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Fisica è stato il mio primo amore. Questa categoria contiene i posti più vicini al mio cuore. Venti anni da oggi, se questo blog sopravvive, Questa categoria sarà probabilmente tenere le mie intuizioni più duraturi. E 200 anni da oggi, se mi ricordavo affatto, sarà per queste intuizioni; non per il tipo di persona che sono, i soldi che faccio, né altro. Solo per il mio primo e ultimo amore…

What is Space?

This sounds like a strange question. We all know what space is, it is all around us. When we open our eyes, we see it. Se vedere per credere, then the question “Che cos'è lo spazio?” indeed is a strange one.

Ad essere onesti, we don’t actually see space. We see only objects which we assume are in space. Rather, we define space as whatever it is that holds or contains the objects. It is the arena where objects do their thing, the backdrop of our experience. In altre parole, experience presupposes space and time, and provides the basis for the worldview behind the currently popular interpretations of scientific theories.

Although not obvious, this definition (or assumption or understanding) of space comes with a philosophical baggage — that of realism. The realist’s view is predominant in the current understanding of Einstien’s theories as well. But Einstein himself may not have embraced realism blindly. Why else would he say:

In order to break away from the grip of realism, we have to approach the question tangentially. One way to do it is by studying the neuroscience and cognitive basis of sight, which after all provides the strongest evidence to the realness of space. Spazio, nell'insieme, is the experience associated with sight. Another way is to examine experiential correlates of other senses: What is sound?

When we hear something, what we hear is, naturalmente, suono. We experience a tone, an intensity and a time variation that tell us a lot about who is talking, what is breaking and so on. But even after stripping off all the extra richness added to the experience by our brain, the most basic experience is still a “sound.” We all know what it is, but we cannot explain it in terms more basic than that.

Now let’s look at the sensory signal responsible for hearing. As we know, these are pressure waves in the air that are created by a vibrating body making compressions and depressions in the air around it. Much like the ripples in a pond, these pressure waves propagate in almost all directions. They are picked up by our ears. By a clever mechanism, the ears perform a spectral analysis and send electric signals, which roughly correspond to the frequency spectrum of the waves, to our brain. Notare che, so far, we have a vibrating body, bunching and spreading of air molecules, and an electric signal that contains information about the pattern of the air molecules. We do not have sound yet.

The experience of sound is the magic our brain performs. It translates the electrical signal encoding the air pressure wave patterns to a representation of tonality and richness of sound. Sound is not the intrinsic property of a vibrating body or a falling tree, it is the way our brain chooses to represent the vibrations or, more precisely, the electrical signal encoding the spectrum of the pressure waves.

Doesn’t it make sense to call sound an internal cognitive representation of our auditory sensory inputs? If you agree, then reality itself is our internal representation of our sensory inputs. This notion is actually much more profound that it first appears. If sound is representation, so is smell. So is space.

Figure
Figura: Illustration of the process of brain’s representation of sensory inputs. Odors are a representation of the chemical compositions and concentration levels our nose senses. Suoni sono una mappatura delle onde di pressione aria prodotta da un oggetto vibrante. In vista, la nostra rappresentazione è lo spazio, e forse il tempo. Tuttavia, we do not know what it is the representation of.

We can examine it and fully understand sound because of one remarkable fact — we have a more powerful sense, namely our sight. Sight enables us to understand the sensory signals of hearing and compare them to our sensory experience. Infatti, sight enables us to make a model describing what sound is.

Why is it that we do not know the physical cause behind space? Dopotutto, we know of the causes behind the experiences of smell, suono, etc. The reason for our inability to see beyond the visual reality is in the hierarchy of senses, best illustrated using an example. Let’s consider a small explosion, like a firecracker going off. When we experience this explosion, we will see the flash, hear the report, smell the burning chemicals and feel the heat, if we are close enough.

The qualia of these experiences are attributed to the same physical event — the explosion, the physics of which is well understood. Ora, let’s see if we can fool the senses into having the same experiences, in the absence of a real explosion. The heat and the smell are fairly easy to reproduce. The experience of the sound can also be created using, per esempio, a high-end home theater system. How do we recreate the experience of the sight of the explosion? A home theater experience is a poor reproduction of the real thing.

In principle at least, we can think of futuristic scenarios such as the holideck in Star Trek, where the experience of the sight can be recreated. But at the point where sight is also recreated, is there a difference between the real experience of the explosion and the holideck simulation? The blurring of the sense of reality when the sight experience is simulated indicates that sight is our most powerful sense, and we have no access to causes beyond our visual reality.

Visual perception is the basis of our sense of reality. All other senses provide corroborating or complementing perceptions to the visual reality.

[This post has borrowed quite a bit from my book.]

Light Time viaggio Effetti e caratteristiche cosmologiche

Questo articolo inedito è un sequel al mio precedente carta (anche postato qui come “Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?“). Questa versione blog contiene l'astratto, introduzione e conclusioni. La versione completa dell'articolo è disponibile in formato PDF.

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Astratto

Effetti in tempo di viaggio della luce (LTT) sono una manifestazione ottica della velocità finita della luce. Essi possono anche essere considerati i vincoli percettivi al quadro conoscitivo dello spazio e del tempo. Sulla base di questa interpretazione degli effetti LTT, abbiamo recentemente presentato un nuovo modello ipotetico per la variazione spaziale e temporale dello spettro di Gamma Ray Bursts (GRB) e sorgenti radio. In questo articolo, prendiamo l'analisi oltre e dimostrare che gli effetti LTT possono fornire un buon quadro per descrivere tali caratteristiche cosmologiche come l'osservazione redshift di un universo in espansione, e la radiazione di fondo cosmico a microonde. L'unificazione di questi fenomeni apparentemente distinti a molto diverse scale di lunghezza e temporali, insieme con la sua semplicità concettuale, possono essere considerati come indicatori della curiosa utilità di questo quadro, se non la sua validità.

Introduzione

La velocità finita della luce gioca un ruolo importante nel modo in cui percepiamo la distanza e la velocità. Questo fatto difficilmente dovrebbe essere una sorpresa, perché sappiamo che le cose non sono come li vediamo. Il sole che vediamo, per esempio, è già otto minuti vecchio per il momento vediamo. Questo ritardo è banale; se vogliamo sapere cosa sta succedendo al sole adesso, tutto quello che dobbiamo fare è aspettare per otto minuti. Noi, ciò nonostante, dovere “corretto” per questa distorsione nella nostra percezione a causa della velocità finita della luce prima che possiamo fidarci di ciò che vediamo.

Ciò che sorprende (e raramente evidenziato) è che quando si tratta di rilevamento del movimento, Non siamo in grado di back-calcolare nello stesso modo prendiamo il ritardo nel vedere il sole. Se vediamo un corpo celeste si muove ad una improbabile alta velocità, Non siamo in grado di capire quanto velocemente e in quale direzione è “davvero” muoversi senza fare ulteriori ipotesi. Un modo di gestire questa difficoltà è quella di attribuire gli distorsioni nella nostra percezione del movimento per le proprietà fondamentali dell'arena della fisica — spazio e tempo. Un altro corso di azione è quello di accettare la disconnessione tra la nostra percezione e il sottostante “realtà” e trattare con esso in qualche modo.

Esplorando la seconda opzione, assumiamo una realtà sottostante che dà origine alla nostra immagine percepita. Abbiamo modellare ulteriormente questa realtà sottostante come obbedendo meccanica classica, ed elaborare la nostra immagine percepita attraverso l'apparato di percezione. In altre parole, noi non attribuiamo le manifestazioni della velocità finita della luce alle proprietà della realtà sottostante. Invece, lavoriamo la nostra immagine percepita che questo modello predice e verificare se le proprietà che facciamo osserviamo possono provenire da questo vincolo percettivo.

Spazio, gli oggetti in esso, e il loro moto sono, nell'insieme, il prodotto della percezione ottica. Si tende a dare per scontato che la percezione deriva dalla realtà come si percepisce che. In questo articolo, prendiamo la posizione che ciò che percepiamo è un quadro incompleto o distorto di una realtà sottostante. Ulteriormente, stiamo provando la meccanica classica per la realtà sottostante (per il quale usiamo termini come assoluta, la realtà noumenica o fisica) che provoca la nostra percezione per vedere se si adatta con la nostra immagine percepita (che possiamo fare riferimento a realtà come rilevato o fenomenico).

Si noti che non stiamo implicando che le manifestazioni di percezione sono mere illusioni. Essi non sono; sono davvero parte della nostra realtà rilevato perché la realtà è un risultato finale di percezione. Questa intuizione può essere dietro celebre frase di Goethe, “Illusione ottica è verità ottica.”

Abbiamo applicato questa linea di pensiero di un problema di fisica di recente. Abbiamo esaminato l'evoluzione spettrale di un GRB e ci è sembrato molto simile a quello di un boom sonico. Usando questo fatto, abbiamo presentato un modello per GRB come la nostra percezione di un “luminale” boom, con la consapevolezza che essa è la nostra immagine percepita della realtà che obbedisce invarianza di Lorentz e il nostro modello per la realtà sottostante (provocando l'immagine percepita) può violare la fisica relativistica. L'accordo sorprendente tra il modello e le caratteristiche osservate, tuttavia, esteso oltre GRB a sorgenti radio simmetrici, che possono anche essere considerate come effetti percettivi di bracci luminali ipotetici.

In questo articolo, guardiamo altre implicazioni del modello. Si comincia con le somiglianze tra il tempo di viaggio della luce (LTT) effetti e la trasformazione di coordinate in Relatività Speciale (SR). Queste somiglianze sono affatto sorprendente perché SR è derivata in parte basata sugli effetti LTT. Abbiamo poi proponiamo una interpretazione di SR come una formalizzazione di effetti LTT e studiamo alcuni fenomeni cosmologici osservati alla luce di questa interpretazione.

Analogie tra Light Time viaggio Effetti e SR

La relatività ristretta cerca trasformazione di coordinate lineare tra sistemi di coordinate in moto rispetto ad ogni altro. Possiamo rintracciare l'origine di linearità di un assunto nascosto sulla natura dello spazio e del tempo incorporato in SR, come affermato da Einstein: “In primo luogo è evidente che le equazioni devono essere lineari a causa delle proprietà di omogeneità che attribuiamo allo spazio e tempo.” A causa di questa ipotesi di linearità, la derivazione originale delle equazioni di trasformazione ignora l'asimmetria tra avvicinamento e allontana gli oggetti. Entrambi gli oggetti che si avvicinano e si allontanano possono essere descritti da due sistemi di coordinate che sono sempre allontanarsi l'una dall'altra. Per esempio, se un sistema K è mobile rispetto ad un altro sistema k lungo l'asse X positivo k, poi un oggetto a riposo in K ad un positivo x è sfuggente mentre un altro oggetto a negativo x Si avvicina un osservatore all'origine della k.

La trasformazione di coordinate in carta originale di Einstein è derivato, in parte, una manifestazione del tempo di viaggio della luce (LTT) effetti e la conseguenza di imporre la costanza della velocità della luce in tutti i sistemi inerziali. Questo è più evidente nel primo esperimento pensiero, dove osservatori in movimento con una bacchetta di trovare i loro orologi non sincronizzati a causa della differenza nei tempi di percorrenza della luce lungo la lunghezza dell'asta. Tuttavia, nella attuale interpretazione di SR, la trasformazione delle coordinate è considerata una proprietà fondamentale di spazio e tempo.

Una difficoltà che deriva da questa interpretazione SR è che la definizione della velocità relativa tra i due sistemi inerziali diventa ambiguo. Se è la velocità del movimento telaio misurata dall'osservatore, quindi il moto superluminale osservata in getti radio a partire dalla regione centrale diventa una violazione della SR. Se è una velocità che dobbiamo dedurre considerando effetti LT, allora dobbiamo utilizzare l'ipotesi ad hoc in più che superluminality è vietato. Queste difficoltà suggeriscono che può essere meglio distinguere gli effetti del tempo di viaggio della luce dal resto della SR.

In questa sezione, considereremo spazio e tempo come una parte del modello cognitivo creata dal cervello, e sostengono che la relatività speciale si applica al modello cognitivo. La realtà assoluta (di cui la SR-come lo spazio-tempo è la nostra percezione) non deve obbedire alle restrizioni di SR. In particolare, oggetti non sono limitate a velocità subluminal, ma essi possono apparire a noi come se fossero limitate alle velocità subluminal nella nostra percezione dello spazio e del tempo. Se noi distinguere gli effetti LTT dal resto della SR, siamo in grado di capire una vasta gamma di fenomeni, come vedremo in questo articolo.

A differenza di SR, considerazioni basate sugli effetti LTT producono intrinsecamente diverso insieme di leggi di trasformazione per gli oggetti che si avvicinano un osservatore e quelli allontanarsi da lui. Più in generale, la trasformazione dipende dall'angolo tra la velocità dell'oggetto e la linea dell'osservatore di vista. Poiché le equazioni di trasformazione sulla base di effetti LTT trattano i avvicina e allontana gli oggetti asimmetricamente, essi forniscono una soluzione naturale per il paradosso dei gemelli, per esempio.

Conclusioni

Poiché lo spazio e il tempo sono parte di una realtà creata su input della luce ai nostri occhi, alcune delle loro proprietà sono manifestazioni di effetti LTT, soprattutto sulla nostra percezione del movimento. L'assoluto, realtà fisica presumibilmente generare gli ingressi di luce non deve obbedire alle proprietà che attribuiamo al nostro spazio e il tempo percepito.

Abbiamo dimostrato che gli effetti LTT sono qualitativamente identici a quelli di SR, rilevando che SR considera solo i frame di riferimento allontanarsi l'una dall'altra. Questa somiglianza non è sorprendente perché la trasformazione di coordinate nel SR è derivata basata in parte sugli effetti LTT, e in parte dal presupposto che la luce viaggia alla stessa velocità rispetto a tutti i sistemi inerziali. In trattandolo come una manifestazione di LTT, non ci rivolgiamo la motivazione primaria di SR, che è una formulazione covariante delle equazioni di Maxwell. Può essere possibile distinguere la covarianza di elettrodinamica dalla trasformazione di coordinate, anche se non viene tentata in questo articolo.

A differenza di SR, Effetti LTT sono asimmetrici. Questa asimmetria fornisce una risoluzione al paradosso dei gemelli e una interpretazione delle violazioni di causalità assunti associati superluminality. Inoltre, la percezione di superluminality è modulata da effetti LTT, e spiega gamma ray burst e getti simmetrici. Come abbiamo mostrato in questo articolo, percezione del movimento superluminale detiene anche una spiegazione per i fenomeni cosmologici, come l'espansione della radiazione di fondo cosmico a microonde dell'universo e. Effetti LTT devono essere considerati come un vincolo fondamentale nella nostra percezione, e di conseguenza in fisica, piuttosto che come una spiegazione conveniente per fenomeni isolato.

