Beste antwoord
Er zijn ruimte-tijd symmetrieën die de Poincaregroep in vlakke ruimte vormen (en lokaal waar in gekromde ruimte). Er zijn 10 verschillende symmetrieën van de Poincaregroep en verschillende hiervan hebben betrekking op de actie op tijd.
Deze symmetrieën zijn
- 1: tijdvertaling-invariantie
- 3: ruimtelijke translatie-invariantie van 3 ruimtelijke dimensies
- 3: ruimtelijke rotaties rond 3 ruimtelijke assen
- 3: snelheidsverhogingen in 3 ruimtelijke richtingen
en zijn continue symmetrie, wat betekent dat er een oneindig aantal symmetrieën is, geparametriseerd door een getal.
De eerste en de laatste handeling op tijd. Het belangrijkste voor deze vraag is de invariantie van de tijdvertaling. Deze symmetrie werkt als t \ rightarrow t + \ epsilon waarbij \ epsilon de parameter is die zegt hoeveel je de tijd vooruit of achteruit schuift. Deze symmetrie betekent dat de natuurwetten hetzelfde zijn in het vorige moment als nu.
De andere symmetrieën die inwerken op de tijd zijn de boosts, die het referentiekader veranderen: wat betekent dat de natuurwetten hetzelfde zijn in een bewegend frame versus een frame in rust: wat betekent dat er geen concept van rust omdat de natuurwetten er niet een uitkiezen als speciaal. De symmetrieën werken op tijd als ct \ rightarrow \ cosh \ beta \, ct + \ sinh \ beta \, xx \ rightarrow \ cosh \ beta \, x + \ sinh \ beta \, ct waarbij \ cosh ^ 2 \ beta – \ sinh ^ 2 \ beta = 1 zijn de hyperbolische functies zoals \ cos \ theta \ text {en} \ sin \ theta zijn circulaire functies. Hier is \ beta de parameter. Er zijn vergelijkbare richtingen in de y- en z-richting.
Er is ook een discrete symmetrie: tijdomkeringssymmetrie die t \ rightarrow – t nodig heeft. Dit blijkt geen exacte symmetrie te zijn, maar een combinatie van tijdomkeringssymmetrie, ruimtelijke omkeringssymmetrie en ladingsconjugatiesymmetrie is een exacte symmetrie (bekend als CPT).
Hoe dan ook, deze symmetrieën werken op tijd en zijn “tijdsymmetrieën”.
Antwoord
Er zijn twee soorten tijdssymmetrieën.
De tijd is morgen hetzelfde als vandaag . Dit is een translatiesymmetrie. Technisch gezien betekent dit dat als de vergelijkingen van de fysica invariant zijn onder de verandering van variabele $ t \ rightarrow t + t\_0 $. Emmy Noether bewees dat deze symmetrie van tijd equivalent was aan de wet van behoud van energie. Het is duidelijk een van de meest cruciale veronderstellingen die we voortdurend maken over de wetten van de fysica. Immers, als de wetten van de fysica morgen niet meer hetzelfde zouden zijn als vandaag, zou het onmogelijk zijn om aan fysica te doen.
Toekomst is hetzelfde als verleden . Dit is de T-symmetrie en komt overeen met de verandering van variabele $ t \ rightarrow -t $. De meeste natuurkundige wetten voldoen aan deze symmetrie, zoals de wetten van Newton, de wetten van Einstein, elementaire kwantummechanica … In de kwantumveldentheorie voldoet een deeltje dat de kaon wordt genoemd echter niet aan de T-symmetrie (maar wel aan CPT Bovendien laat onze dagelijkse ervaring zien dat verleden en toekomst eigenlijk diep asymmetrisch zijn — als ik maar net zo goed kon weten over de toekomst als ik wist over het verleden! Dit wordt weergegeven door de T-asymmetrie van de tweede wet van de thermodynamica , die zegt dat entropie (de microscopische informatie die niet kan worden afgeleid uit macroscopische informatie) altijd toeneemt. Een mogelijke verklaring hiervoor kan zijn i n de initiële toestand van het universum.