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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.

Fine di Evolution

Per un fisico, la vita è un esempio pulito di interazione elettromagnetica. Per un biologo, tuttavia, la vita è un algoritmo di replicazione del DNA. Facciamo rimuginare la vista biologia per qualche istante.

I geni del nostro corpo hanno un solo movente–per essere replicato. Il nostro corpo è stato creato in conformità con una stampa blu codificata nei geni per “run” questo algoritmo. Come questo algoritmo viene mappato i nostri obiettivi di livello superiore ed emozioni è ciò che la vita è tutto per la maggior parte delle persone che non sono fisici o biologi.

Un semplice mappatura di questo algoritmo porta alla massima nell'evoluzione “la sopravvivenza del più adatto.” Ogni mutazione che ha il più piccolo vantaggio in termini di sopravvivenza si amplifica nel tempo. Allo stesso modo, tutti i geni svantaggiati vengono spazzati via.

Ma l'evoluzione negli esseri umani (e attraverso la nostra influenza, l'intero eco-sistema) ha preso una nuova svolta. La sopravvivenza del più adatto usato per significare la sopravvivenza del più forte o il più intelligente. Per esempio, se avessi una malattia genetica che mi ha fatto inclini a una malattia pericolosa per la vita (in altre parole, se non ero molto forte), le mie possibilità di trasmettere i miei geni sarebbero un po 'più piccola.

Tuttavia, a causa dei progressi della medicina, le possibilità di sopravvivenza di tali geni svantaggiate sono normalizzati a circa lo stesso livello di quelli del resto della specie. Poi di nuovo, a causa della dipendenza della qualità dell'assistenza sanitaria sul denaro, le possibilità di sopravvivenza vengono distorti a favore dei ricchi. Così, è la mappatura dell'algoritmo DNA ora “la sopravvivenza dei più ricchi?”

La ricchezza è considerato un prodotto di intelligenza. Ma l'intelligenza (come definito dalla capacità di fare soldi) non è necessariamente genetica. Può essere, ma noi non lo sappiamo ancora. Quindi per diverse generazioni, non è nemmeno il più ricco che sopravvivono, perché medie temporali fuori le possibilità di sopravvivenza.

Così che cosa esattamente sta per sopravvivere?

Arbitro: Questo post è un estratto dal mio libro, L'Unreal Universe.

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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Percezione, Fisica e il ruolo della luce in Filosofia

Realtà, come noi percepiamo, non è del tutto reale. 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 irrealtà è dovuto al tempo necessario per la luce delle stelle e galassie lontane raggiungerci. Sappiamo di questo ritardo.

Anche il sole che conosciamo così bene è già otto minuti vecchio per il momento vediamo. Non sembra questo fatto di presentare particolarmente gravi problemi epistemologici – se vogliamo sapere cosa sta succedendo al sole adesso, tutto quello che dobbiamo fare è aspettare per otto minuti. Dobbiamo solo 'corretto’ per le distorsioni nella nostra percezione a causa della velocità finita della luce prima che possiamo fidarci di ciò che vediamo. Lo stesso fenomeno di vedere è una manifestazione meno noto nel nostro modo di percepire oggetti in movimento. Alcuni corpi celesti appaiono come se si stanno muovendo più volte la velocità della luce, che la loro 'vera’ velocità deve essere molto inferiore a quella.

Ciò che sorprende (e raramente evidenziato) è che quando si tratta di rilevamento del movimento, Non siamo in grado di back-calcolare nello stesso tipo di modo che possiamo correggere per il ritardo nella osservazione del sole. Se vediamo un corpo celeste si muove ad una improbabile alta velocità, Non possiamo calcolare quanto velocemente o anche in quale direzione è 'davvero’ muoversi senza prima dover fare certe ulteriori ipotesi.

Einstein ha scelto di risolvere il problema trattando percezione distorta e inventare nuove proprietà fondamentali in campo della fisica – nella descrizione di spazio e tempo. Una idea centrale della teoria della relatività speciale è che la nozione umana di una sequenza ordinata di eventi nel tempo deve essere abbandonata. Infatti, poiché ci vuole tempo per la luce da un evento in un luogo lontano per raggiungerci, e per noi a prendere coscienza di esso, il concetto di 'ora’ non ha più alcun senso, per esempio, quando si parla di una macchia solare che appaiono sulla superficie del sole proprio nel momento in cui l'astronomo stava cercando di fotografarlo. Simultaneità è relativa.

