Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

Albert Einstein, "Remarks to the Essays Appearing in This Collective Volume" <Замечания к Очеркам, Появившимся в Этой Коллективной Книге>, в Albert Einstein: Philosopher-Scientist, ed. P.A. Schlipp (New York: Tudor, 1951), p. 671.

Для объяснений на более техническом уровне см. Lee Smolin, "A Real Ensemble Interpretation of Quantum Mechanics" <Интерпретация Реального Ансамбля для Квантовой Механики>, arXiv:1104.2822v1 [quant-ph] (2011).

14. Время, возрожденное из относительности

Чтобы быть уверенным, картина монолитной вселенной могла бы включать в себя идею, что законы изменяются во времени, но мое утверждение в том, что она не могла бы объяснить, как и почему они изменяются.

Можно было бы подумать, что эфир был уничтожен экспериментом Майкельсона-Морли, но никто до Эйнштейна в 1905 не проявил проницательность, чтобы осознать это.

Обоснование этого содержит простую геометрию, но я не буду обременять ею читателя. Ее можно найти в любом учебнике по ОТО.

Предположим, вы двигаетесь на север по отношению к этому специальному наблюдателю. Вы увидите, что излучение КМФ, приходящее к вам с севера, будет иметь синее смещение вследствие эффекта Доплера, который сдвигает выше энергию каждого фотона и увеличивает температуру фотонов, приходящих к вам с севера. Фотоны КМФ, приходящие с юга, испытывают противоположный эффект; их частоты сдвигаются в красную сторону спектра, а их температура понижается. Так что вы можете заключить, что вы двигаетесь по отношению к космическому микроволновому фону. И наоборот, наблюдатель, который видит, что температура та же самая во всех направлениях, может заключить, что он покоится по отношению к КМФ.

В последние годы эксперименты проверили справедливость принципа относительности в экстремальных обстоятельствах, в которых наблюдались протоны, путешествующие со скоростью 0,99999 от скорости света. При этой немыслимой скорости эффекты относительности настолько важны, что переносимая протонами энергия в 10 миллиардов раз превышает энергию, связанную с их массой. Я не был бы удивлен, если бы эти наблюдения обнаружили нарушение принципа относительности, такое нарушение предсказывалось некоторыми подходами к квантовой гравитации примерно при этих энергиях. Другие недавние наблюдения проверили - и подтвердили - принцип, что все фотоны имеют одинаковую скорость, с такой точностью, что наблюдения смогли бы обнаружить, если бы один фотон опередил другого на секунду после того, как эта пара путешествовала вместе миллиард лет. Эти результаты разочаровали тех теоретиков, которые ожидали, что эффекты квантовой гравитации будут менять скорость света на фактор, который зависит от энергии фотонов. Другая серия наблюдений подтвердила с высокой степенью точности, что нейтрино имеют тот же предел скорости, что и свет (при всем уважении к преждевременным сообщениям о сверхсветовых нейтрино, которые обошли заголовки по всему миру в 2011).

Предлагались и другие определения привилегированного понятия времени в ОТО. Какое из них корректно - это, в конечном счете, научный вопрос, который должен быть решен дальнейшими исследованиями, а, возможно, даже экспериментами. Так что мы можем предположить, что имеется привилегированное понятие времени, хотя остается открытым вопрос, какое именно. Среди других предложений: Chopin Soo & Hoi-Lai-Yu, "General Relativity Without Paradigm of Space-Time Covariance: Sensible Quantum Gravity and Resolution of the Problem of Time" <ОТО Без Парадигмы Пространственно-Временной Ковариантности: Здравая Квантовая Гравитация и Решение Проблемы Времени>, arXiv:1201.3164v2 [gr-qc] (2012); Niall O'Murchadha,

к оглавлению Chopin Soo & Hoi-Lai-Yu, "Intrinsic Time Gravity and the Lichnerowicz-York Equation" <Гравитация Внутреннего Времени и Уравнение Лихнеровича-Йорка>, arXiv:1208.2525vi [gr-qc] (2012) и George F.R. Ellis & Rituparno Goswami, "Space Time and the Passage of Time" <Пространство Время и Течение Времени>, arXiv:1208.2611v3 (2012).

Henrique Gomes, Sean Gryb and Tim Koslowsky, "Einstein Gravity as a 3D Conformally Invariant Theory" <Гравитация Эйнштейна как 3D Конформно Инвариантная Теория>, arXiv:1010.2481v2 [gr-qc] (2011).

Это известно по техническим причинам как AdS/CFT соответствие.

Для большей информации по поводу динамики формы см. онлайн приложения.