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Luz viagem no tempo efeitos e recursos cosmológicos

Este artigo não publicado é uma sequela para o meu artigo anterior (também postou aqui como “É Rádio Fontes e Gamma Ray Bursts Luminal Booms?“). Esta versão de blog contém o resumo, introdução e conclusões. A versão integral do artigo está disponível como um arquivo PDF.

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Abstrato

Os efeitos do tempo de viagem Luz (LTT) são uma manifestação óptica da velocidade finita da luz. Eles também podem ser considerados limitações perceptual para a imagem cognitiva do espaço e do tempo. Com base nessa interpretação de efeitos LTT, que apresentou recentemente um novo modelo hipotético para a variação espacial e temporal do espectro da Gamma Ray Bursts (GRB) e fontes de rádio. Neste artigo, tomamos a análise mais e mostrar que os efeitos LTT pode fornecer um bom quadro para descrever tais características cosmológicas como a observação redshift de um universo em expansão, ea radiação cósmica de fundo. A unificação desses fenômenos aparentemente distintas em muito diferentes escalas de comprimento e tempo, juntamente com a sua simplicidade conceitual, podem ser considerados como indicadores da utilidade curioso deste quadro, se não a sua validade.

Introdução

A velocidade finita da luz desempenha um papel importante na forma como percebemos a distância ea velocidade. Este fato dificilmente deve vir como uma surpresa, porque nós sabemos que as coisas não são como nós os vemos. O sol que vemos, por exemplo, já é de oito minutos de idade no momento em que vê-lo. Este atraso é trivial; se queremos saber o que está acontecendo no sol agora, tudo o que temos a fazer é esperar por oito minutos. Nós, no entanto,, tem que “correto” para essa distorção em nossa percepção, devido à velocidade finita da luz antes que possamos confiar no que vemos.

O que é surpreendente (e raramente destaque) é que, quando se trata de sensores de movimento, não podemos voltar a calcular da mesma forma que tirar o atraso em ver o sol. Se vemos um corpo celeste se movendo a uma improvável alta velocidade, não podemos descobrir o quão rápido e em que direção é “realmente” movimento sem outros pressupostos. Uma maneira de lidar com essa dificuldade é atribuir as distorções na nossa percepção de movimento para as propriedades fundamentais da arena da física — espaço e tempo. Outra linha de ação é aceitar a desconexão entre a nossa percepção ea subjacente “realidade” e lidar com ele de alguma forma.

Explorando a segunda opção, assumimos uma realidade subjacente que dá origem à nossa imagem percebida. Nós modelo ainda mais essa realidade subjacente como obedecendo a mecânica clássica, e trabalhar a nossa imagem percebida através do aparelho de percepção. Em outras palavras, não atribuem as manifestações de velocidade finita da luz para as propriedades da realidade subjacente. Em vez, nós cuidamos da nossa imagem percebido que este modelo prevê e verificar se as propriedades que nós observamos podem se originar a partir desta restrição perceptual.

Espaço, os objetos nele, e seu movimento são, de um modo geral, o produto de percepção óptica. Um tende a tomar como certo que a percepção da realidade surge como um percebe. Neste artigo, tomamos a posição de que o que percebemos é uma imagem incompleta ou distorcida de uma realidade subjacente. Mais, estamos tentando out mecânica clássica para a realidade do subjacente (para a qual nós usamos termos como absoluta, realidade noumenal ou física) que faz com que a nossa percepção para ver se ele se encaixa com a nossa imagem percebida (que podemos nos referir à realidade como detectado ou fenomenal).

Note-se que não estamos dando a entender que as manifestações de percepção são meras ilusões. Eles não são; eles são de fato parte da nossa realidade detectada porque a realidade é um resultado final de percepção. Essa percepção pode estar por trás a famosa frase de Goethe, “Ilusão de ótica é a verdade óptica.”

Nós aplicamos essa linha de pensamento a um problema de física recentemente. Nós olhamos para a evolução do espectro de um GRB e achei que fosse notavelmente semelhante ao de um estrondo sônico. Usando este facto, apresentamos um modelo para GRB como a nossa percepção de um “luminal” árvore, com o entendimento de que é a nossa imagem percebida da realidade que obedece a invariância de Lorentz e nosso modelo para a realidade subjacente (fazendo com que a imagem percebida) pode violar física relativista. O acordo marcante entre o modelo e as características observadas, no entanto, prorrogada para além GRBs a fontes de rádio simétricas, que também pode ser considerado como efeitos perceptivos de booms luminais hipotéticas.

