Mitä siis on aika?

13.4.2021 klo 17.27, kirjoittaja
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Kirjoitin Helsingin opettajien ammattiyhdistyksen lehteen Rihveli ajan olemuksesta. Artikkeli alkaa näin:

Jotkut fyysikot tykkäävät siteerata Aurelius Augustinuksen (joka tuli tunnetuksi kirkkoisä Augustinuksena) teokseensa Tunnustukset 300-luvun lopulla kirjoittamia pohdintoja ajasta. Augustinus kommentoi osuvasti muun muassa sitä, miten vaikeaa ajan ajatteleminen on:

Mitä siis on aika? Jos kukaan ei kysy minulta, tiedän mitä se on. Jos haluan selittää sen sille, joka kysyy, en tiedä.

71 kommenttia “Mitä siis on aika?”

  1. MarttiV sanoo:

    Entropian etenemisen suunnalla ei taida olla tekemistä aika-avaruuden kaareutumisen kanssa

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Sitä ei tiedetä. Emme tiedä sitäkään, miksi signaaleja voi lähettää vain tulevaisuuteen, ei menneisyyteen.

      1. Cargo sanoo:

        Saako Nobelin palkinnon, jos ”kehittää” sellaisen painovoimateorian, jossa aika voi kulkea vain yhteen suuntaan?

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Jos se ei onnistuneesti ennusta mitään uusia havaintoja, niin ei. Nobelin palkinto myönnetään kokeellisesti varmennetuista läpimurroista.

  2. Fysiikan ajassa ei ole nykyisyyttä, menneisyyttä eikä tulevaisuutta. On vain kelloilla mitattavia tapahtumien kestoja joillakin jatkumoilla. Kuitenkin nykyisyyden muuttuminen menneisyydeksi ja uuden nykyisyyden aktualisoituminen tulevaisuudesta käsin on ajan fenomenologinen merkitys, se mitä Augustinuskin ehkä tarkoitti sanoessaan ymmärtävänsä mitä aika on vaikka ei osannut selittää sitä. Aika on olemassaolomme ydinrakenne ja siksi pakenee selityksiä.

    Fenomenologisen ajan ja fysiikan ajan välinen suhde on mielenkiintoinen filosofinen ongelma. On kuitenkin mielestäni selvää, että fenomenologista aikaa ei voi redusoida fysiikan aikaan eikä selittää sen avulla. Pikemminkin päinvastoin. Tämä kuvastaa ontologista näkemystäni yleisemminkin.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Se mitä sanot fysiikasta ei ole totta, kuten artikkelissa kirjoitan.

      1. Satelliitti kiertää Maata. Aikaa kuluu, mutta missä on satelliitin havaitsijasta riippumaton nykyisyys? Kirjoitinko hieman epäselvästi? En näe ristiriitaa artikkelisi ja oman ajatukseni välillä. Täsmentäisitkö?

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Kuten artikkelissa kirjoitan, tämä ei pidä paikkaansa: ”Fysiikan ajassa ei ole nykyisyyttä, menneisyyttä eikä tulevaisuutta.”

          1. Erkki Kolehmainen sanoo:

            Kun näkee millaisessa umpikujassa hiukkasfysiikan standardimallin kannattajat ovat, niin ei heillä ole ainakaan tulevaisutta, vaikka vankka menneisyys ja hapertuva nykyisyys onkin.

          2. Syksy Räsänen sanoo:

            Asiahan on tismalleen päin vastoin: hiukkasfysiikan Standardimalli on ollut paljon odotettua menestyneempi, eikä hiukkaskiihdyttimissä ole 50 vuoden aikana löytynyt mitään varmistettua poikkeamaa siitä. Tämä riittäköön tästä, kun ei juuri liity aiheeseen.

  3. Jani sanoo:

    Onko aika havaitsijan havaitsemien havaintojen havaintojärjestys?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Artikkeli toivon mukaan valaisee asiaa!

  4. Helena O sanoo:

    Minusta aika on kokemus, olemassaolon olemus. Jos aika on hypoteettinen tai teoreettinen (en löydä oikeaa sanaa) suure, se joka tapauksessa lakkaa olemasta, nimenomaan meille, kun meitä ei enää ole.
    Voi aika tietenkin olla muutakin.
    PS
    Löytyykö artikkelisi netistä?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Artikkeli on linkattu blogimerkinnän sanassa ”Artikkeli”.

