시간의 물리학에 대한 논쟁

이를 이해하기 위해, 물리학 자들은 우주가 매우 특별한 저렴한 상태에서 시작되었다고 제안했다. 컬럼비아 대학의 물리학 철학자 데이비드 앨버트 (David Albert)는“과거 가설”을 지명 한이 견해에서, 빅뱅이 매우 낮은 엔트로피 우주를 생산하기 때문에 엔트로피가 증가합니다. 갈 곳은 없었습니다. 과거의 가설은 우리가 계란을 요리 할 때마다 거의 140 억 년 전에 일어난 사건을 활용하고 있음을 의미합니다. Carroll은“설명하기 위해 빅뱅이 필요한 것은‘왜 끊임없는 계란이 있었습니까?’라고 Carroll은 말했습니다.

일부 물리학 자들은 과거의 가설에 의해 다른 물리학 자보다 더 어려워집니다. 오늘날 우주의 물리학에 대해 이해하지 못하는 것들을 취하고 빅뱅에서 답을 찾을 수 있다고 말하면 아마도 벅을 통과하거나 카펫 아래에서 우리의 문제를 휩쓸는 것으로 볼 수 있습니다. 에든버러의 왕실 전망대의 우주 학자이자 회의의 공동 주최자 인 마리나 코르테스 (Marina Cortes)는“초기 조건을 불러 일으킬 때마다“양탄자 아래의 것들이 더 커집니다”라고 말했습니다.

Smolin에게 과거의 가설은 유용한 발전보다 실패의 입원과 같은 느낌이 듭니다. 그가 그것을 단수형 우주 에 넣었을 때 :“설명해야 할 사실은 빅뱅 이후 138 억 년이 지난 우주가 정의상 가장 가능한 상태 인 평형에 도달하지 않은 이유이며, 우주가 현재보다 훨씬 덜 가능성있는 상태로 시작했다고 주장함으로써 이것을 설명하는 것은 충분하지 않습니다.”

그러나 다른 물리학 자들은 특정 초기 조건이 주어진 시스템을 설명 할 수있는 이론을 개발하는 것이 정상이라고 지적합니다. 이론은 그러한 조건을 설명하기 위해 노력할 필요가 없습니다.

또 다른 물리학 자들은 과거의 가설이 아무것도 아닌 것보다 낫지 만 최종 답변보다 자리 표시 자일 가능성이 높다고 생각합니다. 아마도 우리가 운이 좋으면 더 깊은 무언가로가는 길을 가리킬 것입니다. “많은 사람들은 과거의 가설이 사실 일 뿐이며 그것을 설명하는 근본적인 방법이 없다고 말합니다. 캐롤은 그 가능성을 배제하지 않습니다. "나에게 과거의 가설은 우리가 우주에 대한보다 포괄적 인 견해를 개발하는 데 도움이되는 단서입니다."

대체 시간의 기원

과거의 가설을 불러도 시간의 화살을 이해할 수 있습니까? 일부 물리학 자들은 열역학이 아닌 중력이 시간의 화살을 목표로한다고 주장합니다. 이 관점에서, 중력은 멕시코 국립 자치 대학의 물리학자인 팀 코 슬로우 스키 (Tim Koslowski) (영국 물리학 자 줄리안 바버르 (Julian Barbour)와 플라 비오 (Flavio Mercati)가 공동으로 저술 한 2014 년 논문 에서이 아이디어를 묘사 한 멕시코 (Plavio Mercati)의 물리학 자에 의해 묘사된다. Koslowski와 그의 동료들은 Newton의 중력 법칙에 따라 1,000 포인트 유사 입자로 구성된 단순한 우주 모델을 개발했으며 항상 최대 밀도와 최소 복잡성의 순간이있을 것임을 발견했습니다. 그 시점에서 멀어지면 어느 방향 으로든 복잡성이 증가합니다. 당연히, 우리는 (관찰 할 수있는 복잡한 생물) 최소값과 어느 정도 멀리 진화 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 우리가 우주의 역사에서 우리 자신을 찾을 때마다 우리는 덜 복잡한 시대를 가리키고 과거라고 부를 수 있다고 Koslowski는 말했다. 이 모델은 전 세계적으로 시간 대칭이지만 모든 관찰자는 로컬 화살의 시간을 경험합니다. 낮은 엔트로피 시작점이 모델에 추가되지 않는 것이 중요합니다. 오히려 그것은 자연스럽게 그것으로부터 나옵니다. Koslowski는“중력은 본질적으로 과거의 가설의 필요성을 제거합니다.