Neste artigo, olharmos para outras implicações do modelo. Começamos com as semelhanças entre o tempo de viagem de luz (LTT) efeitos e a transformação de coordenadas em Relatividade Especial (SR). Estas semelhanças não são surpreendentes porque SR deriva, em parte, com base nos efeitos LTT. Nós, então, propor uma interpretação da SR como uma formalização de efeitos LTT e estudar alguns fenômenos cosmológicos observados à luz desta interpretação.

Semelhanças entre a luz viajar no tempo Efeitos e SR

A relatividade especial visa coordenar uma transformação linear entre sistemas de coordenadas em movimento em relação ao outro. Podemos traçar a origem da linearidade de um pressuposto oculto sobre a natureza do espaço e do tempo construída em SR, como afirmou Einstein: “Em primeiro lugar, é evidente que as equações deve ser linear, em virtude das propriedades de homogeneidade que atribuímos a espaço e tempo.” Devido a essa suposição de linearidade, a derivação original das equações de transformação ignora a assimetria entre aproximando e se afastando objetos. Tanto a aproximação e recuo objectos pode ser descrito por dois sistemas que são sempre de recuo de cada outra coordenada. Por exemplo, se um sistema K está em movimento em relação a um outro sistema k ao longo do eixo X positivo de k, em seguida, um objeto em repouso K a uma positiva x está se afastando enquanto outro objeto em um negativo x está se aproximando de um observador na origem da k.

A transformação de coordenadas no trabalho original de Einstein é derivado, em parte, uma manifestação do tempo de viagem luz (LTT) efeitos e por consequência a imposição a constância da velocidade da luz em todos os referenciais inerciais. Isso é mais evidente no primeiro experimento de pensamento, onde os observadores se deslocam com uma haste de encontrar os seus relógios não sincronizado, devido à diferença nos tempos de viagem de luz ao longo do comprimento da haste. Contudo, na interpretação atual da SR, a transformação de coordenadas é considerado uma propriedade básica de espaço e tempo.

Uma dificuldade que surge a partir desta interpretação de SR é que a definição da velocidade relativa entre os dois quadros de inércia torna-se ambígua. Se for a velocidade da trama em movimento, conforme medido pelo observador, em seguida, o movimento superluminal observado em jatos de rádio a partir da região do núcleo torna-se uma violação do SR. Se for uma velocidade que temos a considerar os efeitos deduzir por LT, então temos que empregar a suposição ad-hoc extra que superluminality é proibido. Essas dificuldades sugerem que pode ser melhor para separar os efeitos de luz tempo de viagem do resto do SR.

Nesta secção, vamos considerar espaço e tempo como uma parte do modelo cognitivo criado pelo cérebro, e argumentam que a relatividade especial aplica-se ao modelo cognitivo. A realidade absoluta (de que o SR-como o espaço-tempo é a nossa percepção) não tem de obedecer às restrições da SR. Em particular, objectos não são restritas a velocidades subluminal, mas eles podem aparecer para nós como se eles estão restritos a velocidades subluminal em nossa percepção do espaço e do tempo. Se separar os efeitos LTT do resto do SR, podemos compreender uma grande variedade de fenômenos, como veremos neste artigo.

Ao contrário de SR, considerações baseadas em efeitos LTT resultar em conjunto intrinsecamente diferente de leis de transformação para objetos que se aproximam um observador e os afastando dele. Mais geralmente, a transformação depende do ângulo entre a velocidade do objecto e a linha de visão do observador. Uma vez que as equações de transformação com base em efeitos LTT tratar aproximando e se afastando objetos assimetricamente, eles fornecem uma solução natural para o paradoxo dos gêmeos, por exemplo.

Conclusões

Como o espaço eo tempo são uma parte de uma realidade criada a partir de insumos de luz para os nossos olhos, algumas das suas propriedades são manifestações de efeitos LTT, especialmente na nossa percepção do movimento. O absoluto, realidade física, presumivelmente, gerando as entradas de luz não tem que obedecer as propriedades que atribuímos ao nosso espaço e tempo percebido.

Nós mostramos que os efeitos LTT são qualitativamente idênticos aos do SR, observando que SR considera apenas quadros de referência recuando um do outro. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SR é derivado com base, em parte, os efeitos LTT, e, em parte, na hipótese de que a luz viaja à mesma velocidade com que diz respeito a todos os inerciais. Em tratando-o como uma manifestação de LTT, nós não abordou a principal motivação de SR, que é uma formulação covariante das equações de Maxwell. Pode ser possível separar a covariância da eletrodinâmica a partir da transformação de coordenadas, embora não seja experimentada com este artigo.