Dato che la nostra percezione è filtrata attraverso gli effetti LTT, dobbiamo deconvolute loro dalla nostra realtà percepita, al fine di comprendere la natura della assoluta, realtà fisica. Questo deconvoluzione, tuttavia, Risultati in più soluzioni. Così, l'assoluto, la realtà fisica è al di là della nostra portata, e qualsiasi assunto proprietà della realtà assoluta possono essere convalidate solo attraverso quanto bene la risultante percepita la realtà è d'accordo con le nostre osservazioni. In questo articolo, abbiamo ipotizzato che la realtà sottostante obbedisce nostri intuitivamente ovvi meccanica classica e chiesto la questione di come una tale realtà sarebbe percepito quando filtrata attraverso gli effetti del tempo di viaggio della luce. Abbiamo dimostrato che questo particolare trattamento potrebbe spiegare certa astrofisica e cosmologica fenomeni che osserviamo.

La trasformazione di coordinate in SR può essere visto come una ridefinizione dello spazio e del tempo (o, più in generale, realtà) per ospitare le distorsioni della nostra percezione del movimento a causa di effetti in tempo di viaggio della luce. Si può essere tentati di sostenere che SR applica al “reale” spazio e tempo, non la nostra percezione. Questa linea di ragionamento pone la domanda, ciò che è reale? La realtà è solo un modello cognitivo creata nel nostro cervello a partire dai nostri input sensoriali, input visivi essendo il più significativo. Spazio stesso è una parte di questo modello cognitivo. Le proprietà dello spazio sono una mappatura dei vincoli della nostra percezione.

La scelta di accettare la nostra percezione come una vera immagine della realtà e ridefinire lo spazio e il tempo come descritto nella relatività speciale anzi equivale a una scelta filosofica. L'alternativa presentata in questo articolo è ispirato dalla vista in neuroscienza moderna che la realtà è un modello cognitivo del cervello sulla base di nostri input sensoriali. Adottando questa alternativa ci riduce a indovinare la natura della realtà assoluta e confrontando la sua proiezione previsto alla nostra percezione reale. Si può semplificare e chiarire alcune teorie della fisica e spiegare alcuni fenomeni sconcertanti nel nostro universo. Tuttavia, questa opzione è ancora un'altra posizione filosofica contro la realtà assoluta inconoscibile.

Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?

Questo articolo è stato pubblicato in International Journal of Modern Physics D (IJMP–D) in 2007. Divenne ben presto la Top Accessi Articolo della rivista da parte Jan 2008.

Anche se potrebbe sembrare un articolo nocciolo duro della fisica, è infatti un'applicazione della visione filosofica che permea questo blog e il mio libro.

Questa versione blog contiene l'astratto, introduzione e conclusioni. La versione completa dell'articolo è disponibile in formato PDF.

Ufficiale di riferimento: IJMP-D completa. 16, Non. 6 (2007) pp. 983–1000.

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Astratto

L'ammorbidimento della afterglow GRB porta notevoli somiglianze con l'evoluzione della frequenza in un boom sonico. All'estremità anteriore del cono boom sonico, la frequenza è infinito, molto simile a un Gamma Ray Burst (GRB). All'interno del cono, la frequenza diminuisce rapidamente a intervalli infrasuoni e la sorgente sonora appare in due posti contemporaneamente, imitando le sorgenti doppio lobi radiofonici. Sebbene un “luminale” asta viola l'invarianza di Lorentz ed è pertanto vietato, si è tentati di definire i dettagli e confrontarli con i dati esistenti. Questa tentazione è ulteriormente esaltata dalla superluminality osservata negli oggetti celesti associati a sorgenti radio e alcuni GRB. In questo articolo, calcoliamo la variazione temporale e spaziale delle frequenze osservate da un boom del lume ipotetico e mostrare notevole somiglianza tra i nostri calcoli e le osservazioni attuali.

Introduzione

Un boom sonico si crea quando un oggetto che emette suono passa attraverso il mezzo più veloce della velocità del suono in quel mezzo. Come l'oggetto attraversa il mezzo, il suono che emette crea un fronte d'onda conico, come mostrato nella Figura 1. La frequenza del suono a questo fronte d'onda è infinita a causa dello spostamento Doppler. La frequenza dietro il fronte d'onda conico scende drasticamente e presto raggiunge la gamma infrasuoni. Questa evoluzione frequenza è notevolmente simile a afterglow evoluzione di una raffica di raggi gamma (GRB).

Sonic Boom
Figura 1:. L'evoluzione frequenza delle onde sonore a causa dell'effetto Doppler in moto supersonico. L'oggetto S supersonico si muove lungo la freccia. Le onde sonore sono "invertiti", dovuto al moto, in modo che le onde emesse in due punti differenti nell'unione traiettoria e raggiungono l'osservatore (a O) contemporaneamente. Quando il fronte d'onda colpisce l'osservatore, la frequenza è l'infinito. Dopo di che, la frequenza diminuisce rapidamente.

Gamma Ray Bursts sono molto brevi, ma intensi lampi di \gamma raggi nel cielo, dura da pochi millisecondi a diversi minuti, e sono attualmente creduto di emanare da collassi stellari catastrofici. I lampeggi brevi (le emissioni di prompt) sono seguiti da un bagliore di energie progressivamente più morbide. Così, iniziale \gamma I raggi vengono prontamente sostituiti da raggi X, luce e anche le onde a radiofrequenza. Questo ammorbidimento dello spettro è noto da parecchio tempo, ed è stata descritta per la prima utilizzando un'ipernova (bolide) modello. In questo modello, una palla di fuoco relativistica espansione produce la \gamma emissione, e lo spettro ammorbidisce la palla di fuoco si raffredda. Il modello calcola l'energia rilasciata nella \gamma regione 10^ {53}10^ {54} erg in pochi secondi. Questa uscita di energia è simile a circa 1000 volte l'energia totale rilasciata dal sole per tutta la sua vita.

Più di recente, un decadimento inverso della energia di picco con vari costante di tempo è stato usato per adattarsi empiricamente l'evoluzione temporale osservata della energia di picco utilizzando un modello collapsar. Secondo questo modello, GRB sono prodotte quando l'energia dei flussi altamente relativistici in crolli stellari sono dissipata, con conseguenti getti di radiazione angolati correttamente rispetto alla nostra linea di vista. Il modello collapsar stima una produzione di energia più basso perché il rilascio di energia non è isotropo, ma concentrate lungo i getti. Tuttavia, il tasso degli eventi collapsar deve essere corretto per la frazione di angolo solido entro il quale i getti di radiazione possono apparire come GRB. GRB sono osservati o meno al ritmo di una volta al giorno. Così, il tasso atteso di eventi catastrofici che alimentano i GRB è dell'ordine di 10^410^6 al giorno. A causa di questa relazione inversa tra il tasso e la produzione di energia stimata, l'energia totale rilasciata per osservata GRB rimane la stessa.

Se pensiamo di un GRB come un effetto simile al boom sonico in moto supersonico, il fabbisogno energetico cataclisma assunto diventa superflua. Un'altra caratteristica della nostra percezione dell'oggetto supersonico è che sentiamo la sorgente sonora in due posizione diversa come lo stesso tempo, come illustrato nella figura 2. Questo effetto curioso avviene perché le onde sonore emesse in due punti differenti nella traiettoria dell'oggetto supersonico raggiungono l'osservatore nello stesso istante nel tempo. Il risultato finale di questo effetto è la percezione di una coppia simmetricamente sfuggente delle sorgenti sonore, che, nel mondo luminale, è una buona descrizione di sorgenti radio simmetrici (Doppia fonte Radio Associata con nucleo galattico o DRAGN).

superluminality
Figura 2:. L'oggetto sta volando da a A attraverso e B a velocità supersonica costante. Immaginate che l'oggetto emette suono durante il suo viaggio. Il suono emesso al punto (che è vicino il punto di massimo avvicinamento B) raggiunge l'osservatore a O prima che il suono emesso in precedenza a . L'istante in cui il suono in un punto precedente raggiunge l'osservatore, il suono emesso in un punto molto più tardi A raggiunge anche O. Così, il suono emesso a A e raggiunge l'osservatore allo stesso tempo, dando l'impressione che l'oggetto è in questi due punti contemporaneamente. In altre parole, l'osservatore sente due oggetti in movimento da piuttosto che un oggetto reale.

Radio Sources sono tipicamente simmetrico e sembrano associati con nuclei galattici, attualmente considerati manifestazioni di singolarità spazio-temporali o stelle di neutroni. Diverse classi di tali oggetti associati con Active Galactic Nuclei (AGN) sono stati trovati negli ultimi 50 anni. Figura 3 mostra la galassia della radio Cygnus A, un esempio di una tale sorgente radio e uno degli oggetti più luminosi radiofoniche. Molte delle sue caratteristiche sono comuni alla maggior parte delle sorgenti radio extragalattiche: i doppi lobi simmetrici, un'indicazione di un nucleo, un aspetto di getti che alimentano i lobi e gli hotspot. Alcuni ricercatori hanno segnalato caratteristiche più dettagliate cinematiche, quali il corretto movimento dei punti caldi nei lobi.

Sorgenti radio simmetriche (galattica o extragalattica) e GRB possono apparire fenomeni completamente distinti. Tuttavia, loro nuclei mostrano una evoluzione temporale simile a l'energia di picco, ma con molto diverse costanti di tempo. Gli spettri di GRB rapidamente evolvere da \gamma regione a un afterglow ottico o addirittura RF, simile all'evoluzione spettrale dei punti caldi di una sorgente radio mentre si spostano dal nucleo ai lobi. Altre somiglianze hanno cominciato ad attirare l'attenzione negli ultimi anni,.

Questo articolo esplora le somiglianze tra un ipotetico “luminale” braccio e questi due fenomeni astrofisici, anche se un tale boom del lume è vietato dalla invarianza di Lorentz. Trattare GRB come una manifestazione di un ipotetico risultato del boom luminali in un modello che unisce questi due fenomeni e fa previsioni dettagliate delle loro cinematica.

CygA
Figura 3:.Il getto radio e lobi nella radio galassia hyperluminous Cygnus A. I punti caldi nei due lobi, la regione di nucleo ei getti sono chiaramente visibili. (Riprodotto da una cortesia un'immagine della NRAO / AUI.)

Conclusioni

In questo articolo, abbiamo guardato l'evoluzione spazio-temporale di un oggetto supersonico (sia nella sua posizione e la frequenza del suono che sentiamo). Abbiamo dimostrato che ricorda da vicino GRB e DRAGNs se dovessimo estendere i calcoli alla luce, anche se un boom luminale richiederebbe moto superluminale ed è quindi vietato.

Questa difficoltà, nonostante, abbiamo presentato un modello unificato per Gamma Ray Bursts e jet come sorgenti radio basato su moto superluminale rinfusa. Abbiamo dimostrato che un singolo oggetto superluminale volo attraverso il nostro campo visivo appare a noi come la separazione simmetrica di due oggetti da un nucleo fisso. Usando questo fatto come il modello per getti simmetrici e GRB, abbiamo spiegato loro caratteristiche cinematiche quantitativamente. In particolare, abbiamo mostrato che l'angolo di separazione dei punti caldi era parabolico nel tempo, e redshift dei due punti caldi erano quasi uguali tra loro. Anche il fatto che gli spettri dei punti caldi sono nella regione di frequenza radio è spiegata assumendo movimento hyperluminal e il conseguente spostamento verso il rosso della radiazione di corpo nero di una tipica stella. L'evoluzione temporale della radiazione di corpo nero di un oggetto superluminale è completamente compatibile con l'ammorbidimento degli spettri osservato in GRB e sorgenti radio. In aggiunta, il nostro modello spiega perché non vi è significativo spostamento verso il blu alle regioni centrali di sorgenti radio, perché sorgenti radio sembrano essere associati a galassie ottici e perché GRB appaiono in punti casuali senza indicazione anticipata del loro aspetto imminente.

Anche se non affronta le questioni di Energetica (l'origine di superluminality), il nostro modello presenta un'opzione interessante in base a come vorremmo percepire moto superluminale ipotetico. Abbiamo presentato una serie di previsioni e rispetto loro di dati esistenti provenienti da DRAGNs e GRB. Le caratteristiche come l'azzurro del nucleo, simmetria dei lobi, il transitorio \gamma e scoppia X-Ray, l'evoluzione di misura degli spettri lungo il getto di tutto trovare spiegazioni semplici e naturali di questo modello come effetti percettivi. Incoraggiato da questo successo iniziale, possiamo accettare il nostro modello basato sul braccio del lume come un modello di lavoro per questi fenomeni astrofisici.

Deve essere sottolineato che gli effetti percettivi possono mascherarsi come apparenti violazioni della fisica tradizionale. Un esempio di tale effetto è il moto superluminale apparente, che è stato spiegato e previsto nel contesto della teoria della relatività ristretta, anche prima che fosse effettivamente osservato. Anche se l'osservazione del moto superluminale è stato il punto di partenza dietro il lavoro presentato in questo articolo, è affatto un'indicazione della validità del nostro modello. La somiglianza tra un boom sonico e un boom del lume ipotetico in evoluzione spazio-temporale e spettrale è presentato qui come un curioso, anche se probabilmente alienato, basi per il nostro modello.

Una lattina, tuttavia, sostenere che la teoria speciale della relatività (SR) non affronta superluminality e, pertanto, bracci di movimento e luminali superluminali non siano incompatibili con SR. Come evidenziato dalle dichiarazioni di carta originale di Einstein di apertura, la motivazione primaria per SR è una formulazione covariante delle equazioni di Maxwell, che richiede una trasformazione di coordinate derivata basata in parte sul tempo di viaggio della luce (LTT) Effetti, e in parte dal presupposto che la luce viaggia alla stessa velocità rispetto a tutti i sistemi inerziali. Nonostante questa dipendenza da LTT, gli effetti LTT sono attualmente assunti da applicare in uno spazio-tempo che obbedisce SR. SR è una ridefinizione dello spazio e del tempo (o, più in generale, realtà) al fine di accogliere i suoi due postulati fondamentali. Può essere che ci sia una struttura più profonda di spazio-tempo, di cui SR è solo la nostra percezione, filtrato attraverso gli effetti LTT. Con trattandoli come un'illusione ottica da applicare in uno spazio-tempo che obbedisce SR, possiamo essere doppio contarli. Possiamo evitare il doppio conteggio da districare la covarianza delle equazioni di Maxwell dalla parte di coordinate trasformazioni di SR. Trattare gli effetti LTT separatamente (senza attribuire loro conseguenze per la natura fondamentale dello spazio e del tempo), possiamo ospitare superluminality ed ottenere eleganti spiegazioni dei fenomeni astrofisici descritti in questo articolo. La nostra spiegazione unificata per GRB e sorgenti radio simmetriche, pertanto, ha implicazioni di vasta portata come la nostra conoscenza di base della natura dello spazio e del tempo.


