Poucas ideias na ciência moderna remodelaram mais profundamente a nossa compreensão da realidade do que o espaço-tempo – a estrutura subjacente do espaço e do tempo no coração de Albert Einstein. Teoria da Relatividade.
O espaço-tempo é frequentemente descrito como “O tecido da realidade“Em alguns relatos, este tecido é referido como estático, quadridimensional”Bloquear universo“- um mapa completo de todos os eventos, Passado, presente e futuro.
Entre outros, este é um Campos dinâmicos que se dobram e torcem em resposta à gravidade. mas O que isso realmente significa? Pode-se dizer que o espaço-tempo existe? Que tipo de coisa é essa – espaço-tempo estrutura, substância ou metáfora?
O coração da física moderna
Essas questões não são apenas filosóficas. Eles estão no cerne de como interpretamos a física moderna e silenciosamente damos forma a tudo Como entendemos a relatividade geral? de Como imaginamos a viagem no tempo, Multiverso E nossa fonte.
Estas perguntas informam A origem do espaço e do tempo E Novas propostas radicais que tratam isso como a memória do universo. E, no entanto, a linguagem que usamos para descrever o espaço-tempo é muitas vezes vaga, metafórica e profundamente inconsistente.
O filósofo austro-britânico Ludwig Wittgenstein alertou certa vez que problemas filosóficos surgem quando “Idioma sai de férias“A física, ao que parece, pode ser um excelente exemplo.
No século passado, palavras familiares como “a hora“,” “existir“e”intemporal”são reformulados em um contexto tecnológico sem examinar a bagagem que carregam do discurso cotidiano.
Como resultado, a prevalência se espalhou Confusão sobre o que esses termos realmente significam.
Problemas de linguagem
Na filosofia da física, especialmente em uma cena familiar eternismoO termo “atemporal” é usado literalmente. O eternismo é a ideia de que o tempo não flui nem passa – que todos os eventos de todos os tempos são igualmente reais dentro de uma estrutura quadridimensional.”Bloquear universo“
De acordo com esta visão, toda a história do universo já foi colocada perfeitamente dentro da estrutura do espaço-tempo. Neste contexto, “atemporal” significa que o próprio universo não perdura nem se expressa em nenhum sentido real. Não se tornando nenhum. Nenhuma mudança. Existe apenas um bloco e toda a eternidade existe temporariamente dentro dele.
Mas isso leva a um problema mais profundo. Se tudo o que acontece ao longo da eternidade é igualmente real e todos os eventos já existem, então o que realmente significa a existência do espaço-tempo?
Um elefante em casa
Há uma diferença estrutural entre existência e fenômenos. Um é o modo de ser, o outro é o modo de acontecer.
Imagine um elefante parado ao seu lado. Você provavelmente dirá: “Esses elefantes existem”. Você pode descrevê-lo como um objeto tridimensional, mas o mais importante é que é um “objeto tridimensional”. isso existe“
Em contraste, imagine um elefante puramente tridimensional que surge instantaneamente na sala: um momento transversal na vida de um elefante existente, aparecendo e desaparecendo como um fantasma. Esse elefante realmente não existe no sentido comum. isso acontece, acontece
Um elefante existente perdura através do tempo, e o espaço-tempo cataloga cada momento de sua existência como quadridimensional. linha mundial – O caminho de um objeto através do espaço e do tempo ao longo de sua existência. O “elefante que ocorre” imaginário é uma fatia espacial desse tubo; Um momento tridimensional.
Agora aplique esta distinção ao próprio espaço-tempo. Qual é o significado da existência de um espaço-tempo quadridimensional no sentido da existência de elefantes? O espaço-tempo tem o mesmo significado? Existe espaço-tempo? “Agora” é seu próprio conjunto de momentos? Ou será o espaço-tempo – a multiplicidade de todos os eventos que ocorrem durante a eternidade – apenas algo que acontece? Será o espaço-tempo simplesmente uma estrutura narrativa para relacionar esses eventos?
O eternalismo confunde esta distinção. Considera toda a eternidade – isto é, todo o espaço-tempo – como uma estrutura existente e a passagem do tempo como uma ilusão. Mas essa ilusão é impossível se todo o espaço-tempo acontecer num piscar de olhos.
Para recriar a ilusão de que o tempo passa dentro desta estrutura, o espaço-tempo quadridimensional deve existir de maneira semelhante à tridimensionalidade. existir Elefante – cuja existência é descrita pelo espaço-tempo quadridimensional.
cada evento
Vamos levar esse pensamento um passo adiante.
Se imaginarmos que cada bloco de eventos ao longo da história do universo “existe” dentro do universo, podemos perguntar: Quando o bloco existiu? Se não se manifesta nem muda, existe na atemporalidade? Se assim for, então estamos sobrepondo outra dimensão de tempo a algo que deveria ser literalmente atemporal.
Para entender isso, podemos construir uma estrutura pentadimensional usando três dimensões espaciais e duas dimensões temporais. O segundo eixo nos permitirá dizer que o espaço-tempo quadridimensional existe da mesma forma que normalmente pensamos em um elefante na sala como existindo nas três dimensões do espaço ao nosso redor, fenômenos que listamos como espaço-tempo quadridimensional.
Neste ponto, estamos saindo física estabelecida que descreve o espaço-tempo através de apenas quatro dimensões. Mas isto revela um problema mais profundo: não existe uma forma coerente de falar sobre o que significa existir no espaço-tempo sem contrabandear acidentalmente o tempo através de uma dimensão extra que não faz parte da física.
É como tentar descrever uma música que existe, é tocada, ouvida ou expressa simultaneamente.
Da física à ficção
Essa confusão molda a forma como imaginamos o tempo na ficção e na ciência popular.
No filme de James Cameron de 1984, Exterminador do FuturoTodos os eventos são considerados estáticos. A viagem no tempo é possível, mas os cronogramas não podem ser alterados. Tudo já existe num estado estático e atemporal.
No quarto filme de 2014, Dr. Vingador direitos de voto, Vingadores: Ultimato (2019), a viagem no tempo permite que os personagens alterem eventos passados e remodelem a linha do tempo, oferecendo um universo de blocos que existe e muda.
Esta mudança só pode acontecer se o nosso mundo tridimensional existir como existe a linha do tempo quadridimensional.
Mas independentemente de tal mudança ser possível, ambos os cenários pressupõem que o passado e o futuro estão aí e prontos para viajar. No entanto, não há compreensão do tipo de existência que implica, ou como o espaço-tempo difere dos mapas de eventos.
Compreendendo a realidade
Quando os físicos dizem que o espaço-tempo “existe”, muitas vezes estão trabalhando dentro de uma estrutura que silenciosamente confunde a linha entre a existência e os fenômenos. O resultado é um modelo metafísico que, na melhor das hipóteses, carece de clareza e, na pior das hipóteses, obscurece a natureza da realidade.
Nada disto ameaça a teoria matemática da relatividade ou a ciência experimental que a confirma. Equação de Einstein Ainda funciona, mas a forma como interpretamos essas equações é importante, especialmente quando molda a forma como falamos sobre a realidade e como abordamos os problemas mais profundos da física.
Isto inclui esforços para compreender Reconcilie a relatividade geral com a teoria quântica – explorando um desafio em ambos Filosofia e discussão de ciência popular.
Definir o espaço-tempo é mais do que um debate técnico – é sobre em que tipo de mundo vivemos.
