Tag Αρχεία: universe

The Big Bang Theory – Part II

After reading a paper by Ashtekar on quantum gravity and thinking about it, I realized what my trouble with the Big Bang theory was. It is more on the fundamental assumptions than the details. I thought I would summarize my thoughts here, περισσότερο για δικό μου όφελος από οποιονδήποτε άλλο,,en,Κλασικές θεωρίες,,en,συμπεριλαμβανομένων SR και QM,,en,να αντιμετωπίζετε το διάστημα ως συνεχές τίποτα,,en,οπότε ο όρος διαστημικό χρόνο,,en,Τα αντικείμενα υπάρχουν σε συνεχή χώρο και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε συνεχή χρόνο,,en,Αν και αυτή η έννοια του διαστήματος διαστημικού χρόνου είναι διαισθητικά ελκυστική,,en,ατελής,,en,Σκεφτείτε,,en,ένα περιστρεφόμενο σώμα σε κενό χώρο,,en,Αναμένεται να παρουσιάσει φυγοκεντρική δύναμη,,en,Τώρα φανταστείτε ότι το σώμα είναι ακίνητο και ολόκληρος ο χώρος περιστρέφεται γύρω από αυτό,,en,Θα βιώσει οποιαδήποτε φυγόκεντρη δύναμη,,en,Είναι δύσκολο να καταλάβουμε γιατί θα υπάρξει κάποια φυγόκεντρη δύναμη εάν ο χώρος είναι κενός τίποτα,,en,Η GR εισήγαγε μια μετατόπιση παραδείγματος, κωδικοποιώντας τη βαρύτητα σε χωροχρόνο καθιστώντας έτσι δυναμική στη φύση,,en,αντί για κενό τίποτα,,en,η μάζα ζωντανεύεται στο διάστημα,,en.

Classical theories (including SR and QM) treat space as continuous nothingness; hence the term space-time continuum. Κατά την άποψη αυτή, objects exist in continuous space and interact with each other in continuous time.

Although this notion of space time continuum is intuitively appealing, it is, at best, incomplete. Consider, για παράδειγμα, a spinning body in empty space. It is expected to experience centrifugal force. Now imagine that the body is stationary and the whole space is rotating around it. Will it experience any centrifugal force?

It is hard to see why there would be any centrifugal force if space is empty nothingness.

GR introduced a paradigm shift by encoding gravity into space-time thereby making it dynamic in nature, rather than empty nothingness. Έτσι, mass gets enmeshed in space (και χρόνος), ο χώρος γίνεται συνώνυμος με το σύμπαν,,en,και η ερώτηση περιστρεφόμενου σώματος γίνεται εύκολη απάντηση,,en,θα δοκιμάσει την φυγόκεντρη δύναμη αν είναι το σύμπαν που περιστρέφεται γύρω από αυτό επειδή είναι ισοδύναμο με το κλονισμό του σώματος,,en,δεν θα το κάνει,,en,αν είναι σε κενό χώρο,,en,κενο διαστημα,,en,δεν υπάρχει,,en,Ελλείψει μάζας,,en,δεν υπάρχει γεωμετρία χωροχρόνου,,en,πριν από τη Μεγάλη Έκρηξη,,en,αν υπήρχε ένα,,en,δεν θα μπορούσε να υπάρξει χώρος,,en,ούτε θα μπορούσε να υπάρξει κάτι τέτοιο,,en,πριν.,,en,ότι το χαρτί Ashtekar δεν δηλώνει ξεκάθαρα γιατί έπρεπε να υπάρξει μεγάλη έκρηξη,,en,Το πλησιέστερο που παίρνει είναι ότι η αναγκαιότητα του ΒΒ προκύπτει από την κωδικοποίηση της βαρύτητας στον χωροχρόνο στο GR,,en,Παρά την κωδικοποίηση της βαρύτητας και καθιστώντας έτσι τη δυναμική χωροχρόνου,,en,Το GR εξακολουθεί να αντιμετωπίζει το χωροχρόνο ως ομαλό συνεχές,,en,ένα ελάττωμα,,en, and the spinning body question becomes easy to answer. Ναι, it will experience centrifugal force if it is the universe that is rotating around it because it is equivalent to the body spinning. Και, δεν, it won’t, if it is in just empty space. Αλλά “empty space” doesn’t exist. In the absence of mass, there is no space-time geometry.

Έτσι, φυσικά, before the Big Bang (if there was one), there couldn’t be any space, nor indeed could there be any “before.” Note, Ωστόσο,, that the Ashtekar paper doesn’t clearly state why there had to be a big bang. The closest it gets is that the necessity of BB arises from the encoding of gravity in space-time in GR. Despite this encoding of gravity and thereby rendering space-time dynamic, GR still treats space-time as a smooth continuum — a flaw, σύμφωνα με τον Ashtekar,,en,ότι η QG θα διορθώσει,,en,αν δεχτούμε ότι το σύμπαν ξεκίνησε με ένα μεγάλο κτύπημα,,en,και από μια μικρή περιοχή,,en,πρέπει να υπολογίσουμε τα κβαντικά αποτελέσματα,,en,Ο χώρος-χρόνος πρέπει να κβαντιστεί και ο μόνος σωστός τρόπος για να γίνει αυτό θα ήταν η κβαντική βαρύτητα,,en,Μέσω QG,,en,αναμένουμε να αποφύγουμε την ιδιαιτερότητα του Big Bang της GR,,en,με τον ίδιο τρόπο ο QM λύνει το απεριόριστο ενεργειακό πρόβλημα εδάφους στο άτομο του υδρογόνου,,en,Αυτό που περιέγραψα παραπάνω είναι αυτό που καταλαβαίνω ότι είναι τα φυσικά επιχειρήματα πίσω από τη σύγχρονη κοσμολογία,,en,Το υπόλοιπο είναι ένα μαθηματικό οικοδόμημα χτισμένο πάνω από αυτό το φυσικό,,en,ή μάλιστα φιλοσοφικό,,en,Αν δεν έχετε ισχυρές απόψεις για το φιλοσοφικό ίδρυμα,,en,ή αν οι απόψεις σας είναι συνεπείς με αυτό,,en,μπορείτε να δεχτείτε το BB χωρίς καμία δυσκολία,,en,Έχω διαφορετικές απόψεις,,en, that QG will rectify.