  5. Helena O: ”Minusta aika on kokemus, olemassaolon olemus.”

    Hyvin sanottu. Mielestäni ajan alkuperä on subjektiivisuudessa: nykyisyys, menneisyys ja tulevaisuus ovat mielekkäitä käsitteitä vain subjektiivisessa ajassa. Tosin myös objektien maailmassa voidaan puhua menneisyydestä ja tulevaisuudesta suhteesssa johonkin mielivaltaiseen aikakoordinaattiin, jota sitten kutsutaan nykyisyydeksi, mutta tämä on mielestäni käsitteiden väärinkäyttöä, tai ainakin pitäisi selventää mitä nykyisyydellä kulloinkin tarkoitetaan. On tietenkin mahdollista, että fysikaalisella nykyisyydellä on jokin sellainen merkitys, jota en ymmärrä, ja olisin utelias kuulemaan tai lukemaan siitä jonkin selityksen. Peräkkäisten tapahtumien välinen todennäköisyyssuhde ei mielestäni riitä luomaan nykyisyyttä maailmankaikkeuteen.

  6. Artikkelissa on lause ”Koska ei osata täysin sovittaa yhteen yleis-tä suhteellisuusteoriaa ja kvanttifysiikkaa, emme tiedä, onko tulevaisuus jo olemassa vaiko ei.”

    Mitä oikeastaan tarkoitetaan fysiikassa kun sanotaan jonkin olevan olemassa? MInusta selkeä määritelmä olisi että A on olemassa havaitsijan B suhteen jos B havaitsee A:n. Jos olemassaololla tarkoitetaan jotain laajempaa, esim. jos puhutaan tulevaisuuden tai horisontin takaisten asioiden olemassaolosta absoluuttisessa mielessä, joudutaan helposti siihen että olemassaolon käsitteestä tulee malliriippuva. Fysiikan käyttämissä matemaattisissa malleissa ei aina ole, eikä tarvitsekaan olla, vastinetta kaikille yleiskielessä käytetyille käsitteille.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tosiaan joskus hämärtyy, mitä olemassa oleminen oikeastaan tarkoittaa. Mutta tulevaisuuden olemassaolon ongelmaa voi havainnollistaa tuolla mnääritelmälläsi.

      Newtonilaisessa aika-avaruudessa voi ajatella, että joka hetkellä on olemassa avaruus, joka vain muuttuu ajassa.

      Suhteellisuusteoriassa kuitenkin havaitsija A voi olla saanut viestejä alueesta, mistä B:n ei ole ollut mahdollista ollut saada viestejä. Eli määritelmäsi mukaan toiselle osa aika-avaruutta olisi olemassa, toiselle ei. Ei ole yhteistä avaruutta, joten yleisen suhteellisuusteorian näkökulmasta on luonteva ajatella että koko aika-avaruus on olemassa.

      Kvanttifysiikan näkökulma on erilainen, kuten jutussa kirjoitan.

  7. Syksy Räsänen sanoo:

    Kuten artikkelissa kirjoitin, ajan luonnetta ei ole mahdollista saada selville tällaisilla arkiajatteluun pohjaavilla mietteillä, joten tämä riittäköön niistä.

  8. Erkki Kolehmainen sanoo:

    Voi herran pieksut ja rouvan lapikkaat, että asian voi tehdä vaikeaksi. Jo Nummisuutarin Eskolle (ja ehkä myös Valtaojalle) sanottiin, että maailma muuttuu Eskoseni. Ensin oli alkuräjähdys, sitten inflaatio ja pikku hiljaa alkoi muodostua hiukkasia. Aika on tätä muutosta ja sen vaiheita kuvaava termi. Sen yksiköksi kelpaa, mikä tahansa riittävän säännöllinen ja toistuva tapahtuma esim. atomiytimen värähtely tai kellon heilurin liike gravitaatiokentässä. Ja tähän muutokseen liittyy entropian kasvu eli muutos menee kohti tasapainoa ja on siksi koko maailmankaikkeuden mitassa peruuttamaton, vaikka paikallisia pienenmisiä voikin tapahtua.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tämä ei pidä paikkaansa: kuten artikkelissa kerrotaan, aika ei ole vain tapahtumien etenemisen yhtäläinen mitta.

      1. Erkki Kolehmainen sanoo:

        Vaikka aika ei ole yhtäläinen mitta, niin se itse kuvaa tapahtumien etenemistä eli aikayksiköiden vertaamisessa ei ole mitään järkeä.

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Aika ei ole vain tapahtumien etenemisen mitta, kuten artikkelissa selitetään. Tämä riittäköön tästä.

  9. MV sanoo:

    Voiko ajatella, että meillä on nopeus, jolla kuljemme eteenpäin ajassa, samoin kuin kuljemme kaiken aikaa tiettyyn suuntaan avaruudessa? Laajeneeko maailmankaikkeus muuten kiihtyvästi myös ajan suhteen, eli piteneekö aika, ja onko sitä mahdollista havaita?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kyllä, yleisessä suhteellisuusteoriassa havaitsijan nopeudella on neljä suuntaa: yksi aikasuunta ja kolme paikkasuuntaa.