Einstein invece ridefinito simultaneità utilizzando gli istanti nel tempo si rileva l'evento. Rivelazione, come egli definì, comporta un viaggio di andata e ritorno della luce simile al rilevamento radar. Inviamo un segnale che viaggia alla velocità della luce, e attendere la riflessione. Se l'impulso riflesso da due eventi ci raggiunge nello stesso istante, allora sono simultanei. Ma un altro modo di vedere le cose è semplicemente chiamare 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 piuttosto che l'invio di segnali a loro e guardando la riflessione.

Questa differenza può sembrare un cavillo hair-splitting, ma lo fa fare un'enorme differenza per le previsioni che possiamo fare. Scelta di Einstein si traduce in un quadro matematico che ha molte proprietà desiderabili, tra cui quello di rendere un ulteriore sviluppo teorico più elegante. Ma allora, Einstein credeva, come una questione di fede sembrerebbe, che le regole che governano l'universo deve essere 'elegante.’ Tuttavia, l'altro approccio ha un vantaggio quando si tratta di descrivere gli oggetti in movimento. Perché, naturalmente, non usiamo radar per vedere le stelle in movimento; noi percepiamo solo la luce (o di altre radiazioni) provenienti da loro. Tuttavia, utilizzando questo tipo di paradigma sensoriale, piuttosto che 'rilevamento radar-like,’ per descrivere i risultati universo in un quadro matematico più brutto. Einstein non approverebbe!

La differenza matematica genera diverse posizioni filosofiche, che a sua volta percolato alla comprensione della nostra immagine fisica della realtà. Come illustrazione, Supponiamo di osservare, attraverso un radiotelescopio, due oggetti nel cielo, con più o meno la stessa forma, dimensioni e le proprietà. L'unica cosa che sappiamo per certo è che le onde radio provenienti da questi due punti differenti nel cielo ci arrivano nello stesso istante nel tempo. Possiamo solo immaginare quando le onde hanno iniziato i loro viaggi.

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 c'è un altro, differenti possibilità e cioè 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 potrebbe inoltre spiegare alcune proprietà spettrali e temporali di tali sorgenti radio simmetrici. Quindi, 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 è 'reale'? Fa 'reale’ significa nulla in questo contesto?

Relatività Speciale dà una risposta univoca a questa domanda. 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. Ancora, se definiamo gli eventi da ciò che percepiamo, l'unica posizione filosofica che ha senso è quella che disconnette la realtà rilevato dalle cause retrostanti 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 delle 'cose-in-the-mondo’ come noi percepiamo. La realtà sottostante (che detiene le cause fisiche della nostra percezione), al contrario, rimane fuori della nostra portata conoscitiva.

Eppure c'è un abisso tra il punto di vista della filosofia e della fisica moderna. Non per niente ha il fisico premio Nobel, Steven Weinberg, meraviglia, nei suoi sogni libro di una teoria finale, perché il contributo dalla filosofia alla fisica era stata così sorprendentemente piccolo. Forse è perché la fisica deve ancora venire a patti con il fatto che quando si tratta di vedere l'universo, non vi è alcuna cosa come un'illusione ottica – che è probabilmente ciò che Goethe intendeva quando disse, '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.

ExternalToBrain

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. 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.

AbsolutelToBrain

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 fa Relatività Speciale. L'altra opzione è quella di supporre che ci sia un 'alto’ 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 scelte 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.

La torsione di questa storia di luce e la realtà è che ci sembra di aver conosciuto tutto questo per un lungo tempo. 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?

Ci sono parallelismi tra la distinzione noumenico-fenomenico di Kant e le fenomenisti successive, e la distinzione Brahman-Maya in Advaita. La saggezza sulla natura della realtà dal repertorio di spiritualità si reinventa 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 in grado di 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.