Τώρα, if we accept that the universe started out with a big bang (and from a small region), we have to account for quantum effects. Space-time has to be quantized and the only right way to do it would be through quantum gravity. Through QG, we expect to avoid the Big Bang singularity of GR, the same way QM solved the unbounded ground state energy problem in the hydrogen atom.

What I described above is what I understand to be the physical arguments behind modern cosmology. The rest is a mathematical edifice built on top of this physical (or indeed philosophical) foundation. If you have no strong views on the philosophical foundation (or if your views are consistent with it), you can accept BB with no difficulty. Unfortunately, I do have differing views.

Οι απόψεις μου περιστρέφονται γύρω από τις ακόλουθες ερωτήσεις,,en,Γιατί η ταχύτητα του φωτός είναι σημαντική σε αυτό,,en,Πού λειτουργεί το,,en,Αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg,,en,προέρχομαι,,en,Οι θέσεις αυτές μπορεί να ακούγονται σαν άχρηστες φιλοσοφικές σκέψεις,,en,αλλά έχω κάποια συγκεκριμένα στοιχεία,,en,και κατά τη γνώμη μου,,en,σπουδαίος,,en,Αποτελέσματα,,en,παρατίθενται παρακάτω,,en,Είναι οι GRBs και οι ραδιοφωνικές πηγές Luminal Booms,,en,Ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο IJMP-D,,en,που έγινε ένα από τα,,en,Κορυφαία άρθρα,,en,του περιοδικού,,en,Προσπαθώντας να το δημοσιεύσετε.,,en,Υπάρχει πολύ περισσότερη δουλειά σε αυτό το μέτωπο,,en,Αλλά για τα επόμενα δύο χρόνια,,en,με το νέο μου βιβλίο και τις πιέσεις από τη σταδιοδρομία μου,,en,Δεν θα έχω αρκετό χρόνο για να σπουδάσω GR και κοσμολογία με τη σοβαρότητα που αξίζουν,,en,Ελπίζω να τους επιστρέψω μόλις περάσει η τρέχουσα φάση της εξάπλωσής μου,,en,Ashtekar,,kn,θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης,,en,κοσμολογία,,en.

These posts may sound like useless philosophical musings, but I do have some concrete (and in my opinion, important) results, listed below.

There is much more work to be done on this front. But for the next couple of years, with my new book contract and pressures from my quant career, I will not have enough time to study GR and cosmology with the seriousness they deserve. I hope to get back to them once the current phase of spreading myself too thin passes.

Light Travel Time Effects and Cosmological Features

This unpublished article is a sequel to my earlier paper (also posted here as “Είναι Radio Πηγές και Gamma Ray Εκρήξεις Luminal Ομολογίες?“). Αυτό το blog έκδοση περιέχει την περίληψη, εισαγωγή και τα συμπεράσματα. Το πλήρες κείμενο του άρθρου είναι διαθέσιμο σε μορφή αρχείου PDF.

.

Περίληψη

Light travel time effects (LTT) are an optical manifestation of the finite speed of light. They can also be considered perceptual constraints to the cognitive picture of space and time. Based on this interpretation of LTT effects, we recently presented a new hypothetical model for the temporal and spatial variation of the spectrum of Gamma Ray Bursts (GRB) and radio sources. Σε αυτό το άρθρο, we take the analysis further and show that LTT effects can provide a good framework to describe such cosmological features as the redshift observation of an expanding universe, and the cosmic microwave background radiation. The unification of these seemingly distinct phenomena at vastly different length and time scales, along with its conceptual simplicity, can be regarded as indicators of the curious usefulness of this framework, if not its validity.

Εισαγωγή

The finite speed of light plays an important part in how we perceive distance and speed. This fact should hardly come as a surprise because we do know that things are not as we see them. The sun that we see, για παράδειγμα, is already eight minutes old by the time we see it. This delay is trivial; αν θέλουμε να γνωρίζουμε τι συμβαίνει στο ήλιο τώρα, το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να περιμένουμε επί οκτώ λεπτά. We, nonetheless, have to “σωστή” for this distortion in our perception due to the finite speed of light before we can trust what we see.

Αυτό που είναι εκπληκτικό (και σπάνια τονίζεται) είναι ότι, όταν πρόκειται για την ανίχνευση κίνησης, δεν μπορούμε να συμφωνήσουμε-υπολογίσει τον ίδιο τρόπο παίρνουμε την καθυστέρηση να δει τον ήλιο. Αν δούμε ένα ουράνιο σώμα που κινείται σε ένα improbably υψηλή ταχύτητα, δεν μπορούμε να καταλάβουμε πόσο γρήγορα και προς ποια κατεύθυνση είναι “πραγματικά” κινείται χωρίς να κάνει περαιτέρω υποθέσεις. One way of handling this difficulty is to ascribe the distortions in our perception of motion to the fundamental properties of the arena of physics — χώρου και του χρόνου. Μια άλλη πορεία δράσης είναι να δεχθεί την αποσύνδεση μεταξύ της αντίληψης μας και το υποκείμενο “πραγματικότητα” και να ασχοληθεί με το θέμα με κάποιο τρόπο.