Ao contrário de SR, Efeitos LTT são assimétricas. Esta assimetria fornece uma solução para o paradoxo dos gêmeos e uma interpretação das violações de causalidade assumidas associado com superluminality. Além disso, a percepção de superluminality é modulada por efeitos LTT, e explica gamma explosões de raios e jatos simétricos. Como mostramos no artigo, percepção do movimento superluminal também tem uma explicação para os fenômenos cosmológicos, como a expansão do universo e microondas radiação cósmica de fundo. Efeitos LTT deve ser considerada como uma restrição fundamental em nossa percepção, e, consequentemente, na física, ao invés de uma explicação conveniente para fenômenos isolados.

Tendo em conta que a nossa percepção é filtrada através de efeitos LTT, temos que deconvolute-los de nossa realidade percebida, a fim de compreender a natureza do absoluto, realidade física. Este deconvolution, no entanto, resulta em várias soluções. Assim, o absoluto, realidade física está além do nosso alcance, e qualquer suposto propriedades da realidade absoluta só pode ser validada através de quão bem a resultante percebido realidade está de acordo com nossas observações. Neste artigo, assumiu-se que a realidade subjacente obedece nossos mecânica clássica intuitivamente óbvio e fez a pergunta como essa realidade seria percebido quando filtrada através de efeitos de tempo de viagem luz. Nós demonstramos que este tratamento especial poderia explicar certos fenômenos astrofísicos e cosmológicos que observamos.

A transformação de coordenadas no SR pode ser visto como uma redefinição do espaço e do tempo (ou, mais geralmente, realidade) a fim de acomodar as distorções em nossa percepção do movimento, devido aos efeitos de tempo de viagem luz. Pode-se ser tentado a argumentar que se aplica ao SR “reais” espaço e tempo, não a nossa percepção. Essa linha de argumentação levanta a questão, o que é real? A realidade é somente um modelo cognitivo criado em nosso cérebro a partir de nossas entradas sensoriais, inputs visual que é o mais importante. O próprio espaço é uma parte deste modelo cognitivo. As propriedades do espaço são um mapeamento dos limites da nossa percepção.

A escolha de aceitar a nossa percepção como uma verdadeira imagem da realidade e redefinindo o espaço eo tempo como descrito na relatividade especial, na verdade equivale a uma escolha filosófica. A alternativa apresentada no artigo é inspirado pela visão da neurociência moderna que a realidade é um modelo cognitivo no cérebro com base em nossas informações sensoriais. Adotando essa alternativa nos reduz a adivinhar a natureza da realidade absoluta e comparando sua projeção previsto para nossa percepção real. Pode simplificar e explicar algumas teorias da física e explicar alguns fenômenos intrigantes em nosso universo. Contudo, esta opção é mais uma postura filosófica contra a realidade absoluta incognoscível.

Restrições de Percepção e Cognição em Física Relativística

Este post é uma versão online resumida do meu artigo que aparece na Galileu Eletrodinâmica em novembro, 2008. [Ref: Galileus Eletrodinâmica, Vôo. 19, Não. 6, Nov / Dez 2008, pp: 103–117] ()

Cognitive espaço e tempo trata de neurociência como representação do nosso cérebro de nossas entradas sensoriais. Neste ponto de vista, nossa realidade perceptiva é apenas um mapeamento distante e conveniente dos processos físicos fazendo com que as informações sensoriais. O som é um mapeamento das entradas auditivas, e o espaço é uma representação de informações visuais. Qualquer limitação na cadeia de detecção tem uma manifestação específica sobre a representação cognitiva que é a nossa realidade. Uma limitação física do nosso detecção visual é a velocidade da luz finita, que se manifesta como uma propriedade básica do nosso espaço-tempo. Neste artigo, olharmos para as consequências da velocidade limitada de nossa percepção, ou seja, a velocidade da luz, e mostrar que eles são muito semelhantes para a transformação de coordenadas na relatividade especial. A partir desta observação, e inspirado pela idéia de que o espaço é apenas um modelo cognitivo criado a partir de entradas de sinal de luz, examinamos as implicações de tratar a teoria da relatividade especial, como um formalismo para descrever os efeitos perceptivos devido à velocidade finita da luz. Usando essa estrutura, mostramos que podemos unificar e explicar uma grande variedade de astrofísica aparentemente não relacionados e fenômenos cosmológicos. Uma vez que identificar as manifestações das limitações na nossa percepção e representação cognitiva, podemos entender as consequentes restrições sobre nosso espaço e tempo, levando a uma nova compreensão da astrofísica e da cosmologia.

