Отиди на
Форум "Наука"

Нереалната Теория на Относителността


gmladenov

Recommended Posts

Според мен за да се запазят виденията на СТО , в подвижната имаме <забавено >време , а трябва да спазим и <С>, тогава примерно <резонатор> по ос на движение <гледан> от неподвижен наблюдател трябва да е удължен с толкова , колкото е нужно за <прогнозата> в трансформирането и получаването на <забавено> време.

Link to comment
Share on other sites

  • Мнения 1,4k
  • Създадено
  • Последно мнение

ПОТРЕБИТЕЛИ С НАЙ-МНОГО ОТГОВОРИ

  • Потребител
Преди 18 минути, gmladenov said:

Ползвам следния английски източник, защото той показва правата и обратната
Лоренцови трансформации, както и Ге лилеевата трансформация:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Relativ/ltrans.html

Младенов, лоренцовият фактор е в знаменателят,  следователно пространствените дължини и времевите интервали, трябва да се делят на лоренцовият фактор, а не да се умножават по него, както го показваш.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 10 минути, gooogle≪soft≫ said:

Младенов, лоренцовият фактор е в знаменателят,  следователно пространствените дължини и времевите интервали, трябва да се делят на лоренцовият фактор, а не да се умножават по него, както го показваш.

Ето го коефициента на Лоренц:

gambet.gif

 

Като го сметнеш:

  • γ = 1, v = 0
  • γ > 1, 0 < v < с

 

На интернета можеш да го намериш и като таблица:

calculating-time-dilation.png?w=300&h=17

Лява колона = скорост на пътника
Средна колона = коефициент на Лоренц
Дясна колона = 1сек на пътника към земно време

Редактирано от gmladenov
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Just now, gmladenov said:

Ето го коефициента на Лоренц:

gambet.gif

 

Като го сметнеш:

  • γ = 1, v = 0
  • γ > 1, v > 0 и v < с

Виж този линк от който каза че си ползвал ЛТ, там лоренцовият фактор е в знаменателят на лоренцовото преобразуване, на пространствените и времевите координати.

Link to comment
Share on other sites

От гледна точка на неподвижни измерватели/наблюдатели <резонатора> по ос на движение , ако се <скъси> ще работи по бързо дори от резонатор в техните системи, което е абсурдно. Отчитайки времевия интервал на един цикъл тези наблюдатели Задължително трябва да отчетат такъв интервал , който е предсказан от <трансформациите> на лоренц, в случая времевите. Това е абсолютноневъзможно без <удължаване> на подвижния резонатор.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 8 минути, gooogle≪soft≫ said:

Виж този линк от който каза че си ползвал ЛТ, там лоренцовият фактор е в знаменателят на лоренцовото преобразуване, на пространствените и времевите координати.

Много добре те чувам какво казваш, но се бъркаш.

Ето го сметнато. Избирам скорост v = 0,866c, защото с нея γ излиза 2 (смятал съм го преди).

  • γ = 1/sqrt(1-v*v/c*c) = 1/sqrt(1-0,866c*0,866c/c*c) = 1/sqrt(1-0,75) = 1/sqrt(0,25) = 1/0,5 = 2

Ето ти и калкулатор за коефициента на Лоренц. Аз него ползвам, като ми трябва:
http://www.calctool.org/CALC/phys/relativity/gamma

Редактирано от gmladenov
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 12 минути, gmladenov said:

Много добре те чувам какво казваш, но се бъркаш.

Ето го сметнато. Избирам скорост v = 0,866c, защото с нея γ излиза 2 (смятал съм го преди).

  • γ = 1/sqrt(1-v*v/c*c) = 1/sqrt(1-0,866c*0,866c/c*c) = 1/sqrt(1-0,75) = 1/sqrt(0,25) = 1/0,5 = 2

Ето ти и калкулатор за коефициента на Лоренц. Аз него ползвам, като ми трябва:
http://www.calctool.org/CALC/phys/relativity/gamma

Ето го лоренцовото преобразование за X' и t' координати:  x'=x- vt/sqrt1-v*2/c*2 : t'=t-vx/c*2/sqrt1-v*2/c*2. Обратната е : x=x'+vt,'/sqrt1-v*2/c*2  :  t=t'+vx'/c*2/sqrt1-v*2/c*2.  Това c*2 го тълкувай като скороста на светлината на квадрат, въобще повдигане на втора степен, както и v*2 също. Сега излиза ли че координатите, x' ,t' както и x, t, ги разделяме а не умножаваме на лоренцовият фактор. Формулата за ЛТ която ми показа от онзи сайт я постнах тук, макар и не в оригинал.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 34 минути, gooogle≪soft≫ said:

Сега излиза ли че координатите, x' ,t' както и x, t, ги разделяме а не умножаваме на лоренцовият фактор.

Не.

Координатите се делят на корена, но това не е Лоренцовия коефициент.
Лоренцовият коефициент е 1/корен(...).

Значи имаме:

  • х' = х/корен(..) = х * (1/корен(..))

Коренът винаги излиза по-малък от 1, така че когато делим на него,
се получавя увеличение на координатите.

Редактирано от gmladenov
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 3 часа, gooogle≪soft≫ said:

Сега излиза ли ...

Ето пак сметките от горния пример, но този път с пълните данни (за яснота само х-координатите ).
Това е точно по формулата за правата Лоренцова трасформация.

А(x=0, t=0)

x' = 0

В(x=1с, t=1)

x' = (x-vt)/sqrt(1-v*v/c*c) = (1c-c/2)/sqrt(1-0,5c*0,5c/c*c) = (c/2)/sqrt(0,75)

A(x=0, t=2)

x' = (x-vt)/sqrt(1-v*v/c*c) = (0-(c/2)*2)/sqrt(1-0,5c*0,5c/c*c) = (-c)/sqrt(0,75)


Като заместим, излиза:

  • x' = (c/2)/sqrt(0,75) = 150000/0,866 = 173210 (км)
  • x' = (-c)/sqrt(0,75) = -300000/0,866 = -346420 (км)

Значи тук хем имаме деление, хем крайният резултат е по-голям от делимото - все едно сме умножавали.
За сравнение, същите тези координати, изчислени с Галилеевата трансформация, излизат:

  • x' = (c/2) = 150000 (км)
  • х' = -с = -300000 (км)

Мащабирането горе е видно.
Коефициентът на Лоренц в случая е:

  • γ = 1/sqrt(0,75) = 1/0,866 1,1547

С този коефициент координтатите естествено излизат същите (с приближение):

  • x' = γ(c/2) = 1,1547*150000 173210 (км)
  • x' = γ(-c) = 1,1547*(-300000) -346420 (км)
Редактирано от gmladenov
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 9 часа, gmladenov said:

Ами съжалявам, но не си прав. Ето пак примера и сметките,
но този път и с Галилеевата трансформация за сравнение.

Казах ти, да бъдеш по-критичен със себе си. Да обмисляш по-добре резултата, не да се юрваш на сметките, а да си го представиш физически.