Foto di NASA Goddard foto e video

The Big Bang Theory

I am a physicist, but I don’t quite understand the Big Bang theory. Let me tell you why.

The Big Bang theory says that the whole universe started from a “singularity” — a single point. The first question then is, a single point where? It is not a single point “in space” because the whole space was a single point. The Discovery channel would put it fancifully that “the whole universe could fit in the palm of your hand,” which of course it could not. Your palm would also be a little palm inside the little universe in that single point.

The second question is, if the whole universe was inside one point, what about all the points around it? Physicists would advise you not to ask such stupid questions. Non sentirti male, they have asked me to shut up as well. Some of them may kindly explain that the other points may be parallel universes. Others may say that there are no “other” punti. They may point out (as Steven Weinberg does in The Dreams of a Final Theory) that there is nothing more to the north of the North Pole. I consider this analogy more of a semantic argument than a scientific one, but let’s buy this argument for now.

The next hurdle is that the singularity is in space-time — not merely in space. So before the Big Bang, there was no time. Scusate, there was no “prima!” This is a concept that my five year old son has problems with. Di nuovo, the Big Bang cosmologist will point out that things do not necessarily have to continue backwards — you may think that whatever temperature something is at, you can always make it a little colder. But you cannot make it colder than absolute zero. Vero, vero; but is temperature the same as time? Temperature is a measure of hotness, which is an aggregate of molecular speeds. And speed is distance traveled in unit time. Time again. Hmmm….

I am sure it is my lack of imagination or incompleteness of training that is preventing me from understanding and accepting this Big Bang concept. But even after buying the space-time singularity concept, other difficulties persist.

Firstly, if the whole universe is at one point at one time, one would naively expect it to make a super-massive black hole from which not even light can escape. Clearly then, the whole universe couldn’t have banged out of that point. But I’m sure there is a perfectly logical explanation why it can, just that I don’t know it yet. May be some of my readers will point it out to me?

Secondo, what’s with dark matter and dark energy? The Big Bang cosmology has to stretch itself a bit with the notion of dark energy to account for the large scale dynamics of the observed universe. Our universe is expanding (or so it appears) at an accelerating rate, which can only be accounted for by assuming that there is an invisible energy pushing the galaxies apart. Within the galaxies themselves, stars are moving around as though there is more mass than we can see. This is the so called dark matter. Sebbene “dark” signifies invisible, a me, it sounds as though we are in the dark about what these beasts are!

The third trouble I have is the fact that the Big Bang cosmology violates special relativity (SR). This little concern of mine has been answered in many different ways:

  • One answer is that general relativity “trumps” SR — if there are conflicting predictions or directives from these two theories, I was advised to always trust GR.
  • Oltre a, SR applies only to local motion, like spaceships whizzing past each other. Non-local events do not have to obey SR. This makes me wonder how events know whether they are local or not. Bene, that was bit tongue in cheek. I can kind of buy this argument (based on curvature of space-time perhaps becoming significant at large distances), although the non-scientific nature of local-ness makes me uneasy. (During the inflationary phase in the Big Bang theory, were things local or non-local?)
  • Third answer: In the case of the Big Bang, the space itself is expanding, hence no violation of SR. SR applies to motion through space. (Wonder if I could’ve used that line when I got pulled over on I-81. “Officer, I wasn’t speeding. Just that the space in between was expanding a little too fast!”)

Speaking of space expanding, it is supposed to be expanding only in between galaxies, not within them, apparentemente. I’m sure there is a perfectly logical explanation why, probably related to the proximity of masses or whatnot, but I’m not well-versed enough to understand it. In fisica, disagreement and skepticism are always due to ignorance. But it is true that I have no idea what they mean when they say the space itself is expanding. If I stood in a region where the space was expanding, would I become bigger and would galaxies look smaller to me?

Note that it is necessary for space to expand only between galaxies. If it expanded everywhere, from subatomic to galactic scales, it would look as though nothing changed. Hardly satisfying because the distant galaxies do look as though they are flying off at great speeds.

I guess the real question is, what exactly is the difference between space expanding between two galaxies and the two galaxies merely moving away from each other?

One concept that I find bizarre is that singularity doesn’t necessarily mean single point in space. It was pointed out to me that the Big Bang could have been a spread out affair — thinking otherwise was merely my misconception, because I got confused by the similarity between the words “singularity” and single.

People present the Big Bang theory in physics pretty much like Evolution in biology, implying the same level of infallibility. But I feel that it is disingenuous to do that. Per me, it looks as though the theory is so full of patchwork, such a mathematical collage to cook up something that is consistent with GR that it is hard to imagine that it corresponds to anything real (ignorando, for the moment, my favorite question — ciò che è reale?) But popular writers have embraced it. Per esempio, Ray Kurzweil and Richard Dawkins put it as a matter of fact in their books, lending it a credence that it perhaps doesn’t merit.

Vincoli di Perception and Cognition in fisica relativistica

Questo post è una versione online ridotta del mio articolo che appare in Galilea Elettrodinamica nel mese di novembre, 2008. [Arbitro: Elettrodinamica galileiani, Volo. 19, Non. 6, Nov / Dic 2008, pp: 103–117] ()

Neuroscienze cognitive tratta spazio e il tempo come rappresentazione del nostro cervello dei nostri input sensoriali. In questa visione, la nostra realtà percettiva è solo una mappatura lontana e conveniente dei processi fisici che causano gli input sensoriali. Il suono è una mappatura di input uditivi, e lo spazio è una rappresentazione di input visivi. Qualsiasi limitazione nella catena di rilevamento ha una specifica manifestazione sulla rappresentazione cognitiva che è la nostra realtà. Una limitazione fisica del nostro rilevamento visivo è la velocità della luce è finita, che si manifesta come una struttura di base del nostro spazio-tempo. In questo articolo, guardiamo le conseguenze della velocità limitata della nostra percezione, cioè la velocità della luce, e dimostrare che sono molto simili alla trasformazione di coordinate nella relatività speciale. Da questa osservazione, e ispirato l'idea che lo spazio è semplicemente un modello cognitivo realizzato su ingressi di segnale di luce, esaminiamo le implicazioni di trattamento teoria della relatività speciale come formalismo per descrivere gli effetti percettivi a causa della velocità finita della luce. Usando questo quadro, dimostriamo che siamo in grado di unificare e spiegare una vasta gamma di astrofisica apparentemente estranei e dei fenomeni cosmologici. Una volta che identifichiamo le manifestazioni delle limitazioni nella nostra percezione e rappresentazione cognitiva, possiamo capire i conseguenti vincoli sul nostro spazio e tempo, portando ad una nuova comprensione di astrofisica e cosmologia.

Parole chiave: neuroscienze cognitive; realtà; relatività speciale; effetto della luce il tempo di viaggio; raggi gamma burst; radiazione cosmica di fondo.

1. Introduzione

La nostra realtà è una immagine mentale che il nostro cervello crea, partendo dai nostri input sensoriali [1]. Anche se questa mappa cognitiva è spesso considerata una immagine fedele delle cause fisiche che stanno dietro il processo di rilevamento, le cause stesse sono completamente diversa dall'esperienza percettiva di rilevamento. La differenza tra la rappresentazione cognitiva e le loro cause fisiche non è immediatamente evidente se consideriamo il nostro senso primario della vista. Ma, siamo in grado di apprezzare la differenza guardando i sensi olfattivi e uditivi perché possiamo usare il nostro modello cognitivo basato sulla vista per capire il funzionamento del 'minore’ sensi. Odori, che può apparire come una proprietà dell'aria che respiriamo, sono infatti la rappresentazione del nostro cervello delle firme chimiche che i nostri nasi percepiscono. Allo stesso modo, suono non è una proprietà intrinseca di un corpo vibrante, ma il meccanismo del nostro cervello per rappresentare le onde di pressione nell'aria che le nostre orecchie sentono. La Tabella I mostra la catena di cause fisiche del input sensoriale alla realtà finale come il cervello crea. Anche se le cause fisiche possono essere identificati per le catene olfattive e uditive, essi non sono facilmente distinguere per il processo visivo. Dal momento che la vista è il senso più potente che possediamo, siamo obbligati ad accettare la rappresentazione del nostro cervello di input visivi come la realtà fondamentale.

Mentre la nostra realtà visiva fornisce un quadro eccellente per le scienze fisiche, è importante rendersi conto che la realtà stessa è un modello con potenziali limitazioni fisiche o fisiologiche e distorsioni. La stretta integrazione tra la fisiologia della percezione e la sua rappresentazione nel cervello è stato dimostrato recentemente in un esperimento intelligente utilizzando l'illusione tattile imbuto [2]. Questa illusione si traduce in una singola sensazione tattile al punto focale al centro di un pattern stimolante anche se nessuno stimolo viene applicato in quel sito. Nell'esperimento, regione attivazione cerebrale corrisponde al punto focale in cui è stato percepito la sensazione, piuttosto che i punti in cui sono stati applicati i stimoli, dimostrando che il cervello percezioni registrato, non le cause fisiche della realtà percepita. In altre parole, per il cervello, non c'è differenza tra l'applicazione del modello di stimoli e applicando solo uno stimolo al centro del motivo. Il cervello associa gli input sensoriali alle regioni che corrispondono alla loro percezione, piuttosto che le regioni che fisiologicamente corrispondono agli stimoli sensoriali.

Senso modalità: Causa fisica: Segnale rilevato: Il modello di Cervello:
Olfattivo Chimica Le reazioni chimiche Smells
Uditorio Vibrazioni Onde di pressione Suoni
Visivo Sconosciuto Luce Spazio, tempo
realtà

Tabella I: La rappresentazione del cervello di input sensoriali diversi. Gli odori sono una rappresentazione della composizione chimica e la concentrazione nostri sensi naso. Suoni sono una mappatura delle onde di pressione aria prodotta da un oggetto vibrante. In vista, non conosciamo la realtà fisica, la nostra rappresentazione è lo spazio, e forse il tempo.

La localizzazione neurologica dei diversi aspetti della realtà è stata stabilita in neuroscienze da studi lesioni. La percezione del movimento (e la conseguente base del nostro senso del tempo), per esempio, viene così localizzato che una piccola lesione può cancellare completamente. Casi di pazienti con tale perdita specifica di una parte della realtà [1] illustrare il fatto che la nostra esperienza della realtà, ogni aspetto, è infatti una creazione del cervello. Spazio e tempo sono aspetti della rappresentazione cognitiva nel nostro cervello.

Lo spazio è un esperienza percettiva molto simile suono. I confronti tra le modalità uditive e visive di rilevamento possono essere utili per comprendere i limiti dei loro rappresentazioni nel cervello. Una limitazione è i campi di ingresso degli organi sensoriali. Le orecchie sono sensibili nella gamma di frequenza 20Hz-20kHz, e gli occhi sono limitati allo spettro visibile. Un'altra limitazione, che possono esistere in individui specifici, è una rappresentazione inadeguata degli ingressi. Tale limitazione può portare a tono-sordità e cecità ai colori, per esempio. La velocità della modalità senso introduce anche un effetto, come l'intervallo di tempo tra il vedere un evento e sentire il suono corrispondente. Per la percezione visiva, conseguenza della velocità finita della luce è chiamata un tempo di percorrenza della luce (LTT) effetto. LLT offre una possibile interpretazione per il moto superluminale osservata in alcuni oggetti celesti [3,4]: quando un oggetto si avvicina l'osservatore ad un angolo basso, può sembrare a muoversi molto più velocemente di quanto la realtà [5] a causa di LTT.

Altre conseguenze degli effetti LTT nella nostra percezione sono molto simili alla trasformazione di coordinate della teoria della relatività speciale (SRT). Esse comprendono una contrazione apparente di un oggetto che si allontana lungo la sua direzione di movimento e un effetto di dilatazione temporale. Inoltre, un oggetto sfuggente può mai apparire per andare più veloce della velocità della luce, anche se la sua velocità reale è superluminale. Mentre SRT non esplicitamente vieta lo, superluminality si intende portare a viaggiare nel tempo e le conseguenti violazioni della causalità. Un apparente violazione di causalità è una delle conseguenze di LTT, quando l'oggetto superluminale si avvicina l'osservatore. Tutti questi effetti LTT sono molto simili agli effetti previsti dalla SRT, e sono attualmente adottata come 'conferma’ che lo spazio-tempo obbedisce SRT. Ma invece, spazio-tempo può avere una struttura più profonda che, quando filtrata attraverso gli effetti LTT, risultati nel percezione che lo spazio-tempo obbedisce SRT.

Una volta che accettiamo la visione delle neuroscienze della realtà come rappresentazione dei nostri input sensoriali, possiamo capire perché la velocità di figure di luce in modo predominanti nella nostra teorie fisiche. Le teorie della fisica sono la descrizione della realtà. La realtà è creato delle letture dai nostri sensi, soprattutto i nostri occhi. Lavorano alla velocità della luce. Così la santità accordata alla velocità della luce è una caratteristica unica di il nostro realtà, non l'assoluto, realtà ultima che i nostri sensi si sforzano di percepire. Quando si tratta di fisica che descrive i fenomeni ben oltre le nostre gamme sensoriali, dobbiamo veramente prendere in considerazione il ruolo che la nostra percezione e il gioco cognizione di vederli. L'universo come lo vediamo è solo un modello cognitivo creato dal fotoni che cadono sulla nostra retina o delle foto-sensori del telescopio Hubble. A causa della velocità finita del vettore di informazioni (cioè fotoni), la nostra percezione è distorta in modo tale da darci l'impressione che lo spazio e il tempo obey SRT. Fanno, ma spazio e tempo non sono la realtà assoluta. “Spazio e tempo sono le modalità con cui pensiamo e non le condizioni in cui viviamo,” come Einstein stesso ha messo. Trattare la nostra realtà percepita come rappresentazione del nostro cervello dei nostri input visivi (filtrata attraverso l'effetto LTT), vedremo che tutti gli strani effetti della trasformazione di coordinate in SRT possono essere intesi come le manifestazioni della velocità finita dei nostri sensi nel nostro spazio e nel tempo.