Infatti, come spingiamo sempre di più i confini della nostra conoscenza, stiamo scoprendo interconnessioni finora insospettati e spesso sorprendenti tra i diversi rami di sforzi umani. Ancora, come possono i diversi ambiti della nostra conoscenza siano indipendenti l'uno dall'altro, se tutta la conoscenza è soggettiva? Se la conoscenza è solo la rappresentazione cognitiva delle nostre esperienze? Ma allora, è la fallacia moderno a pensare che la conoscenza è la nostra rappresentazione interna di una realtà esterna, e quindi distinta da essa. Invece, riconoscendo e facendo uso delle interconnessioni tra i diversi ambiti dell'attività umana può essere il presupposto essenziale per la prossima fase nello sviluppo della nostra saggezza collettiva.

Scatola: Treno di EinsteinUno dei famosi esperimenti mentali di Einstein illustra la necessità di ripensare ciò che intendiamo per eventi simultanei. Esso descrive un treno ad alta velocità che scorrono lungo un binario rettilineo passato una piccola stazione come un uomo si trova sul marciapiede della stazione guardarlo velocità da. Per il suo stupore, mentre il treno lo passa, due fulmini colpiscono il brano successivo alle estremità del treno! (Opportunamente, per gli investigatori successivi, lasciano bruciature sia sul treno e sul terreno.)

Per l'uomo, sembra che i due fulmini colpiscono esattamente nello stesso momento. Più tardi, i segni sul terreno della pista del treno rivelano che i punti in cui il fulmine ha colpito erano esattamente equidistante da lui. Da allora i fulmini viaggiavano alla stessa distanza verso di lui, e dal momento che sono apparsi all'uomo per accadere esattamente nello stesso momento, non ha alcun motivo per non concludere che i fulmini hanno colpito esattamente nello stesso momento. Erano simultanea.

Tuttavia, supponiamo che un po 'più tardi, l'uomo incontra un passeggero signora che è accaduto a essere seduto in macchina a buffet, esattamente al centro del treno, e guardando fuori dalla finestra, al momento i fulmini hanno colpito. Questo passeggero gli dice che ha visto il primo bullone di alleggerimento ha colpito il suolo in prossimità del motore nella parte anteriore del treno leggermente in anticipo quando il secondo ha colpito la terra accanto alla macchina i bagagli nella parte posteriore del treno.

L'effetto non ha nulla a che fare con la distanza la luce ha dovuto viaggiare, come sia la donna e l'uomo sono stati equidistante tra i due punti che il colpo di alleggerimento. Eppure, hanno osservato la sequenza di eventi in modo diverso.

Questo disaccordo della tempistica degli eventi è inevitabile, Einstein dice, come la donna è in effetti muove verso il punto in cui il lampo di luce colpito vicino al motore -e distanza dal punto in cui il lampo di luce colpire accanto alla macchina bagaglio. Nella piccola quantità di tempo necessaria per i raggi di luce per raggiungere la signora, perché il treno si muove, la distanza del primo flash deve viaggiare ai suoi strizzacervelli, e la distanza del secondo flash deve viaggiare cresce.

Questo fatto non può essere notata nel caso di treni ed aerei, ma quando si tratta di distanze cosmologiche, simultaneità in realtà non ha alcun senso. Per esempio, l'esplosione di due lontane supernovae, visto come simultanea dal nostro punto di osservazione della terra, apparirà a verificarsi in diverse combinazioni di tempo da altri punti di vista.

In Relatività: La speciale e Teoria Generale (1920), Einstein ha messo in questo modo:

'Ogni corpo di riferimento (coordinare il sistema) ha il suo proprio tempo particolare; a meno che non ci viene detto il corpo di riferimento a cui la dichiarazione si riferisce tempo, non vi è alcun senso in una dichiarazione del tempo di un evento.’

The Story So Far …

In the early sixties, Santa Kumari Amma decided to move to the High Ranges. She had recently started working with KSEB which was building a hydro-electric project there.The place was generically called the High Ranges, even though the ranges weren’t all that high. People told her that the rough and tough High Ranges were no place for a country girl like her, but she wanted to go anyways, prompted mainly by the fact that there was some project allowance involved and she could use any little bit that came her way. Her family was quite poor. She came from a small village called Murani (near a larger village called Mallappalli.)