Ето ти прост пример, осмисли го, защото те опровергава.

Класическа физика, забравяме за мъките ти със СТО. Космически кораб, който се движи с v=0.9 скоростта на светлината.  Космическият кораб ще бъде в точка В. От някаква стартова площадка, точка А, отстояща в този момент на някакво разстояние от точка В излъчваме светлина към кораба.. Какъв път ще извърви светлината, докато стигне до кораба? Като извърви пътят равен на разстянието от А до В, корабът вече няма да е в точка В, а ще е изминал още 0.9.с път. Светлината трябва да измине и този път. Но когато го измине, корабът пак няма да е там, той ще се е отдалечил от там на разстояние 0.9^2.с. И така нататък, светлината трябва да измине сумарно път с.(1+0.9+0.9^2+0.9^3+...) = 10.с, според тази геометрична прогресия, или ще се движи време png.latex?%5Cmathbf%7BT_1=%5Cfrac%7BL%60  (колкото сметнах преди). Както и да е, пътят който ще измине светлината само за да достигне кораба тръгвайки от точка А ще бъде многократно по-дълъг от началното разстояние А-В, според горната прогресия. И колкото скоростта на кораба е по-близо до скоростта на светлината, толкова по-голям път ще измине светлината, за да настигне кораба (в граничният случай, равни скорости, тя никога няма да го настигне, или математически погледнато, ще го "настигне" след изминаване на безкраен път :) ). Обратното движение което го има в задачата, от кораба в точка В към стартовата площадка (точка А, която следва кораба в тази система със неговата скорост), ще мине за много по-кратко време, там и точка А се движи срещу светлината, и това разстояние ще се добави към първото за да имаш двупосочното движение което описваш.  Единствено ако корабът (точка В) заедно с точка А не се движат, пътят който ще измине светлината в двете посоки ще е два пъти разстоянието, както си го сметнал.

От примера ясно се вижда, че в зависимост от скоростта, пътят на светлината може многократно да надвиши разстоянието А-В, дори според съображенията на класическата физика.

Разсъжденията в този  пример трябва да са достатъчни, за да схванеш сам, че резултатът който ми даваш за конкретният случай: Δx' = 2c

не е верен (ей горе получих много повече, само от елементарни съображения), и че нещо някъде пак си сбъркал, тоест имаш проблем и с ГТ....  Мисли бе човек, нали точно от класически съображения (а това значи и Галилееви трансформации, макар и неявно използвани) аз по-горе съм получилл резултат, който има формата Δx' = γ2c ???

Като правиш сметки, внимавай, това е най-важното при тях :) Проверявай си резултата с примерчета дали има смисъл.

Редактирано от scaner
  • Харесва ми! 2
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 9 часа, gmladenov said:
Преди 10 часа, scaner said:

Тук в показването си пропуснал много същественият момент: разстоянията в примера ти не са измерени едновременно (в един и същи момент) за да имаш изискването да са еднакви.

Това са бабини девитини.

Изискването за едновременност е неразумно, след като според СТО времето
в подвижната система е нехомогенно.

При нехомегенно време понятието едновременност е безсмислено.

Забрави тая глупост с "нехомогенно време", показах ти че няма такова нещо, това понятие има коренно различчен смисъл от това което му пъхаш. Това че някакви събития се случват в някакви моменти ввреме (което те стресира) е най- рутинната проява на окръжаващата ни действителност :)

Единственият резултат до който трябва да стигнеш (и който е ясен още от ианачалните принципи, които Айнщайн обсъжда в началото на основополагащата си статия) е, че в двете системи няма общо време. Което значи, че понятието "едновременност" е лишено от смисъл, не може да бъде изградено, понятието "момент" губи смисъла си отнесен към другата отправна система, ей такива неща. Това са базови качества на времената, когато се сравняват две отправни системи, и на теб явно ти е проблем да излезеш от класическите предразсъдъци: ти по отношение на СТО все се опитваш да прилагаш класическа интуиция, което те води (не само тебе) до грешни резултати.

В нашият случай, именно липсата на едновременност на двете системи ти забранява да оценяваш и сравняваш величини, за които това понятие е необходимо - в твоя пример, оценката на разстоянието между  една подвижна и една неподвижна точки - между мене и тебе, когато сме взаимоподвижни. Въпросът "кога" няма отговор без общо време, а тук няма такова - аз меря по моето си, ти мериш по твоето си, и сме точно в задачата с влака дето ти я давах като пример преди: от мене до влака в 12 часа е 100 метра, от вллака до мене в 13 часа е 70 километра. Това че сме си сверили часовниците в една точка в 10 часа съвсем не е достатъчно според СТО, като се раздалечим, те вече няма да имат ееднакви показания (съпоставени с общото време на другата система), и измерването ще зависи по кои часовници засичаш да го праввиш. За горната задача: влака го прави по неговия си часовник също в 12 часа, но по мойта система той съвпада с 13 часа (отдалечена точка) и това обяснява защо влака ще засече 70 километра, а не 100 метра. Относителност на едновременността, голям бич за класическият начин на мислене :)

Много величини дори в класическата физика изискват макар и неявно едновременност при тяхното измерване, просто трябва да се съобразяваш с това., а не да го наричаш "бабини деветини". Това е част от физиката, при математиката не е нужно - там муаш числа у формулите и накрая все някаква кайма се получава... За физиката е важно и какво влиза в тея формули.

 

  • Харесва ми! 2
Link to comment
Share on other sites

Трябва да се поправя, нещо не съм смятал вярно .Грешен съм и се покайвам🙂. За да запазим времевата трансформация си иска скъсяване по оста на движение, но незнам тоюно колко, не съм проверявал. От друга страна по перпендикуляра на движението не;о не ми се получава без да променям дължина, там ми излиза пак скъсяване. 
Ще задълбая , и ще видим.........

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 12 часа, gmladenov said:

Не.

Координатите се делят на корена, но това не е Лоренцовия коефициент.
Лоренцовият коефициент е 1/корен(...).

Значи имаме:

  • х' = х/корен(..) = х * (1/корен(..))

Коренът винаги излиза по-малък от 1, така че когато делим на него,
се получавя увеличение на координатите.

Грешиш, съжалявам че не мога да постна в оригинал формулата за ЛТ. Координатите се разделят на лоренцовият фактор. Младенов объркал си сметките. Лоренцовият фактор е sqrt1-v*2/c*2 и е в знаменателят на дробта x-vt/sqrt1-v*2/c*2 . Както виждаш координатите x -vt : се разделят на лоренцовият фактор. Когато v  стане 300 000 км/ сек,  в лоренцовият фактор, се получава нула, а деленето на нула е невъзможно, така че координатите не могат да се делят и това значи че скоростта не може да надвиши стоиност по голяма от 300 000.