      Niiden suuruus riippuu siitä, miten koordinaatisto valitaan (nopeus on suhteellista). Jos kiinnittää koordinaatit havaitsijaan, eli mittaa aikaa hänen kellonsa mukaan ja etäisyyksiä hänestä, niin havaitsija liikkuu ajassa eteenpäin valonnopeudella. (Kun aika-avaruuden kaarevuus jätetään huomiotta.)

      Ei, ajan kulku ei muutu avaruuden laajenemisen takia.

      1. MV sanoo:

        Kiitos! Onko syy siihen, että aika ei ”laajene”, jotenkin siis yhteydessä juuri valon nopeus -rajoitteeseen?

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Se, että informaatio ei voi kulkea valoa nopeammin ei liity tähän.

          Aika voi kulkea eri tahtia eri paikoissa (ja kulkeekin, vaikka ero pieni muualla kuin mustien aukkojen ja neutronitähtien läheisyydessä).

          Mutta aika ei voi tasaisesti hidastua tai nopeutua kaikkialla, koska merkityksellistä on vain ero kellojen käynnissä, Jos kaikki kellot käyvät yht’äkkiä eri tahtia, mikään ei muutu. (Noin karkeasti selitettynä.)

      2. Martti V sanoo:

        Matkustus menneisyyteen tekee maailmankaikkeuden epädeterministiseksi mutta myös epästabiiliksi ( esim isoisäparadoksi). Jos matkustus olisi mahdollista hiukkastasolla, voi sekin törmätessä johonkin toiseen hiukkaseen aiheuttaa ketjureaktion joka johtaa toisellaiseen tulevaisuuteen. Johtaako tämä siis multiversum ajatteluun? Jos ihminen pystyisi lähettämään signaalin ajassa taaksepäin se menisi rinnakkaiseen universuumiin

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Determinismi ei ole välttämättä ristiriidassa aikamatkailun kanssa.

          Determinismin kanssa voi kyllä tulla ongelmia, koska systeemin tila yhdellä hetkellä ei välttämättä määrää tulevaisuutta yksikäsitteisesti, jos on mahdollista vaikuttaa sekä menneisyyteen että tulevaisuuteen. Mutta voi myös olla, että määrää. On esitetty, että tämä olisi yksi ehto aikamatkailun mahdollisuudella, tai sen poissulkeva ehto. Ei tiedetä, miten asia on.

          Kvanttifysiikan kannalta tilanne on ongelmallinen, kuten yleisen suhteellisuusteorian aikakäsitys muutenkin, kuten artikkelissa kirjoitan.

  10. Jari Toivanen sanoo:

    Minä olen sitä mieltä, että aika on vain niin monimutkainen ja vaikea asia, että ihmislajin, edes älykkäimpien yksilöiden, järki ei riitä sen ymmärtämiseen, ei nyt eikä tulevaisuudessakaan. Olemme siis vain liian vajavaisia. En myöskään usko, että mikään tällä palstalla, tai missään muuallakaan, esitetty selitys ajan luonteesta on lähelläkään oikeata.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Tämä ei ole mielipidekysymys sen enempää kuin aineen tai minkään muun fysikaalisen asian ymmärtäminen.

      Suhteellisuusteorian käsitys ajasta tekee ennusteita, jotka on onnistuneesti testattu suurella tarkkuudella. Esimerkiksi jos gravitaation vaikutusta ajan kulkuun ei ottaisi huomioon, GPS-paikannus ei toimisi.

  11. Jari Toivanen sanoo:

    En tarkoittanutkaan, että aika tai muutkaan fysikaaliset asiat an sich olisivat mielipidekysymyksia. Mielipiteeni koski ihmisen kykyä ymmärtää näitä asioita, tässä erityisesti ajan luonnetta. Voidaan mielestäni (taas mielipide) myös todeta, että koko ylläoleva keskustelu puoltaa mielipidettäni ajan luonteen ymmärtämisen haasteellisuudesta.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Se, että jotkut eivät tunne jotain asiaa ei tarkoita sitä, etteikö kukaan tuntisi sitä – saati sitten, että sitä ei voisi tuntea.

  12. Jari Toivanen sanoo:

    Aivan, mutta siitä ei voi myöskään johtaa semmoista päätelmää, että välttämättä olisi joku, joka sen voisi tuntea.
    Jos tarkkoja ollaan, niin en väittänyt ”että sitä ei voisi tuntea”, vaan pelkästään sitä, että ihmisen kapasiteetti ei riitä sen tuntemiseen. En kiellä sitä, etteikö jossain voi olla älyllistä elämää, joka sen tuntee, tai että luonnonvalinta muokkaa ihmistä siihen suuntaan, että ajan ymmärtäminen olisi mahdollista.
    Siinä olet oikeassa, että mielipiteeni voi ajan kuluessa osoittautua vääräksi.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kuten yllä kirjoitin, koetulokset osoittavat, että olemme jo ymmärtäneet oikein paljon asioita ajan luonteesta, ja tällä ymmärryksellä on merkittävä teknologinen sovelluskin.