Exploring the second option, we assume an underlying reality that gives rise to our perceived picture. We further model this underlying reality as obeying classical mechanics, and work out our perceived picture through the apparatus of perception. Με άλλα λόγια, we do not attribute the manifestations of the finite speed of light to the properties of the underlying reality. Αντ 'αυτού, we work out our perceived picture that this model predicts and verify whether the properties we do observe can originate from this perceptual constraint.

Space, the objects in it, and their motion are, και με μεγάλο, the product of optical perception. One tends to take it for granted that perception arises from reality as one perceives it. Σε αυτό το άρθρο, we take the position that what we perceive is an incomplete or distorted picture of an underlying reality. Further, we are trying out classical mechanics for the the underlying reality (for which we use terms like absolute, noumenal or physical reality) that does cause our perception to see if it fits with our perceived picture (which we may refer to as sensed or phenomenal reality).

Note that we are not implying that the manifestations of perception are mere delusions. They are not; they are indeed part of our sensed reality because reality is an end result of perception. This insight may be behind Goethe’s famous statement, “Οπτική ψευδαίσθηση είναι οπτικό αλήθεια.”

We applied this line of thinking to a physics problem recently. We looked at the spectral evolution of a GRB and found it to be remarkably similar to that in a sonic boom. Using this fact, we presented a model for GRB as our perception of a “αυλού” boom, with the understanding that it is our perceived picture of reality that obeys Lorentz invariance and our model for the underlying reality (causing the perceived picture) may violate relativistic physics. The striking agreement between the model and the observed features, Ωστόσο,, extended beyond GRBs to symmetric radio sources, which can also be regarded as perceptual effects of hypothetical luminal booms.

Σε αυτό το άρθρο, we look at other implications of the model. We start with the similarities between the light travel time (LTT) effects and the coordinate transformation in Special Relativity (SR). These similarities are hardly surprising because SR is derived partly based on LTT effects. We then propose an interpretation of SR as a formalization of LTT effects and study a few observed cosmological phenomena in the light of this interpretation.

Similarities between Light Travel Time Effects and SR

Special relativity seeks a linear coordinate transformation between coordinate systems in motion with respect to each other. We can trace the origin of linearity to a hidden assumption on the nature of space and time built into SR, as stated by Einstein: “In the first place it is clear that the equations must be linear on account of the properties of homogeneity which we attribute to space and time.” Because of this assumption of linearity, the original derivation of the transformation equations ignores the asymmetry between approaching and receding objects. Both approaching and receding objects can be described by two coordinate systems that are always receding from each other. Για παράδειγμα, if a system K is moving with respect to another system k along the positive X axis of k, then an object at rest in K at a positive x is receding while another object at a negative x is approaching an observer at the origin of k.

The coordinate transformation in Einstein’s original paper is derived, in part, a manifestation of the light travel time (LTT) effects and the consequence of imposing the constancy of light speed in all inertial frames. This is most obvious in the first thought experiment, where observers moving with a rod find their clocks not synchronized due to the difference in light travel times along the length of the rod. Ωστόσο,, in the current interpretation of SR, the coordinate transformation is considered a basic property of space and time.

One difficulty that arises from this interpretation of SR is that the definition of the relative velocity between the two inertial frames becomes ambiguous. If it is the velocity of the moving frame as measured by the observer, then the observed superluminal motion in radio jets starting from the core region becomes a violation of SR. If it is a velocity that we have to deduce by considering LT effects, then we have to employ the extra ad-hoc assumption that superluminality is forbidden. These difficulties suggest that it may be better to disentangle the light travel time effects from the rest of SR.

In this section, we will consider space and time as a part of the cognitive model created by the brain, and argue that special relativity applies to the cognitive model. The absolute reality (of which the SR-like space-time is our perception) does not have to obey the restrictions of SR. Ιδίως, objects are not restricted to subluminal speeds, but they may appear to us as though they are restricted to subluminal speeds in our perception of space and time. If we disentangle LTT effects from the rest of SR, we can understand a wide array of phenomena, as we shall see in this article.

Unlike SR, considerations based on LTT effects result in intrinsically different set of transformation laws for objects approaching an observer and those receding from him. More generally, the transformation depends on the angle between the velocity of the object and the observer’s line of sight. Since the transformation equations based on LTT effects treat approaching and receding objects asymmetrically, they provide a natural solution to the twin paradox, για παράδειγμα.

Συμπεράσματα

Because space and time are a part of a reality created out of light inputs to our eyes, some of their properties are manifestations of LTT effects, especially on our perception of motion. The absolute, physical reality presumably generating the light inputs does not have to obey the properties we ascribe to our perceived space and time.

We showed that LTT effects are qualitatively identical to those of SR, noting that SR only considers frames of reference receding from each other. This similarity is not surprising because the coordinate transformation in SR is derived based partly on LTT effects, και εν μέρει με την υπόθεση ότι το φως ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα σε σχέση με όλες αδρανειακών. In treating it as a manifestation of LTT, we did not address the primary motivation of SR, which is a covariant formulation of Maxwell’s equations. It may be possible to disentangle the covariance of electrodynamics from the coordinate transformation, although it is not attempted in this article.