Palavras-chave: neurociência cognitiva; realidade; relatividade especial; efeito o tempo de viagem de luz; raios gama rajadas; microondas radiação cósmica de fundo.

1. Introdução

A nossa realidade é uma imagem mental que o nosso cérebro cria, a partir dos seus entradas sensoriais [1]. Embora este mapa cognitivo é muitas vezes considerado como uma imagem fiel das causas físicas por trás do processo de detecção, as próprias causas são inteiramente diferente da experiência perceptiva de sensoriamento. A diferença entre a representação cognitiva e suas causas físicas não é imediatamente óbvio quando consideramos o nosso sentido primário da visão. Mas, podemos apreciar a diferença olhando os sentidos olfativos e auditivos porque podemos usar o nosso modelo cognitivo baseado em visão a fim de compreender o funcionamento do 'menor’ juízo. Odores, que pode parecer ser uma propriedade do ar que respiramos, são, na verdade a representação de nosso cérebro das assinaturas químicas que nossos narizes detectam. Da mesma forma, som não é uma propriedade intrínseca de um corpo vibrando, mas mecanismo do nosso cérebro para representar ondas de pressão no ar que os nossos ouvidos sentido. A Tabela I mostra a cadeia, desde as causas físicas da entrada sensorial à realidade final como o cérebro cria-lo. Embora as causas físicas podem ser identificados para as cadeias olfactivos e auditivos, eles não são facilmente percebida por processo visual. Desde a visão é o sentido mais poderosa que possuímos, somos obrigados a aceitar a representação do nosso cérebro de informações visuais como a realidade fundamental.

Enquanto a nossa realidade visual fornece um quadro excelente para ciências físicas, é importante perceber que a própria realidade é um modelo com potenciais limitações e distorções físicas ou fisiológicas. A integração entre a fisiologia da percepção e da sua representação no cérebro foi comprovada recentemente em um experimento inteligente usando a ilusão tátil afunilamento [2]. A ilusão resulta em uma única sensação táctil no ponto focal no centro de um padrão de estímulo, embora nenhum estímulo é aplicado nesse sítio. No experimento, região de activação cerebral correspondeu ao ponto focal em que a sensação foi percebida, ao invés dos pontos onde foram aplicados os estímulos, provando a percepção de que o cérebro registrados, não as causas físicas da realidade percebida. Em outras palavras, para o cérebro, não há diferença entre a aplicação do padrão dos estímulos e da aplicação de apenas um estímulo com o centro do padrão. O cérebro mapeia os inputs sensoriais para regiões que correspondem a sua percepção, ao invés de nas regiões que correspondem ao fisiologicamente estímulos sensoriais.

Modalidade Sense: Causa Física: Sinal detectado: O modelo de cérebro:
Olfativo Chemicals As reações químicas Cheiros
Auditivo Vibrations Ondas de pressão Sounds
Visual Desconhecido Luz Espaço, tempo
realidade

Tabela I: Representação do cérebro de diferentes inputs sensoriais. Os odores são uma representação de composições químicas e concentração nossos sentidos nariz. Os sons são um mapeamento das ondas de pressão de ar produzidos por um objecto vibratório. Em vista, não sabemos a realidade física, nossa representação é o espaço, e possivelmente vez.

A localização neurológica de diferentes aspectos da realidade foi estabelecida em neurociência por estudos de lesões. A percepção do movimento (ea consequente base da nossa noção de tempo), por exemplo, é tão localizado que uma pequena lesão pode apagá-lo completamente. Casos de pacientes com tal perda específica de uma parte da realidade [1] ilustrar o fato de que nossa experiência da realidade, todos os seus aspectos, é de fato uma criação do cérebro. Espaço e tempo são aspectos da representação cognitiva em nosso cérebro.

O espaço é uma experiência perceptiva muito parecido com o som. As comparações entre os modos auditivas e visuais de detecção pode ser útil para entender as limitações de suas representações no cérebro. Uma limitação é as faixas de entrada dos órgãos sensoriais. Orelhas são sensíveis na faixa de freqüência de 20Hz-20kHz, e os olhos estão limitados ao espectro visível. Outra limitação, que podem existir em indivíduos específicos, é uma representação inadequada das entradas. Tal limitação pode levar a tone-surdez e cegueira de cores, por exemplo. A velocidade da modalidade sentido introduz também um efeito, tais como o intervalo de tempo entre ver um evento e ouvir o som correspondente. Para percepção visual, uma consequência da velocidade finita da luz é chamada a Light Travel Time (LTT) efeito. LLT oferece uma interpretação possível para o movimento superluminal observada em certos objetos celestes [3,4]: quando um objeto se aproxima do observador em um ângulo raso, ele pode aparecer para mover muito mais rápido do que a realidade [5] Devido à LTT.