      Tämä riittäköön tästä.

  13. MarttiV sanoo:

    En tiedä miksi aiempaa kommenttia ei julkaistu. Voidaanko ajatella, että ajalla ei ole suuntaa ja se kuvaa etäisyyttä? Esim kahden hiukkasen välistä

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Yleisen suhteellisuusteorian mukaan aika on osa neliulotteista aika-avaruutta. Kahden hiukkasen välinen etäisyys voi olla ajankaltainen (eli niiden aikaetäisyys on pidempi kuin paikkaetäisyys), paikankaltainen (toisin päin) tai valonkaltainen (jolloin eikaetäisyys on yhtä iso kuin paikkaetäisyys).

      Aika-avaruuden etäisyydet määrittävät aika-avaruuden geometrian ja kaarevuuden, ja sitä kautta gravitaation.

      1. MarttiV sanoo:

        Onhan se luonnollista käyttää aikaa etäisyyksien mittaamisessa (esim. valovuosi). Energia kuten massa ”venyttää” aikadimensiota, mikä vaikuttaa valon kulkuun ja havaittuun etäisyyteen. Tämä venyminen aiheuttaa, että hiukkaset ovat aika dimensiossa kauempana toisistaan. Liittyykö tämä siihen, että aika kuluu suhteellisesti hitaammin esim. mustan aukon lähettyvillä?

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Yksiköiden valinta on sitten eri asia. Energia vaikuttaa aika-avaruuden kaarevuuteen. Tämän yksi ilmentymä on se, että aika kulkee massan lähellä hitaammin.

          1. Martti V sanoo:

            Paljonko on tutkittu gravitaation vaikutusta termodynamiikkaan tai kvanttimekaniikkaan? Esim koe avaruusessa voisi antaa eri tuloksia kuin maan päällä.

          2. Syksy Räsänen sanoo:

            Erittäin paljon. Kaarevan aika-avaruuden vaikutukset aineen kvanttifysiikkaan tunnetaan hyvin. Sen sijaan aika-avaruuden itsensä kvanttifysiikkasta ei tiedetä paljoa. Kosmisen inflaation parissa siitäkin on tehty ennustuksia joita on onnistuneesti testattu, mutta aika rajoitetussa määrin.

          3. Martti V sanoo:

            Sanoit että aika ”kulkee”. Jos aika on dimensio niin miten se kulkee tai sillä on suntaa? Termodynamiikalla on yksi suunta ja sen muutosnopeus johtuu gravitaatiosta

          4. Syksy Räsänen sanoo:

            Ilmaisu ”ajan kulku” viittaa siihen, miten avaruus ja siinä olevat kappaleet muuttuvat ajan edetessä.

            Ajalla on suunta siinä missä paikkasuunnillakin: eteen ja taakse. (Aika-avaruus on neliulotteinen kokonaisuus, jonka voi jakaa ajaksi ja paikaksi eri tavoin, joten tämä on vähän monimutkaisempaa, mutta en nyt selitä tarkemmin.)

            Termodynamiikan suunnan muutosnopeus (mitä se sitten tarkoittaakaan) ei liity gravitaatioon. Ei siitä sen enempää.

          5. MarttiV sanoo:

            Tarkoitin termodynamiikan muutosnopeutta, jolla järjestelmä menee kohti matalinta energiapotentiaalia ja epäjärjestystä, eikä sen suunta siis muutu. Esim kellosta energia siirtyy patterista kitkan kautta lämpöenergiaksi, mitä ei voi kääntää. Se miten nopeasti prosessi käy riippuu gravitaatiosta. Näin ollen kellolla mitattu sekuntti on johdannainen suure kyseisestä muutosnopeudesta ja luo arkikäsityksen ajasta. En näe siinä eriyistä mystiikkaa.

          6. Syksy Räsänen sanoo:

            Termodynaamisen kehityksen nopeus ei riipu gravitaatiosta, muuten kuin siten, että kaikkien mahdollisten tapahtumien tahti liittyy aika-avaruuden kaarevuuteen (koska ne ovat aika-avaruudessa).

            Tämä riittäköön tästä.

    2. Martti V sanoo:

      Lienee useimmille lukijoille selvä. Termodynamiikan kehitys vaikuuttaa käsitykseemme ajasta miksi tapahtumilla on tietty järjestys ja miksi on absurdia ”kulkea menneisyyteen”. Tämä sivuutettu

      1. Syksy Räsänen sanoo:

        Entropian kasvuun liittyvä ajan nuoli (jonka alkuperää ei tiedetä) ei ole ristiriidassa ajassa taaksepäin matkustamisen kanssa.