Unlike SR, LTT effects are asymmetric. This asymmetry provides a resolution to the twin paradox and an interpretation of the assumed causality violations associated with superluminality. Επί πλέον, the perception of superluminality is modulated by LTT effects, and explains gamma ray bursts and symmetric jets. As we showed in the article, perception of superluminal motion also holds an explanation for cosmological phenomena like the expansion of the universe and cosmic microwave background radiation. LTT effects should be considered as a fundamental constraint in our perception, and consequently in physics, rather than as a convenient explanation for isolated phenomena.

Given that our perception is filtered through LTT effects, we have to deconvolute them from our perceived reality in order to understand the nature of the absolute, physical reality. This deconvolution, Ωστόσο,, results in multiple solutions. Έτσι, η απόλυτη, physical reality is beyond our grasp, and any υποτίθεται properties of the absolute reality can only be validated through how well the resultant αντιληπτή reality agrees with our observations. Σε αυτό το άρθρο, we assumed that the underlying reality obeys our intuitively obvious classical mechanics and asked the question how such a reality would be perceived when filtered through light travel time effects. We demonstrated that this particular treatment could explain certain astrophysical and cosmological phenomena that we observe.

The coordinate transformation in SR can be viewed as a redefinition of space and time (ή, γενικότερα, πραγματικότητα) in order to accommodate the distortions in our perception of motion due to light travel time effects. One may be tempted to argue that SR applies to the “πραγματική” χώρου και του χρόνου, not our perception. This line of argument begs the question, what is real? Reality is only a cognitive model created in our brain starting from our sensory inputs, visual inputs being the most significant. Space itself is a part of this cognitive model. The properties of space are a mapping of the constraints of our perception.

The choice of accepting our perception as a true image of reality and redefining space and time as described in special relativity indeed amounts to a philosophical choice. The alternative presented in the article is inspired by the view in modern neuroscience that reality is a cognitive model in the brain based on our sensory inputs. Adopting this alternative reduces us to guessing the nature of the absolute reality and comparing its predicted projection to our real perception. It may simplify and elucidate some theories in physics and explain some puzzling phenomena in our universe. Ωστόσο,, this option is yet another philosophical stance against the unknowable absolute reality.

Το Unreal Universe — Seeing Light in Science and Spirituality

Ξέρουμε ότι το σύμπαν μας είναι λίγο εξωπραγματικό. Τα αστέρια που βλέπουμε στον ουρανό τη νύχτα, για παράδειγμα, δεν είναι πραγματικά εκεί. Μπορούν να έχουν μετακινηθεί ή ακόμη και πέθανε από τη στιγμή που έχουμε την ευκαιρία να τους δούμε. Η καθυστέρηση αυτή οφείλεται στο χρόνο που χρειάζεται για το φως από τα μακρινά αστέρια και γαλαξίες για να μας φτάσουν. Γνωρίζουμε από αυτή την καθυστέρηση.

The same delay in seeing has a lesser known manifestation in the way we perceive moving objects. It distorts our perception such that something coming towards us would look as though it is coming in faster. Strange as it may sound, this effect has been observed in astrophysical studies. Some of the heavenly bodies do look as though they are moving several times the speed of light, while their “πραγματική” speed is probably a lot lower.

Τώρα, αυτό το αποτέλεσμα θέτει ένα ενδιαφέρον ερώτημα–ποια είναι η “πραγματική” speed? Αν βλέπουμε είναι πιστεύοντας, the speed we see should be the real speed. Στη συνέχεια, και πάλι, γνωρίζουμε από τη στιγμή επίδραση φωτός ταξίδια. So we should correct the speed we see before believing it. Τι κάνει τότε “βλέποντας” σημαίνει? Όταν λέμε ότι βλέπουμε κάτι, τι πραγματικά σημαίνει?

Light in Physics

Βλέποντας περιλαμβάνει το φως, προφανώς. The finite speed of light influences and distorts the way we see things. This fact should hardly come as a surprise because we do know that things are not as we see them. The sun that we see is already eight minutes old by the time we see it. Η καθυστέρηση αυτή δεν είναι μια μεγάλη υπόθεση; αν θέλουμε να γνωρίζουμε τι συμβαίνει στο ήλιο τώρα, το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να περιμένουμε επί οκτώ λεπτά. We, nonetheless, have to “σωστή” για τις στρεβλώσεις στην αντίληψη μας, λόγω της πεπερασμένης ταχύτητας του φωτός, πριν μπορούμε να εμπιστευόμαστε αυτό που βλέπουμε.

Αυτό που είναι εκπληκτικό (και σπάνια τονίζεται) είναι ότι, όταν πρόκειται για την ανίχνευση κίνησης, δεν μπορούμε να συμφωνήσουμε-υπολογίσει τον ίδιο τρόπο παίρνουμε την καθυστέρηση να δει τον ήλιο. Αν δούμε ένα ουράνιο σώμα που κινείται σε ένα improbably υψηλή ταχύτητα, δεν μπορούμε να καταλάβουμε πόσο γρήγορα και προς ποια κατεύθυνση είναι “πραγματικά” κινείται χωρίς να κάνει περαιτέρω υποθέσεις. Ένας τρόπος αντιμετώπισης αυτής της δυσκολίας είναι να αποδώσουμε τις στρεβλώσεις στην αντίληψη μας για τις θεμελιώδεις ιδιότητες της αρένας της φυσικής — χώρου και του χρόνου. Μια άλλη πορεία δράσης είναι να δεχθεί την αποσύνδεση μεταξύ της αντίληψης μας και το υποκείμενο “πραγματικότητα” και να ασχοληθεί με το θέμα με κάποιο τρόπο.