  • Харесва ми! 2
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 2 часа, gooogle≪soft≫ said:

Грешиш, съжалявам че не мога да постна в оригинал формулата за ЛТ. Координатите се разделят на лоренцовият фактор. Младенов объркал си сметките. Лоренцовият фактор е sqrt1-v*2/c*2 и е в знаменателят на дробта x-vt/sqrt1-v*2/c*2 . Както виждаш координатите x -vt : се разделят на лоренцовият фактор. Когато v  стане 300 000 км/ сек,  в лоренцовият фактор, се получава нула, а деленето на нула е невъзможно, така че координатите не могат да се делят и това значи че скоростта не може да надвиши стоиност по голяма от 300 000.

Това е точно така. СТО е известна с това, че за скорости (v >= c) ЛТ произвежда невалидни резултати.
При такива стойности Лоренцовият коефициент става въображаемо число.

Затова скоростта на светлината се смята за абсолютното "скоростно ограничение", което не може да се превиши.

  • Харесва ми! 1
Link to comment
Share on other sites

  • 4 седмици по-късно...
  • Потребител

Тъй като спорът в другата тема все по-често "ротира":animatedwink: към тази, реших да задам въпроса си тук.

И така, Младенов казва "За мен лично пространството е физически съществуващо."

А Сканер му отговаря, че пространството е абстракция, тоест, че "Не е материален обект, но съществува."

Е, питам ви, кое от двете твърдения ще е по-близо до истината, ако пространството се окаже дискретно.

Ето линк към една интересна статия:

https://nplus1.ru/news/2019/01/09/discrete-space-time

И част от нея с автоматичен превод:

"Американски физици-теоретици са измислили експеримент, който може да измери дискретността на нашето пространство-време с точност 10 -31  метра, което е десет трилиона пъти по-висока от точността на предишни измервания. За да направят това, учените изчисляват корекциите на дираковия хамилтониан, възникващи поради дискретността на пространството-времето, и оценяват как те влияят на фазовата разлика на неутроните, които летят през интерферометъра на Мах - Зендер. Изследователите смятат, че с малка модификация на експеримента, неговата точност ще бъде сравнима с дължината на Планк. Статията е публикувана във  Physical Review D , препринт на произведението е публикуван на уебсайта arXiv.org.

Като правило физиците смятат пространството-времето за непрекъснато: за да се разграничат много къси разстояния, са необходими частици с много високи енергии, а в ежедневието рядко се срещат енергии, по-високи от един мегаелектронволт ( рентгенови лъчи и  гама лъчение ). Това обаче не означава, че пространството-времето е наистина непрекъснато. При енергии и разстояния, сравними със скалата на  Планк ( E p ~ 10 19 мегаелектронволта и  L p ~ 10 −35  метра), стандартният модел и  общата теория на относителносттаспрете да работите - следователно, пространството-времето може да бъде силно изкривено. По-специално, тя може да бъде дискретна. Нещо повече, някои физици вярват, че при толкова високи енергии понятията за пространство и време обикновено губят значението си и е невъзможно да се говори за техните свойства.

В допълнение, изкривяването на структурата на пространство-времето нарушава неизменността на Лоренц  - едно от най-важните свойства на известните физически закони. Грубо казано, Лоренцовата неизменност на законите означава, че те не се променят при произволни отмествания и ротации (включително усилвания ). Очевидно е, че в дискретно пространство-време неизменността на Лоренц се нарушава - и при високи енергии, при които дължината на вълната на частицата е сравнима с разстоянието между решетките, нарушението е най-лесно забележимо. Разбира се, на практика физиците все още са много далеч от такива енергии: енергията на протоните на Големия адронен колайдер е на ниво E LHC ~ 10 4 мегаелектрон-волта (т.е. 10 −15 E p), а енергията на най-бързите космически частици не надвишава E частица ~ 10 11 мегаелектронволта (10 −8 E p ). Следователно, неизменността на Лоренц на известните физически закони е много слабо нарушена. Въпреки това дори такива слаби нарушения могат да играят важна роля: например благодарение на тях са възможни трептения безмасовнеутрино и  вакуумно излъчване на Черенков .

За първи път последиците от нарушаването на неизменността на Лоренц бяха разгледани още през 1951 г. от Пол Дирак, а  произведенията на Сидни Колман и Шелдън Глешоу, написани през 90-те години и развиващи идеите на Дирак, накараха физиците да се замислят за експериментално тестване на тази хипотеза. В момента универсалният модел, който описва всякакви нарушения на неизменността на Лоренц, е така нареченото разширение на стандартния модел (Standard Model Extension, SME); в тази теория отклоненията от стандартния модел се описват с малки безразмерни параметри. Експерименталните съобщения, които измерват тези параметри, излизатняколко пъти месечно, но досега учените не са успели да открият нарушения на неизменността на Лоренц. Независимо от това, изследователите продължават да подобряват точността на инсталациите, надявайки се да открият следи от "физиката на енергиите на Планк"."

... ... ...

🙄

 

  • Харесва ми! 1
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 10 минути, Шпага said:

Тъй като спорът в другата тема все по-често "ротира":animatedwink: към тази, реших да задам въпроса си тук.

И така, Младенов казва "За мен лично пространството е физически съществуващо."

А Сканер му отговаря, че пространството е абстракция, тоест, че "Не е материален обект, но съществува."

Е, питам ви, кое от двете твърдения ще е по-близо до истината, ако пространството се окаже дискретно.

Лично аз смятам, че това не променя нищо. Структурата на пространството може да се окаже всякава, това нама как да го направи по-материално.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 57 минути, Шпага said:

Е, питам ви, кое от двете твърдения ще е по-близо до истината, ако пространството се окаже дискретно.

Ако е дискретно, значи пространството има физическото свойство дискретност.
Абстракциите нямат физически свойства, така че по този критерий пространството
би трябвало да е физическо, а не абстракция.

Работата е там, че аз лично имам проблем с дискретността на пространството.

За материята би могло да се каже, че е дискретна, защото тя е изградена от атоми
и молекули (няма нужда да слизаме до ниво кварки).

Ако пространството също е дискретно, това предполага, че то също е съставено
от някакви базови градивни единици (или частици). Само че какви са тези градивни
единици, ако не материални?? Смислено ли е въобще да говорим за нематериални
единици/частици?

Така излиза, че ако пространството е дискретно, то би трабвало да е материално,
с което аз също не се съгласявам.

Затова за мен и двете парадигми са вярни - че пространството е абстракция и че
то е физическо.

Ако пространството не е материално, то как съществува? Това е валиден въпрос.
В същото време, обаче, ние къде се намираме -  в 3-измерното "нищо" ли??

Пространството очевидно не е 2-измерно, а щом говорим за измерност, значи все
пак говорим за физическо свойство. А това следва, че пространството все пак е
физическо (дори да не е материално).

В крайна сметка въпросът се свежда до това дали нещо не-материално може
да е физическо. Моят отговор е "да", но виждам логика и в обратното.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 час, Gravity said:

Структурата на пространството може да се окаже всякава, това нама как да го направи по-материално.