시간이 한 방향으로 이동하고 우리가 단일 현지에서 정의 된 화살표가있는 코스모스의 한 부분에 거주한다는 생각은 새로운 것이 아닙니다. 2004 년에 Carroll은 그의 대학원생 Jennifer Chen과 함께 우주의 시작의 비교적 잘 알려진 모델 인 영원한 인플레이션을 바탕으로 비슷한 제안을 제시했습니다. 캐롤은 Koslowski와 그의 동료들의 작품을 유용한 단계로보고 있습니다. 특히 모델의 수학적 세부 사항을 해결했기 때문입니다 (그와 Chen은 그렇지 않았습니다). 그럼에도 불구하고 그는 몇 가지 우려가 있습니다. 예를 들어, 그는 중력이 논문 주장만큼 중요한 역할을한다는 것은 분명하지 않다고 말했다. "빈 공간에 입자가 있었다면 정확히 같은 질적 행동을 얻을 수 있습니다."

코 슬로우 스키 (Koslowski)는 복잡성이 증가하면 한 가지 중요한 부작용이 있다고 말했다. 이 구조는 정보를 저장할 수 있습니다. Koslowski는 그들을“레코드”라고 부릅니다. 중력은 기록 형성을 가능하게하는 최초이자 1 차 힘이다. 그런 다음 다른 과정은 화석과 나무 고리에서 서면 문서에 이르기까지 모든 것을 발생시킵니다. 이 모든 실체가 공통적으로 가지고있는 것은 우주의 초기 상태에 대한 정보를 포함한다는 것입니다. 나는 뇌에 저장된 기억이 또 다른 종류의 기록인지 Koslowski에게 물었다. 예, 그는 말했다. "이상적으로 우리는 더 복잡한 모델을 구축하고 결국 내 뇌의 메모리, 내 뇌의 기억, 역사 책에서 메모리에 도달 할 수있을 것입니다." 더 복잡한 우주에는 덜 복잡한 우주보다 더 많은 기록이 포함되어 있으며, 이것이 우리가 과거를 기억하지만 미래를 기억하지 않는 이유입니다.

그러나 아마도 시간은 이것보다 훨씬 더 근본적입니다. 남아프리카의 케이프 타운 대학교의 우주 학자 인 조지 엘리스 (George Ellis)의 경우 시간은 더 기본적인 실체이며, 블록 우주를 진화시키는 것으로 이해할 수 있습니다. 그의“진화하는 블록 우주”모델에서 우주는 점점 더 많은 시공간입니다. 이 볼륨의 표면은 현재 순간으로 생각할 수 있습니다. 표면은 그가 묘사 한 바와 같이“미래의 무기력이 과거의 결정에 변화가 바뀌는 순간”을 나타냅니다. "시간이 지남에 따라 시공간 자체가 커지고 있습니다." 우주의 어느 부분이 고정되어 있는지 (과거)와 변화하는 (미래)를 보면 시간 방향을 분별할 수 있습니다. 일부 동료들은 동의하지 않지만 엘리스는이 모델이 표준보기의 급진적 인 점검이 아닌 수정이라고 강조합니다. "이것은 일반적인 관계 필드 방정식 (절대적으로 표준)으로 덮인 역학을 갖춘 블록 우주입니다. 이 관점에서 과거는 고정되고 변할 수 없지만 미래는 열려 있습니다. 이 모델은“평범한 블록 우주보다 시간을 더 만족스러운 방식으로 나타내는 것을 분명히 나타냅니다.”라고 그는 말했다.

전통적인 블록보기와는 달리, 엘리스의 그림은 열린 미래를 가진 우주를 묘사하는 것으로 보입니다. (엘리스가 지적했듯이 양자 불확실성은 그러한 결정 론적 견해를 가라 앉히기에 충분할 수 있지만, 회의에서 누군가 엘리스에게 6 월 초 영국 미들랜드를 중심으로 한 특정 반경의 물리학에 대한 충분한 정보가 주어지면 브렉 시트 투표의 결과를 예측할 수 있었는지 엘리스에게 물었다. 엘리스는“물리학을 사용하지 않는다”고 대답했다. 이를 위해 그는 마음이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해해야한다고 말했다.