Einstein chose the first route. In his groundbreaking paper over a hundred years ago, he introduced the special theory of relativity, in which he attributed the manifestations of the finite speed of light to the fundamental properties of space and time. One core idea in special relativity (SR) is that the notion of simultaneity needs to be redefined because it takes some time for light from an event at a distant place to reach us, and we become aware of the event. The concept of “Τώρα” doesn’t make much sense, as we saw, when we speak of an event happening in the sun, για παράδειγμα. Ταυτοχρονισμού είναι σχετική.

Einstein defined simultaneity using the instants in time we detect the event. Ανίχνευση, όπως αυτός ορίζεται, involves a round-trip travel of light similar to Radar detection. We send out light, and look at the reflection. If the reflected light from two events reaches us at the same instant, they are simultaneous.
Another way of defining simultaneity is using sensing — we can call two events simultaneous if the light from them reaches us at the same instant. Με άλλα λόγια, we can use the light generated by the objects under observation rather than sending light to them and looking at the reflection.

Αυτή η διαφορά μπορεί να ακούγεται σαν μια τεχνική ψιλολογήματα, but it does make an enormous difference in the predictions we can make. Επιλογή του Αϊνστάιν οδηγεί σε μια μαθηματική εικόνα που έχει πολλές επιθυμητές ιδιότητες, thereby making further development elegant.

The other possibility has an advantage when it comes to describing objects in motion because it corresponds better with how we measure them. We don’t use Radar to see the stars in motion; εμείς απλώς την αίσθηση του φωτός (ή άλλη ακτινοβολία) που προέρχονται από αυτά. But this choice of using a sensory paradigm, rather than Radar-like detection, to describe the universe results in a slightly uglier mathematical picture.

Η μαθηματική διαφορά γεννά διαφορετικές φιλοσοφικές θέσεις, που με τη σειρά διηθηθεί στην κατανόηση των φυσικών μας εικόνα της πραγματικότητας. Ως απεικόνιση, let us look at an example from astrophysics. Suppose we observe (μέσα από ένα ραδιοτηλεσκόπιο, για παράδειγμα) δύο αντικείμενα στον ουρανό, roughly of the same shape and properties. The only thing we know for sure is that the radio waves from two different points in the sky reach the radio telescope at the same instant in time. We can guess that the waves started their journey quite a while ago.

For symmetric objects, if we assume (όπως κάνουμε συνήθως) ότι τα κύματα που ξεκίνησε το ταξίδι περίπου κατά την ίδια χρονική στιγμή, we end up with a picture of two “πραγματική” συμμετρική λοβοί περισσότερο ή λιγότερο ο τρόπος να τους δείτε ζωντανά.

But there is different possibility that the waves originated from the same object (η οποία είναι σε κίνηση) σε δύο διαφορετικές χρονικές στιγμές, φθάνοντας το τηλεσκόπιο την ίδια στιγμή. This possibility explains some spectral and temporal properties of such symmetric radio sources, which is what I mathematically described in a recent physics article. Τώρα, which of these two pictures should we take as real? Δύο συμμετρικά αντικείμενα όπως τα βλέπουμε ή ένα αντικείμενο που κινείται με τέτοιο τρόπο ώστε να μας δώσει αυτή την εντύπωση? Does it really matter which one is “πραγματική”? Does “πραγματική” σημαίνει τίποτα σε αυτό το πλαίσιο?

The philosophical stance in implied in special relativity answers this question unequivocally. There is an unambiguous physical reality from which we get the two symmetric radio sources, although it takes a bit of mathematical work to get to it. Τα μαθηματικά αποκλείει τη δυνατότητα ένα ενιαίο αντικείμενο κινείται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μιμούνται δύο αντικείμενα. Ουσιαστικά, αυτό που βλέπετε είναι αυτό που είναι εκεί έξω.

Από την άλλη πλευρά, if we define simultaneity using concurrent arrival of light, we will be forced to admit the exact opposite. What we see is pretty far from what is out there. We will confess that we cannot unambiguously decouple the distortions due to the constraints in perception (the finite speed of light being the constraint of interest here) from what we see. There are multiple physical realities that can result in the same perceptual picture. The only philosophical stance that makes sense is the one that disconnects the sensed reality and the causes behind what is being sensed.

Αυτή η αποσύνδεση δεν είναι ασυνήθιστο σε φιλοσοφικές σχολές σκέψης. Φαινομενισμό, για παράδειγμα, έχει την άποψη ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι αντικειμενικές πραγματικότητες. Είναι απλώς το μέσο της αντίληψής μας. Όλα τα φαινόμενα που συμβαίνουν στο χώρο και το χρόνο είναι απλώς δέσμες της αντίληψης μας. Με άλλα λόγια, χώρος και ο χρόνος είναι γνωστικές δομές που προκύπτουν από την αντίληψη. Έτσι, όλες οι φυσικές ιδιότητες που αποδίδουμε στο χώρο και το χρόνο μπορεί να εφαρμοστεί μόνο με τη φαινομενική πραγματικότητα (η πραγματικότητα όπως την αντιλαμβάνονται). Το νοούμενο πραγματικότητα (η οποία κατέχει τις φυσικές αιτίες της αντίληψης μας), Αντίθετα, παραμένει πέρα ​​από τις γνωστικές δυνατότητές μας.