Ако пространството има структура, това не го ли прави материално?
Иначе от какво е изградена структурата на пространството??

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Малко по-сложни теоретични пресмятания, уж за изясняване на пространство, време СТО, ОТО и др. Застъпен е и зърнест модел на вакуум.

https://nauka.offnews.bg/news/Fizika_14/Naj-neochakvanoto-i-krasivo-fundamentalno-otkritie-vav-fizikata_148250.html

Най-неочакваното и красиво фундаментално откритие във физиката

1586975549_0_559x*.jpg

"Това е неочаквано, изненадващо - и за мен невероятно вълнуващо. За да бъда честен, на някакво ниво работя за това близо 50 години. Но едва в последните няколко месеца най-накрая се обединиха. И е много по-прекрасно и красиво, отколкото някога съм си представял".

Така започва изложението си физикът и компютърен учен Стивън Волфрам (Stephen Wolfram). Той смята, че Вселената е огромна, нарастваща мрежа от взаимоотношения, които съставляват самото пространство и всичко в него. В тази картина Волфрам вижда основата на една окончателна теория, която лежи в основата на всички физични закони.

...(тук има още от статията)

Какво е пространството?

Нека разгледаме едно просто правило от безкрайната колекция на Волфрам:

{{ x, y, y }, { z, x, u }} → {{ y, v, y }, { y, z, v }, { u, v, v }}

1587135553_3_559x*.jpg

По първите 10 стъпки не е ясно какво ще се получи нататък:

1587136109_4_559x*.jpg

Но след 1000 стъпки става ясно: правилото създава обикновена проста решетка:

1587136123_5_559x*.jpg

И след известно време се случва това:

1587136139_1_559x*.jpg

По същество това ни прави много просто „парче пространство“. Ако продължим по-дълго и по-дълго, това ще направи по-фина и по-фина мрежа, до момента, в който това, което имаме, е почти неразличимо от парче от непрекъсната равнина.

Ето друго правило:

{{ x, x, y }, { x, z, u }} → {{ u, u, z }, { y, v, z }, { y, v, z }}

1587137703_0_559x*.jpg

Като разгледаме първите 10 стъпки на еволюцията, отново не е ясно какво ще се случи:

1587137725_1_559x*.jpg

Но след 1000 стъпки се появи определена геометрична структура:

1587137738_5_559x*.jpg

Има данни за решетка, но сега вече не е плоска. Визуализацията в 3D прави по-ясно какво се случва: мрежата ефективно определя 2D повърхност в 3D:

1587141322_0_559x*.jpg

 

Други правила произвеждат други форми. Например, правилото:

{{ x, y, z }, { u, y, v }} → {{ w, z, x }, { z, w, u }, { x, y, w }}

1587145468_1_559x*.jpg

дава след 1000 стъпки:

ResourceFunction

Резултатът наистина е странен. Тръгва се от правило, което просто уточнява как да се пренапишат части от абстрактен хиперграф без намек за геометрия или нещо за 3D пространство. И въпреки това се стига до хиперграф, който прилича на 3D повърхност.

Въпреки че единственото налично нещо тук е връзката между точките, можем да „отгатнем“ къде може да е повърхността и ето резултатът в 3D:

ResourceFunction

Въпреки гладката му форма, изглежда, че няма проста математическа характеристика на тази повърхност. (Неговата трипластова структура означава, че тя не може да бъде обикновена алгебрична повърхност - тя е подобна, но не е като повърхността r = sin(ϕ) в сферични координати.)

Ако продължим, тогава като в примера на равнината, мрежата ще става по-фина и фина с нарастването на правилото - точка по точка, връзка след връзка - в нещо, което е прилича на непрекъсната 3D повърхност, която може да се изучава в математическия анализ. Разбира се, в някакъв смисъл това не е „истинска“ повърхност: това е просто хиперграф, който представлява множество абстрактни отношения, но по някакъв начин моделът на тези отношения му придава структура, която е по-близо и по-близо до повърхност.

Така мисли Волфрам, че работи пространството във Вселената. Отдолу са множество дискретни, абстрактни отношения между абстрактни точки. Но в мащаба, в който живеем, моделът на отношенията, го прави да изглежда като непрекъснато пространство от вида, с който сме свикнали. Това е малко като това, което се случва, да речем, с водата. Отдолу е множество дискретни молекули, но за нас тя изглежда като непрекъсната течност.

Още от древността хората са смятали, че пространството в крайна сметка може да  дискретно. Но съвременната физика никога не е имала начин да го провери, освен това така или иначе е много по-удобно пространството да бъде непрекъснато, за да се изследва в математическия анализ. Но сега изглежда, че идеята за пространството да бъде дискретно всъщност е решаваща за създаването на фундаментална теория на физиката.

Размерът на пространството

Много фундаментален факт за пространството, в което живеем, е, че то е триизмерно. Могат ли правилата да възпроизведат това?

Три от последните правила произвеждат нещо, което лесно можем да разпознаем като двуизмерни повърхности - в единия случай плоски, в другите - подредени в определена форма. Разбира се, това са много неприятни примери за двумерно пространство: те на практика са просто прости решетки, макар че това ги прави лесни за разпознаване, това също означава, че те всъщност не са много като нашата Вселена, където в известен смисъл се случва много повече.

Да разгледаме случая:

ResourceFunction

Ако продължаваме достатъчно дълго, дали това би направило нещо като пространство и ако да, с колко измерения?

Нужен е някакъв стабилен начин да измерим измерението. И все пак да не забравяме, че тези картинки са само визуализации - основната структура представлява множество дискретни отношения, определящи хиперграфа - без информация за координати, геометрия или дори топология. И между другото, за да се подчертае това твърдение, долу е една и съща графика - с абсолютно една и съща структура на свързаност - по четири различни начина:

GridGraph

Но да се върнем към въпроса за измерението, припомнете, че площта на окръжност е π r 2; обемът на една сфера е 4/3 πr3. Като цяло „обемът“ на d-мерния аналог на сфера е константа, умножена по rd.

Да се върнем към хиперграфа. След това да последваме r хипервъзли по всички възможни начини. И така се появява аналог на „сферична топка“ (“spherical ball”) в хиперграфа. Ето примери за графи, съответстващи на 2D и 3D решетки:

MakeBallPicture

 

MakeBallPicture

И ако сега преброите броя на точките, достигнати преминавайки „разстояние r в графа“ (т.е. като се проследят r връзки в графиката), в тези два случая ще откриете, че те наистина растат като r 2 и r 3.

