischen Strahlung zufällig koordiniert wird, um das Objekt nach oben zu drücken (die Umkehrung dessen, was passiert wenn ein nicht elastischer Gegenstand auf den Boden trifft). Das ist,

Weitere Einzelheiten finden Sie hier und hier .

Eines der Probleme, auf die Sie stoßen werden, ist die Kausalität.

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Ball, der auf dem Boden liegt.

Ohne bereits zu wissen, wie es sich in der Vergangenheit verhalten hat, können Sie den nächsten Frame Ihres Spiels nicht eindeutig definieren. Sie können nicht sagen, ob der Ball:

• vertikal nach oben bewegen.
• in eine beliebige Richtung nach oben bewegen.
• auf dem Boden in jede Richtung rollen.
• nichts tun.

Sie könnten es als Teil Ihres Spieldesigns verwenden, um zu entscheiden, welches der oben genannten Elemente es sein soll.

Beachten Sie, dass, wenn Sie beispielsweise entscheiden, dass sich der Ball im nächsten Frame mit einer Geschwindigkeit von 40 ms^-1 nach oben bewegen muss, er in den nachfolgenden Frames seine Richtung beibehalten und eine Position/Geschwindigkeit haben muss, die der Beschleunigung entspricht (Verzögerung in Umkehrzeit), so dass nach 1 Sekunde die Geschwindigkeit des Balls 40 - 9,81 = 30,19 ms^-1 beträgt. Integrieren Sie die Geschwindigkeit für die Position in jedem Frame.

Stellen Sie sich einen Blumentopf vor, der auf einem Sims steht. Eine Brise bläst den Topf von der Kante und er fällt zu Boden. Wenn es auf den Boden trifft, zersplittert es in ein paar Stücke, es wirbelt Staub auf, es macht ein Geräusch, es vibriert den Boden und die Scherben kommen zur Ruhe.

Die Zeitumkehr davon ist, dass einige Blumentopfstücke auf dem Boden sitzen. Plötzlich bildet sich unter den Tonscherben eine Staubwolke, zusammen mit Vibrationen in der Luft und im Boden, und zwar mit so präzisem Timing, dass die Scherben in die Luft geschleudert werden. Auf dem Weg nach oben richten sie sich in der richtigen Form aus und werden kaltverschweißt, um einen nahtlosen Topf zu bilden. Der zusammengebaute Topf zieht einen Bogen bis zum Sims, wo der Wind (der in die entgegengesetzte Richtung weht) ihn sanft absetzt.

Dies ist ein unglaublich unwahrscheinliches Szenario, aber vollständig kompatibel mit den Gesetzen der Physik (und der nicht umgekehrten Schwerkraft). Die Natur des Zeitpfeils besteht darin, dass groß angelegte Vorwärtsprozesse dazu neigen, Energie zu zerstreuen und die Entropie zu erhöhen, während "umgekehrte" Prozesse höchst unwahrscheinliche Zufälle beinhalten, die Energie konzentrieren und die Entropie verringern. Letztendlich wird angenommen, dass wir dies darauf zurückführen können, dass das Universum kurz nach dem Urknall eine viel niedrigere Entropie hatte, als es theoretisch hätte sein können, und sich seitdem in Richtung einer höheren Gleichgewichtsentropie bewegt.

Um ein solches Spiel zu machen und es sinnvoll zu machen, müssten Sie ein viel einfacheres physikalisches System verwenden als alles, was Sie vernünftigerweise in der Erdatmosphäre antreffen würden. Bei wärmeabgebenden Systemen geben die Gesetze der Thermodynamik der Zeit eine Richtung: die Richtung zunehmender Entropie. So gibt ein auf die Erde fallender Gegenstand seine Energie meist als Wärme ab. Sie sehen nie, dass sich Hitze spontan aus der Umgebung verflüchtigt, um das Objekt zurück in die Luft zu feuern. Auf der anderen Seite würde das Objekt, wenn es seine Energie nicht verbrauchen würde, für immer abprallen und das System würde in der Zeit vorwärts oder rückwärts genau gleich aussehen. Beachten Sie in beiden Fällen, dass die Schwerkraft immer noch nach unten zeigt, wie BMS sagte.

In umgekehrter Zeit scheint die Schwerkraft immer noch attraktiv zu sein. Aber die schnelle Impulskraft, die die Bewegung von etwas Fallendem stoppte, würde es stattdessen mit einer Anfangsgeschwindigkeit nach oben schicken, die durch die Schwerkraft verlangsamt wird.

Andernfalls würde das Objekt aus der Ruhe weg von der Erde beschleunigen. Meine Vermutung wäre, dass alle konservativen Kraftfelder unabhängig vom Zeitpfeil gleich bleiben.

Zeitunabhängige Eigenschaften ändern sich nicht , wenn die Zeit rückwärts, vorwärts oder rückwärts oder auf andere Weise verändert wird.

Alles , was von der Zeit abhängt , läuft rückwärts.

Im Allgemeinen können wir sagen, dass jede Änderung irgendeiner Eigenschaft (die einen Unterschied verursacht$\delta f(t)$über einen Zeitunterschied$\delta t$zwischen "vorher"$t_{1}$und nun"$t_{2}$, das ist$\frac{\delta f(t)}{\delta t} \neq 0$) wird rückgängig gemacht. Wie in einem rückwärts abgespielten Film.