The ramifications of the two different philosophical stances described above are tremendous. Since modern physics seems to embrace a non-phenomenalistic view of space and time, έχει περιέλθει σε αντίθεση με αυτόν τον κλάδο της φιλοσοφίας. Το χάσμα μεταξύ της φιλοσοφίας και της φυσικής έχει αυξηθεί σε τέτοιο βαθμό που το νομπελίστα φυσικός, Steven Weinberg, Αναρωτηθήκατε (στο βιβλίο του “Τα όνειρα της Τελικής Θεωρία”) γιατί η συμβολή από τη φιλοσοφία της φυσικής ήταν τόσο εκπληκτικά μικρό. Προτρέπει επίσης τους φιλοσόφους να κάνουν δηλώσεις, όπως, “Νοούμενο πραγματικότητα Είτε «προκαλεί φαινομενική πραγματικότητα’ ή αν «νοούμενο πραγματικότητα είναι ανεξάρτητη από μας, ανίχνευσης’ ή αν «έχουμε την αίσθηση νοούμενο πραγματικότητα,’ το πρόβλημα παραμένει ότι η έννοια της νοούμενο πραγματικότητα είναι μια εντελώς παρωχημένη ιδέα για την ανάλυση της επιστήμης.”

Ένα, σχεδόν τυχαία, δυσκολία στον επαναπροσδιορισμό των επιπτώσεων της πεπερασμένης ταχύτητας του φωτός καθώς οι ιδιότητες του χώρου και του χρόνου είναι ότι οποιαδήποτε επίδραση που εμείς καταλαβαίνουμε παίρνει αμέσως υποβιβαστεί στην σφαίρα των οπτικών ψευδαισθήσεων. Για παράδειγμα, η καθυστέρηση οκτώ λεπτά να δει τον ήλιο, because we readily understand it and disassociate from our perception using simple arithmetic, θεωρείται μια απλή οπτική ψευδαίσθηση. Ωστόσο,, οι στρεβλώσεις στην αντίληψη μας αντικειμένων που κινούνται γρήγορα, αν προέρχονται από την ίδια πηγή που θεωρείται ιδιοκτησία του χώρου και του χρόνου, επειδή είναι πιο πολύπλοκη.

We have to come to terms with the fact that when it comes to seeing the universe, δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως μια οπτική ψευδαίσθηση, το οποίο είναι ίσως ό, τι Γκαίτε επεσήμανε όταν είπε, “Οπτική ψευδαίσθηση είναι οπτικό αλήθεια.”

Η διάκριση (ή η έλλειψη αυτής) μεταξύ οφθαλμαπάτη και η αλήθεια είναι μία από τις παλαιότερες συζητήσεις στη φιλοσοφία. Μετά από όλα, πρόκειται για τη διάκριση μεταξύ γνώσης και πραγματικότητας. Η γνώση θεωρείται άποψή μας για κάτι που, στην πραγματικότητα, είναι “πράγματι η περίπτωση.” Με άλλα λόγια, η γνώση είναι μια αντανάκλαση, ή μια νοητική εικόνα του κάτι εξωτερικό, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Commonsense view of reality
Σε αυτή την εικόνα, το μαύρο βέλος αναπαριστά τη διαδικασία δημιουργίας της γνώσης, η οποία περιλαμβάνει την αντίληψη, γνωστικές δραστηριότητες, και η άσκηση του καθαρού λόγου. Αυτή είναι η εικόνα ότι η φυσική έχει έρθει για να δεχθεί.
Alternate view of reality
Αν και αναγνωρίζει ότι η αντίληψή μας μπορεί να είναι ατελής, φυσική υποθέτει ότι μπορούμε να έρθουμε πιο κοντά και πιο κοντά στην εξωτερική πραγματικότητα μέσω της όλο και λεπτότερα πειραματισμό, και, πιο σημαντικό, μέσω της καλύτερης θεωρητικοποίηση. Οι Ειδική και Γενική Θεωρία της Σχετικότητας είναι παραδείγματα λαμπρή εφαρμογές αυτής της άποψης της πραγματικότητας όπου οι απλές φυσικές αρχές που επιδιώκει αδυσώπητα χρησιμοποιώντας την τεράστια μηχανή του καθαρού λόγου σε λογικά αναπόφευκτη συμπεράσματά τους.

Αλλά υπάρχει και μια άλλη, εναλλακτική άποψη της γνώσης και της πραγματικότητας που έχει εδώ και πολύ καιρό. Αυτή είναι η άποψη που αφορά την αντιληπτή πραγματικότητα ως μια εσωτερική γνωστική αναπαράσταση των αισθητικών ερεθισμάτων μας, όπως απεικονίζεται παρακάτω.

Κατά την άποψη αυτή, γνώση και αντίληψη της πραγματικότητας είναι και οι δύο εσωτερικές γνωστικές δομές, παρόλο που έχουμε έρθει να σκεφτείτε τους ως ξεχωριστά. Τι είναι εξωτερική, δεν είναι η πραγματικότητα όπως την αντιλαμβανόμαστε, αλλά ένα άγνωστο πρόσωπο που δημιουργούν τις φυσικές αιτίες πίσω από αισθητήριες είσοδοι. Στην απεικόνιση, το πρώτο βέλος αναπαριστά τη διαδικασία της αίσθησης, και το δεύτερο βέλος αντιπροσωπεύει τις γνωστικές και λογικά βήματα συλλογισμού. Για να εφαρμόσετε αυτήν την άποψη της πραγματικότητας και της γνώσης, θα πρέπει να μαντέψει τη φύση της απόλυτης πραγματικότητας, άγνωστο, όπως είναι. Ένας πιθανός υποψήφιος για την απόλυτη πραγματικότητα είναι νευτώνεια μηχανική, η οποία δίνει μια λογική πρόβλεψη για την αντιληπτή πραγματικότητα μας.