Така че това ни дава начин да измерим ефективното измерение на нашите хиперграфи. Просто започваме в конкретна точка и виждаме колко точки се достигат, ако се направят r стъпки:

gg = Ненасочен граф

Сега, за да намерим ефективното измерение, по принцип просто трябва да приспособим резултатите към r d. Това е малко по-сложно, все пак, тъй като трябва да се избегнат малките R и големите R (които отиват до ръба на хиперграфа), освен това трябва да се мисли и за това как нашето „пространство” ще се усъвършенства с развитието на базовата система. Но в крайна сметка можем да генерираме поредица от приближения за ефективното измерение - и в този случай те сочат, че ефективният размер е около 2,7:HypergraphDimensionEstimateList

Ако се направи същото за

ResourceFunction

се стига до измерение 2:

CenteredDimensionEstimateList

Какво означава дробното измерение? Именно фракталите имат дробни измерения и  правилата на Волфрам могат лесно да ги съставят:

{{ x, y, z }} → {{ x, u, w }, { y, v, u }, { z, w, v }}

RulePlot

 

ResourceFunction

Ако измерим измерението тук, получаваме 1,58 - обичайното фрактално измерение log2(3) за структура на Серпински е 1.585:

HypergraphDimensionEstimateList

Правилото по-горе не създава структура, която е толкова подредена като тази. Всъщност, въпреки че самото правило е напълно детерминирано, структурата, която създава, изглежда доста случайна. Но измерванията подсказват, че когато продължава да се изпълнява правилото, то произвежда нещо, което е 2,7-мерно пространство.

Разбира се, 2.7 не е 3 и вероятно това конкретно правило не е търсеното правило за нашата конкретна вселена (макар че не е ясно какво ефективно измерение би имало, ако го изпълним 10 100 стъпки). Но процесът на измерване на измерението показва пример за това как можем да започнем да правим „свързани с физиката“ твърдения за поведението на правилата.

Волфрам обаче говори не само за „създаване на пространство“ с неговите модели, той се опитва не само да направи пространство, а се опитва да направи всичко във Вселената. В стандартната съвременна физика има пространство - описано математически като многообразие* - и служещо като един вид фон, среда, а след това е всичко, което е в пространството, цялата материя, частици и планети и т.н.

*Многообразието е математическо понятие, обобщаващо за кое да е измерение понятията за линии, повърхности (а и пространства), не съдържащи особени точки (без точки на самопресечане, крайни точки и др.). За пример за едномерно многообразие може да служи правата, окръжността, елипсата и въобще всяка линия, чиито точки, заедно с околноста си от съседни точки са взаимно еднозначни и непрекъснати или, както казват в топологията,

Но в нашите модели в известен смисъл няма нищо друго освен пространството - и в известен смисъл всичко във Вселената трябва да бъде „направено от пространство“. Или казано по друг начин, точно същият хиперграф ни дава структурата на пространството и всичко, което съществува в пространството.

Това означава, че например частица като електрон или фотон трябва да отговаря на някаква локална характеристика на хиперграфа, малко като в този пример:

диаграма

Според Волфрам 10 200 пъти повече „активност“ в хиперграфа, който представлява нашата Вселена, отива по-скоро за „поддържане на структурата на пространството“, отколкото за поддържане на цялата материя, която съществува във Вселената.

Кривината на пространството и уравненията на Айнщайн

Ето няколко структури, създадени от прости правила:

GraphicsRow

Всички те изглеждат като повърхности, но очевидно всички са различни. И един от начините за характеризирането им е чрез тяхната локална кривина. Оказва се, че в моделите на Волфрам кривината е понятие, тясно свързано с измерението - и този факт всъщност ще бъде много важен за разбирането, например как възниква гравитацията.

И така как може да се измери кривината на хиперграф. Обикновено площта на окръжност е π r 2. Нека си представим, че сме нарисували кръг на повърхността на сфера и сега измерваме площта върху сферата, която е вътре в кръга:

cappedSphere

Тази област вече не е π r 2. Вместо това е

 1587236131_0_559x*.jpg , където a е радиусът на сферата. С други думи, с увеличаването на радиуса на окръжността ефектът на сферата става все по-важен. (Представете си кръг на повърхността на Земята, начертан около Северния полюс, увеличавайки се радиусът на окръжността щом стигне до екватора, ще бъде най-голям и никога няма да стане по-голям.)

Ако обобщим до d измерения, се оказва, че формулата за скоростта на растеж на обема е

0409img59.png, където R е математически обект, известен като скаларната кривина на Ричи.

Всичко това означава, че ако разгледаме темповете на растеж на сферичните топки в хиперграфиte, можем да очакваме два приноса: водещ от порядъка r d, който съответства на ефективното измерение, и „корекция“ на порядъка r2, представляващ кривината.

Ето пример. Вместо да даваме плоска оценка на измерението (тук равна на 2), имаме нещо, което намалява, отразявайки положителната („сфероподобна“) кривина на повърхността:

 

res = CloudGet

Какво е значението на кривината? Едно е, че има значение за геодезичната ли́ния. Геодезичната линия е най-късото разстояние между две точки. В обикновеното плоско пространство геодезичната линия е просто линия. Но когато пространството има кривина, геодезичната линия е извита:

hyperboloidGeodesics

В случая на положителна кривина сноповете геодезични ли́нии се разделят и събират, за отрицателната кривина те се сближават. Но добре, въпреки че първоначално геодезичните линии са били дефинирани за непрекъснато пространство (всъщност, както подсказва името, те са дефинирани за пътеки по повърхността на Земята), те могат да се определят и за графи (и хиперграфи). И отново геодезичните линии са най-краткият път между две точки в граф (или хиперграф).

Ето геодезичните линии на „повърхността с положителна кривина“, създадена по едно от правилата:

findShortestPath

И ето ги за по-сложна структура:

gtest = НеизправенGraph

Защо са важни геодезичните линии? Една от причините е, че в Общата теория на относителността на Айнщайн това са траекториите, които светлината (или "свободно падащ" обект) следва в пространството. И в тази теория гравитацията се свързва със кривината в пространството. Така че, когато един обект се отклони, заобикаляйки Слънцето, това се случва, защото пространството около Слънцето е изкривено, така че геодезичната линия, която обектът следва, също е извита.

Описанието на Общата теория на относителността на кривината в пространството се основава на скаларната кривина R на Ричи, както и малко по-сложния тензор на Ричи. Така че, за да се разбере дали моделите възпроизвеждат уравненията на Айнщайн за гравитацията, в общи линии трябва да се разбере дали кривите на Ричи, които възникват от хиперграфите, трябва да са същите, каквито предполага теорията.

В тази задача според Волфрам има "малко" математическата сложност - трябва да се вземе предвид кривината на пространството + времето, а не само пространството.

И да! Колкото и да е удивително, задачата е изпълнена!

С уточнението "в различни граници и при различни предположения" моделите на Волфрам наистина възпроизвеждат уравненията на Айнщайн.

"В началото просто възпроизвеждахме уравненията на Айнщайн за вакуум, подходящи, когато няма материя (или е пренебрежима), но когато обсъждаме материята, ще видим, че всъщност получаваме пълните уравнения на Айнщайн", разказва Волфрам.

Да се възпроизведат уравненията на Айнщайн е голямо постижение.