  14. Netissä paljon keskusteltu aikaan ja mustiin aukkoihin liittyvä paradoksi on tämä: Tapahtumahorisontissa aika pysähtyy meille ulkopuolisille tarkkailijoille. Kuinka siis mustaan aukkoon voi joutua ainetta, kun kaikki aine pysähtyy tapahtumahorisontin kohdalle? Eikö aine tarvitse aikaa siirtyäkseen jonnekin?

    Itse maallikkona mietin, että ratkaisu liittyy varmaan törmäävän kappaleen muodostaman aika-avaruuden ja mustan aukon muodostaman aika-avaruuden sulautumiseen toisiinsa ja tapahtumahorisontin siirtymiseen tämän seurauksena. Mikäköhän on oikea ratkaisu?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kysymys on sen verta kaukana merkinnän aiheesta, että ei siitä sen enempää. Yleisiä fysiikkaan liittyviä kysymyksiä voi lähettää esimerkiksi Tähdet ja avaruus -lehden kysymyspalstalle.

  15. Cargo sanoo:

    Jos ajan fysikaalinen olemus halutaan saada selville, niin millaisia peruskäsitteitä (epämääräisyys, entropia, energia, informaatio, valonnopeus jne.) tulee ottaa huomioon? Onko mahdollista että ajan ymmärtämiseksi tarvitaan jotakin vielä tuntematonta peruskäsitettä? Onko klassisella tai modernilla (fenomenologisella) filosofialla mitään roolia fysikaalisen ajan olemuksen selvittämisessä?

    Lisäksi tuli mieleen, että eikö myös suhteellisuusteoria ole kvanttimekaniikan ohella teoria informaatiosta, sillä ajan ja avaruuden lisäksi olennaista on äärellinen valonnopeus, joka taas kuvaa informaation ja vuorovaikutuksen välittymistä? Kuinka suuren osan fysiikasta voi selittää informaatio-käsitteen avulla?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      On harhaanjohtavaa puhua kuin aika joko ymmärrettäisiin tai sitten ei. Kuten fysiikassa yleensä, kysymys on ymmärryksen kasvusta.

      Suhteellisuusteoria ja kvanttifysiikka ovat molemmat tuoneet uudenlaisia käsitteitä. On luultavaa, että paremman ymmärryksen saavuttamiseen liittyy siihenkin uudenlaisia käsitteitä.

      Fenomenologisella filosofialla ei ole mitään annettavaa ajan fysikaaliseen ymmärtämiseen.

      Käsitys kvanttimekaniikasta teoriana informaatiosta on yksi idea, ei todeksi tiedetty asia. Fysiikkaa ei voi selittää informaation käsitteen avulla, vaan informaation käsite on yksi monista fysiikasssa.

  16. Tulee mieleen kaksi merkitystä menneisyyteen matkustamiselle:

    1. Lähdetään paikasta A vuonna 2021 ja palataan paikkaan A vuonna 2000.
    2. Lähdetään paikasta A vuonna 2021 ja saavutaan paikkaan B samanaikaisesti kun paikassa A eletään vuotta 2000.

    Jälkimmäinen tuntuisi loogisesti mahdolliselta, edellinen ei, mutta sitten tullaan samanaikaisuuden määritelmään ja sen ongelmiin.

    Kuten nähdään, olisi hyvä konkretisoida asioita ja väitteitä jos halutaan maallikoidenkin ymmärtävän fysiikkaa. Fyysikko ei ehkä tarvitse fenomenologiaa, mutta me muut tarvitsemme ainakin käsitteiden tuomista siihen mistä ne ovat lähtöisinkin: jokapäiväiseen elämään. En usko, että fysiikka on arkiajattelun tuolla puolen. Arkiajattelusta se on lähtenyt, enkä usko että yhteys siihen on voinut lopullisesti katketa. Oma työsi on siitä hyvä osoitus.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Yleisen suhteellisuusteorian mukaan 1. on mahdollinen. (Ei tiedetä, onko se todellisuudessa mahdollinen.) Ks.

      https://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/ajan_kanssa

      https://www.tiede.fi/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/ajankayton_hallinta

  17. Lentotaidoton sanoo:

    ”Entropian kasvuun liittyvä ajan nuoli (jonka alkuperää ei tiedetä)…”

    Käsittääkseni tässä se ”selitettävä” (toistaiseksi vain erilaisia spekulaatioita, monet liittyen esim sykliseen kosmokseen/kosmoksiin) asia on se, miksi entropian on kaikesta päätellen täytynyt olla ”alussa” (taas mitä se sitten oli) erittäin matala.

    Itse entropian kasvun ”ajan nuolihan” liittyy tietysti elämykselliseen kokemiseemme. Itse aikaahan se ei selitä.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Ei sitäkään varsinaisesti tiedetä, miksi entropia aina kasvaa yhteen suuntaan (eli miksi ajassa liikutaan vain yhteen suuntaan). Koska tilastollisen fysiikan takana olevat klassisen fysiikan lait ovat symmetrisiä ajankäännössä, minkä tahansa todistuksen sille, että entropia kasvaa kun mennään ajassa eteenpäin voi muuttaa todistukseksi sille, että entropia kasvaa kun mennään ajassa taaksepäin vaihtamalla ajan etumerkin.