Inoltre, mostreremo che questa linea di pensiero porta a spiegazioni naturali per le due classi di fenomeni astrofisici:

Gamma Ray Bursts, che sono molto breve, ma intensi lampi di \gamma Raggi, attualmente creduto di emanare da collassi stellari catastrofici, e Radio Sources, che sono tipicamente simmetrico e sembrano associati a nuclei galattici, attualmente considerati manifestazioni di singolarità spazio-temporali o stelle di neutroni. Questi due fenomeni astrofisici appaiono distinti e non collegati, ma possono essere unificate e spiegate con effetti LTT. Questo articolo presenta un modello quantitativo tale unificato. Si mostrerà anche che le limitazioni cognitive alla realtà a causa degli effetti LTT in grado di fornire spiegazioni qualitativi per tali caratteristiche cosmologiche come l'apparente espansione dell'Universo e il Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR). Entrambi questi fenomeni possono essere intesi come relativi alla nostra percezione degli oggetti superluminali. E 'l'unificazione di questi fenomeni apparentemente distinti a molto diverse scale di lunghezza e di tempo, insieme con la sua semplicità concettuale, che teniamo come gli indicatori di validità di questo quadro.

2. Somiglianze tra gli effetti LTT & SRT

La trasformazione di coordinate derivata in carta originale di Einstein [6] è, in parte, una manifestazione degli effetti LTT e la conseguenza di imporre la costanza della velocità della luce in tutti i sistemi inerziali. Questo è più evidente nel primo esperimento pensiero, dove osservatori in movimento con una bacchetta di trovare i loro orologi non sincronizzati a causa della differenza di LTT del lungo la lunghezza dell'asta. Tuttavia, nella interpretazione corrente SRT, la trasformazione delle coordinate è considerata una proprietà fondamentale di spazio e tempo. Una difficoltà che deriva da questa formulazione è che la definizione della velocità relativa tra i due sistemi inerziali diventa ambiguo. Se è la velocità del movimento telaio misurata dall'osservatore, poi il moto superluminale osservata in getti radio a partire dalla zona di nucleo diventa una violazione di SRT. Se è una velocità che dobbiamo dedurre considerando effetti LTT, allora dobbiamo utilizzare l'extra ad-hoc presupposto che superluminality è vietato. Queste difficoltà suggeriscono che potrebbe essere meglio distinguere gli effetti LTT dal resto della SRT. Sebbene non tentato in questo documento, la motivazione primaria per SRT, ossia la covarianza delle equazioni di Maxwell, può essere realizzato anche senza attribuire effetti LTT alle proprietà di spazio e tempo.

In questa sezione, considereremo spazio e tempo come una parte del modello cognitivo creata dal cervello, e che illustrano SRT applica al modello cognitivo. La realtà assoluta (di cui lo spazio-tempo SRT-like è la nostra percezione) non deve obbedire alle restrizioni della SRT. In particolare, oggetti non sono limitate a velocità subluminal, anche se possono apparire a noi come se si sono limitate a velocità subluminal nella nostra percezione dello spazio e del tempo. Se noi distinguere gli effetti LTT dal resto della SRT, siamo in grado di capire una vasta gamma di fenomeni, come mostrato in questo articolo.

SRT cerca trasformazione di coordinate lineare tra sistemi di coordinate in moto rispetto ad ogni altra. Possiamo rintracciare l'origine di linearità di un assunto nascosto sulla natura dello spazio e di tempo insiti nel SRT, come affermato da Einstein [6]: “In primo luogo è evidente che le equazioni devono essere lineari a causa delle proprietà di omogeneità che attribuiamo allo spazio e tempo.” A causa di questa ipotesi di linearità, la derivazione originale delle equazioni di trasformazione ignora l'asimmetria tra avvicinamento e allontana gli oggetti e si concentra sulla sfuggente oggetti. Entrambi gli oggetti che si avvicinano e si allontanano possono essere descritti da due sistemi di coordinate che sono sempre allontanarsi l'una dall'altra. Per esempio, se un sistema K è mobile rispetto ad un altro sistema a lungo l'asse X positivo a, poi un oggetto a riposo in K ad un positivo x Si avvicina un osservatore all'origine della a. A differenza di SRT, considerazioni basate sugli effetti LTT producono intrinsecamente diverso insieme di leggi di trasformazione per gli oggetti che si avvicinano un osservatore e quelli allontanarsi da lui. Più in generale, la trasformazione dipende dall'angolo tra la velocità dell'oggetto e la linea dell'osservatore di vista. Poiché le equazioni di trasformazione sulla base di effetti LTT trattano i avvicina e allontana gli oggetti asimmetricamente, essi forniscono una soluzione naturale per il paradosso dei gemelli, per esempio.

2.1 Primo Ordine percettive Effetti

Per avvicinarsi e allontanarsi oggetti, gli effetti relativistici sono secondo ordine in velocità \beta, e la velocità di solito appare come \sqrt{1-\beta^2}. Gli effetti LTT, d'altronde, sono primo ordine in velocità. I primi effetti di ordine sono stati studiati negli ultimi 50 anni in termini di aspetto di un corpo esteso relativistica in movimento [7-15]. È stato anche suggerito che l'effetto Doppler relativistico può essere considerata la media geometrica [16] calcoli dei più basilari. La convinzione attuale è che i primi effetti di ordine sono una illusione ottica di essere portato fuori della nostra percezione della realtà. Una volta che questi effetti sono prese o 'deconvolved’ dalle osservazioni, la 'vera’ spazio e tempo si ipotizza che obbedire SRT. Si noti che questa ipotesi è impossibile verificare perché la deconvoluzione è un problema mal posto – ci sono molteplici soluzioni alla realtà assoluta che tutto risultato nella stessa immagine percettiva. Non tutte le soluzioni obbediscono SRT.

L'idea che è la realtà assoluta che obbedisce uscieri SRT in un problema più profondo filosofico. Questa nozione equivale a insistendo sul fatto che lo spazio e il tempo sono in realtà intuizioni '’ oltre la percezione sensoriale piuttosto che un quadro conoscitivo creato dal nostro cervello fuori degli ingressi sensoriali che riceve. Una critica formale delle intuizioni kantiane dello spazio e del tempo è oltre la portata di questo articolo. Qui, prendiamo la posizione che è la nostra realtà osservata o percepita che obbedisce SRT ed esplorare dove ci porta. In altre parole, assumiamo che SRT non è altro che una formalizzazione degli effetti percettivi. Questi effetti non sono primo ordine in velocità quando l'oggetto non si avvicina direttamente (o retrocedere da) l'osservatore, come vedremo più avanti. Mostreremo in questo articolo che un trattamento di SRT come effetto percettivo ci darà soluzione naturale per fenomeni astrofisici come i lampi di raggi gamma e getti radio simmetriche.

2.2 Percezione della velocità

Per prima cosa guardiamo a come la percezione del movimento è modulata da effetti LTT. Come sottolineato in precedenza, le equazioni di trasformazione di SRT trattare solo oggetti allontanarsi dall'osservatore. Per questo motivo, per prima cosa consideriamo un oggetto sfuggente, volare lontano dall'osservatore a una velocità \beta dell'oggetto dipende dalla velocità reale b (come indicato nell'appendice A.1):


\beta_O ,=, \frac{\beta}{1,+,\beta}            (1)
\lim_{\beta\to\infty} \beta_O ,=, 1           (2)

Così, a causa di effetti LTT, una velocità reale infinito viene mappato a una velocità apparente \beta_O=1. In altre parole, nessun oggetto può apparire viaggiare più veloce della velocità della luce, del tutto coerente con la SRT.

Fisicamente, questo limite di velocità apparente pari a una mappatura di c a \infty. Questa mappatura è più evidente nelle sue conseguenze. Per esempio, ci vuole una quantità infinita di energia per accelerare un oggetto ad una velocità apparente \beta_O=1 perché, in realtà, stiamo accelerando ad una velocità infinita. Questo requisito energia infinita può essere visto anche come il cambiamento di massa relativistica velocità, raggiungendo \infty a \beta_O=1. Einstein ha spiegato questa mappatura come: “Per velocità superiori a quella della luce nostre deliberazioni diventano prive di significato; We Shall, tuttavia, In quanto segue, che la velocità della luce nella nostra teoria gioca la parte, fisicamente, di un infinitamente grande velocità.” Così, per gli oggetti si allontanano dall'osservatore, gli effetti di LTT sono quasi identiche alle conseguenze della SRT, in termini di percezione di velocità.

2.3 Dilatazione del tempo
Dilatazione del tempo
Figure 1
Figura 1:. Confronto tra il tempo di percorrenza della luce (LTT) effetti e le previsioni della teoria della relatività speciale (SR). L'asse X è la velocità apparente e l'asse Y indica la dilatazione tempo relativo o contrazione della lunghezza.

Effetti LTT influenzano il modo in cui al momento l'oggetto in movimento è percepito. Immaginate un oggetto si allontana dall'osservatore a velocità costante. Mentre si allontana, le successive fotoni emessi dall'oggetto richiedono sempre più tempo per raggiungere l'osservatore perché sono emessi a sempre più lontano. Questo ritardo tempo di percorrenza dà all'osservatore l'illusione che il tempo scorre più lento per l'oggetto in movimento. Si può facilmente dimostrare (vedi Appendice A.2) che l'intervallo di tempo osservato \Delta t_O è relativo all'intervallo di tempo reale \Delta t come:


  \frac{\Delta t_O}{\Delta t} ,=, \frac{1}{1-\beta_O}          (3)

per un oggetto si allontana dall'osservatore (\theta=\pi). Questa volta dilatazione osservato è tracciata nella fig. 1, dove viene confrontato con la dilatazione tempo previsto in SR. Si noti che la dilatazione del tempo a causa di LTT ha una grandezza più grande di quello previsto in SR. Tuttavia, la variazione è simile, con entrambe le dilatazioni temporali tendente \infty come la velocità osservata tende a c.

2.4 Lunghezza Contrazione

La lunghezza di un oggetto in movimento appare anche differente dovuto effetti LTT. Si può dimostrare (vedere Appendice A.3) quella lunghezza osservata d_O come:


\frac{d_O}{d} ,=, {1-\beta_O}           (4)

per un oggetto che si allontana dall'osservatore con velocità apparente di \beta_O. Questa equazione è anche rappresentato nel grafico della Fig.. 1. Si noti ancora una volta che gli effetti LTT sono più forti di quelli previsti in SRT.

Fico. 1 illustra che sia la dilatazione dei tempi e contrazione di Lorentz possono essere considerati come effetti LTT. Mentre le grandezze reali del LTT effetti sono più grandi di quanto prevede SRT, loro dipendenza qualitativo sulla velocità è quasi identico. Questa somiglianza non è sorprendente perché la trasformazione di coordinate in SRT si basa in parte sugli effetti LTT. Se gli effetti LTT devono essere applicate, come un'illusione ottica, in cima alle conseguenze di SRT come attualmente ritenuto, il totale osservato lunghezza contrazione e dilatazione dei tempi sarà significativamente superiore alle previsioni SRT.

2.5 Doppler shift
Il resto di questo articolo (sezioni fino a conclusioni) è stata abbreviata e può essere letto in versione PDF.
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5 Conclusioni

In questo articolo, abbiamo iniziato con una visione di neuroscienze cognitive circa la natura della realtà. La realtà è una rappresentazione conveniente che il nostro cervello crea dal nostro input sensoriali. Questa rappresentazione, però conveniente, è una mappatura esperienziale incredibilmente lontano delle cause fisiche reali che compongono gli ingressi ai nostri sensi. Inoltre, limitazioni nella catena di rilevamento e la percezione mappa per manifestazioni misurabili e prevedibili alla realtà che percepiamo. Un tale vincolo fondamentale per la nostra realtà percepita è la velocità della luce, e le manifestazioni corrispondenti, Effetti LTT. Poiché lo spazio e il tempo sono parte di una realtà creata su input della luce ai nostri occhi, alcune delle loro proprietà sono manifestazioni di effetti LTT, soprattutto sulla nostra percezione del movimento. L'assoluto, realtà fisica generare gli ingressi di luce non obbedisce le proprietà che attribuiamo al nostro spazio e il tempo percepito. Abbiamo mostrato che gli effetti LTT sono qualitativamente identici a quelli di SRT, rilevando che SRT considera solo quadri di riferimento allontanarsi l'una dall'altra. Questa somiglianza non è sorprendente in quanto la trasformazione di coordinate in SRT è derivato basato in parte su effetti LTT, e in parte dal presupposto che la luce viaggia alla stessa velocità rispetto a tutti i sistemi inerziali. In trattandolo come una manifestazione di LTT, noi non affrontiamo la motivazione primaria di SRT, che è una formulazione covariante delle equazioni di Maxwell, come testimoniano le dichiarazioni di carta originale di Einstein apertura [6]. Può essere possibile distinguere la covarianza di elettrodinamica dalla trasformazione di coordinate, anche se non viene tentata in questo articolo.

A differenza di SRT, Effetti LTT sono asimmetrici. Questa asimmetria fornisce una risoluzione al paradosso dei gemelli e una interpretazione delle violazioni di causalità assunti associati superluminality. Inoltre, la percezione di superluminality è modulata da effetti LTT, e spiega g lampi di raggi e getti simmetrici. Come abbiamo mostrato in questo articolo, percezione del movimento superluminale detiene anche una spiegazione dei fenomeni cosmologici, come l'espansione dell'Universo e la radiazione cosmica di fondo. Effetti LTT devono essere considerati come un vincolo fondamentale nella nostra percezione, e di conseguenza in fisica, piuttosto che come una spiegazione conveniente per fenomeni isolato. Dato che la nostra percezione è filtrata attraverso gli effetti LTT, dobbiamo deconvolute loro dalla nostra realtà percepita, al fine di comprendere la natura della assoluta, realtà fisica. Questo deconvoluzione, tuttavia, Risultati in più soluzioni. Così, l'assoluto, la realtà fisica è al di là della nostra portata, e qualsiasi assunto proprietà della realtà assoluta possono essere convalidate solo attraverso quanto bene la risultante percepita la realtà è d'accordo con le nostre osservazioni. In questo articolo, abbiamo ipotizzato che l' assoluto realtà obbedisce nostri intuitivamente ovvi meccanica classica e ha chiesto la questione di come una tale realtà sarebbe percepito quando filtrata attraverso gli effetti LTT. Abbiamo dimostrato che questo particolare trattamento potrebbe spiegare certa astrofisica e cosmologica fenomeni che osserviamo. La distinzione tra le diverse nozioni di velocità, compresa la corretta velocità e la velocità einsteiniana, è stata oggetto di un recente numero di questa rivista [33].