Around the same time B. Thulasidas (better known as Appu) also came to the High Ranges. His familty wasn’t all that poor and he didn’t really need the extra money. But he thought, hey rowdy place anyway, what the heck? Well, to make a long story short, they fell in love and decided to get married. This was some time in September 1962. A year later Sandya was born in Nov 63. And a little over another year and I came to be! (This whole stroy, by the way, is taking place in the state of Kerala in India. Well, that sentence was added just to put the links there, just in case you are interested.) There is a gorgeous hill resort called Munnar (meaning three rivers) where my parents were employed at that time and that’s where I was born.

 [casual picture] Just before 1970, they (and me, which makes it we I guess) moved to Trivandrum, the capital city of Kerala. I lived in Trivandrum till I was 17. Lots of things happened in those years, but since this post is still (and always will be) work in progress, I can’t tell you all about it now.

In 1983, I moved to Madras, to do my BTech in Electronics and Communication at IIT, Madras. (They call the IITs the MIT of India, only much harder to get in. In my batch, there were about 75,000 students competing for about 2000 places. I was ranked 63 among them. I’m quite smart academically, you see.) And as you can imagine, lots of things happened in those four years as well. But despite all that, I graduated in August 1987 and got my BTech degree.

In 1987, after finishing my BTech, I did what most IITians are supposed to do. I moved to the states. Upstate New York was my destination. I joined the Physics Department of Syracuse University to do my PhD in High Energy Physics. And boy, did a lot of things happen during those 6 years! Half of those 6 years were spent at Cornell University in Ithaca.

That was in Aug. 1987. Then in 1993 Sept, the prestigious French national research organization ( CNRS – “Centre national de la recherche scientifique”) hired me. I moved to France to continue my research work at ALEPH, CERN. My destination in France was the provencal city of Marseilles. My home institute was “Centre de Physique des Particules de Marseille” or CPPM. Of course, I didn’t speak a word of French, but that didn’t bother me much. (Before going to the US in 1987, I didn’t speak much English/Americanese either.)

End of 1995, on the 29th of Dec, I got married to Kavita. In early 1996, Kavita also moved to France. Kavita wasn’t too happy in France because she felt she could do much more in Singapore. She was right. Kavita is now an accomplished entrepreneur with two boutiques in Singapore and more business ideas than is good for her. She has won many awards and is a minor celebrity with the Singapore media. [Wedding picture]

In 1998, I got a good offer from what is now the Institute for Infocomm Research and we decided to move to Singapore. Among the various personal reasons for the move, I should mention that the smell of racisim in the Marseilles air was one. Although every individual I personally met in France was great, I always had a nagging feeling that every one I did not meet wanted me out of there. This feeling was further confirmed by the immigration clerks at the Marignane airport constantly asking me to “Mettez-vous a cote, monsieur” and occassionally murmuring “les francais d’abord.”  [Anita Smiles]

A week after I moved to Singapore, on the 24rth of July 1998, Anita was born. Incredibly cute and happy, Anita rearranged our priorities and put things in perspective. Five years later, on the 2nd of May 2003, Neil was born. He proved to be even more full of smiles.  [Neil Smiles more!]

In Singapore, I worked on a lot of various body-based measurements generating several patents and papers. Towards the end of my career with A-Star, I worked on brain signals, worrying about how to make sense of them and make them talk directly to a computer. This research direction influenced my thinking tremendously, though not in a way my employer would’ve liked. I started thinking about the role of perception in our world view and, consequently, in the theories of physics. I also realized how these ideas were not isolated musings, but were atriculated in various schools of philosophy. This line of thinking eventually ended up in my book, The Unreal Universe.

Towards the second half of 2005, I decided to chuck research and get into quantitative finance, which is an ideal domain for a cash-strapped physicist. It turned out that I had some skills and aptitudes that were mutually lucrative to my employers and myself. My first job was as the head of the quantitative analyst team at OCBC, a regional bank in Singapore. This middle office job, involving risk management and curtailing ebullient traders, gave me a thorough overview of pricing models and, perhaps more importantly, perfect understanding of the conflict-driven implementation of the risk appetite of the bank.