  18. Matias Slavov sanoo:

    Kiitos mielenkiintoisesta artikkelistasi. Minulla on yksi kysymys ja yksi kommentti.

    Jo suppean suhteellisuusteorian voidaan katsoa tukevan aikamuodotonta eternalismia (itse olen puolustanut tätä mm. täällä: https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-020-00385-x). Jos QFT lukeutuu perustavimpien teorioiden joukkoon ja jos SR kuuluu siihen, niin eikö silloin SR:n implikoima käsitys ajasta (joka toki on kiistanalainen, mutta tyypillisesti sen katsotaan tukevan eternalismia) voi ajatella olevan hyvinkin perustavan tason kuvaus ajasta?

    Minusta vetoaminen kvanttifysiikan indeterminismiin ei osoita tulevaisuuden avoimuutta. Olkoon lait sitten deterministisiä tai probabilistisia, niin niistä ei ole löydettävissä mitään erottuvaa nykyhetkeä. Jos tiedämme hiukkasen tietyt muuttujat klo 12, Schrödingerin yhtälöllä voi laskea todennäköisyyksiä sen sijainnille klo 10 tai klo 14. Mikä on nykyisyyttä on meidän valitsema näkökulmamme, se ei ilmene itse laista. Laki ei kerro mitään siitä, onko ennen ajanhetkeä t jotain olemassa, tai onko ajanhetken t jälkeen jotain olemassa. Avoimen tulevaisuuden kannattajan on pidettävä nykyhetkeä (growing block teoreetikon mukaan myös menneisyyttä) jotenkin todempana kuin tulevaisuutta. Näin hänen on pidettävä samanaikaisuutta absoluuttisena. Kaiken avaruuden halkovaa ’nyt’-viipale on ristiriidassa samanaikaisuuden suhteellisuuden ja konventionaalisuuden kanssa.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Suppea suhteellisuusteoria oli aikanaan perustavanlaatuisin teoria ajasta, sitten (kuten hyvin tiedät) tämän aseman sai yleinen suhteellisuusteoria, jonka aikakäsitys on hieman erilainen. Myös yleinen suhteellisuusteoria on vain approksimaatio jostain vielä kattavammasta teoriasta, joten sen käsitys ajasta tuskin pitää sellaisenaan paikkansa.

      Kvanttimekaniikkaan tuo erityisen tapahtumisen hetken aaltofunktion romahdus, jota Schrödingerin yhtälö ei kuvaa. On tietysti mahdollista, että aaltofunktio ei koskaan romahda, meistä vain näyttää siltä, mutta joka tapauksessa asiaa ei vielä ymmärretä.

      Kvanttimekaniikan samanaikaisuuden viipale on tosiaan ristiriidassa suppean suhteellisuusteorian kanssa, kvanttimekaniikassahan on samanlainen käsitys ajasta ja avaruudesta kuin klassisessa fysiikassa (romahdukseen liittyvää tapahtumista lukuun ottamatta). Kvanttikenttäteoriassa näin ei ole, mutta siinä tilan romahduksesta tulee suhteellinen. (Kuten EPR-paradoksin ratkaisussa.)

    2. Cargo sanoo:

      ”Jos QFT lukeutuu perustavimpien teorioiden joukkoon ja jos SR kuuluu siihen, niin eikö silloin SR:n implikoima käsitys ajasta (joka toki on kiistanalainen, mutta tyypillisesti sen katsotaan tukevan eternalismia) voi ajatella olevan hyvinkin perustavan tason kuvaus ajasta?”

      SR ei sisällä epätarkkuusperiaatetta, jonka mukaan menneillä ja tulevilla tapahtumilla on laadullinen ero. Eli jos hiukkasen paikka on joskus mitattu, niin se on realistinen osa todellisuutta, mutta mitään vastaavaa realismia ei ole mittauksen jälkeisessä tulevaisuudessa, ellei uutta mittausta suoriteta. QFT sisältää epätarkkuusperiaatteen eikä sen puitteissa mitään eternalismia esiinny.

      ”Jos tiedämme hiukkasen tietyt muuttujat klo 12, Schrödingerin yhtälöllä voi laskea todennäköisyyksiä sen sijainnille klo 10 tai klo 14.”