La trasformazione di coordinate in SRT dovrebbe essere considerato come una ridefinizione dello spazio e del tempo (o, più in generale, realtà) per ospitare le distorsioni nella nostra percezione del movimento a causa di effetti LTT. La realtà assoluta dietro la nostra percezione non è soggetto a restrizioni di SRT. Si può essere tentati di sostenere che SRT si applica al 'reale’ spazio e tempo, non la nostra percezione. Questa linea di ragionamento pone la domanda, ciò che è reale? La realtà non è altro che un modello cognitivo creata nel nostro cervello a partire dai nostri input sensoriali, input visivi essendo il più significativo. Spazio stesso è una parte di questo modello cognitivo. Le proprietà dello spazio sono una mappatura dei vincoli della nostra percezione. Noi non abbiamo accesso a una realtà oltre la nostra percezione. La scelta di accettare la nostra percezione come una vera immagine della realtà e ridefinire lo spazio e il tempo, come descritto nella SRT infatti equivale a una scelta filosofica. L'alternativa presentata in questo articolo è richiesto dalla vista in moderne neuroscienze che la realtà è un modello cognitivo del cervello basato sui nostri input sensoriali. Adottando questa alternativa ci riduce a indovinare la natura della realtà assoluta e confrontando la sua proiezione previsto alla nostra percezione reale. Essa può semplificare e chiarire alcune teorie in fisica e spiegare alcuni fenomeni sconcertanti nel nostro Universo. Tuttavia, questa opzione è ancora un'altra posizione filosofica contro la realtà assoluta inconoscibile.

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L'Unreal Universe — Vedere la luce in Scienza e Spiritualità

Sappiamo che il nostro universo è un po 'irreale. Le stelle che vediamo nel cielo notturno, per esempio, non sono veramente lì. Essi possono essere spostati o addirittura morti per il momento si arriva a vederli. Questo ritardo è dovuto al tempo necessario per la luce delle stelle e galassie lontane raggiungerci. Sappiamo di questo ritardo.

Lo stesso ritardo di vedere è una manifestazione meno noto nel nostro modo di percepire oggetti in movimento. Si distorce la nostra percezione tale che qualcosa che viene verso di noi guarderemmo come se è in arrivo più veloce. Per quanto strano possa sembrare, questo effetto è stato osservato in studi astrofisici. Alcuni dei corpi celesti guardano come se si stanno muovendo più volte la velocità della luce, mentre la loro “reale” velocità è probabilmente molto più basso.

Ora, questo effetto solleva una questione interessante–quello che è il “reale” velocità? Se vedere per credere, la velocità vediamo dovrebbe essere la velocità reale. Poi di nuovo, sappiamo che l'effetto tempo di viaggio della luce. Quindi dovremmo correggere la velocità che vediamo prima di credere che. Che poi fa “vedere” dire? Quando diciamo che vediamo qualcosa, che cosa significa realmente?

Luce in Fisica

Seeing coinvolge luce, ovviamente. La velocità finita di influenze di luce e distorce il nostro modo di vedere le cose. Questo fatto difficilmente dovrebbe essere una sorpresa, perché sappiamo che le cose non sono come li vediamo. Il sole che noi vediamo è già otto minuti vecchio per il momento vediamo. Questo ritardo non è un grosso problema; se vogliamo sapere cosa sta succedendo al sole adesso, tutto quello che dobbiamo fare è aspettare per otto minuti. Noi, ciò nonostante, dovere “corretto” per le distorsioni nella nostra percezione a causa della velocità finita della luce prima che possiamo fidarci di ciò che vediamo.

Ciò che sorprende (e raramente evidenziato) è che quando si tratta di rilevamento del movimento, Non siamo in grado di back-calcolare nello stesso modo prendiamo il ritardo nel vedere il sole. Se vediamo un corpo celeste si muove ad una improbabile alta velocità, Non siamo in grado di capire quanto velocemente e in quale direzione è “davvero” muoversi senza fare ulteriori ipotesi. Un modo di gestire questa difficoltà è quella di attribuire gli distorsioni nella nostra percezione delle proprietà fondamentali dell'arena della fisica — spazio e tempo. Un altro corso di azione è quello di accettare la disconnessione tra la nostra percezione e il sottostante “realtà” e trattare con esso in qualche modo.

Einstein ha scelto il primo percorso. Nel suo articolo pionieristico oltre un centinaio di anni fa, ha introdotto la teoria della relatività speciale, in cui egli attribuiva le manifestazioni della velocità finita della luce per le proprietà fondamentali dello spazio e del tempo. Una idea centrale nella relatività speciale (SR) è che la nozione di simultaneità ha bisogno di essere ridefinito perché ci vuole un certo tempo per la luce da un evento in un luogo lontano per raggiungerci, e ci accorgiamo della manifestazione. Il concetto di “Ora” non ha molto senso, come abbiamo visto, quando si parla di un evento che accade sotto il sole, per esempio. Simultaneità è relativa.

Einstein definì simultaneità utilizzando gli istanti nel tempo abbiamo rilevare l'evento. Rivelazione, come egli definì, comporta un viaggio di andata e ritorno della luce simile al rilevamento radar. Inviamo la luce, e guardare il riflesso. Se la luce riflessa da due eventi ci raggiunge nello stesso istante, sono simultanei.
Un altro modo di definire simultaneità è con rilevamento — possiamo definire due eventi simultanei se la luce da essi ci raggiunge nello stesso istante. In altre parole, possiamo usare la luce generata dagli oggetti sotto osservazione invece di inviare luce per loro e guardando la riflessione.

Questa differenza può sembrare un cavillo hair-splitting, ma lo fa fare un'enorme differenza nelle previsioni che possiamo fare. Scelta di Einstein si traduce in un quadro matematico che ha molte proprietà desiderabili, rendendo in tal modo un ulteriore sviluppo elegante.

L'altra possibilità ha un vantaggio quando si tratta di descrivere gli oggetti in movimento perché corrisponde meglio di come noi li misuriamo. Non usiamo Radar per vedere le stelle in movimento; noi percepiamo solo la luce (o di altre radiazioni) provenienti da loro. Ma questa scelta di utilizzare un paradigma sensoriale, piuttosto che di rilevamento radar-like, per descrivere i risultati universo in un quadro matematico leggermente più brutto.

La differenza matematica genera diverse posizioni filosofiche, che a sua volta percolato alla comprensione della nostra immagine fisica della realtà. Come illustrazione, diamo un'occhiata a un esempio da astrofisica. Supponiamo di osservare (attraverso un radiotelescopio, per esempio) due oggetti nel cielo, all'incirca della stessa forma e le proprietà. L'unica cosa che sappiamo per certo è che le onde radio provenienti da due diversi punti nel cielo raggiungono il radiotelescopio nello stesso istante nel tempo. Possiamo immaginare che le onde hanno iniziato il loro viaggio molto tempo fa.

Per gli oggetti simmetrici, se assumiamo (come noi abitualmente facciamo) che le onde hanno iniziato il viaggio all'incirca nello stesso istante nel tempo, si finisce con una foto di due “reale” lobi simmetrici più o meno il modo di vederli.

Ma vi è diversa possibilità che le onde originati dal medesimo oggetto (che è in movimento) in due istanti diversi nel tempo, raggiungendo il telescopio nello stesso istante. Questa possibilità spiega alcune proprietà spettrali e temporali di tali sorgenti radio simmetrici, che è quello che matematicamente descritto in un articolo di fisica recente. Ora, quale di queste due immagini dovremmo prendere come reale? Due oggetti simmetrici, come li vediamo o un oggetto in movimento in modo da darci questa impressione? È veramente importante che si è “reale”? Fa “reale” significa nulla in questo contesto?

La posizione filosofica in implicita nella relatività speciale risponde a questa domanda in modo inequivocabile. C'è una realtà fisica inequivocabile da cui otteniamo le due sorgenti radio simmetriche, anche se ci vuole un po 'di lavoro matematico per arrivare ad essa. La matematica esclude la possibilità di un singolo oggetto in movimento in modo tale da simulare due oggetti. Essenzialmente, ciò che vediamo è ciò che è là fuori.

D'altronde, se definiamo la simultaneità con l'arrivo simultaneo di luce, saremo costretti ad ammettere l'esatto contrario. Quello che vediamo è abbastanza lontano da ciò che è là fuori. Vi confesso che non possiamo inequivocabilmente dissociare le distorsioni a causa dei vincoli di percezione (la velocità finita della luce essendo il vincolo di interesse qui) da quello che vediamo. Ci sono diverse realtà fisiche che possono provocare la stessa immagine percettiva. L'unica posizione filosofica che ha senso è quella che disconnette la realtà rilevata e le cause di ciò che viene percepito.

Questa disconnessione non è raro nelle scuole filosofiche di pensiero. Fenomenismo, per esempio, è dell'avviso che spazio e tempo non sono realtà oggettive. Essi sono semplicemente il mezzo della nostra percezione. Tutti i fenomeni che avvengono nello spazio e nel tempo sono solo fasci della nostra percezione. In altre parole, spazio e tempo sono costrutti cognitivi derivanti dalla percezione. Così, tutte le proprietà fisiche che noi attribuiamo allo spazio e il tempo può applicarsi solo alla realtà fenomenica (la realtà come noi percepiamo). La realtà noumenica (che detiene le cause fisiche della nostra percezione), al contrario, rimane fuori della nostra portata conoscitiva.

Le ramificazioni delle due diverse posizioni filosofiche sopra descritte sono enormi. Dal momento che la fisica moderna sembra abbracciare una visione non-fenomenistica dello spazio e del tempo, essa si trova in contrasto con quella branca della filosofia. Questo abisso tra la filosofia e la fisica è cresciuta a tal punto che il premio Nobel per la fisica vincente, Steven Weinberg, chiesti (nel suo libro “Sogni di una teoria finale”) perché il contributo dalla filosofia alla fisica sono stati così sorprendentemente piccolo. Richiede anche filosofi di fare affermazioni come, “La realtà noumenica Sia 'provoca realtà fenomenica’ o se 'la realtà noumenica è indipendente dalla nostra rilevamento esso’ o se 'noi percepiamo la realtà noumenica,’ resta il problema che il concetto di realtà noumenal è un concetto completamente ridondante per l'analisi della scienza.”

Uno, quasi accidentale, difficoltà di ridefinire gli effetti della velocità finita della luce come le proprietà dello spazio e del tempo è che qualsiasi effetto che noi comprendiamo viene immediatamente relegato nel regno delle illusioni ottiche. Per esempio, il ritardo di otto minuti nel vedere il sole, perché ben si comprendono e distanziamo dalla nostra percezione utilizzando semplice aritmetica, è considerato una mera illusione ottica. Tuttavia, le distorsioni nella nostra percezione di oggetti in rapido movimento, anche se provenienti dalla stessa fonte sono considerati una proprietà dello spazio e del tempo, perché sono più complessi.

Dobbiamo fare i conti con il fatto che quando si tratta di vedere l'universo, non vi è alcuna cosa come un'illusione ottica, che è probabilmente quello che Goethe ha sottolineato quando ha detto, “Illusione ottica è verità ottica.”

La distinzione (o la mancanza di) tra illusione ottica e la verità è uno dei più antichi dibattiti in filosofia. Dopotutto, si tratta della distinzione tra conoscenza e realtà. La conoscenza è considerata la nostra opinione su qualcosa che, in realtà, è “effettivamente il caso.” In altre parole, la conoscenza è un riflesso, o un'immagine mentale di qualcosa di esterno, come mostrato in figura.
Commonsense view of reality
In questa immagine, la freccia nera rappresenta il processo di creazione della conoscenza, che comprende la percezione, attività cognitive, e l'esercizio della ragione pura. Questa è l'immagine che la fisica è giunta ad accettare.
Alternate view of reality
Pur riconoscendo che la nostra percezione può essere imperfetta, fisica presuppone che possiamo ottenere sempre più vicino alla realtà esterna attraverso la sperimentazione sempre più fine, e, ancora più importante, attraverso una migliore teorizzazione. Le teorie speciali e generale della relatività sono esempi di applicazioni brillanti di questa visione della realtà in cui semplici principi fisici stanno inesorabilmente perseguiti per mezzo della macchina formidabile della ragione pura alle loro conclusioni logicamente inevitabili.

Ma c'è un altro, visione alternativa della conoscenza e della realtà che è stato intorno per un lungo periodo. Questa è la vista che considera la realtà percepita come una rappresentazione cognitiva interna dei nostri input sensoriali, come illustrato di seguito.

In questa visione, conoscenza e la realtà percepita sono entrambi costrutti cognitivi interni, anche se siamo arrivati ​​a pensare a loro come separati. Ciò che è esterno non è la realtà come noi la percepiamo, ma una entità inconoscibile dando origine alle cause fisiche che stanno dietro input sensoriali. Nell'illustrazione, la prima freccia rappresenta il processo di rilevamento, e la seconda freccia rappresenta i passi di ragionamento cognitive e logiche. Per applicare questa visione della realtà e della conoscenza, dobbiamo indovinare la natura della realtà assoluta, inconoscibile come è. Un candidato possibile per la realtà assoluta è la meccanica newtoniana, che dà una previsione ragionevole per la nostra realtà percepita.

Per riassumere, quando cerchiamo di gestire le distorsioni dovute alla percezione, abbiamo due opzioni, o due possibili posizioni filosofiche. Uno è quello di accettare le distorsioni come parte del nostro spazio e del tempo, come SR fa. L'altra opzione è quella di supporre che ci sia un “superiore” realtà distinta dalla nostra realtà rilevato, le cui proprietà possiamo solo congetture. In altre parole, una possibilità è quella di vivere con la distorsione, mentre l'altro è quello di proporre ipotesi plausibili per la realtà superiore. Nessuna di queste opzioni è particolarmente attraente. Ma il percorso indovinare è simile alla vista accettata in fenomenismo. Si porta anche naturalmente per come la realtà è vista in neuroscienze cognitive, che studia i meccanismi biologici alla base della cognizione.