Για να συνοψίσουμε, όταν προσπαθούμε να χειριστεί τις στρεβλώσεις που οφείλονται στην αντίληψη, έχουμε δύο επιλογές, ή δύο πιθανές φιλοσοφικές θέσεις. Η μία είναι να αποδεχθεί τις στρεβλώσεις ως μέρος του χώρου και του χρόνου μας, as SR does. The other option is to assume that there is a “higher” πραγματικότητα διαφορετική από αίσθησης πραγματικότητας μας, τις ιδιότητες του οποίου μπορούμε μόνο να εικάσουμε. Με άλλα λόγια, μία επιλογή είναι να ζούμε με την παραμόρφωση, ενώ η άλλη είναι να προτείνει μορφωμένοι μαντεύει για την υψηλότερη πραγματικότητα. Neither of these options is particularly attractive. Αλλά η εικασία διαδρομή είναι παρόμοια με την άποψη αποδεκτή φαινομενισμό. Οδηγεί επίσης φυσικά για το πώς η πραγματικότητα προβάλλεται στη γνωστική νευροεπιστήμη, που μελετά τους βιολογικούς μηχανισμούς πίσω από τη γνωστική.

In my view, the two options are not inherently distinct. The philosophical stance of SR can be thought of as coming from a deep understanding that space is merely a phenomenal construct. If the sense modality introduces distortions in the phenomenal picture, we may argue that one sensible way of handling it is to redefine the properties of the phenomenal reality.

Role of Light in Our Reality

Από τη σκοπιά της γνωσιακής νευροεπιστήμης, ό, τι βλέπουμε, νόημα, αισθάνονται και σκέφτονται είναι το αποτέλεσμα των νευρωνικών διασυνδέσεων στον εγκέφαλό μας και τα μικροσκοπικά ηλεκτρικά σήματα σε αυτά. Η άποψη αυτή πρέπει να είναι σωστά. Τι άλλο υπάρχει? Όλες οι σκέψεις και τις ανησυχίες μας, γνώσεις και πεποιθήσεις, εγώ και η πραγματικότητα, ζωής και θανάτου — τα πάντα είναι απλώς νευρωνική βολές στο ένα και μισό κιλά κολλώδης, γκρίζο υλικό που ονομάζουμε εγκέφαλο μας. Δεν υπάρχει τίποτα άλλο. Τίποτα!

Όντως, αυτή η άποψη της πραγματικότητας στη νευρολογία είναι μια ακριβής ηχώ της φαινομενισμό, η οποία θεωρεί ότι τα πάντα μια δέσμη της αντίληψης ή διανοητικά κατασκευάσματα. Χώρος και χρόνος είναι επίσης γνωστικές δομές στον εγκέφαλό μας, όπως όλα τα άλλα. Είναι νοητικές εικόνες το μυαλό μας εξυφαίνουν από τις αισθητηριακές εισόδους που δέχονται οι αισθήσεις μας. Που παράγεται από την αισθητηριακή αντίληψη μας και κατασκευάζονται με τη γνωστική διαδικασία μας, το χωροχρονικό συνεχές είναι η αρένα της φυσικής. Από όλες τις αισθήσεις μας, θέαμα είναι μακράν το κυρίαρχο. Η αισθητηριακή πληροφορία στην όραση είναι το φως. Σε ένα χώρο που δημιουργήθηκε από τον εγκέφαλο από το φως που πέφτει σε αμφιβληστροειδείς μας (ή για τους αισθητήρες φωτογραφία του τηλεσκοπίου Hubble), είναι μια έκπληξη το γεγονός ότι τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως?

Αυτή η φιλοσοφική στάση είναι η βάση του βιβλίου μου, Το Unreal Universe, η οποία διερευνά τα κοινά θέματα φυσικής και φιλοσοφίας δεσμευτική. Αυτές οι φιλοσοφικές συλλογισμοί πάρετε συνήθως μια κακή ραπ από εμάς τους φυσικούς. Για τους φυσικούς, Η φιλοσοφία είναι ένα εντελώς διαφορετικό πεδίο, άλλο σιλό της γνώσης. Πρέπει να αλλάξουμε αυτή την πεποίθηση και να εκτιμήσουν την επικάλυψη μεταξύ των διαφόρων σιλό της γνώσης. It is in this overlap that we can expect to find breakthroughs in human thought.

This philosophical grand-standing may sound presumptuous and the veiled self-admonition of physicists understandably unwelcome; but I am holding a trump card. Based on this philosophical stance, I have come up with a radically new model for two astrophysical phenomena, and published it in an article titled, “Είναι Radio Πηγές και Gamma Ray Εκρήξεις Luminal Ομολογίες?” in the well-known International Journal of Modern Physics D in June 2007. This article, which soon became one of the top accessed articles of the journal by Jan 2008, is a direct application of the view that the finite speed of light distorts the way we perceive motion. Because of these distortions, the way we see things is a far cry from the way they are.

We may be tempted to think that we can escape such perceptual constraints by using technological extensions to our senses such as radio telescopes, electron microscopes or spectroscopic speed measurements. Μετά από όλα, these instruments do not have “αντίληψη” per se and should be immune to the human weaknesses we suffer from. But these soulless instruments also measure our universe using information carriers limited to the speed of light. We, Ως εκ τούτου,, cannot escape the basic constraints of our perception even when we use modern instruments. Με άλλα λόγια, the Hubble telescope may see a billion light years farther than our naked eyes, but what it sees is still a billion years older than what our eyes see.

Our reality, whether technologically enhanced or built upon direct sensory inputs, is the end result of our perceptual process. To the extent that our long range perception is based on light (and is therefore limited to its speed), we get only a distorted picture of the universe.