      Jos klo. 12 on olemassa tarkka informaatio esim. hiukkasen sijainnista, niin hiukkasen aaltofunktio tulee olla mitattu sijainnin suhteen klo.12. Kyseisessä mittauksessa aaltofunktio romahtaa ja aikakehitys alkaa ajanhetkestä nolla ja kulkee kohti tulevaisuutta. Siispä, jos hiukkanen sijaitsee (eli on objektiivinen osa todellisuutta) jossakin aika-avaruuden pisteessä klo.12, niin on mahdotonta arvioida sen sijaintia klo. ”miinus 2 tuntia”.

      ”Avoimen tulevaisuuden kannattajan on pidettävä nykyhetkeä (growing block teoreetikon mukaan myös menneisyyttä) jotenkin todempana kuin tulevaisuutta. Näin hänen on pidettävä samanaikaisuutta absoluuttisena. Kaiken avaruuden halkovaa ’nyt’-viipale on ristiriidassa samanaikaisuuden suhteellisuuden ja konventionaalisuuden kanssa.”

      Jos systeemiä kuvaava aaltofunktio on annettuna eikä systeemiä häiritä, niin tulevat ajanhetket kuvaavat jatkuvaa ja determinististä aikakehitystä. Mittaus on voimakas häiriö, joka antaa mitattavalle suureelle objektiivisen realismin; objektiivisuuden kannalta tuo mittaushetki on todellisempi kuin mittauksen jälkeiset ajanhetket. Mistään samanaikaisuuden universaalista absoluuttisuudesta ei voi tehdä päätelmiä, ja lisäksi sellaiset päätelmät vaatisivat ymmärrystä fysikaalisen ajan olemuksesta.

  19. Matias Slavov sanoo:

    Jos olen ymmärtänyt oikein, SR sopii hyvin kvanttifysiikkaan siinä missä GR ei. On siis hieman epäselvää, mikä teoria on perustavampi. Ehkä kysymykseni oli liian laaja tai epämääräinen tässä yhteydessä…

    Miten samanaikaisuusviipale oikeutetaan? Eihän meillä ole mitään keinoa varmentaa, että esim. nyt kirjoittaessani näitä lauseita Curiosity ottaa kuvan Marsissa. Tuo etäisyys on kosmisessa mittakaavassa mitättömän pieni. Kun edes noita kahta tapahtumaa ei saada yhdistettyä nykyisyyden hyperpinnalla, universaalin nykyhetken olemassaolo asettuu kyseenalaiseksi.

    En ymmärrä, miten probabilismin lisäksi esim. epätarkkuusperiaate tai mittausongelma auttavat presentistiä. Aikamuotoiset sijainnit ovat näkökulmia. Luonnonlaeissa tai maailmankaikkeudessa itsessään ei ole nykyisyyttä. Fysikaaliset tapahtumat ovat aikamuodottomasti aika-avaruudessa; ne itsessään eivät ole mennyttä, nykyistä tai tulevaa. ’Nyt’ on samanlainen indeksikaalinen ilmaus kuin vaikkapa ’tässä’. Nykyisyys ei ole sen todellisempaa kuin menneisyys tai tulevaisuus, kuten tässä oleminen ei ole sen todellisempaa kuin takana tai edessä oleminen. Yhden nykyisyys voi olla toisen menneisyyttä ja kolmannen tulevaisuutta. Tätä voi perustella melko yksinkertaisesti Lorentzin aikadilataatiolla SR:n kontekstissa ja gravitationaalisella aikadilataatiolla GR:n kontekstissa.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Perustavanlaatuinen tarkoittaa sellaista, mitä ei (ainakaan toistaiseksi) osata johtaa mistääm muusta. Tässä mielessä suppea suhteellisuusteoria ei ole perustavanlaatuinen, koska sen voi johtaa yleisestä suhteellisuusteoriasta, joka on perustavanlaatuinen.

      Kvanttikenttäteoriaa ei osata johtaa mistään muusta, joten sekin on perustavanlaatuinen.

      Oletettavasti sekä yleinen suhteellisuusteoria että kvanttikenttäteoria ovat vain approksimaatioita teorista, jota ei ole vielä löydetty.

  20. leo sell sanoo:

    Eikö VOI ajatella niin että Makrotasolla on yhä se ajan nuoelen suunta pospäin alkuräjähdyksestä kute esim Sean Carroll ajan nuolen tutkijana tekee. Ja Mikrotasolla hiukkasilla on tuo aaltomaisuutensa kuten eletroniparikilla, jossa niiden aikakin voi hetken olla vastakkainen tai monipaikkainen.

    Siis että dekoherenssi tuottaa kaikkien kulkureittien summana yhä Feynmanin polkusummaintegraalin joka vastaa arkihavaintoamme siitä ettei särkynyt vaasi enää itsestään spontaanisti eheydy. Ja toisaalta muutamien fotonien tai elektronien tasolla on ajateltava kaikkien kulkureittien eri nopeus/aika eroja, jotka antaisivat otaksua sen pienen todennäköisyyden, jolla auto saadan autotalliin ”kaikkien hiukkasten” yhteisläpäisytodennäköisyyksiellä.