Secondo me, le due opzioni non sono intrinsecamente distinte. La posizione filosofica di SR può essere pensato come proveniente da una profonda comprensione che lo spazio è solo un costrutto fenomenale. Se la modalità di senso introduce distorsioni nel quadro fenomenico, possiamo sostenere che un modo sensato di gestire è di ridefinire le proprietà della realtà fenomenica.

Ruolo della luce nella nostra realtà

Dal punto di vista delle neuroscienze cognitive, tutto ciò che vediamo, senso, sentire e pensare è il risultato delle interconnessioni neuronali del nostro cervello e dei segnali elettrici molto piccoli in loro. Questo punto di vista deve essere giusto. Che altro c'è? Tutti i nostri pensieri e preoccupazioni, conoscenze e credenze, Io e la realtà, la vita e la morte — tutto è cotture solo neuronali in uno e mezzo kg di appiccicoso, materiale grigio che noi chiamiamo il nostro cervello. Non c'è niente altro. Niente!

Infatti, questa visione della realtà in neuroscienze è un'eco esatta di fenomenismo, che considera tutto ciò che un fascio di percezione o di costrutti mentali. Spazio e tempo sono anche costrutti cognitivi nel nostro cervello, come tutto il resto. Sono immagini mentali nostro cervello inventare fuori degli ingressi sensoriali che i nostri sensi ricevono. Generato dalla nostra percezione sensoriale e fabbricato dal nostro processo cognitivo, il continuum spazio-temporale è l'arena della fisica. Di tutti i nostri sensi, la vista è di gran lunga quella dominante. L'input sensoriale di vista è luce. In uno spazio creato dal cervello fuori della luce che cade sulla nostra retina (o sui sensori del telescopio Hubble foto), è una sorpresa che nulla può viaggiare più veloce della luce?

Questa posizione filosofica è la base del mio libro, L'Unreal Universe, che esplora i fili comuni fisica e filosofia vincolanti. Tali riflessioni filosofiche di solito ricevono una cattiva reputazione da noi fisici. Per i fisici, La filosofia è un campo completamente diverso, un altro silo di conoscenza. Dobbiamo cambiare questa convinzione e apprezziamo la sovrapposizione tra i diversi silos di conoscenza. E 'in questa sovrapposizione che ci si può aspettare di trovare innovazioni nel pensiero umano.

Questo filosofico grand-standing può sembrare presuntuoso e la velata auto-monito di fisici comprensibilmente sgradite; ma ho in mano una carta vincente. Sulla base di questa posizione filosofica, Sono venuto su con un radicalmente nuovo modello per due fenomeni astrofisici, e pubblicato in un articolo intitolato, “Sono Radio Fonti e Gamma Ray Bursts Luminal Bracci?” nella nota-International Journal of Modern Physics D nel mese di giugno 2007. Questo articolo, che divenne ben presto uno dei migliori articoli accessibili della rivista di Jan 2008, è una diretta applicazione del parere che la velocità finita della luce altera il modo in cui percepiamo il movimento. A causa di queste distorsioni, il nostro modo di vedere le cose è un grido lontano dal modo in cui sono.

Potremmo essere tentati di pensare che si può sfuggire tali vincoli percettivi utilizzando le estensioni tecnologiche ai nostri sensi, come radiotelescopi, microscopi elettronici o misurazioni della velocità spettroscopica. Dopotutto, tali strumenti non hanno “percezione” di per sé e dovrebbe essere immune alle debolezze umane di cui soffriamo. Ma questi strumenti senz'anima anche misurare il nostro universo utilizzando vettori informativo limitato alla velocità della luce. Noi, pertanto, non può sfuggire ai vincoli di base della nostra percezione, anche quando usiamo strumenti moderni. In altre parole, il telescopio Hubble può vedere un miliardo di anni luce più lontano di quanto i nostri occhi nudo, ma ciò che vede è ancora un miliardo di anni più vecchio di quello che i nostri occhi vedono.

La nostra realtà, se tecnologicamente potenziati o costruito su input sensoriali diretti, è il risultato finale del nostro processo percettivo. Nella misura in cui il nostro lungo percezione gamma si basa sulla luce (ed è pertanto limitato alla sua velocità), otteniamo solo un'immagine distorta dell'universo.

Luce in Filosofia e Spiritualità

La torsione di questa storia di luce e la realtà è che ci sembra di aver conosciuto tutto questo per un lungo tempo. Scuole filosofiche classiche sembrano aver pensato a lungo linee molto simili a esperimento mentale di Einstein.

Una volta apprezziamo il posto speciale accordato alla luce della scienza moderna, dobbiamo chiederci come diverso il nostro universo sarebbe stato in assenza di luce. Naturalmente, la luce è solo un marchio che attribuiamo ad una esperienza sensoriale. Pertanto, per essere più precisi, dobbiamo fare una domanda diversa: se non abbiamo avuto alcun senso che hanno risposto a quello che noi chiamiamo luce, vorrei che influenzare la forma dell'universo?

La risposta immediata da qualsiasi normale (distante, non-filosofico) persona è che è ovvio. Se ognuno è cieco, ognuno è cieco. Ma l'esistenza dell'universo è indipendente dal fatto che possiamo vedere o no. E 'però? Che cosa significa dire che l'universo esiste, se non siamo in grado di percepirlo? Ah… l'enigma secolare albero cade in una foresta deserta. Ricordare, l'universo è un costrutto cognitivo o una rappresentazione mentale dell'ingresso luce ai nostri occhi. Non è “là fuori,” ma nei neuroni del nostro cervello, come tutto il resto è. In assenza di luce nei nostri occhi, non vi è alcun ingresso di essere rappresentati, ergo no universe.

Se avessimo intuito l'universo utilizzando modalità che operavano in altri regimi (ecolocalizzazione, per esempio), è quelle velocità che avrebbero figurato nelle proprietà fondamentali dello spazio e del tempo. Questa è la conclusione inevitabile dal fenomenismo.

Il ruolo della luce nel creare la nostra realtà o universo è al centro del pensiero religioso occidentale. Un universo privo di luce non è semplicemente un mondo in cui avete spento le luci. Si tratta infatti di un universo privo di sé, un universo che non esiste. E 'in questo contesto che dobbiamo capire la saggezza dietro l'affermazione che “la terra era senza forma, e nulla” luce fino a che Dio fece ad essere, dicendo “Sia la luce.”

Il Corano dice anche, “Allah è la luce dei cieli e della terra,” che si rispecchia in una delle antiche scritture indù: “Conducimi dalle tenebre alla luce, conducimi dall'irreale al reale.” Il ruolo della luce nel prendere noi dal vuoto irreale (il nulla) ad una realtà stato infatti inteso per lungo, a lungo. E 'possibile che gli antichi santi e profeti sapevano cose che stiamo solo ora cominciando a scoprire con tutti i nostri progressi presunte conoscenze?

So che può affretteremo dove gli angeli hanno paura di camminare, per reinterpretare le Scritture è un gioco pericoloso. Tali interpretazioni stranieri sono raramente ammessi nei circoli teologici. Ma Mi rifugio nel fatto che sto cercando concorso nelle vedute metafisiche di filosofie spirituali, senza sminuire il loro valore mistico e teologico.

I paralleli tra la distinzione noumenico-fenomenale nel fenomenismo e la distinzione Brahman-Maya in Advaita sono difficili da ignorare. Questa saggezza time-tested sulla natura della realtà dal repertorio di spiritualità è ora reinventata in neuroscienze moderne, che tratta la realtà come una rappresentazione cognitiva creata dal cervello. Il cervello utilizza gli input sensoriali, memoria, coscienza, e anche il linguaggio come ingredienti in inventando il nostro senso della realtà. Questa visione della realtà, tuttavia, è qualcosa che la fisica è ancora a venire a patti con. Ma nella misura in cui la sua arena (spazio e tempo) è una parte della realtà, la fisica non è immune alla filosofia.

Mentre spingiamo sempre di più i confini della nostra conoscenza, stiamo cominciando a scoprire le interconnessioni finora insospettati e spesso sorprendenti tra i diversi rami di sforzi umani. In ultima analisi, come possono i diversi campi della nostra conoscenza essere indipendenti l'uno dall'altro, quando tutta la nostra conoscenza risiede nel nostro cervello? La conoscenza è una rappresentazione cognitiva delle nostre esperienze. Ma allora, così è la realtà; si tratta di una rappresentazione cognitiva dei nostri input sensoriali. E 'un errore pensare che la conoscenza è la nostra rappresentazione interna di una realtà esterna, e quindi distinta da essa. La conoscenza e la realtà sono entrambi costrutti cognitivi interni, anche se siamo arrivati ​​a pensare a loro come separati.

Riconoscere e facendo uso delle interconnessioni tra i diversi ambiti dell'attività umana può essere il catalizzatore per il prossimo passo avanti nella nostra saggezza collettiva che siamo stati in attesa per.

Incerta Principio

Il principio di indeterminazione è la seconda cosa in fisica che ha catturato l'immaginazione del pubblico. (Il primo è E=mc^2.) Dice qualcosa di apparentemente semplice — è possibile misurare due proprietà complementari di un sistema solo in una certa precisione. Per esempio, se si tenta di capire dove un elettrone è (misurare la sua posizione, distante) più precisamente, la sua velocità diventa progressivamente più incerto (o, la misurazione della quantità di moto diventa imprecisa).

Da dove viene questo principio viene da? Prima di poter chiedere che la domanda, dobbiamo esaminare ciò che il principio dice davvero. Qui ci sono alcune possibili interpretazioni:

  1. Posizione e quantità di moto di una particella sono intrinsecamente interconnesso. Come si misura la quantità di moto in modo più accurato, il tipo di particella “diffonde fuori,” come il personaggio di George Gamow, Sig.. Tompkins, mette. In altre parole, è solo una di quelle cose; il modo in cui funziona il mondo.
  2. Quando misuriamo la posizione, di non disturbare lo slancio. Le nostre sonde di misura sono “troppo grasso,” per così dire. Come si aumenta la precisione di posizione (da splendente luce di lunghezze d'onda più corte, per esempio), di non disturbare il momento più (perché la luce di lunghezza d'onda più corta ha una maggiore energia / momento).
  3. Strettamente correlata a questa interpretazione è una visione che il principio di indeterminazione è un limite percettivo.
  4. Possiamo anche pensare al principio di indeterminazione come un limite cognitivo se si considera che una futura teoria potrebbe superare tali limiti.

Bene, le ultime due interpretazioni sono mie, così noi non li discuteremo in dettaglio qui.

Il primo punto di vista è più popolare ed è legato alla cosiddetta interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica. E 'un po' come le dichiarazioni chiusi di Induismo — “Tale è la natura della Absolute,” per esempio. preciso, può essere. Ma di scarsa utilità pratica. Ignoriamo per esso non è troppo aperto alle discussioni.

La seconda interpretazione è generalmente inteso come una difficoltà sperimentale. Ma se la nozione di setup sperimentale è espanso per includere l'osservatore umano inevitabile, arriviamo al terzo punto di vista della limitazione percettiva. In questa visione, in realtà è possibile “derivare” il principio di indeterminazione.

Supponiamo che stiamo usando un fascio di luce della lunghezza d'onda \lambda per osservare la particella. La precisione nella posizione possiamo sperare di raggiungere è dell'ordine di \lambda. In altre parole, \Delta x \approx \lambda. In meccanica quantistica, la quantità di moto di ciascun fotone nel fascio di luce è inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. Almeno un fotone è riflessa dalla particella modo che possiamo vedere. Così, dalla legge classica di conservazione, la quantità di moto della particella deve cambiare almeno \Delta p \approx costante\lambda da quello che era prima della misura. Così, attraverso argomenti percettivi, otteniamo qualcosa di simile al principio di indeterminazione di Heisenberg \Delta x \Delta p = costante.

Possiamo fare questo ragionamento più rigoroso, e ottenere una stima del valore della costante. La risoluzione di un microscopio è dato dalla formula empirica 0.61\lambda/NA, dove NA è l'apertura numerica, che ha un valore massimo di un. Così, la migliore risoluzione spaziale è 0.61\lambda. Ciascun fotone nel fascio di luce ha una quantità di moto 2\pi\hbar/\lambda, che è l'incertezza nella quantità di moto delle particelle. Così otteniamo \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, circa un ordine di grandezza maggiore del limite quantistico. Attraverso argomenti statistici più rigorosi, legato alla risoluzione spaziale e lo slancio atteso trasferito, potrebbe possibile ricavare il principio di indeterminazione di Heisenberg attraverso questa linea di ragionamento.

Se consideriamo la visione filosofica che la nostra realtà è un modello cognitivo dei nostri stimoli percettivi (che è l'unica che ha senso per me), la mia quarta interpretazione del principio di indeterminazione di essere una limitazione cognitiva anche in possesso di un po 'd'acqua.

Riferimento

L'ultima parte di questo post è un estratto dal mio libro, L'Unreal Universe.

Sesso e Fisica — Secondo Feynman

Fisica attraversa un'epoca di compiacenza di tanto in tanto. Compiacimento nasce da un senso di completezza, una sensazione che abbiamo scoperto tutto quello che c'è da sapere, il percorso è chiaro e metodi ben capito-.

Storicamente, questi attacchi di compiacimento sono seguiti da rapidi sviluppi che hanno rivoluzionato il modo in cui la fisica è fatta, mostrandoci come sbagliato siamo stati. Questa lezione umiliante della storia è probabilmente ciò che ha spinto Feynman dire:

Tale età di compiacimento esisteva a cavallo del 19 ° secolo. Personaggi famosi come Kelvin osservato che tutto ciò che restava da fare era di effettuare misurazioni più precise. Michelson, che ha giocato un ruolo cruciale nella rivoluzione da seguire, è stato consigliato di non entrare in un “morto” campo come la fisica.

Chi avrebbe mai pensato che in meno di un decennio nel 20 ° secolo, vorremmo completare cambiare il modo di pensare di spazio e tempo? Chi sano di mente direbbe ora che ci sarà di nuovo cambiare i nostri concetti di spazio e tempo? Faccio. Poi di nuovo, nessuno mi ha mai accusato di una mente!

Un'altra rivoluzione è avvenuta nel corso del secolo scorso — Meccanica Quantistica, che ha fatto via con la nostra nozione di determinismo e inferto un duro colpo al paradigma sistema-osservatore della fisica. Rivoluzioni simile accadrà di nuovo. Cerchiamo di non tenere ai nostri concetti come immutabile; non sono. Non pensiamo dei nostri vecchi maestri come infallibile, perché non sono. Come Feynman stesso osservo, la fisica da sola detiene più esempi della fallibilità dei suoi antichi maestri. E sento che una completa rivoluzione nel pensiero è in ritardo ora.

Ci si potrebbe chiedere che cosa tutto questo ha a che fare con il sesso. Bene, Ho solo pensato che il sesso avrebbe venduto meglio. Avevo ragione, Non ero io? Voglio dire, siete ancora qui!

Feynman ha anche detto,

Foto di "Caveman Chuck" Coker cc

La filosofia della Relatività Speciale — Un confronto tra interpretazioni indiani e occidentali

Astratto: Il fenomenismo filosofica occidentale potrebbe essere considerata come una sorta di base filosofica della teoria della relatività. Le limitazioni percettive dei nostri sensi sono la chiave per la comprensione della postulati relativistiche. La particolarità della velocità della luce nel nostro spazio e nel tempo fenomenico è più una questione di nostro apparato percettivo, che un postulato di ingresso alla teoria della relatività speciale. L'autore ritiene che i paralleli tra la fenomenologico, Occidentali interpretazioni spirituali e l'Advaita orientale del punto relatività speciale ad un entusiasmante possibilità di unificare le scuole orientali e occidentali del pensiero in una certa misura.

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Parole Chiave: Relatività, Velocità della luce, Fenomenismo, Advaita.

Introduzione

La base filosofica della teoria della relatività ristretta può essere interpretato in termini di fenomenismo occidentale, che vede lo spazio e il tempo sono considerati costrutti percettivi e cognitivi creati i nostri input sensoriali. Da questo punto di vista, lo status speciale di luce e la sua velocità può essere compreso attraverso uno studio fenomenologico dei nostri sensi e le limitazioni percettive alle nostre nozioni fenomenali di spazio e tempo. Una visione simile è ripreso nel BramanoMaya distinzione in Advaita. Se pensiamo di spazio e tempo come parte di Maya, possiamo comprendere in parte l'importanza che la velocità della luce nella realtà, come sancito nella relatività speciale. Il ruolo centrale della luce nella nostra realtà è evidenziato nella Bibbia e. Questi paralleli notevoli tra i fenomenologico, Occidentale spirituale e il Advaita interpretazioni del punto relatività speciale ad un entusiasmante possibilità di unificare le scuole orientali e occidentali del pensiero in una certa misura.

Relatività Speciale

Einstein ha presentato la sua teoria della relatività speciale2 poco più di un secolo fa. Nella sua teoria, ha mostrato che lo spazio e il tempo non sono entità assolute. Essi sono entità relativi ad un osservatore. Spazio e nel tempo di un osservatore sono collegate a quelle di un altro attraverso la velocità della luce. Per esempio, nulla può viaggiare più veloce della velocità della luce. In un sistema di movimentazione, tempo scorre contratti lenti e spaziali in conformità con equazioni che coinvolgono la velocità della luce. Luce, pertanto, gode di uno status speciale nel nostro spazio e tempo. Questa particolarità della luce nella nostra realtà è indelebilmente sancito dalla teoria della relatività speciale.

Da dove viene questa particolarità viene da? Che cosa c'è di così speciale luce che la sua velocità dovrebbe figurare nella struttura di base dello spazio e del tempo e la nostra realtà? Questa domanda è rimasta senza risposta per over 100 anni. Si porta anche negli aspetti metafisici di spazio e tempo, che costituiscono la base di ciò che percepiamo come realtà.

Noumenico-Phenomenal e BramanoMaya Distinzioni

Nel Advaita3 visione della realtà, ciò che percepiamo è solo un'illusione-Maya. Advaita rinuncia esplicitamente l'idea che la realtà percepita è esterno o addirittura reale. Essa ci insegna che l'universo fenomenico, la nostra consapevolezza cosciente, e il nostro essere corpo è tutta un'illusione o Maya. Essi non sono il vero, realtà assoluta. La realtà assoluta esistente in se stessa, indipendente da noi e le nostre esperienze, è Bramano.

Una visione simile della realtà fa eco fenomenismo,4 che sostiene che lo spazio e il tempo non sono realtà oggettive. Essi sono semplicemente il mezzo della nostra percezione. In questa visione, tutti i fenomeni che avvengono nello spazio e nel tempo sono solo fasci della nostra percezione. Spazio e tempo sono anche costrutti cognitivi derivanti dalla percezione. Così, le ragioni che stanno dietro tutte le proprietà fisiche che noi attribuiamo a spazio e tempo devono essere ricercate nei processi sensoriali che creano la nostra percezione, se ci avviciniamo al problema della Advaita o fenomenismo prospettiva.

Questa analisi dell'importanza della luce nella nostra realtà porta naturalmente gli aspetti metafisici di spazio e tempo. In considerazione di Kant,5 lo spazio e il tempo sono forme pure dell'intuizione. Essi non nascono dalla nostra esperienza, perché le nostre esperienze presuppongono l'esistenza dello spazio e del tempo. Così, possiamo rappresentare spazio e nel tempo, in assenza di oggetti, ma non possiamo rappresentare oggetti in assenza di spazio e tempo.

Medio-terra di Kant ha il vantaggio di conciliare le opinioni di Newton e Leibniz. Si può essere d'accordo con l'opinione di Newton6 che lo spazio è assoluto e reale per gli oggetti fenomenici aperti alla ricerca scientifica. Si può anche stare bene con la vista di Leibniz7 che lo spazio non è assoluta ed ha una esistenza solo in relazione agli oggetti, sottolineando la loro natura relazionale, non tra gli oggetti in se stessi (oggetti noumenico), ma tra gli osservatori e gli oggetti.

Possiamo o meno sullo stesso piano gli oggetti noumenico a forme di Bramano e la nostra percezione di loro Maya. In questo articolo, useremo i termini “realtà noumenica,” “realtà assoluta,” o “realtà fisica” intercambiabile per descrivere la collezione di oggetti noumenici, le loro proprietà e interazioni, che si ritiene essere le cause alla base della nostra percezione. Allo stesso modo, noi “realtà fenomenica,” “percepito o rilevato realtà,” e “realtà percettiva” a significare la nostra realtà come la percepiamo.

Come Bramano causando Maya, si assume che le nozioni fenomenali di spazio e tempo nascono da cause noumenico8 attraverso i nostri processi sensoriali e cognitivi. Si noti che questa ipotesi causalità è ad-hoc; non c'è una ragione a priori per la realtà fenomenica di avere una causa, né causalità una caratteristica necessaria della realtà noumenica. Nonostante questa difficoltà, si procede da un modello ingenua della realtà noumenica e dimostrare che, attraverso il processo di percezione, possiamo “derivare” una realtà fenomenica che obbedisce alla teoria della relatività.

Questo tentativo di andare da fenomeni (spazio e tempo) per l'essenza di ciò che sperimentiamo (un modello per la realtà noumenica) è sostanzialmente in linea con la fenomenologia trascendentale di Husserl.9 La deviazione è che siamo più interessati alle manifestazioni del modello nella realtà fenomenica stessa, piuttosto che la validità del modello per l'essenza. Attraverso questo studio, mostriamo che la particolarità della velocità della luce nel nostro spazio e nel tempo fenomenico è una conseguenza del nostro apparato percettivo. Non deve essere un postulato di ingresso alla teoria della relatività speciale.

Percezione e realtà fenomenica

Le proprietà che attribuiscono allo spazio e tempo (come la particolarità della velocità della luce) può essere solo una parte della nostra realtà percepita o Maya, in Advaita, non della realtà assoluta sottostante, Bramano. Se pensiamo di spazio e tempo come aspetti della nostra realtà percepita derivanti da un inconoscibile Bramano attraverso i nostri processi sensoriali e cognitivi, possiamo trovare una spiegazione per la distinzione speciale della velocità della luce nel processo e il meccanismo di rilevamento della nostra. La nostra tesi è che la ragione per la particolarità della luce nelle nostre nozioni fenomenali di spazio e tempo è nascosta nel processo della nostra percezione.

Noi, pertanto, studiare come gli oggetti che ci circondano noumenico generano i nostri segnali sensoriali, e come costruiamo la nostra realtà fenomenica di questi segnali nel nostro cervello. La prima parte è già fastidioso perché gli oggetti noumenico, per definizione, hanno immobili o interazioni che possiamo studiare e capire.

Queste caratteristiche della realtà noumenal sono identici alla nozione di Bramano in Advaita, che evidenzia che la verità ultima è Bramano, quello oltre il tempo, spazio e causalità. Bramano è la causa materiale dell'universo, ma trascende il cosmo. Trascende il tempo; esiste in passato, presente e futuro. Trascende spazio; non ha inizio, metà e fine. Trascende anche la causalità. Per questo motivo, Bramano è incomprensibile alla mente umana. Il modo in cui si manifesta a noi è attraverso i nostri processi sensoriali e cognitivi. Questa manifestazione è Maya, l'illusione, che, nel linguaggio fenomenistica, corrisponde alla realtà fenomenica.

Per il nostro scopo in questo articolo, descriviamo il nostro processo sensoriale e cognitivo e la creazione della realtà fenomenica o Maya10 come segue. Si inizia con gli oggetti noumenico (o forme di Bramano), che generano gli ingressi ai nostri sensi. I nostri sensi poi elaborano i segnali e relè i dati elettrici trasformati in misura corrispondente alla loro al nostro cervello. Il cervello crea un modello cognitivo, una rappresentazione degli ingressi sensoriali, e la presenta alla nostra consapevolezza cosciente come realtà, che è il nostro mondo fenomenico o Maya.

Questa descrizione di come la realtà fenomenica creato inaugura una questione filosofica difficile. Chi o che cosa crea la realtà fenomenica e dove? Non è stato creato dai nostri sensi, cervello e la mente, perché questi sono tutti gli oggetti o forme nella realtà fenomenica. La realtà fenomenica non può creare per sé. Non può essere che la realtà noumenica crea la realtà fenomenica, perché, allora, sarebbe inesatto affermare la inaccessibilità cognitiva al mondo noumenico.

Questo problema filosofico è identico in Advaita anche. I nostri sensi, cervello e la mente non possono creare Maya, perché sono tutti parte di Maya. Se Bramano creato Maya, esso dovrebbe essere altrettanto reale. Questo dilemma filosofico può essere aggirato nel modo seguente. Partiamo dal presupposto che tutti gli eventi e gli oggetti Maya avere una causa o formarsi in Bramano o nel mondo noumenico. Così, abbiamo postulato che i nostri sensi, mente e il corpo tutto avere qualche (sconosciuto) in forme Bramano (o nel mondo noumenico), e queste forme creano Maya nella nostra consapevolezza cosciente, ignorando il fatto che la nostra coscienza stessa è una manifestazione illusoria nel mondo fenomenico. Questa incoerenza non è rilevante per la nostra esplorazione nella natura dello spazio e del tempo, perché stiamo cercando la ragione per la particolarità della luce nel processo sensoriale piuttosto che a livello di coscienza.

Spazio e tempo insieme formano ciò che la fisica considera la base della realtà. Spazio rende la nostra realtà visiva esattamente come suoni costituiscono il nostro mondo uditivo. Così come i suoni sono una esperienza percettiva, piuttosto che una proprietà fondamentale della realtà fisica, spazio è anche un'esperienza, o una rappresentazione cognitiva degli input visivi, Non un aspetto fondamentale Bramano o la realtà noumenica. La realtà fenomenica così creato è Maya. Il Maya eventi sono una rappresentazione imperfetta o distorta del corrispondente Bramano eventi. Da Bramano è un superset di Maya (o, equivalentemente, i nostri sensi sono potenzialmente in grado di rilevare tutti gli aspetti della realtà noumenica), non tutti gli oggetti e gli eventi in Bramano creare una proiezione Maya. La nostra percezione (o Maya) è quindi limitato a causa della modalità di senso e la sua velocità, che costituiscono il fulcro della nostra indagine in questo articolo.

In sintesi, si può sostenere che la distinzione noumenico-fenomenico in fenomenismo è un esatto parallelo al BramanoMaya distinzione in Advaita se pensiamo della nostra realtà percepita (o Maya) come derivanti da processi sensoriali e cognitivi.

Sensing Spazio e Tempo, e il ruolo della luce

Le nozioni fenomenale di spazio e tempo insieme formano ciò che la fisica considera la base della realtà. Poiché prendiamo la posizione che lo spazio e il tempo sono i risultati finali della nostra percezione sensoriale, possiamo capire alcune delle limitazioni della nostra Maya studiando le limitazioni nei nostri stessi sensi.

Ad un livello fondamentale, come fanno i nostri sensi funzionano? Il nostro senso della vista funziona utilizzando la luce, e l'interazione fondamentale coinvolta in vista cade nella elettromagnetica (IN) categoria perché la luce (o fotoni) è l'intermediario di interazioni EM.11

L'esclusività di interazione EM non è limitato al nostro lungo raggio senso della vista; tutti i sensi a corto raggio (toccare, gusto, olfatto e l'udito) sono anche EM in natura. In fisica, le interazioni fondamentali sono modellati come campi con bosoni di gauge.12 In elettrodinamica quantistica13 (la teoria quantistica dei campi delle interazioni EM), fotone (o la luce) è il bosone di gauge mediare interazioni EM. Interazioni elettromagnetiche sono responsabili per tutti i nostri input sensoriali. Per capire i limiti della nostra percezione dello spazio, Non abbiamo bisogno di evidenziare la natura EM di tutti i nostri sensi. Lo spazio è, nell'insieme, il risultato del nostro senso di vista. Ma vale la pena di tenere a mente che non avremmo sensing, e in effetti nessuna realtà, in assenza di interazioni EM.

Come i nostri sensi, tutte le nostre estensioni tecnologiche ai nostri sensi (quali radiotelescopi, microscopi elettronici, misure spostamento verso il rosso e persino lente gravitazionale) utilizzare interazioni EM esclusivamente per misurare il nostro universo. Così, non possiamo sfuggire ai vincoli di base della nostra percezione, anche quando usiamo strumenti moderni. Il telescopio Hubble può vedere un miliardo di anni luce più lontano di quanto i nostri occhi nudo, ma ciò che vede è ancora un miliardo di anni più vecchio di quello che i nostri occhi vedono. La nostra realtà fenomenica, se costruito su input sensoriali diretti o tecnologicamente avanzato, è costituito da un sottoinsieme di particelle EM e interazioni solo. Ciò che percepiamo come realtà è un sottoinsieme di forme e manifestazioni in tutto il mondo noumenico corrispondente alle interazioni EM, filtrata attraverso i nostri processi sensoriali e cognitivi. Nel Advaita linguaggio, Maya può essere pensato come una proiezione di Bramano attraverso le interazioni EM nel nostro spazio sensoriale e cognitivo, molto probabilmente una proiezione imperfetta.