Outras conseqüências dos efeitos LTT em nossa percepção são muito semelhantes para a transformação de coordenadas da teoria da relatividade especial (SRT). Estas consequências incluem uma contração aparente de um objeto se afastando ao longo de sua direção de movimento e um efeito de dilatação do tempo. Além disso, um objeto se afastando nunca pode aparecer estar indo mais rápido do que a velocidade da luz, mesmo que a sua velocidade real é superluminal. Enquanto SRT não explicitamente proíbem, superluminality é entendida como levar a viagem no tempo e as consequentes violações da causalidade. Um aparente violação da causalidade é uma das consequências da LTT, quando o objeto superluminal está se aproximando do observador. Todos estes efeitos LTT são muito semelhantes aos efeitos previstos pela SRT, e estão atualmente considerado «confirmação’ que o espaço-tempo obedece SRT. Mas, em vez, espaço de tempo pode ter uma estrutura mais profunda que, quando filtrada através de efeitos LTT, resultados em nosso percepção que o espaço-tempo obedece SRT.

Quando aceitamos o ponto de vista da neurociência da realidade como uma representação de nossas entradas sensoriais, podemos entender por que a velocidade de figuras de luz de forma tão proeminente em nossas teorias físicas. As teorias da física são uma descrição da realidade. A realidade é criada a partir das leituras dos nossos sentidos, especialmente os nossos olhos. Eles trabalham com a velocidade da luz. Assim, a santidade concedida à velocidade da luz é uma característica apenas de nossa realidade, não o absoluto, realidade última que os nossos sentidos estão se esforçando para perceber. Quando se trata de física que descreve fenômenos muito além das nossas gamas sensoriais, nós realmente temos que levar em conta o papel que a nossa percepção e cognição jogo em vê-los. O Universo como o vemos é apenas um modelo cognitivo criado a partir dos fótons que caem em nossa retina ou nos foto-sensores do telescópio Hubble. Por causa da velocidade finita do transportador de informações (os fótons), nossa percepção é distorcida de tal forma a dar-nos a impressão de que o espaço eo tempo obey SRT. Eles fazem, mas o espaço eo tempo não são a realidade absoluta. “Espaço e tempo são modos pelos quais pensamos e não condições nas quais vivemos,” como o próprio Einstein colocá-lo. Tratar a nossa realidade percebida como representação do nosso cérebro de nossos insumos visuais (filtrou-se através do efeito LTT), veremos que todos os estranhos efeitos da transformação de coordenadas em SRT pode ser entendido como as manifestações da velocidade finita de nossos sentidos em nosso espaço e tempo.

Além disso, vamos mostrar que esta linha de pensamento leva a explicações naturais para duas classes de fenômenos astrofísicos:

Gamma Ray Bursts, que são muito breve, mas flashes intensos de \gamma raios, Atualmente acredita-se que emanam de colapsos estelares cataclísmicos, e Rádio Fontes, que são tipicamente simétrica e parece associada com núcleos galácticos, manifestações actualmente consideradas de singularidades do espaço-tempo ou estrelas de nêutrons. Esses dois fenômenos astrofísicos aparecer distintos e sem relação, mas eles podem ser unificados e explicou o uso de efeitos LTT. Este artigo apresenta um modelo quantitativo tais unificada. Ele também irá mostrar que as limitações cognitivas para a realidade, devido aos efeitos LTT pode fornecer explicações qualitativas para tais características cosmológicas como a aparente expansão do Universo e da radiação cósmica de fundo (CMBR). Ambos os fenômenos pode ser entendido como relacionado com a nossa percepção de objetos superluminais. É a unificação desses fenômenos aparentemente distintas em muito diferentes escalas de comprimento e tempo, juntamente com a sua simplicidade conceitual, que temos como os indicadores de validade deste quadro.