    Eli että makrotasolla yhä mittaamme aikaa jostain alkuhetkestä ja puhumme esim. maailmankaikkeuden iästä sen alusta lähtien kun taas äärimmäisellä mikrotasolla kaikki on vain aineaaltojen todennäköisyysamplitudeja olla samanaikaisesti monissa paikoissa, jolloin ajan suunnalla ei ole merkitystä ja aika voidaan jättää huomiotta. Olisiko kyse myös AIKA-käsitteen käytön mielekkyydestä näissä ääripäissä?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kvanttifysiikan aaltopaketteihin ei liity mitään vastakkaista tai monipaikkaista aikaa.

      Kaikenlaisia ideoita siitä, mitä on tuntemamme aikakäsityksen tuolla puolen on esitetty, emme tiedä mitkä (jos mitkään) niistä ovat oikeita.

  21. leo sell sanoo:

    Eli ilmeisesti oletat että edelleen on mielekästä käyttää tätä tuntemaamme aikakäsitystä. Mikä aikakäsitys kvanttifysiikassa vallitsee lomittumistapauksissa, joissa ennen parikkeina olleet spin-tilat ”kaukovaikutteisesti” samanikaisesti vaihtavat suuntiaan vaikkei valokaan ehtisi niille välittää tietoa tästä muutoksesta. Onko se sama kuin tämä valonnopeus-signaalin määrittämä aikakäsitys, tämä tuntemamme aikakäsitys? Ja mitä tarkoitat tuntemallamme aikakäsityksellä? Eikö niitä ole useampia?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kuten artikkelissa kirjoitan, tunnetun fysiikan puitteissa on kaksi (ristiriitaista) käsitystä ajasta ja tapahtumisesta.

      Kvanttimekaniikan käsitys ajasta on sama kuin klassisen fysiikan. Kvanttikentäteorian käsitys ajasta on sama kuin suppean suhteellisuusteorian. Lomittuminen ei ole asiassa oleellinen.

  22. leo sell sanoo:

    Hyvin vastasit, KIITOS siitä!

    Kuitenkin on olemassa ”matka” kuten Plancin pituus 10^-35/ Plancin ajalla 10^-44, joka on valon nopeus C. Eli matka ja aika tässä ovat molemmat mukana ja määrittävät toisiaan valon nopeuden kautta. Niillä ei kuitenkaan tämä tässä epäolennainen entanglementti – etäisyys eli matkan ylitys selity.

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Planckin pituudesta alla. Tämä riittäköön tästä.

      https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/kaymattomista-korpimaista-vihoviimeinen/

  23. MarttiV sanoo:

    Ilmeisesti GR:n mukaan planckin mittakaava on pienin jakamaton aika-avaruuden rakenne ja olisi pistemmäinen. Jos sitä esittää jokin alkeishiukkanen, niin liittyykö siihen epämääräisyys myös aikadimensiossa?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Yleinen suhteellisuusteoria ei ole kvanttifysikaalinen teoria. Siinä ei ole pienintä jakamatonta aikaa eikä paikkaa. (Kuten ei myöskään kvanttikenttäteoriassa.)

      1. Martti V sanoo:

        Aiemmasta merkinnästä käsitin että planckin mittakaava tulee gravitaatiosta. Plankin pituushan lasketaan gravitaatiovakiosta ja valonnopudesta

        1. Syksy Räsänen sanoo:

          Planckin mittakaava on yhdistelmä Newtonin (gravitaatio)vakiota, valonnopeutta ja Planckin vakiota, joista viimeksi mainittu liittyy kvanttifysiikkaan.

  24. leo sell sanoo:

    Kohti ns. hierarkiaongngelman ratkaisua, kirjoittaa Masatoshi Yamada artikkelissaan jota luen. Olet blogissasi Käymätttömistä Korpimaista Viimeinen, kirjoittanut ASYMPTOOTTISESTI turvallisesta gravitaatiosta – tarkoittaako se eräiden Plancin vakioiden keskinäistä epäsuhtaa esim. että Plancin energiaa 1,22 x10^19GeV rajoittaa gravitaatiovakion koko, tällä rajaseudulla, jossa viimein päästäisiin käsiksi `lopullisiin luonnonlakeihin`. Sanot että ”gravitaation voima taittuu, jo ennen Plancin energiaa”. Eli onko tuossa HIERARKIAONGELMASSA kyse pikemminkin näiden ”ammoisten” vakioiden keskinäisestä epäsuhdasta, joka olisi renormalisoitava kohti esim. nykyisiä Higgsin kentästä saatuja arvoja kuten Higgsin massaan 125GeV liittyvä pituus 10^-18?

    1. Syksy Räsänen sanoo:

      Kysymys on sen verta kaukana merkinnän aiheesta, että ei siitä sen enempää.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *