Aika

[MikkoM]

Seuraavaa ei voi toistaa riittäväst (:P):

Liikkuvan koordinaatiston aika ei hidastu, jos ajankulkua mitataan samasta koordinaatistosta käsin. Atomit eivät hidasta "toimintojaan", vaan kaikki toimii ihan normaalisti liikkuvassa koordinaatistossa.

Niin kun sen samassa koordinaatistossa olevan mittaajan oma ajankulu on synkassa sen mitattavan atomin kanssa.

Ajan hidastuminen on ilmiö, joka tapahtuu liikkuvien koordinaatistojen välisessä muunnoksessa. Tässä kohtaa ei ole tilaa filosofialle, koska kyseessä on täsmällisesti määritelty matemaattinen operaatio. Liikkuvan havaitsijan ajan hidastuminen suhteessa paikallaan pysyvään johtuu aika-avaruuden rakenteesta. Se on ikään kuin maailman taustakankaan rakenne, jonka päällä kaikki muu tapahtuu. Asiaa on vaikea käsittää arkikokemuksen perusteella, koska elämme itse tuolla kankaalla, emmekä voi nähdä sitä ulkoapäin.

Jos tarkoitat reaalimaailmalla ihmisen arkikokemusta, niin universaali koordinaatisto tuntuu järkevältä. Empiiriset kokeet kuitenkin osoittavat, että luonto ei toimi näin. Filosofialla ei jää tässäkään sijaa. Tärkeimpänä esimerkkinä valolle mitataan aina sama tyhjiönopeus riippumatta havaitsijan liiketilasta. Newtoninlainen maalaisjärkemme on vain illuusio, johon pitä tehdä suhteellisuusteoreettinen päivitys nopeuksien kasvaessa isoiksi.

Juu, juurikin jotain tuommoista yritin sanoa, eli siis jonkunnäköistä taustakankaan rakennetta yritän pohtia kun mulla näin insinöörinä on tavattoman kauhee hinku yrittää konkretisoida asioita ja suhteellisuusteoreettiset asiat on semmonen jonka konkretisoiminen on varsin hankalaa.
Ei se multa onnistu tietenkään, mutta onhan niitä kiva pohtia ja sitten vanhempana, dementoituneena ja höyrähtäneenä voi kirjoitella foorumeille paasausta omista teorioistaan ja siteerata Richard Feynmania ja QED:tä aina välillä :D

[jaava]

siteerata Richard Feynmania ja QED:tä aina välillä

Mulla on vielä tuo kesken (on veskilukemisena - tänään meni aamulla kylppärissä tunti. Tosin taisin nukahtaakin pytylle.). Ei siinä ole suhteellisuusteorioista mitään - vaan fotoneista ja elektroneista. Mutta jännä on - hakkaa Agatha Chistien mennen tullen.

JV

[MikkoM]

Mulla on vielä tuo kesken (on veskilukemisena - tänään meni aamulla kylppärissä tunti. Tosin taisin nukahtaakin pytylle.). Ei siinä ole suhteellisuusteorioista mitään - vaan fotoneista ja elektroneista. Mutta jännä on - hakkaa Agatha Chistien mennen tullen.

JV

Juu, ei olekkaan, olen aikanaan lukenut, mutta jokaisen nojatuolikosmologin pitää saada mielellään jokatoiseen virkkeeseen "Feynmanin mukaan" tai "QED kirjassa sanottiin".

[Kaizu]

Nuo taitavat liittyä enemmänkin kvanttifysiikkaan kuin kosmologiaan. Tai oikeastaan kosmologiaan taitaa liittyä kaikki.

Kaizu

[rintape]

Voin kyllä hyväksyä sen, että aika on suhteellista, mutta todella ymmärtää se... No siihen ei taida moni oikeasti pystyä.

En vain pääse eroon ajatuksesta jostain ajan yläpuolella olevasta "Maailmankaikkeuden pulssista" Jos katson ylitseni lentävää lentokonetta, niin siellä istuvien ihmisten aika suhteessa omaani kulkee hitaampaa. Toki  mitättömän pienellä erotuksella, mutta kuitenkin. Kuitenkaan lentokone ei katoa menneisyyteeni, vaan makustajat ovat koko ajan kanssani samassa hetkessä. Tämä hetki jota elämme, on siis ikäänkuin riippumaton ajasta tai ainakin ajan mittaaminen menettää merkityksensä.

[Kaizu]

Mitäs vaikeata sen ymmärtämisessä on että kello edistää tai jätättää. Nytkin mulla on yksi kello korjattavana, sen aika pysähtyi kokonaan.

Toistaiseksi ihmislajin kehityskaareen ei ole sisältynyt lähelläkään valon nopeutta olevia liikkeitä. Lajin säilymisen kannalta relativistiset aivot eivät ole olleet tarpeellisia joten sellaisten kantamisesta on rangaistu ennenaikaisella kuolemalla.
Tilanne voi olla pikkuhiljaa muuttumassa, omituisuuksiakin sallitaan jossain määrin. Ehkäpä jälkipolvet muutaman sadan tuhannen vuoden kuluttua ymmärtävät avaruusajan ilman laskinta ja fysiikan kirjaa.

Kaizu

[mistral]

Luin Ursan uuden kirjan AJAN LUONNE, kirjoittanut Carlo Rovelli.

Kyllähän se pakotti lukemaan melkein yhtä kyytiä koko kirjan, oli mielenkiintoinen.

Tietysti herätti kysymyksiä, niistä nostan esille niitä mitkä ihmetyttää.

Sivulta 192 lainaus:
"Tämä on ajan fysikaalinen rakenne sellaisena kuin minä sen ymmärrän pyörittyäni ikäni sen ympärillä.
Monet osat tästä tarinasta ovat varmoja, toiset mahdollisia, jotkut ovat vielä villejä arvauksia yrityksinä ymmärtää kokonaisuutta.
Käytännöllisesti katsoen kaikki kirjan ensimmäisessä osassa selostetut asiat on varmistettu lukemattomissa kokeissa: ajan hidastuminen korkeuden ja nopeuden mukana, nykyhetken olemassaolemattomuus, ajan ja painovoimakentän välinen suhde, eri aikojen välisten suhteiden dynaamisuus, ajan suunnan puuttuminen perusyhtälöistä, entropian ja sumentumisen välinen suhde. Kaikki tämä on vahvistettu."

Jos otetaan nykyhetken olemassaolemattomuus ihmeteltäväksi, niin vaikkapa Proxima b:ssä olevan astronautin nyt-hetkeä ei voisi tietää. Itse ajattelen että jos maassa suunniteltaisiin se matka minuuttiaikataululla ja koko reissu videoitaisiin, voisi paluun jälkeen tarkistaa, onko nyt-hetki ollut laskelmien mukainen. Eli lennonjohdon seinälle voi laittaa rinnakkain 2 kelloa, toinen maan aikaa ja toinen aluksen aikaa näyttävä. No kun alus tulee takaisin maahan, voisi tarkistaa menikö tapahtumat niinkuin laskettiin. Jos meni, eikö siten nyt-hetki ole mahdollista tietää?

Eli lennonjohdon seinälle voi laittaa minkä tahansa aluksen kellon joka siis vaatii ohjelmoinnin jotta näyttäisi oikein. Jos on hyvin ohjelmoitu, näyttää nyt-hetken oikein.

[Eusa]

Luin Ursan uuden kirjan AJAN LUONNE, kirjoittanut Carlo Rovelli.

Kyllähän se pakotti lukemaan melkein yhtä kyytiä koko kirjan, oli mielenkiintoinen.

Tietysti herätti kysymyksiä, niistä nostan esille niitä mitkä ihmetyttää.

Sivulta 192 lainaus:
"Tämä on ajan fysikaalinen rakenne sellaisena kuin minä sen ymmärrän pyörittyäni ikäni sen ympärillä.
Monet osat tästä tarinasta ovat varmoja, toiset mahdollisia, jotkut ovat vielä villejä arvauksia yrityksinä ymmärtää kokonaisuutta.
Käytännöllisesti katsoen kaikki kirjan ensimmäisessä osassa selostetut asiat on varmistettu lukemattomissa kokeissa: ajan hidastuminen korkeuden ja nopeuden mukana, nykyhetken olemassaolemattomuus, ajan ja painovoimakentän välinen suhde, eri aikojen välisten suhteiden dynaamisuus, ajan suunnan puuttuminen perusyhtälöistä, entropian ja sumentumisen välinen suhde. Kaikki tämä on vahvistettu."

Jos otetaan nykyhetken olemassaolemattomuus ihmeteltäväksi, niin vaikkapa Proxima b:ssä olevan astronautin nyt-hetkeä ei voisi tietää. Itse ajattelen että jos maassa suunniteltaisiin se matka minuuttiaikataululla ja koko reissu videoitaisiin, voisi paluun jälkeen tarkistaa, onko nyt-hetki ollut laskelmien mukainen. Eli lennonjohdon seinälle voi laittaa rinnakkain 2 kelloa, toinen maan aikaa ja toinen aluksen aikaa näyttävä. No kun alus tulee takaisin maahan, voisi tarkistaa menikö tapahtumat niinkuin laskettiin. Jos meni, eikö siten nyt-hetki ole mahdollista tietää?

Eli lennonjohdon seinälle voi laittaa minkä tahansa aluksen kellon joka siis vaatii ohjelmoinnin jotta näyttäisi oikein. Jos on hyvin ohjelmoitu, näyttää nyt-hetken oikein.

Jos lähetät kaksi avaruusalusta yhtä aikaa reissuun, tai vaikkapa sata, niillä on keskenään eri tulos "nyt-hetken" kellonajasta, kun palaavat. Voit siitä arvioida mikä on todennäköisyys, että esim. millisekunnin tarkuudella voisi etukäteen ko kellonlyömän arvata - se todennäköisyys lähestyy tietysti rajatta nollaa.

[Pappis]

Jos kulkee nopeasti, aika hidastuu. Tarkastellaan kahta henkilöä, A:ta ja B:tä.  A lähtee avaruuslennolle ja tullessaan takaisin hänen aikansa on kulkenut puolivuotta eteenpäin. Maanpinnalle jääneen B:n aika on mennyt vuoden eteenpäin. Selkeää ja helppoa.

Mutta. Jos kerran heidän aikansa on kulkenut eri vauhtia, niin miten he voivat olla taas kohdatessaan samassa hetkessä, ajassa tai tilassa (vai mikä se piste on)? Onko ajan yläpuolella olemassa jonkinlainen "tapahtumien kulku" tai jotain? Onko meidän kelloillamme mitattavalla ajalla itseasiassa mitään merkitystä koko maailmankaikkeuden tasolla?

Aika on subjektiivinen, liiketilasta riippuva suure.

[mistral]

Jos lähetät kaksi avaruusalusta yhtä aikaa reissuun, tai vaikkapa sata, niillä on keskenään eri tulos "nyt-hetken" kellonajasta, kun palaavat. Voit siitä arvioida mikä on todennäköisyys, että esim. millisekunnin tarkuudella voisi etukäteen ko kellonlyömän arvata - se todennäköisyys lähestyy tietysti rajatta nollaa.

No tavallaan on kaksi eri aikaa tai ajan käsitettä, 1) mittauksen tuolla puolen aika ja 2) todellinen aika joka ei ole riippuvainen ollaanko c-nopeuden vankeja.

Annetaan 1) ajalle nimi MTPA eli mittauksen tuolla puolen aika
2) ajalle TA eli todellinen aika

Jos atronautti on kuussa ja kaatuu niin maassa ei voida 1,3 sekuntiin tietää että on kaatunut, siis 1) ajan MTPA mukaan eli ei tiedetä tilannetta. 2) ajan TA mukaan kuitenkin tiedetään ettei kuussa aika hyppää mielivaltaisesti vaan astronautti on kävelyllä ja tietyn alueen sisällä 100% varmasti ja 1,3 sek kuluttua selviää "millin tarkkuudella" missä on.

Kun siirrytään kauemmas Plutoon, astronautin kaatumisesta saadaan MTPA-tieto 5,5 tunnin päästä mutta TA-tieto (tieto siitä että aika ei vaeltele miten sattuu) on kuitenkin olemassa vaikkei sitä pystytä mittaamaan reaaliajassa.

Edelleen skaalaa voidaan suurentaa vaikka universumin toiselle puolelle, periaate ei muutu vaikka kellot kävisi eri tahtiin, tähän olen päätynyt. Veikkaan että Carlo Rovelli tarkoittaa MTPA:ta.

[Eusa]

No tavallaan on kaksi eri aikaa tai ajan käsitettä, 1) mittauksen tuolla puolen aika ja 2) todellinen aika joka ei ole riippuvainen ollaanko c-nopeuden vankeja.

Annetaan 1) ajalle nimi MTPA eli mittauksen tuolla puolen aika
2) ajalle TA eli todellinen aika

Jos atronautti on kuussa ja kaatuu niin maassa ei voida 1,3 sekuntiin tietää että on kaatunut, siis 1) ajan MTPA mukaan eli ei tiedetä tilannetta. 2) ajan TA mukaan kuitenkin tiedetään ettei kuussa aika hyppää mielivaltaisesti vaan astronautti on kävelyllä ja tietyn alueen sisällä 100% varmasti ja 1,3 sek kuluttua selviää "millin tarkkuudella" missä on.

Kun siirrytään kauemmas Plutoon, astronautin kaatumisesta saadaan MTPA-tieto 5,5 tunnin päästä mutta TA-tieto (tieto siitä että aika ei vaeltele miten sattuu) on kuitenkin olemassa vaikkei sitä pystytä mittaamaan reaaliajassa.

Edelleen skaalaa voidaan suurentaa vaikka universumin toiselle puolelle, periaate ei muutu vaikka kellot kävisi eri tahtiin, tähän olen päätynyt. Veikkaan että Carlo Rovelli tarkoittaa MTPA:ta.

Jos haluat määritellä "todelliseksi ajaksi" kellon maapallolla ja kaikkialla muualla tapahtumajärjestykset asettuvat sen mukaan kuin nopeimmin saadaan maapallolle tieto tapahtumasta, niin mikäpäs siinä. Sellaisesta ajasta ei ole iloa muualla kuin maapallolla. Jossain kiitävässä avaruusaluksessa noiden tapahtumien havaittu järjestys on ihan jotain muuta, eikä ole mieltä tiedustella pitkillä informaatioviiveillä maapallolta, että mikäs se olikaan se virallinen hyväksytty toisistaan riippumattomien tapahtumien järjestys... 

[mistral]

Jos haluat määritellä "todelliseksi ajaksi" kellon maapallolla ja kaikkialla muualla tapahtumajärjestykset asettuvat sen mukaan kuin nopeimmin saadaan maapallolle tieto tapahtumasta, niin mikäpäs siinä. Sellaisesta ajasta ei ole iloa muualla kuin maapallolla. Jossain kiitävässä avaruusaluksessa noiden tapahtumien havaittu järjestys on ihan jotain muuta, eikä ole mieltä tiedustella pitkillä informaatioviiveillä maapallolta, että mikäs se olikaan se virallinen hyväksytty toisistaan riippumattomien tapahtumien järjestys... 

Avasin Rovellin kirjan, lainaus sivulta 57:

"Yli sata vuotta on kulunut siitä, kun opimme, että maailmankaikkeudessa ei ole nykyhetkeä. Silti tämä hämmentää meitä yhä ja tuntuu vaikealta käsittää. Aina silloin tällöin joku fyysikko kapinoi ja yrittää osoittaa ettei se pidä paikkaansa. Filosofit keskustelevat jatkuvasti nykyhetken katoamisesta. Nykyään asiasta järjestetään usein konferensseja.
Jos nykyhetkellä ei ole merkitystä, mitä on olemassa maailmankaikkeudessa? Eikö se, mitä on olemassa, ole juuri se, mitä on nykyisyydessä? Koko ajatus siitä, että maailmankaikkeus on nyt olemassa tietynlaisena ja muuttuu ajan kuluessa, ei yksinkertaisesti enää toimi."

Vielä lainaus sivulta 45:

"Ehkä voisimme tehdä näin: jos sisaresi olisi lähtenyt kohti Proxima b:tä kymmenen vuotta sitten mukanaan kalenteri, jolla pitää kirjaa ajan kulumisesta, voimmeko ajatella, että hänelle nyt on silloin, kun hän on kirjannut kymmenen vuotta kuluneeksi? Ei, ei sekään toimi: hän olisi voinut palata tänne, kun lähdöstä on kulunut kymmenen hänen vuottaan, mutta samaan aikaan täällä on kulunut kaksikymmentä vuotta. Siis milloin ihmeessä on "nyt" Proxima b:ssä.
Totuus on että meidän täytyy luopua koko kysymyksestä. Proxima b:ssä ei ole mitään tiettyä hetkeä, joka vastaa nykyhetkeä tässä ja nyt."


Tässä tämä ongelma on, eli onko fyysikoiden valtavirta ikäänkuin asettamassa "luonnonlain" tai miksi sanoisi, joka kieltää yhteisen nyt-hetken pitemmillä etäisyyksillä?

Eusa: Jossain kiitävässä avaruusaluksessa noiden tapahtumien havaittu järjestys on ihan jotain muuta, eikä ole mieltä tiedustella pitkillä informaatioviiveillä maapallolta, että mikäs se olikaan se virallinen hyväksytty toisistaan riippumattomien tapahtumien järjestys...

Tässä ajattelet MTPA:n mukaan eli havaitset järjestyksen omasta koordinaatistosta aikaviiveellä. Ideani oli siis TA:n mukaan tarkastella. TA:lla (todellinen aika) tarkoitan sitä että kaikki paikat universumissa on ikäänkuin hammasrattailla kytketty toisiinsa, jossain rattaat kiertää eri vauhdilla ja sen lisäksi almanakat ja kellonviisarit näyttää eri aikoja, MUTTA jos rattaisto pysäytetään, koko koneisto pysähtyy yhteiseen nyt-hetkeen, eli on olemassa yhteinen nyt-hetki.

[mistral]

Rupesin miettimään tätä: "Annetaan 1) ajalle nimi MTPA eli mittauksen tuolla puolen aika"

On kyllä sanahirviö, parempi olisi ollut "aika jota ei voida mitata" eli viive ja lisäksi aikadilataatio. Jos viive on miljoona vuotta, ei todellakaan tiedetä mitä jossain kaukaisuudessa tapahtuu. Mutta se ei tarkoita ettei siellä tapahtuisi jotain, juuri nyt-hetkellä.

[Mare Nectaris]

Luin Ursan uuden kirjan AJAN LUONNE, kirjoittanut Carlo Rovelli.
…
Jos otetaan nykyhetken olemassaolemattomuus ihmeteltäväksi, niin …

Ehkä tuossa tarkoitetaan sitä, että "nykyhetkeä" ei ole universumin tasolla / universaalisti määriteltävissä. Ehkä siis huolellisempaa olisi sanoa: "nykyhetken universaali määrittymättömyys" tai jotakin vastaavaa.

Varmaan jotenkin niin, että

- valon nopeus on myös (tämänhetkisen teoreettisen ja käytännöllisen tiedon mukaan) informaation siirtämisen ääreisnopeus. Näin ollen jos "huudamme HEP ja hypätään", hypätään jo Marsissa parikymmentä minuuttia myöhemmin kuin meillä. Paitsi tietysti jos keksitään Star Trekin aliavaruusradio. Tässä mielessä siis "nykyhetkeä" ei voi universaalisesti määritellä, koska informaation siirtonopeus on rajallinen

- kussakin "koordinaatistossa" kuitenkin "nykyhetki" voitaneen "tunnistaa" mm. radioaktiivisesta hajoamisesta, tai vaikkapa tähden elämänkaaresta tai painovoimakentässä liikkuvan kohteen hitaasta liikkeestä (esim. Kuu etääntyy Maasta mitattavalla tavalla). Tässä siis entropian suunta määrittää "ajan nuolen"; tähti ei saa lisää fuusiomateriaalia eikä ilman työtä (systeemiin ulkopuolelta tuotua energiaa eli entropian suunnan "vaihtamista") Kuun etääntymistä Maasta voida kääntää muuksi

- jos jokin älyllinen taho kykenee määrittämään käsitteitä "ennen / nyt / kohta", hän turvautunee esim. valon vaihteluun planeetallaan sen kiertäessä pyörimisakselinsa ympäri (vuorokauden valoisuusvaihtelut) tai esim. vuodenaikojen vaihteluun planeetan kiertäessä keskustähteään. Toisaalta tuo älyllinen taho voisi havainnoida lajitovereitaan, ja huomata, että elollisena olentona (aineenvaihdunta, lisääntyminen, solujen jakautuminen) hänen elämänkaarensa (tai hänen koiransa) on rajallinen, eikä kukaan "nuorene". Samoin hän voisi havaita, että kukat kuihtuvat, jne. - Silloinpa sitä "nykyhetken" arvostus olisi kohdillaan muillakin kuin filosofeilla tai kosmologeilla.

Edit: korjattu fissio fuusioksi
 

[mistral]

Valokartiossa kanssa näkee miltä ajalta tai alueelta on mahdotonta saada tietoa nyt-hetkellä joten jos pysytään vain mitattavan tai nyt havaittavan tiedon varassa, eli suhteellisuusteoriassa, niin silloin täytyy vaan todeta valokartion ulkopuolisista asioista: mahdotonta tietää. Kuitenkin vaikkapa astronautin kaatuminen kuussa selviää jo 1,3 sek kuluttua ja "historia" todistaa että kuussa oli astronautti kaatuneena sillä ja sillä hetkellä. Näin yhteinen nyt-hetki oli kuitenkin olemassa vaikkei sitä pystytty mittaamaan.

Olisi jännä tietää, kestääkö nyt-hetki sellaisen testin jossa on 3 eri paikkaa avaruudessa, maa, valkoinen kääpiö AR Scorpii ja hypernopea tähti HE 0437-5439. AR Scorpii on 380vv päässä ja se on maan kokoinen mutta painaa 200 000x enemmän. HE 0437-5439 on n.200 000vv päässä Linnunradan tuolla puolen ja nopeus n. 715km/sek. Molemmissa kellot käy eri tahtiin maan kelloon verrattuna. Tähtitieteilijä voi varmaan laskea suoraan, kuinka nopeasti tai hitaasti kello sillä käy. Samoin AR Scorpiin kohdalla. Tähän asti käsittääkseni toimii mutta toimiiko epäsuorasti? Eli toimiiko jos mennään AR:ään ja sieltä käsin lasketaan HE:n kellon nopeus. Päästäänkö samaan tulokseen HE:n kohdalla suoraan maasta mitattuna ja AR:ltä mitattuna? Tietysti laskuissa pitäisi huomioida maan ja AR:n kellojen nopeusero.
Ajan takaa sitä että onko eri paikat avaruudessa synkronissa keskenään. Jos on, silloin yhteinen nyt-hetki näyttäisi mahdolliselta. Jos ei ole synkronissa, silloin näyttäisi vaikealta löytää yhteistä nyt-hetkeä.
Eli jos synkronia ei ole, eläisivät valokartion ulkopuoliset alueet "omaa elämäänsä" eikä niiden kelloista voisi koskaan olla varmoja mitä näyttävät.