2. Semelhanças entre Efeitos LTT & SRT

A transformação de coordenadas derivado em papel original de Einstein [6] é, em parte, uma manifestação dos efeitos LTT e por consequência a imposição a constância da velocidade da luz em todos os referenciais inerciais. Isso é mais evidente no primeiro experimento de pensamento, onde os observadores se deslocam com uma haste de encontrar os seus relógios não sincronizado, devido à diferença no LTT do ao longo do comprimento da haste. Contudo, na interpretação atual da SRT, a transformação de coordenadas é considerado uma propriedade básica de espaço e tempo. Uma dificuldade que surge a partir desta formulação é que a definição da velocidade relativa entre os dois quadros de inércia torna-se ambígua. Se for a velocidade da trama em movimento, conforme medido pelo observador, em seguida, o movimento superluminal observado em jatos de rádio a partir da região do núcleo torna-se uma violação da SRT. Se for uma velocidade que temos a considerar os efeitos de deduzir LTT, então temos que empregar o adicional ad hoc pressuposto que superluminality é proibido. Essas dificuldades sugerem que pode ser melhor para separar os efeitos LTT do resto do SRT. Apesar de não ser tentada neste trabalho, a principal motivação para SRT, ou seja, a covariância das equações de Maxwell, pode ser conseguido mesmo sem atribuir efeitos LTT para as propriedades de espaço e tempo.

Nesta Seção, vamos considerar espaço e tempo como uma parte do modelo cognitivo criado pelo cérebro, e ilustrar que SRT se aplica ao modelo cognitivo. A realidade absoluta (de que o SRT-como o espaço-tempo é a nossa percepção) não tem de obedecer às restrições da SRT. Em particular, objectos não são restritas a velocidades subluminal, embora possam aparecer para nós como se eles estão restritos a velocidades subluminal em nossa percepção do espaço e do tempo. Se separar os efeitos LTT do resto da SRT, podemos compreender uma grande variedade de fenômenos, como mostrado neste artigo.

SRT visa coordenar uma transformação linear entre sistemas de coordenadas em movimento em relação ao outro. Podemos traçar a origem da linearidade de um pressuposto oculto sobre a natureza do espaço e do tempo construída em SRT, como afirmou Einstein [6]: “Em primeiro lugar, é evidente que as equações deve ser linear, em virtude das propriedades de homogeneidade que atribuímos a espaço e tempo.” Devido a essa suposição de linearidade, a derivação original das equações de transformação ignora a assimetria entre aproximando e se afastando objetos e concentra-se em objetos de recuo. Tanto a aproximação e recuo objectos pode ser descrito por dois sistemas que são sempre de recuo de cada outra coordenada. Por exemplo, se um sistema K está em movimento em relação a um outro sistema a ao longo do eixo X positivo de a, em seguida, um objeto em repouso K a uma positiva x está se aproximando de um observador na origem da a. Ao contrário SRT, considerações baseadas em efeitos LTT resultar em conjunto intrinsecamente diferente de leis de transformação para objetos que se aproximam um observador e os afastando dele. Mais geralmente, a transformação depende do ângulo entre a velocidade do objecto e a linha de visão do observador. Uma vez que as equações de transformação com base em efeitos LTT tratar aproximando e se afastando objetos assimetricamente, eles fornecem uma solução natural para o paradoxo dos gêmeos, por exemplo.

2.1 Primeira Ordem da Percepção Effects

Para se aproximando e se afastando objetos, os efeitos relativísticos são de segunda ordem na velocidade \beta, e velocidade tipicamente aparece como \sqrt{1-\beta^2}. Os efeitos LTT, por outro lado, são de primeira ordem na velocidade. Os primeiros efeitos de ordem têm sido estudados nos últimos cinquenta anos, em termos da aparência de um corpo estendido relativisticamente movendo [7-15]. Também tem sido sugerido que o efeito Doppler relativista pode ser considerada a média geométrica [16] cálculos de mais básicas. A crença atual é de que os primeiros efeitos de ordem são uma ilusão de ótica de ser retirado de nossa percepção da realidade. Uma vez que estes efeitos são levados para fora ou "deconvolved’ das observações, o 'real’ espaço e tempo são assumidos para obedecer SRT. Note-se que esta hipótese é impossível verificar porque o deconvolution é um problema mal colocado – existem múltiplas soluções para a realidade absoluta de que todos resultam na mesma imagem perceptual. Nem todas as soluções obedecer SRT.

A noção de que é a realidade absoluta que obedece arrumadores SRT em um problema mais profundo filosófica. Esta noção é equivalente a insistir em que espaço e tempo são na verdade 'intuições’ além da percepção sensorial, em vez de uma imagem cognitivo criado pelo nosso cérebro para fora das entradas sensoriais que recebe. Uma crítica formal das intuições kantianas de espaço e tempo está além do escopo deste artigo. Aqui, tomamos a posição de que é nossa realidade observada ou percebido que obedece SRT e explorar onde ela nos leva. Em outras palavras, supomos que SRT não é senão uma formalização dos efeitos perceptivos. Estes efeitos não são de primeira ordem na velocidade quando o objeto não está se aproximando diretamente (ou se afastando de) o observador, como veremos mais tarde. Vamos mostrar neste artigo que um tratamento de SRT como um efeito perceptivo nos dará solução natural para os fenômenos astrofísicos como explosões de raios gama e jatos de rádio simétricas.

2.2 Perception of Speed

Nós primeiro olhar para a forma como a percepção do movimento é modulada por efeitos LTT. Como observado anteriormente, as equações de transformação de SRT deleite apenas objetos se afastando do observador. Por esta razão, primeiro consideramos um objeto recuando, voando para longe do observador a uma velocidade \beta do objecto depende da velocidade real b (conforme indicado no apêndice A.1):


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

Assim, devido aos efeitos LTT, uma velocidade verdadeira infinito é mapeado para uma velocidade aparente \beta_O=1. Em outras palavras, nenhum objeto pode aparecer viajar mais rápido que a velocidade da luz, inteiramente consistente com SRT.

Fisicamente, este limite de velocidade aparente equivale a um mapeamento de c para \infty. Este mapeamento é mais evidente em suas conseqüências. Por exemplo, é preciso uma quantidade infinita de energia para acelerar um objeto a uma velocidade aparente \beta_O=1 porque, na realidade, estamos acelerando-o a uma velocidade infinita. Este requisito energia infinita também pode ser visto como a massa relativista mudar a uma velocidade, atingindo \infty em \beta_O=1. Einstein explicou este mapeamento como: “Para velocidades maiores que a da luz nossas deliberações se tornam sem sentido; iremos, no entanto, encontrar no que se segue, que a velocidade da luz na nossa teoria desempenha o papel, fisicamente, de um infinitamente grande velocidade.” Assim, para objetos recuo do observador, os efeitos da LTT são quase idênticas às consequências da SRT, em termos da percepção da velocidade.

2.3 Dilatação do tempo
Dilatação do tempo
Figure 1
Figura 1:. Comparação entre o tempo de viagem de luz (LTT) efeitos e as previsões da teoria da relatividade especial (SR). O eixo X representa a velocidade aparente e o eixo Y mostra a dilatação do tempo ou o comprimento contracção relativa.

Efeitos LTT influenciar a forma como o tempo na objeto em movimento é percebido. Imagine um objeto se afastando do observador a uma taxa constante. Como ele se move para longe, os fótons sucessivos emitidos pelo objeto demorar mais tempo e mais tempo para atingir o observador, porque eles são emitidos em cada vez mais longe. Este atraso tempo de viagem dá ao observador a ilusão de que o tempo está fluindo mais lento para o objeto em movimento. Ele pode ser facilmente demonstrado (ver apêndice A.2) que o intervalo de tempo observado \Delta t_O está relacionada com o intervalo de tempo real \Delta t como:


  \frac{\Delta t_O}{\Delta t} ,=, \frac{1}{1-\beta_O}& Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & nbsp; & Nbsp; & Nbsp;(3)

para um objeto se afastando do observador (\theta=\pi). Esta dilatação do tempo observado é representada na figura. 1, onde ele é comparado com a dilatação do tempo previsto no SR. Note-se que a dilatação do tempo devido à LTT tem uma grandeza maior do que o previsto no SR. Contudo, a variação é semelhante, com ambas as dilatações de tempo tende a \infty como a velocidade observada tende a c.

2.4 Comprimento Contração

O comprimento de um objecto em movimento também aparece diferente devido a efeitos LTT. Pode ser mostrado (ver apêndice A.3) observado que o comprimento d_O como:


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

para um objeto se afastando do observador com uma velocidade aparente de \beta_O. Esta equação está representada também na Fig. 1. Note novamente que os efeitos LTT são mais fortes que os preditos em SRT.

Figo. 1 ilustra que tanto a dilatação e contracção de Lorentz tempo pode ser pensado como efeitos LTT. Enquanto as grandezas efectivas dos efeitos LTT são maiores do que o que prediz SRT, sua dependência qualitativa sobre velocidade é quase idêntico. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SRT é parcialmente baseado em efeitos LTT. Se os efeitos LTT devem ser aplicadas, como uma ilusão de ótica, no topo das consequências da SRT como atualmente se acredita, em seguida, a contração do comprimento total observada e dilatação do tempo será significativamente mais do que as previsões SRT.