L'esclusività delle interazioni EM nella nostra realtà percepita non è sempre apprezzato, soprattutto a causa di un malinteso che siamo in grado di percepire direttamente la gravità. Questa confusione nasce dal fatto che i nostri corpi sono soggetti alla forza di gravità. C'è una sottile distinzione tra “essere soggetto a” e “essendo in grado di percepire” forza gravitazionale. Il rilevamento di gravità nelle nostre misure orecchie l'effetto della gravità sulla materia EM. In assenza di interazione EM, è impossibile rilevare gravità, o qualsiasi altra cosa per quella materia.

Questa affermazione che non c'è sensing in assenza di interazioni EM ci porta al prossimo ostacolo filosofica. Si può sempre sostenere che, in assenza di interazione EM, non c'è materia di percepire. Questo argomento equivale a insistere sul fatto che il mondo noumenico consiste soltanto quelle forme e gli eventi che danno luogo a un'interazione EM nella nostra percezione fenomenica. In altre parole, è la stessa di insistere che Bramano è composta da solo interazioni EM. Quello che manca, in assenza di interazione EM è solo la nostra realtà fenomenica. Nel Advaita nozione, in assenza di rilevamento, Maya non esiste. La realtà assoluta o Bramano, tuttavia, è indipendente dalla nostra rilevamento essa. Di nuovo, vediamo che le opinioni orientali e occidentali in realtà abbiamo esplorato in questo articolo sono molto simili.

La velocità della luce

Sapendo che il nostro spazio-tempo è una rappresentazione delle onde luminose nostri occhi ricevono, possiamo subito vedere che la luce è davvero speciale nella nostra realtà. A nostro avviso, percezione sensoriale conduce alla rappresentazione del nostro cervello che noi chiamiamo realtà, o Maya. Qualsiasi limitazione in questa catena di sensing porta ad una corrispondente limitazione nella realtà fenomenica.

Una limitazione nella catena da sensi alla percezione è la velocità finita di fotoni, che è il bosone di gauge dei nostri sensi. La velocità finita delle influenze senso di modalità e distorce la nostra percezione del movimento, spazio e tempo. Poiché queste distorsioni sono percepiti come parte della nostra realtà stessa, la causa principale della distorsione diventa una proprietà fondamentale della nostra realtà. Così la velocità della luce diventa tale costante importante nel nostro spazio-tempo.

L'importanza della velocità della luce, tuttavia, è rispettato solo nel nostro fenomenico Maya. Altre modalità di percezione sono altre velocità la figura come costante fondamentale nella percezione spazio-like. La realtà percepito attraverso ecolocalizzazione, per esempio, ha la velocità del suono come una proprietà fondamentale. Infatti, è abbastanza semplice stabilire14 che i risultati ecolocalizzazione in una percezione del movimento che obbedisce qualcosa di molto simile alla relatività speciale con la velocità della luce sostituita con quella del suono.

Teorie oltre i limiti sensoriali

La base della fisica è la visione del mondo chiamato realismo scientifico, che non è solo al centro di scienze, ma è il nostro modo naturale di guardare il mondo e. Il realismo scientifico, e quindi la fisica, assumere un mondo esterno indipendente esistente, le cui strutture sono conoscibili attraverso indagini scientifiche. Nella misura osservazioni si basano sulla percezione, la posizione filosofica di realismo scientifico, come viene praticata oggi, può essere pensato come un trust nella nostra realtà percepita, e come presupposto che è questa realtà che deve essere esplorato nella scienza.

Fisica estende la sua portata oltre la percezione o Maya attraverso l'elemento razionale della teoria pura. La maggior parte della fisica funziona in questo “esteso” realtà intellettuale, con concetti quali campi, forze, raggi di luce, atomi, particelle, eccetera, la cui esistenza è insistito con l'impegno metafisica implicita realismo scientifico. Tuttavia, esso non sostiene che le estensioni razionali sono le cause noumenico o Bramano dando luogo a nostra percezione fenomenica.

Il realismo scientifico ha contribuito enormemente fisica, con tutte le sue teorie classiche. Tuttavia, realismo scientifico e la fiducia nella nostra percezione della realtà dovrebbero applicarsi solo nei range utili dei nostri sensi. All'interno delle gamme delle nostre percezioni sensoriali, abbiamo fisica abbastanza intuitivo. Un esempio di un quadro intuitiva è la meccanica newtoniana che descrivono “normale” oggetti in movimento intorno a “normale” Velocità.

Quando ci avviciniamo ai bordi delle nostre modalità sensoriali, dobbiamo modificare le nostre scienze per descrivere la realtà come noi percepiamo. Queste modifiche portano a differenti, e forse incompatibili, teorie. Quando attribuiamo i limiti naturali dei nostri sensi e le conseguenti limitazioni della nostra percezione (e quindi osservazioni) la natura fondamentale della realtà stessa, finiamo di introdurre complicazioni nelle nostre leggi fisiche. A seconda di quale limitazioni stiamo incorporando nella teoria (e.g., piccole dimensioni, grandi velocità etc.), potremmo finire con le teorie che sono incompatibili tra loro.

La nostra tesi è che alcune di queste complicazioni (e, fiduciosamente, incompatibilità) può essere evitato se ci rivolgiamo direttamente alle limitazioni sensoriali. Per esempio, possiamo studiare la conseguenza del fatto che i nostri sensi operano alla velocità della luce come segue. Siamo in grado di modellare Bramano (la realtà noumenica) come obbedendo meccanica classica, e capire che tipo di Maya (realtà fenomenica) sperimenteremo attraverso la catena di rilevamento.

La modellazione del mondo noumenico (come obbedendo meccanica classica), naturalmente, ha traballanti fondamenti filosofici. Ma la realtà fenomenica previsto da questo modello è straordinariamente vicino alla realtà che percepiamo. Partendo da questo semplice modello, si può facilmente dimostrare la nostra percezione del movimento ad alta velocità obbedisce relatività speciale.

Gli effetti dovuti alla velocità finita della luce sono ben noti in fisica. Sappiamo, per esempio, che ciò che vediamo accadere in stelle e galassie lontane ora effettivamente avuto luogo un bel po 'fa. A più “avanzato” effetto dovuto al tempo di percorrenza della luce15 è il modo in cui percepiamo il movimento ad alta velocità, che è la base della relatività speciale. Infatti, molti fenomeni astrofisici può essere compreso16 in termini di effetti in tempo di viaggio della luce. Perché la nostra modalità di senso si basa sulla luce, nostra immagine rilevata del moto ha la velocità della luce apparire naturalmente nelle equazioni che descrivono lo. L'importanza della velocità della luce nel nostro spazio-tempo (come descritto nella relatività speciale) è dovuto al fatto che la nostra realtà è Maya creato sulla base di input di luce.

Conclusione

Quasi tutti i rami della filosofia alle prese con questa distinzione tra il fenomenale e le realtà assolute in una certa misura. Advaita Vedanta detiene il irrealtà della realtà fenomenica come base della loro visione del mondo. In questo articolo, abbiamo dimostrato che le opinioni in fenomenalismo possono essere considerati come una riaffermazione della Advaita postulati.

Quando una visione del genere spirituale o filosofica si fa strada nella scienza, grandi progressi nella nostra comprensione si può aspettare. Questa convergenza di filosofia (o anche la spiritualità) e la scienza sta cominciando a prendere posto, in particolare nel campo delle neuroscienze, che vede la realtà come una creazione del nostro cervello, riecheggiando la nozione di Maya.

La scienza dà una falsa impressione che possiamo arbitrariamente vicino alle cause fisiche sottostanti attraverso il processo di ricerca scientifica e di teorizzazione razionale. Un esempio di tale teorizzazione può trovare nella nostra sensazione di udito. L'esperienza o la sensazione di suono è una rappresentazione incredibilmente distante della causa fisica–ovvero onde di pressione dell'aria. Siamo consapevoli della causa fisica perché abbiamo un più forte senso di vista. Quindi sembrerebbe che possiamo davvero andare da Maya (suono) per le cause di fondo (onde di pressione dell'aria).

Tuttavia, è un errore ritenere che la causa fisica (le onde di pressione dell'aria) è Bramano. Onde di pressione dell'aria sono ancora una parte della nostra percezione; fanno parte del quadro intellettuale siamo giunti ad accettare. Questa immagine intellettuale è un'estensione della nostra realtà visiva, sulla base della nostra fiducia nella realtà visiva. È ancora una parte di Maya.

La nuova estensione della realtà proposta in questo articolo, nuovo un'estensione intellettuale, è un'ipotesi plausibile. Immaginiamo un modello per la realtà assoluta, o Bramano, e prevedere ciò che il conseguente realtà percepita dovrebbe essere, lavorando in avanti attraverso la catena di rilevare e creare Maya. Se la percezione prevista è una buona partita con il Maya facciamo esperienza, poi le congetture per Bramano è preso per essere un modello di lavoro abbastanza accurato. La coerenza tra la percezione previsto e quello che facciamo percepire è la sola validazione del modello per la natura della realtà assoluta. Inoltre, l'ipotesi è solo un modello plausibile per la realtà assoluta; vi possono essere diverse tale “Soluzioni” alla realtà assoluta tutte finiscono per darci la nostra realtà percepita.

E 'un errore pensare delle qualità della nostra esperienza personale di suono come le proprietà del processo fisico sottostante. In un esatto parallelo, è un errore ritenere che l'esperienza personale di spazio e di tempo è la proprietà fondamentale del mondo in cui viviamo. Lo spazio-tempo, come la vediamo o sentiamo, è solo una rappresentazione parziale e incompleta dell'inconoscibile Bramano. Se siamo disposti a modellare l'inconoscibile Bramano come obbedendo meccanica classica, possiamo infatti derivare le proprietà della nostra realtà percepita (come il tempo di dilatazione, contrazione di lunghezza, soffitto velocità della luce e così via in relatività speciale). Proponendo questo modello per il mondo noumenico, non stiamo suggerendo che tutti gli effetti della relatività speciale sono semplici artefatti percettivi. Stiamo semplicemente ribadendo un fatto noto che lo spazio e il tempo non si può che essere costrutti percettivi. Così le loro proprietà sono manifestazioni del processo di percezione.

Quando consideriamo processi vicino o oltre i nostri limiti dei sensori, le manifestazioni dei nostri vincoli percettivi e cognitivi diventano significativi. Pertanto, quando si tratta la fisica che descrive tali processi, dobbiamo davvero prendere in considerazione il ruolo che la nostra percezione e cognizione giocare in loro rilevamento. L'universo come lo vediamo è solo un modello cognitivo realizzato fuori dai fotoni che cadono sulla nostra retina o sulle fotosensori del telescopio Hubble. A causa della velocità finita del vettore di informazioni (vale a dire luce), la nostra percezione è distorta in modo tale da darci l'impressione che lo spazio e il tempo obbediscono relatività speciale. Fanno, ma spazio e tempo sono solo una parte della nostra percezione di una realtà inconoscibile—una percezione limitata dalla velocità della luce.

Il ruolo centrale della luce nel creare la nostra realtà o l'universo è il cuore della filosofia spirituale occidentale e. Un universo privo di luce non è semplicemente un mondo in cui avete spento le luci. Si tratta infatti di un universo privo di sé, un universo che non esiste. E 'in questo contesto che dobbiamo capire la saggezza dietro l'idea che “la terra era senza forma, e vuoto '” luce fino a che Dio fece ad essere, dicendo “Sia la luce.” Corano dice anche, “Allah è la luce dei cieli.” Il ruolo della luce nel prendere noi dal vuoto (il nulla) ad una realtà è stato inteso per un lungo, a lungo. E 'possibile che gli antichi santi e profeti sapevano cose che solo ora stiamo cominciando a scoprire con tutti i nostri progressi nella conoscenza? Se usiamo vecchia Orientale Advaita viste o le loro controparti occidentali, possiamo interpretare la posizione filosofica dietro relatività speciale come nascosti nella distinzione tra la nostra realtà fenomenica e le sue inconoscibili cause fisiche.

Riferimenti

  1. Dr. Manoj Thulasidas laureato presso l'Indian Institute of Technology (IIT), Madras, in 1987. Ha studiato le particelle e delle interazioni fondamentali alla collaborazione CLEO alla Cornell University nel corso 1990-1992. Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca in 1993, si trasferì a Marsiglia, Francia e ha continuato la sua ricerca con la collaborazione ALEPH al CERN, Ginevra. Durante la sua carriera decennale come ricercatore nel campo della fisica delle alte energie, è stato co-autore di oltre 200 pubblicazioni.
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  12. In teoria quantistica dei campi, ogni interazione fondamentale consiste di emettere una particella e assorbire in un istante. Queste particelle virtuali cosiddetti emessi e assorbiti sono conosciuti come i bosoni di gauge che mediano le interazioni.
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Einstein on God and Dice

Although Einstein is best known for his theories of relativity, he was also the main driving force behind the advent of quantum mechanics (QM). His early work in photo-voltaic effect paved way for future developments in QM. And he won the Nobel prize, not for the theories of relativity, but for this early work.

It then should come as a surprise to us that Einstein didn’t quite believe in QM. He spent the latter part of his career trying to device thought experiments that would prove that QM is inconsistent with what he believed to be the laws of nature. Why is it that Einstein could not accept QM? We will never know for sure, and my guess is probably as good as anybody else’s.

Einstein’s trouble with QM is summarized in this famous quote.

It is indeed difficult to reconcile the notions (or at least some interpretations) of QM with a word view in which a God has control over everything. In QM, observations are probabilistic in nature. Vale a dire, if we somehow manage to send two electrons (in the same state) down the same beam and observe them after a while, we may get two different observed properties.

We can interpret this imperfection in observation as our inability to set up identical initial states, or the lack of precision in our measurements. This interpretation gives rise to the so-called hidden variable theories — considered invalid for a variety of reasons. The interpretation currently popular is that uncertainty is an inherent property of nature — the so-called Copenhagen interpretation.

In the Copenhagen picture, particles have positions only when observed. At other times, they should be thought of as kind of spread out in space. In a double-slit interference experiment using electrons, per esempio, we should not ask whether a particular electron takes on slit or the other. As long as there is interference, it kind of takes both.

The troubling thing for Einstein in this interpretation would be that even God would not be able to make the electron take one slit or the other (without disturbing the interference pattern, distante). And if God cannot place one tiny electron where He wants, how is he going to control the whole universe?