Струва си да се каже малко за това как работи диференцирането. Това всъщност е донякъде аналогично на извеждането на уравненията на поток флуиди от границата на базовата динамика на много дискретни молекули. Но в случая екипът изчислява именно структурата на пространството, а не скоростта на флуид. Той обаче включва някои от същите видове математически приближения и предположения. Човек трябва да приеме например, че има достатъчно ефективна случайност, генерирана в системата, за да работят статистическите средни стойности. Има и цял набор от фини математически граници, които трябва да се вземат предвид. Разстоянията трябва да са големи в сравнение с отделните хиперграфски връзки, но малки в сравнение с целия размер на хиперграфа и т.н.

Математическият анализ на "безкрайно малките", съчетаващ диференциалното и интегралното смятане, е изграден да работи в обикновени непрекъснати пространства (многообразия, които локално приближават евклидовото пространство). Но това, което имаме тук, е нещо различно -  на границата си безкрайно голям хиперграф е като непрекъснато пространство, но обикновеното изчисление не работи за него (не на последно място, защото няма непременно целочислено измерение). Затова е нужно нещо, което е като обобщение на математическия анализ, което е например способно да се справи с кривината в пространства с дробни измерения. (Най-близка до това е теорията на геометричните групи.)

Трябва да се отбележи, че има много тънкости в прецизния компромис между промяната на измерението на пространството и кривината в него. И макар да се мислим, че нашата Вселена е триизмерна, според моделите на Волфрам е напълно възможно да има поне локални отклонения - и най-вероятно в действителност е имало големи отклонения в ранната Вселена.

Времето

В нашите модели пространството се определя от мащабната структура на хиперграф, представляващ колекция от абстрактни отношения.

Но какво тогава е времето?

"През миналия век във фундаменталната физика е всеобщо прието, че времето е в някакъв смисъл „подобно на пространството“ - и че трябва например да не се разделят на пространство и време, а да се говори за „пространствено-времеви континуум“. И със сигурност теорията на относителността сочи в тази посока. Но ако в миналия век е имало един „грешен обрат“ в историята на физиката, мисля, че това е предположението, че пространството и времето са едно и също нещо. А при нашите модели те не са - въпреки че, както ще видим, относителността се получава отлично", казва Волфрам.

Тогава какво е времето?

Всъщност това е много подобно на това, което знаем от опит: неумолимият ход на нещата, които се случват и водят до други неща. Но в моделите на Волфрам времето е нещо много по-прецизно: това е прогресивното прилагане на правила, които непрекъснато променят абстрактната структура, която определя съдържанието на Вселената.

Версията на времето в нашите модели е в известен смисъл изчислителна, компютърна. С течение на времето ние на практика виждаме резултатите от все повече и повече стъпки в изчислението. И действително феноменът на изчислителната неприводимост предполага, че има нещо определено и неприводимо „постигнато“ от този процес. (например тази неприводимост е това, което е отговорно за „криптирането“ на първоначалните условия, което е свързано със закона за увеличаване на ентропията и термодинамичната стрелка на времето.) Излишно е да казваме, че нашата съвременна изчислителна парадигма не е съществувала преди век, когато е въведено понятието „пространство-време“ и ако я имаше, историята на физиката може би щеше да е много различна.

В моделите на Волфрам времето е просто прогресивното прилагане на правилата. Но има една тънкост в това как точно работи това, което в началото може да изглежда като малък детайл, но  всъщност се оказва огромно и ключът както към относителността, така и към квантовата механика.

В началото на тази статия Волфрам говори за правилото

{{ x, y }, { x, z }} → {{ x, z }, { x, w }, { y, w }, { z, w }}

RulePlot

и показа "първите няколко стъпки" при прилагането му

ResourceFunction

Но как точно се прилага правилото? Какво е "вътре" в тези стъпки? Правилото определя как да се вземат две връзки в хиперграфа (който в случая всъщност е само граф) и да се трансформират в четири нови връзки, създавайки нов елемент в процеса. Така че всяка „стъпка“, която бе показана преди, всъщност се състои от няколко отделни „актуализиращи събития“ (тук са подчертани ново добавените връзки и тези, които предстои да бъдат премахнати).

с

Но сега тук е решаващият момент: това не е единствената последователност на актуализиране на събитията, съответстващи на правилото. Правилото просто казва да се намерят две съседни връзки и ако има няколко възможни избора, не казва нищо кои връзки трябва да се изберат. И една ключова идея в модела на Волфрам представлява в известен смисъл просто да покаже тези избори.

Това може да се представи с граф, който показва всички възможни пътища:

CloudGet

За първата актуализация има две възможности. Тогава за всеки от резултатите от тях има четири допълнителни възможности. Но при следващата актуализация се случва нещо важно: два от клоновете се сливат. С други думи, въпреки различната последователност на актуализациите, резултатът е едит и същ.

Нещата бързо се усложняват. Ето графът след още една актуализация, която вече не  показва развитието му надолу в страницата:

диаграма

И така, как се свързва с времето? Няма само един път на времето, има много пътеки и много „истории“. Но моделът - и правилото, което се използва - определя всички тях. И видяхме намек за нещо друго: че дори и да мислим, че следваме „независим“ път на историята, той всъщност може да се слее с друг път.

Графът на причинно-следствените връзки

Да кажем, че имаме правилото:

{A → BBB, BB → A}

Правилото е: където и да срещнем А, можем да го заменим с BBB и навсякъде, където срещнем BB, можем да ги замени с A. Актуализациите на AB и BA дават BBBB. След това BBBB става ABB, BBA и BAB. С всяко прилагане на правилото, графът се усложнява:

1587323423_1_559x*.jpg

И ако проследим схемата по-горе, ще видим, че всяка двойка разклонения винаги се слива, а в този случай само след още една стъпка.

Този вид баланс между разклоняване и сливане е явление, което Волфрам нарича „причинно-следствена инвариантност“. И макар че тук може да изглежда като просто някаква подробност, такива конвергенции позволяват да се запази причино-следствената верига на събитията във времето. 

Дори когато пътищата на историята, които се следват, са различни, тези причинно-следствени връзки могат да се окажат еднакви - и в действителност за наблюдател, вграден в системата, ще има само една линия на времето.

1587375609_0_559x*.jpgЕто какво се получава, ако се покажат всички причинно-следствени зависимости между събитията. Оранжевите линии показват кое събитие трябва да се случи преди друго събитие или какви са всички причинно-следствени връзки с всички възможни пътища в мултивариантната система, както и цялата мрежа от причинно-следствени връзки вътре и между тези пътеки.

Причинно-следствената инвариантност предполага, че всъщност графът на причинно-следствените връзки е един и същ, независимо кой път на историята се следва.

И ако се проследи схемата по-горе (и се извървят още няколко стъпки), ще се открие, че за всеки път на историята казуалният граф, представляващ причинно-следствените връзки между събитията, винаги ще бъде от този вид:

1587376699_2_559x*.jpg

Благодарение на причинно-следствената инвариантност, хиперграфите на Волфрам възпроизвеждат много от следствията на различни физически теории, като Специалната теория на относителността на Айнщайн.

