Melhor resposta
Existem simetrias de espaço-tempo que formam o grupo Poincaré no espaço plano (e localmente verdadeiro no espaço curvo). Existem 10 simetrias diferentes no grupo Poincaré e várias delas envolvem a ação ao longo do tempo.
Essas simetrias são
- 1: invariância da tradução no tempo
- 3: invariância de translação espacial de 3 dimensões espaciais
- 3: rotações espaciais sobre 3 eixos espaciais
- 3: aumento de velocidade em 3 direções espaciais
e são simetrias contínuas, o que significa que há um número infinito de simetrias, parametrizadas por um número.
O primeiro e o último atuam no tempo. O que é mais importante para esta questão é a invariância da tradução no tempo. Esta simetria atua como t \ rightarrow t + \ epsilon, onde \ epsilon é o parâmetro que diz o quanto você está deslocando o tempo para frente ou para trás. Esta simetria significa que as leis da natureza são as mesmas no momento anterior e agora.
As outras simetrias que agem sobre o tempo são os impulsos, que mudam o quadro de referência: o que significa que as leis da natureza são as mesmas em um quadro em movimento versus um em repouso: o que significa que não há conceito de repouso porque as leis da natureza não consideram ninguém como especial. As simetrias atuam no tempo como ct \ rightarrow \ cosh \ beta \, ct + \ sinh \ beta \, xx \ rightarrow \ cosh \ beta \, x + \ sinh \ beta \, ct onde \ cosh ^ 2 \ beta – \ sinh ^ 2 \ beta = 1 são as funções hiperbólicas como \ cos \ theta \ text {e} \ sin \ theta são funções circulares. Aqui \ beta é o parâmetro. Existem direções semelhantes nas direções yez.
Há também uma simetria discreta: simetria de reversão de tempo que leva t \ rightarrow – t. Isso acaba por não ser uma simetria exata, mas uma combinação de simetria de reversão do tempo, simetria de reversão espacial e simetria de conjugação de carga é uma simetria exata (conhecida como CPT).
De qualquer forma, essas simetrias atuam sobre tempo e são “simetrias de tempo”.
Resposta
Existem dois tipos de simetrias de tempo.
A hora é a mesma de amanhã e de hoje . Esta é uma simetria de tradução. Tecnicamente, significa que se as equações da física são invariantes sob a mudança da variável $ t \ rightarrow t + t\_0 $. Emmy Noether provou que essa simetria do tempo era equivalente à lei da conservação da energia. É claramente uma das suposições mais importantes que fazemos constantemente sobre as leis da física. Afinal, se as leis da física não fossem as mesmas amanhã como são hoje, seria impossível fazer física.
Futuro é igual ao passado . Esta é a simetria T e corresponde à mudança da variável $ t \ rightarrow -t $. A maioria das leis da física satisfaz essa simetria, como as leis de Newton, as leis de Einstein, a mecânica quântica básica … Na Teoria Quântica de Campos, no entanto, uma partícula chamada kaon não satisfaz a simetria T (mas satisfaz a CPT ). Além disso, nossa experiência cotidiana mostra que passado e futuro são, na verdade, profundamente assimétricos – se eu pudesse saber sobre o futuro tão bem quanto sobre o passado! Isso é capturado pela assimetria T da segunda lei da termodinâmica , que diz que a entropia (a informação microscópica que não pode ser inferida da informação macroscópica) sempre aumenta. Uma possível explicação para isso pode ser i na condição inicial do universo.