In der Rückwärtszeit würden Objekte eine Umkehrung von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfahren. Anstatt dass sich ein fallender Ball zum Boden bewegt und an Geschwindigkeit gewinnt, bewegt er sich vom Boden weg und verliert an Geschwindigkeit. Wenn es zu der Stelle zurückkehrt, an der es fallen gelassen wurde, sollte seine Geschwindigkeit gleich 0 sein.

Um dies zu erreichen, ändern Sie das Vorzeichen seiner Geschwindigkeit entlang der vertikalen Achse und wenden Sie eine konstante Antigravitationsbeschleunigung (-9,81 m/s2) an. Andere Kräfte müssten ebenfalls umgekehrt werden, sodass sich eine Kugel, die sich mit 250 m/s entlang einer x-Achse bewegt und mit -2 m/s2 beschleunigt, mit -250 m/s fortbewegt (negativ bedeutet die entgegengesetzte Richtung) und mit 2 m/s2 beschleunigt . Bis es wieder zum Lauf der Waffe kam.......

Im physikalischen Sinne wäre die Beschleunigung immer noch nach unten (die Zeit wird im Quadrat zur Beschleunigung, also macht das Umkehren der Zeit das Quadrat nicht negativ), aber es ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der wirklich umgekehrt wird.

Anstatt von einem Tisch gestoßen zu werden, zu Boden zu fallen und nacheinander kleinere Sprünge zu machen, würde ein Ball vom Boden geschossen werden, höher und höher springen und schließlich auf dem Tisch landen.

Sorgen Sie also in Ihrem Spiel dafür, dass Dinge spontan von der Erde geschleudert werden und gewinnen Sie jedes Mal mehr Energie, wenn sie auf dem Boden aufschlagen, bis sie auf etwas Höherem landen.

Für den begrenzten Kontext der Newtonschen Mechanik werde ich Ihnen einen nicht demostrativen Einblick geben:

Wenn Sie die meisten Probleme in der Mechanik finden, die in einem Lehrbuch zu finden sind (z ist theoretisch komplizierter)) und gegeben die Anfangsbedingungen (Position und Geschwindigkeiten aller relevanten beteiligten Massen) zum Zeitpunkt t0 (die Geschwindigkeiten) und die Kräfte, die die Bewegungsgleichungen ergeben, wenn Sie eine eindeutige Lösung für die Bewegung lösen und finden der beteiligten Stellen kann man das tatsächlich machen und es funktioniert.

Nehmen Sie eine Zeit t1>t0 und notieren Sie dort die "Anfangsbedingungen" (wir nennen sie "Endbedingungen"), kehren Sie das Vorzeichen der Geschwindigkeiten der Endbedingungen um, aber behalten Sie ihre Positionen bei, und wenn Sie dies neu "Anfangsbedingungen" nennen 2", wenn Sie jetzt nach genau denselben Kräften auflösen, mit "Anfangsbedingungen 2" als Anfangseingabe, werden Sie feststellen, dass die eindeutige Lösung der rückwärts abgespielte Film der vorherigen gefundenen Lösung ist, und dass bei t0 effektiv die Massen " Rückkehr" an die gleichen Stellen, und bei den Geschwindigkeiten änderte sich nur das Vorzeichen.

Eine Möglichkeit, dies zu verstehen, besteht darin, dass, wenn Sie den Film der ursprünglichen Lösung "mit einer Kamera aufnehmen" und ihn rückwärts abspielen, es sehr intuitiv ist, dass beim Vergleich der Filme in den entsprechenden Momenten: - Die Positionen der Massen genau übereinstimmen. -Die Geschwindigkeiten haben genau entgegengesetztes Vorzeichen. -Die Beschleunigung passt genau.

Denn jedes Mal, wenn Sie ableiten, multiplizieren Sie mit einem Minuszeichen, weil die Zeit auf dem "falschen Weg" ist. Geschwindigkeiten bekommen ein Minuszeichen und dann sind Beschleunigungen Geschwindigkeiten mit einem neuen Minuszeichen, also wird es gleich.

Das heißt, wenn die Beschleunigung im selben Moment gleich ist und die Position gleich ist, da Newton-Gleichungen normalerweise nicht von Geschwindigkeiten abhängen (UND WENN SIE DIES TUN, IST DIESE GANZE ANTWORT UNGÜLTIG, WENN KRÄFTE VON DER GESCHWINDIGKEIT WIE Reibung mit Luft ABHÄNGEN, dann pass auf dich auf ) dann müssen Newtongleichungen mit gleicher Kraftdefinition wahr sein. Deshalb erhalten Sie beim Lösen genau den rückwärts gerichteten Film.

Ihr logischer Fehler: Sie verwechseln die Richtung der Zeit und die Richtung der Entropie.

Elementare physikalische Prozesse können zeitumkehrbar sein. Komplexe Prozesse sind aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik (fast!) nie umkehrbar.

Ihr Spiel sollte sich also um elementare Prozesse drehen. Auch (vereinfachte) Modelle können in Ihrem Spiel zeitumkehrbar sein, zum Beispiel ein Modell des Sonnensystems.