Тъй като има причинно-следствена инвариантност, ние знаем нещо много важно: това са всъщност много копия на един и същ причинно-следствен граф - проста решетка:

centeredRange

Кръстосаните връзки между тези копия не са тривиални, а са свързани с дълбоки връзки между теорията на относителността и квантовата механика.

Всеки различен начин на прилагане на правилото за сортиране трябва да дава един и същ причинно-следствен граф. Ето един пример за това как можем да приложим правилото, започвайки с определен начален низ:

evo = (SeedRandom

Но сега нека покажем графът на причинно-следствените връзки. И виждаме, че това е просто решетка:

evo = (SeedRandom

Ето три други възможни последователности на актуализациите:

seedRandom

Сега виждаме причинно-следствената инвариантност в действие: въпреки че в различни моменти се случват различни актуализации, графът на причинно-следствените връзки между събитията винаги е един и същи. 

Извличане на Специалната теория на относителността

Типичен първи инстинкт в мисленето на занимаващите се с наука е да си представят как правят експеримент върху система, но като „наблюдатели“ извън системата. Но ако трябва да се моделират цялата вселена и всичко в нея, това в крайна сметка не е разумен начин, защото „наблюдателят“ неминуемо е част от Вселената и затова трябва да се моделира както всичко останало.

В моделите на Волфрам това означава, че „умът на наблюдателя“, подобно на всичко останало във Вселената, трябва да се актуализира чрез поредица от актуализиращи събития. Няма абсолютен начин наблюдателят да „знае какво се случва във Вселената“, всичко, което преживява той, е поредица от актуализиращи събития, които могат да бъдат засегнати от актуализирането на събитията, случващи се другаде във Вселената. Или казано по различен начин, всичко, което наблюдателят може да наблюдава, е мрежата от причинно-следствени връзки между събитията - или причинно-следствения граф.

Сега нека помислим как наблюдателите могат да „преживеят“ този причинно-следствен граф. Отдолу наблюдателят се актуализира чрез някаква последователност от актуализиране на събитията. Но въпреки че това „наистина се случва“, за да го осмислим, можем да си представим как нашите наблюдатели създават вътрешни „ментални“ модели за това, което виждат. И доста естествено нещо за наблюдателите като нас е просто да кажат „един комплект неща се случва в цялата Вселена, след това друг и т.н.“. И можем да го преведем като казваме, че си представяме поредица от „моменти“ във времето, където нещата се случват „едновременно“ в цялата вселена - поне с някаква конвенция за едновременност.

Ето един възможен начин за това:

CloudGet

Човек може да опише това като „слоеве“ на казуалния граф. Разделяме причинно-следствения граф на слоеве или резени. И всеки слой наблюдателите могат да считат за „пореден момент във времето“.

Важно е да се отбележи, че има някои ограничения във фолиацията (разделянето на слоеве), която можем да изберем. Причинно-следственият граф определя какво събитие трябва да се случи, за да се случи определено следващо. И ако наблюдателите ще имат шанса да осмислят света, по-добре е  представата им за напредъка на времето да се приведе в съответствие с това, което казва причинно-следственият граф. Така например, това разделяне на слоеве не би работило - защото показва, че времето, отреждано на събитията, ще се разминава с реда, в който причинно-следственият граф определя, че трябва да се случат:

CloudGet

Ако свържем това с физиката, фолиацията е от значение за наблюдатели, които по някакъв начин са „неподвижни по отношение на Вселената“ („космологична рамка на покой“). Човек може да си представи, че с течение на времето събитията, които преживява определен наблюдател, са тези в колоната, която върви вертикално надолу по страницата:

CloudGet

Но сега нека да си представим за наблюдател, който равномерно се движи в пространството. Той ще преживее различна последователност от събития, да речем:

CloudGet

А това означава, че фолиацията, която той естествено ще конструира, ще бъде различна. Отвън може да се нарисува казуалния граф така:

CloudGet

Но за наблюдателя всеки слой представлява просто пореден момент от време. И нямат начин да разбере как е нарисуван казуалния граф. Така че той ще конструира своя собствена версия, където срезовете са хоризонтални:

CloudGet

За да се извърши това пренареждане, запазвайки основната структура (и ъглите) на причинно-следствения граф, всеки момент от време избира по-малко събития в казуалния граф с коефициент, 0409img94.pngкъдето β е ъгълът, който представя скоростта на наблюдателя.

Но това, което Волфрам нарича фолиации, които представляват движението, са стандартните а „отправни инерционни системи“ от Специалната теория на относителността.

Важен момент е, че заради причинно-следствената инвариантност няма значение, че се намираме в друга отправна инерционна система - причинно-следственият граф за системата (и начина, по който в крайна сметка се подрежда низът) е абсолютно един и същи.

В Специалната теория на относителността, основната идея е, че "законите на физиката" работят еднакво във всички отправни инерционни системи.

Но защо това трябва да е вярно?

И Волфрам дава отговор: това е следствие от причинно-следствената инвариантност в базовите правила. С други думи, от свойството на причинната инвариантност можем да извлечем теорията на относителността.

Обикновено във физиката се въвежда относителност, за да се създаде математическата структура на пространство-времето.

Волфрам не прави нищо подобно и всъщност пространството и времето дори не са едно и също. Но  поради причинно-следствената инвариантност - в неговите модели относителността се проявява с всички взаимоотношения между пространство и време, които това изисква теорията на относителността.

Така например в неговата система можем да се види релативистко забавяне на времето. Всъщност, поради фолиацията, която бе избрана, времето работи по-бавно. Или, казано по друг начин, наблюдателят изпитва по-бавно актуализиране на системата във времето.

Скоростта на светлината c в тази система се определя от максималната скорост, с която може да се разпространява информацията, която се определя от правилото, а в случая на това правило е един знак на стъпка. И по отношение на това можем след това да кажем, че в случая фолиацията съответства на скорост 0,3 c. Но сега можем да разгледаме величината на забавянето на времето и е точно толкова, 0410img99.png. колкото трябва да бъде според теорията на относителността.

Между другото, ако си представим, че се опитваме да накараме нашия наблюдател да се движи „по-бързо от светлината“, ще видим, че това не става. Тъй като в тази картина няма начин да се наклонят слоевете на повече от 45 ° и все още да се поддържат причинно-следствените връзки, произтичащи от казуалния граф.

Енергия, маса, гравитация, тъмна материя и всичко останало

Волфрам идентифицира два вида направления в своя модел: пространственоподобни (хоризонтални) и времеподобни (вертикални).

0414img100.png

 

"Всъщност в нашия модел има нещо, на което можем да посочим и да кажем „това е енергия!“, Независимо от това, каква е енергията. Техническото твърдение е: енергията съответства на потока от причинно-следствените възли през пространственоподобните хиперповърхности. И между другото импулсът съответства на потока от причинно-следствените възли през времеподобните хиперповърхности", обяснява Волфрам.