Light in Philosophy and Spirituality

Το στρίψιμο σε αυτή την ιστορία του φωτός και η πραγματικότητα είναι ότι φαίνεται να γνωρίζει όλα αυτά για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα. Classical philosophical schools seem to have thought along lines very similar to Einstein’s thought experiment.

Once we appreciate the special place accorded to light in modern science, we have to ask ourselves how different our universe would have been in the absence of light. Φυσικά, light is only a label we attach to a sensory experience. Ως εκ τούτου,, to be more accurate, we have to ask a different question: if we did not have any senses that responded to what we call light, would that affect the form of the universe?

The immediate answer from any normal (that is, non-philosophical) person is that it is obvious. If everybody is blind, everybody is blind. But the existence of the universe is independent of whether we can see it or not. Is it though? What does it mean to say the universe exists if we cannot sense it? Ah… the age-old conundrum of the falling tree in a deserted forest. Remember, the universe is a cognitive construct or a mental representation of the light input to our eyes. It is not “out there,” but in the neurons of our brain, as everything else is. In the absence of light in our eyes, there is no input to be represented, ergo no universe.

If we had sensed the universe using modalities that operated at other speeds (echolocation, για παράδειγμα), it is those speeds that would have figured in the fundamental properties of space and time. This is the inescapable conclusion from phenomenalism.

Ο ρόλος του φωτός στη δημιουργία ή πραγματικότητα το σύμπαν μας είναι στην καρδιά της Δυτικής θρησκευτικής σκέψης. Ένα σύμπαν που στερείται του φωτός δεν είναι απλά ένας κόσμος όπου θα έχουν σβήσει τα φώτα. Είναι πράγματι ένα σύμπαν στερείται η ίδια, ένα σύμπαν που δεν υπάρχει. Είναι σε αυτό το πλαίσιο που πρέπει να καταλάβουμε τη σοφία πίσω από τη δήλωση ότι “η γη ήταν χωρίς μορφή, και άκυρη” μέχρι που ο Θεός έκανε το φως να είναι, λέγοντας “Γενηθήτω φως.”

Το Κοράνι λέει επίσης, “Αλλάχ είναι το φως του ουρανού και της γης,” η οποία αντικατοπτρίζεται σε ένα από τα αρχαία Ινδικά κείμενα: “Μόλυβδος μου από το σκοτάδι στο φως, οδηγήσει μου από το απατηλό στο πραγματικό.” Ο ρόλος του φωτός στη λήψη μας από το εξωπραγματικό κενό (η ανυπαρξία) σε μια πραγματικότητα ήταν πράγματι κατανοητό για μια μακρά, καιρό. Είναι πιθανό ότι οι αρχαίοι άγιοι και οι προφήτες γνώριζαν πράγματα που μόλις τώρα αρχίζουν να αποκαλύψει με όλα υποτίθεται προόδους μας στη γνώση?

Ξέρω ότι μπορεί να σπεύδουν όπου οι άγγελοι φοβούνται να βαδίσουν, για τη νέα ερμηνεία των γραφών είναι ένα επικίνδυνο παιχνίδι. Such foreign interpretations are seldom welcome in the theological circles. Αλλά εγώ αναζητήσουν καταφύγιο στο γεγονός ότι ψάχνω για σύμπτωση σε μεταφυσικές απόψεις του πνευματικές φιλοσοφίες, without diminishing their mystical or theological value.

The parallels between the noumenal-phenomenal distinction in phenomenalism and the Brahman-Maya distinction in Advaita are hard to ignore. This time-tested wisdom on the nature of reality from the repertoire of spirituality is now reinvented in modern neuroscience, που αντιμετωπίζει την πραγματικότητα ως γνωστική αναπαράσταση δημιουργήθηκε από τον εγκέφαλο. Ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί τις αισθητήριες είσοδοι, μνήμη, συνείδησης, και ακόμη και τη γλώσσα ως συστατικά σε επινοώντας την αίσθηση της πραγματικότητας. Η άποψη της πραγματικότητας, Ωστόσο,, Είναι κάτι που η φυσική είναι ακόμη να συμβιβαστεί με. Αλλά στο βαθμό που η αρένα του (χώρου και του χρόνου) είναι ένα μέρος της πραγματικότητας, Φυσική δεν είναι απρόσβλητες από τη φιλοσοφία.

Όπως έχουμε προωθήσει περαιτέρω και περισσότερο τα όρια της γνώσης μας, αρχίζουμε να ανακαλύψει μέχρι τώρα ανυποψίαστος και συχνά προκαλεί έκπληξη διασυνδέσεις μεταξύ των διαφόρων κλάδων των ανθρώπινων προσπαθειών. Σε τελική ανάλυση, πώς μπορούν οι διαφορετικές περιοχές της γνώσης μας είναι ανεξάρτητη από κάθε άλλη, όταν όλη η γνώση μας βρίσκεται στον εγκέφαλό μας? Η γνώση είναι μια γνωστική αναπαράσταση των εμπειριών μας. Αλλά στη συνέχεια,, έτσι είναι η πραγματικότητα; είναι μια νοητική αναπαράσταση των αισθητικών ερεθισμάτων μας. Είναι λάθος να πιστεύουμε ότι η γνώση είναι η εσωτερική αναπαράσταση μας από μια εξωτερική πραγματικότητα, και, επομένως, διαφορετικό από αυτό. Η γνώση και η πραγματικότητα είναι δύο εσωτερικές γνωστικές δομές, παρόλο που έχουμε έρθει να σκεφτείτε τους ως ξεχωριστά.

Recognizing and making use of the interconnections among the different domains of human endeavour may be the catalyst for the next breakthrough in our collective wisdom that we have been waiting for.