 [Dad] Later on, in 2007, I moved to Standard Chartered Bank, as a senior quantitative professional taking care of their in-house trading platform, which further enhanced my "big picture" outlook and inspired me to write Principles of Quantitative Development. I am rather well recognized in my field, and as a regular columnist for the Wilmott Magazine, I have published several articles on a variety of topics related to quants and quantitative finance, which is probably why John Wiley & Sons Ltd. asked me to write this book.

Despite these professional successes, on the personal front, 2008 has been a year of sadness. I lost my father on the 22nd of October. The death of a parent is a rude wake-up call. It brings about feelings of loss and pain that are hard to understand, and impossible to communicate. And for those of us with little gift of easy self-expression, they linger for longer than they perhaps should.

Unreal Time

Farsight wrote:Time is a velocity-dependent subjective measure of event succession rather than something fundamental – the events mark the time, the time doesn’t mark the events. This means the stuff out there is space rather than space-time, and is an “aether” veiled by subjective time.

I like your definition of time. It is close to my own view that time is “unreal.” It is possible to treat space as real and space-time as something different, as you do. This calls for some careful thought. I will outline my thinking in this post and illustrate it with an example, if my friends don’t pull me out for lunch before I can finish. :)

The first question we need to ask ourselves is why space and time seem coupled? The answer is actually too simple to spot, and it is in your definition of time. Space and time mix through our concept of velocity and our brain’s ability to sense motion. There is an even deeper connection, which is that space is a cognitive representation of the photons inputs to our eyes, but we will get to it later.

Let’s assume for a second that we had a sixth sense that operated at an infinite speed. That is, if star explodes at a million light years from us, we can sense it immediately. We will see it only after a million years, but we sense it instantly. I know, it is a violation of SR, cannot happen and all that, but stay with me for a second. Now, a little bit of thinking will convince you that the space that we sense using this hypothetical sixth sense is Newtonian. Here, space and time can be completely decoupled, absolute time can be defined etc. Starting from this space, we can actually work out how we will see it using light and our eyes, knowing that the speed of light is what it is. It will turn out, clearly, that we seen events with a delay. That is a first order (or static) effect. The second order effect is the way we perceive objects in motion. It turns out that we will see a time dilation and a length contraction (for objects receding from us.)

Let me illustrate it a little further using echolocation. Assume that you are a blind bat. You sense your space using sonar pings. Can you sense a supersonic object? If it is coming towards you, by the time the reflected ping reaches you, it has gone past you. If it is going away from you, your pings can never catch up. In other words, faster than sound travel is “forbidden.” If you make one more assumption – the speed of the pings is the same for all bats regardless of their state of motion – you derive a special relativity for bats where the speed of sound is the fundamental property of space and time!

We have to dig a little deeper and appreciate that space is no more real than time. Space is a cognitive construct created out of our sensory inputs. If the sense modality (light for us, sound for bats) has a finite speed, that speed will become a fundamental property of the resultant space. And space and time will be coupled through the speed of the sense modality.

This, of course, is only my own humble interpretation of SR. I wanted to post this on a new thread, but I get the feeling that people are a little too attached to their own views in this forum to be able to listen.

Leo wrote:Minkowski spacetime is one interpretation of the Lorentz transforms, but other interpretations, the original Lorentz-Poincaré Relativity or modernized versions of it with a wave model of matter (LaFreniere or Close or many others), work in a perfectly euclidean 3D space.

So we end up with process slowdown and matter contraction, but NO time dilation or space contraction. The transforms are the same though. So why does one interpretation lead to tensor metric while the others don’t? Or do they all? I lack the theoretical background to answer the question.

Hi Leo,

If you define LT as a velocity dependent deformation of an object in motion, then you can make the transformation a function of time. There won’t be any warping and complications of metric tensors and stuff. Actually what I did in my book is something along those lines (though not quite), as you know.

The trouble arises when the transformation matrix is a function of the vector is transforming. So, if you define LT as a matrix operation in a 4-D space-time, you can no longer make it a function of time through acceleration any more than you can make it a function of position (as in a velocity field, for instance.) The space-time warping is a mathematical necessity. Because of it, you lose coordinates, and the tools that we learn in our undergraduate years are no longer powerful enough to handle the problem.