2.5 Deslocamento Doppler
O resto do artigo (as secções até Conclusões) foi abreviada e pode ser lido na versão PDF.
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5 Conclusões

Neste artigo, começamos com uma visão de neurociência cognitiva sobre a natureza da realidade. A realidade é uma representação conveniente que o nosso cérebro cria fora de nossas entradas sensoriais. Esta representação, embora conveniente, é um mapeamento experiencial incrivelmente distante das causas físicas reais que compõem as entradas para os nossos sentidos. Além disso, limitações na cadeia de detecção e percepção mapa para manifestações mensuráveis ​​e previsíveis para a realidade que percebemos. Uma tal restrição fundamental para a nossa realidade percebida é a velocidade da luz, e as manifestações correspondentes, Efeitos LTT. Como o espaço eo tempo são uma parte de uma realidade criada a partir de insumos de luz para os nossos olhos, algumas das suas propriedades são manifestações de efeitos LTT, especialmente na nossa percepção do movimento. O absoluto, realidade física gerar as entradas de luz não obedece as propriedades que atribuímos ao nosso espaço e tempo percebido. Nós mostramos que os efeitos LTT são qualitativamente idênticos aos do TSA, observando que SRT considera apenas quadros de referência recuando um do outro. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SRT é derivado com base, em parte, os efeitos LTT, e, em parte, na hipótese de que a luz viaja à mesma velocidade com que diz respeito a todos os inerciais. Em tratando-o como uma manifestação de LTT, nós não abordou a principal motivação da SRT, que é uma formulação covariante das equações de Maxwell, como evidenciado pelas declarações de papel original de Einstein abertura [6]. Pode ser possível separar a covariância da eletrodinâmica a partir da transformação de coordenadas, embora não seja experimentada com este artigo.

Ao contrário SRT, Efeitos LTT são assimétricas. Esta assimetria fornece uma solução para o paradoxo dos gêmeos e uma interpretação das violações de causalidade assumidas associado com superluminality. Além disso, a percepção de superluminality é modulada por efeitos LTT, e explica g explosões de raios e jatos simétricos. Como mostramos no artigo, percepção do movimento superluminal também tem uma explicação para os fenômenos cosmológicos, como a expansão do Universo e da radiação cósmica de fundo em microondas. Efeitos LTT deve ser considerada como uma restrição fundamental em nossa percepção, e, consequentemente, na física, ao invés de uma explicação conveniente para fenômenos isolados. Tendo em conta que a nossa percepção é filtrada através de efeitos LTT, temos que deconvolute-los de nossa realidade percebida, a fim de compreender a natureza do absoluto, realidade física. Este deconvolution, no entanto, resulta em várias soluções. Assim, o absoluto, realidade física está além do nosso alcance, e qualquer suposto propriedades da realidade absoluta só pode ser validada através de quão bem a resultante percebido realidade está de acordo com nossas observações. Neste artigo, assumiu-se que o absoluto realidade obedece nossos mecânica clássica intuitivamente óbvio e fez a pergunta como essa realidade seria percebido quando filtrada através de efeitos LTT. Nós demonstramos que este tratamento especial poderia explicar certos fenômenos astrofísicos e cosmológicos que observamos. A distinção entre as diferentes noções de velocidade, incluindo a velocidade adequada e a velocidade de Einstein, foi objeto de uma edição recente da revista [33].

A transformação de coordenadas no SRT deve ser visto como uma redefinição do espaço e do tempo (ou, mais geralmente, realidade) a fim de acomodar as distorções em nossa percepção do movimento, devido aos efeitos LTT. A realidade absoluta por trás da nossa percepção não é sujeito a restrições de SRT. Pode-se ser tentado a argumentar que SRT se aplica ao 'real’ espaço e tempo, não a nossa percepção. Essa linha de argumentação levanta a questão, o que é real? A realidade é nada além de um modelo cognitivo criado em nosso cérebro a partir de nossas entradas sensoriais, inputs visual que é o mais importante. O próprio espaço é uma parte deste modelo cognitivo. As propriedades do espaço são um mapeamento dos limites da nossa percepção. Nós não temos acesso a uma realidade além de nossa percepção. A escolha de aceitar a nossa percepção como uma verdadeira imagem da realidade e redefinindo o espaço eo tempo, conforme descrito no SRT de fato equivale a uma escolha filosófica. A alternativa apresentada no artigo é solicitado pela visão da neurociência moderna que a realidade é um modelo cognitivo no cérebro com base em nossas informações sensoriais. Adotando essa alternativa nos reduz a adivinhar a natureza da realidade absoluta e comparando sua projeção previsto para nossa percepção real. Pode simplificar e explicar algumas teorias da física e explicar alguns fenômenos intrigantes no nosso Universo. Contudo, esta opção é mais uma postura filosófica contra a realidade absoluta incognoscível.

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