블록 우주와의 명백한 시간 간격을 조정하는 것을 목표로하는 또 다른 접근법은 인과 관계 세트 이론의 이름으로 간다. 1980 년대에 처음으로 회의에 참석 한 물리학 자 Rafael Sorkin의 양자 중력에 대한 접근 방식으로 처음 개발되었습니다. 이 관점에서, 우주는 거시적 수준에서 연속적으로 보이지만, 우리가 소위 플랑크 스케일 (약 10 미터 거리)으로 반려 할 수 있다면 우주는 시공간의 초등 단위 또는“원자”로 구성되어 있음을 발견 할 것입니다. 원자는 수학자들이 "부분적으로 순서 세트"라고 부르는 것을 형성합니다. 각 요소는 특정 시퀀스에서 인접한 요소에 연결되는 배열입니다. 이들 원자의 수 (가시 우주에서 무려 10 인 것으로 추정 됨)는 시공간의 양을 발생시키는 반면, 시퀀스는 시간을 일으킨다. 이론에 따르면, 새로운 시공간 원자가 지속적으로 존재합니다. 런던 임페리얼 칼리지 (Imperial College London)의 물리학자인 페이 도커 (Fay Dowker)는이 회의에서 이번 회의에서“Accretive Time”이라고 언급했다. 그녀는 시간이 지남에 따라 새로운 퇴적물 층을 퇴적하는 해저와 대략 유사하게 새로운 시공간 원자를 부여하는 시점을 시공간을 생각하도록 모든 사람들을 초대했습니다. 일반적인 상대성은 블록 만 생성하지만 인과 관계는“일어나는”것을 허용하는 것으로 보인다. "블록 우주는 세계의 정적 인 그림 인 반면,이 과정은 역동적입니다." 이 관점에서, 시간의 흐름은 우주의 긴급한 특징보다는 기본입니다. (인과 적 세트 이론은 우주에 대해 적어도 하나의 성공적인 예측을했다고 Dowker는 우주의 시공간 볼륨에 기초하여 우주 론적 상수의 가치를 추정하는 데 사용되었다고 지적했다.)

미래의 문제

이러한 경쟁 모델에 직면하여, 많은 사상가들은 걱정을 멈추고 블록 우주를 사랑 (또는 적어도 견딜 수있는) 법을 배웠습니다.

아마도 회의에서 블록 우주의 일상 경험과의 호의적 인 호의적 인 성명서는 애리조나 대학교의 철학자 Jenann Ismael에서 나왔을 것입니다. Ismael이 그것을 보는 방식, 블록 우주는 올바르게 이해된다. 그녀는인지 과학과 심리학에서 최근 수십 년 동안 배운 것에 의해 보충 된 기존의 물리학을주의 깊게 살펴보면“흐름, 우쉬, 경험”을 회복 할 수 있다고 그녀는 말했다. 이 관점에서 시간은 환상이 아닙니다. 사실, 우리는 직접 경험합니다. 그녀는 우리가 경험하는 매 순간이 유한 한 시간 간격을 나타내는 연구를 인용했습니다. 다시 말해, 우리는 시간의 흐름을 유추하지 않습니다. 경험 자체의 일부입니다. 그녀는 과제는 물리학이 제공하는 정적 블록 내 에서이 1 인칭 경험을 구성하는 것입니다.“세상이 블록 우주의 시공간 내에서 곡선으로 표현되는 내장 인식 자의 진화하는 참조 프레임에서 세상이 어떻게 보이는지를 조사하는 것입니다.

Ismael의 프레젠테이션은 혼합 된 응답을 그렸습니다. 캐롤은 자신이 말한 모든 것에 동의했다고 말했다. 엘리츠르는 대화 중에“비명을 지르고 싶었다”고 말했다. (그는 나중에“내가 벽에 머리를 두드리면 미래를 싫어하기 때문입니다.”) 회의 중에 여러 번의 반대 의견은 블록 우주가 어떤 중요한 방식으로 미래가 이미 존재한다는 것을 암시하지만 다음 목요일의 날씨에 대한 진술은 사실이거나 거짓이 아님을 암시하는 것 같습니다. 어떤 사람들에게는 블록 우주의 시야에서는 극복 할 수없는 문제처럼 보입니다. 이스마엘은이 반대 의견을 여러 번 들었습니다. 그녀는 미래의 사건이 존재한다고 말했다. . "블록 우주는 변화하는 그림이 아닙니다."라고 그녀는 말했습니다. "변화의 그림입니다." 그들이 일어날 때 일이 일어납니다. "이것은 순간입니다. 그리고 나는 여기있는 모든 사람들이 이것을 미워한다는 것을 알고 있지만 물리학은 철학으로 할 수 있습니다."라고 그녀는 말했습니다. "미래의 우발적 진술의 진실 가치에 대한 오랜 토론이 있으며, 시간의 경험과는 아무런 관련이 없습니다." 그리고 더 읽고 싶어하는 사람들을 위해? "나는 아리스토텔레스를 추천한다"고 그녀는 말했다.

수정 :Jenann Ismael의 철자를 수정하기 위해 2016 년 7 월 25 일에 사진 캡션이 개정되었습니다.

저장

저장