Пространствоподобната хиперповърхност всъщност е стандартна концепция в Общата теория на относителността, която има пряка аналогия в моделите на Волфрам и по същество се образува от слоя във фолиацията.

Гравитацията - описана от Общата теория на относителността на Айнщайн, възниква във връзката между характеристиките в хиперграфа, които могат да бъдат интерпретирани като частици от материята. Частиците ще бъдат малки групи от свързани точки, които продължават да се актуализират с актуализацията на хиперграфа.

В още по-сложно разширение на тези идеи Волфрам изследва как свойствата на  хиперграфите дори съответстват на странните характеристики на квантовата механика. „В нашите модели квантовата механика е не просто възможна, тя е абсолютно неизбежна”, твърди Волфрам.

Пространството, изградено в такива хиперграфи, може да има много фина структура, като сензор за цифрова камера с невероятно количество мегапиксели. Волфрам изчислява, че хиперграф, отговарящ на днешната Вселена, може да има 10 500 стъпки във времето (неразбираемо повече от възрастта на Вселената за секунди, приблизително 1015). Така че пространството може да бъде достатъчно зърнесто, за да съдържа структури от частици материя много, много по-малки от известните частици на физиката. Всъщност, Волфрам предполага, свръх малки неизвестни частици, които той нарича олигони, може да са били създадени в изобилие малко след началото на Вселената. Такива олигони, взаимодействащи само с гравитацията, биха могли да се носят във и около галактиките напълно незабелязано - с изключение на гравитационното им въздействие.

Следователно олигоните могат да обяснят защо астрономите заключават за съществуването на огромно количество невидима "тъмна материя" в космоса. (И това също би могло да обясни защо досега опитите за идентифициране на природата на тъмната материя бяха неуспешни.)

По същия начин мистериозната „тъмна енергия“, която кара Вселената да се разширява с ускоряваща се скорост, може да бъде просто естествена особеност на хиперграфите на Волфрам. Може би тъмната енергия по същество може да бъде просто това, от което е направено самото пространство.

Отвъд това Волфрам смята, че неговите хиперграфи могат да разрешат текущите спорове за това коя от много спекулативни теории са най-добрите залози за обяснение на фундаменталната физика. Това са теорията на суперструните, квантовата гравитация, причинно-следствените множества и други идеи са предлагани и обсъждани от десетилетия. Волфрам смята, че хиперграфите могат да съдържат всички тях.

„Почти изглежда, че всички са били прави през цялото време“, пише той, „и просто е необходимо да се добави нова субстанция, за да видите как всичко се вписва заедно.“

Волфрам кани общността на физиците да участва в обсъждането на неговата визия.

„В крайна сметка нашата цел трябва да бъде да изградим мост, който да свързва нашите модели със съществуващите знания за физиката“, пише той. „Аз съм изключително оптимист, че най-накрая сме на правилния път“ към намирането на „правилното“ правило за нашата вселена.

Това „правилно правило“ би генерирало хиперграф с точните свойства на нашата вселена: три (привидно) измерения на пространството, правилната скорост на разширение на Вселената, правилния набор  елементарни частици с правилните заряди и маси и други характеристики.

Но може би Волфрам е осъзнал, че търсенето на едно единствено правило пропуска нещо по-голямо. Може би Вселената използва всички възможни правила. Тогава всички възможни вселени са само части от една наистина голяма вселена, в която „абсолютно всичко… може да се случи - включително всички събития за всички възможни правила.“

Различаваме определен набор от физически закони, базирани на „езика“, който използваме за описание и разбиране на света. Елементите на този език са настроени на „видовете неща, които сетивата ни откриват, измервателните ни уреди и нашата съществуваща физика описва“. Правилното правило е това, което съответства на частта от хиперграфа, която изследваме от нашата собствена конкретна референтна рамка. Животът другаде може да види нещата по различен начин. „Всъщност има почти безкрайно многообразие от различни начини да опишем и преживеем нашата вселена“, предполага Волфрам.

С други думи, обясняването на физиката, която се прилага за нашето съществуване, може да изисква вникване в механизмите на една много по-сложна реалност, извън сферата на това, което можем да преживеем. Както Волфрам казва: „В много отношения неминуемо се пързаляме на ръба на онова, което хората могат да разберат.“

И все пак основните физици отдавна подозират, че пространството и времето не могат да бъдат основни понятия. По-скоро изглежда, че пространството и времето са условности, които трябва да са възникнали от нещо по-дълбоко. Това може да е смело предположение, но просто може би Волфрам е възприел път, който води до дълбините, откъдето възниква реалността.

Само времето - или още много стъпки за актуализиране на хиперграфа - ще покаже.

Справка:

A Class of Models with the Potential to Represent Fundamental Physics, technical introduction, Stephen Wolfram

Some Relativistic and Gravitational Properties of the Wolfram Model (pdf), Jonathan Gorard

Some Quantum Mechanical Properties of the Wolfram Model (pdf), Jonathan Gorard

Източник:

Finally We May Have a Path to the Fundamental Theory of Physics… and It’s Beautiful, популярно обяснение на Стивън Волфрам

Stephen Wolfram’s hypergraph project aims for a fundamental theory of physics, sciencenews

...

...

 

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 час, gmladenov said:

Ако пространството има структура, това не го ли прави материално?
Иначе от какво е изградена структурата на пространството??

 Много неща имат структура. Например, адът и раят имат структура. Матереални ли са? 

  • ХаХа 1
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 25 минути, Малоум 2 said:

Той смята, че Вселената е огромна, нарастваща мрежа от взаимоотношения, които съставляват самото пространство и всичко в него.

Лапландеца отдавна го е измислил това с неговата концепция за Етерия 😀.

 

Цитирай

В тази картина Волфрам вижда основата на една окончателна теория, която лежи в основата на всички физични закони.

Тази статия съм я виждал още като излезе.

Още тогава се откзах да я чета, само след един бегъл поглед върху картинките.
Всичките са ми познати от учебниците по Компютърна наука и Информатика.

Като цяло е очевидна "абстрактизацията" на пространството и вселената ... по
най-човешкия начин, по който ние хората боравим с информация и абстрактно
знание.

Според мен концепцията на автора може да е вярна само ако вселената е компютърна
симулация измислена от нас хората.

  • Харесва ми! 1
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 11 минути, Gravity said:

 Много неща имат структура. Например, адът и раят имат структура. Матереални ли са? 

Ами да. Щом имат структура, значи са материални:ab:

  • ХаХа 1
Link to comment
Share on other sites

Guest
Тази тема е заключена!

За нас

"Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

За своята близо двайсет годишна история "Форум Наука" се утвърди като мост между тези, които знаят и тези, които искат да знаят. Всеки ден тук влизат хиляди, които търсят своя отговор.  Форумът е богат да информация и безкрайни дискусии по различни въпроси.

Подкрепи съществуването на форумa - направи дарение:

Дари

 

 

За контакти:

×
×
  • Create New...