Tudo o que aconteceu, está acontecendo e acontecerá é apenas uma reação à ação do Big Bang? [Fechado]
Acho que a pergunta é vaga, mas interessante. Eu estava me perguntando se rastreamos a causa de qualquer evento, e então a causa dessa causa e assim por diante ... onde iremos parar? Existe apenas um gatilho para tudo o que está acontecendo?
Pense em dominós.
Respostas
O Big Bang está no cone de luz passado de todos os eventos no espaço-tempo; portanto, em certo sentido, o Big Bang é a causa última de tudo. Mas isso levanta a questão porque não entendemos exatamente o que foi o Big Bang, e provavelmente não entenderemos até que resolvamos o problema da gravidade quântica. O que entendemos é o estado do universo pouco tempo depois do Big Bang e das leis que governaram a evolução subsequente do universo.
Como outras respostas apontaram, isso não significa que o universo seja determinístico. A resposta depende da interpretação que você escolheu da mecânica quântica. Em sua analogia com o dominó, isso é como uma corrida de dominó que começa em um lugar, mas tem muitos ramos. Sabemos onde começa a corrida de dominó, mas não sabemos se a escolha da direção em cada ponto de ramificação é pré-determinada. De fato, em algumas interpretações da mecânica quântica, não há necessidade de “escolha”, porque os dominós caem em todos os galhos de uma vez.
Tudo o que aconteceu, está acontecendo e acontecerá é apenas uma reação à ação do Big Bang?
Toda a energia que temos agora foi determinada no Big Bang, mas nesse modelo há um tempo, o plasma quark gluon e antes, onde a mecânica quântica reina. Mesmo se alguém pudesse calcular o enorme número de interações clássicas de trás para frente e atingir o tempo de plasma do quark gluon, o determinismo termina. Os postulados da mecânica quântica impõem aos cálculos apenas distribuições de probabilidade para um evento em (x, y, z, t), o que significa que o resultado de uma interação específica não pode ser revertido. Apenas sua probabilidade de acontecer.
Portanto, embora os eventos presentes dependam do BB original, o caminho para eles não é reversível.
Temos uma intuição clássica de que os eventos são reversíveis no tempo. E tudo o que existe no universo existe por causa do Big Bang.
Existem dois problemas principais:
- atualmente acreditamos que QM é a teoria subjacente fundamental, e isso nos diz que no nível QM os eventos têm uma distribuição de probabilidade, mas a própria interação não é reversível no tempo (causalidade). Portanto, mesmo que você tente reverter no tempo todas as interações de cálculo, as interações QM subjacentes não estão lhe dando essa possibilidade.
Não, QFT não é genericamente simétrico no tempo.
O tempo QFT é simétrico e como é implementado?
- Em SR / GR existe algo chamado relatividade da simultaneidade. Dois observadores diferentes podem observar eventos em ordem diferente, portanto, a causalidade entre os eventos pode ser dependente do observador (fora do cone de luz). Mesmo que você tente rastrear todos os eventos, isso seria do seu ponto de vista, e outros observadores poderiam dizer o contrário (para certos eventos). Não existe um referencial universal e, portanto, no seu caso, pode não haver um caminho universal de eventos para trás.
A causalidade do espaço-tempo se mantém dentro do cone de luz.
Causalidade sob a relatividade
Portanto, a resposta à sua pergunta é: nenhuma das duas teorias atualmente aceitas (QM e SR / GR) oferece a possibilidade de rastrear todos os eventos até o Big Bang, ou simplesmente não sabemos como interpretá-los juntos para dar você uma resposta.
A única teoria física que possuímos atualmente que é capaz de descrever a cosmologia é a relatividade geral (GR). Embora possamos, até certo ponto, fazer a interface da mecânica quântica com o GR, eles são basicamente incompatíveis e não sabemos como reconciliá-los. Portanto, é natural responder a essa pergunta dentro da estrutura do GR clássico.
A forma como o GR clássico expressa a noção de causa e efeito é a seguinte. Você começa com uma superfície de Cauchy, que é uma superfície semelhante a um espaço, de forma que cada curva semelhante ao tempo a cruza exatamente uma vez. (Isso é o equivalente a fixar um tempo t na mecânica newtoniana.) Então, dadas as condições iniciais nesta superfície, GR nos permite extrapolar para frente ou para trás no tempo. A extrapolação pode falhar se você atingir uma singularidade ou se tiver fechado curvas semelhantes ao tempo ("máquinas do tempo"). Um espaço-tempo é denominado globalmente hiperbólico se a extrapolação sempre funcionar. Um espaço-tempo globalmente hiperbólico é aquele em que causa e efeito se mantêm.
Um exemplo de espaço-tempo no qual causa e efeito falham é aquele que contém uma singularidade semelhante ao tempo. Essa singularidade pode absorver ou emitir energia e informações arbitrárias. Os modelos padrão do big bang e do buraco negro contêm apenas singularidades semelhantes ao espaço e, portanto, são globalmente hiperbólicos e permitem uma noção sensata de causa e efeito.
Em GR, uma singularidade é algo que está faltando na variedade do espaço-tempo. Portanto, a singularidade do big bang não pode ser usada como uma superfície de Cauchy ou como parte de uma superfície de Cauchy.
Em modelos cosmológicos, é útil definir um tempo $t$que é a hora em um relógio que está em repouso em relação ao fluxo do Hubble desde o big bang. Então, se você escolher qualquer$t>0$, define uma superfície Cauchy válida (embora a maioria das superfícies Cauchy não sejam desse tipo especial).
Portanto, a resposta à sua pergunta é o oposto do que você imaginou. O big bang é particularmente inadequado para definir um conjunto de condições iniciais para o universo. Qualquer$t>0$ funciona bem, mas não há $t=0$, já que a singularidade do big bang nem mesmo faz parte do espaço-tempo.
Uma resposta de anna v diz:
Toda a energia que temos agora foi determinada no Big Bang
Isso está errado, tanto pelos motivos descritos acima quanto porque GR não possui conservação global de energia.
Além disso:
Portanto, embora os eventos presentes dependam do BB original, o caminho para eles não é reversível.
A equação de Schrodinger tem simetria de reversão de tempo perfeita. Outras respostas forneceram descrições mais competentes dos aspectos quânticos dessa questão.
Nós não sabemos. Esse tipo de pensamento é milhas além do que a ciência poderia alcançar.
No entanto, podemos apontar que todas as nossas teorias populares são determinísticas. Mesmo QM é determinístico quando você considera a função de onda não observável. Só se torna não determinista no caso da interpretação de Copenhague, que não precisa ser invocada aqui.
No entanto, existem muitos detalhes. Não sabemos o que acontecerá quando o QM e a Relatividade colidirem. Ainda estamos trabalhando nisso. O não-determinismo pode aparecer lá. Pode haver condições de contorno para ocorrer - bordas do universo que interagem com o universo após o big bang. As teorias atuais dizem que isso não acontece, mas o espaço é muito grande, e somos apenas crianças em cena com nosso método científico bonitinho.
É inteiramente possível que os seres vivos possam realmente ter alguma ação em um sentido que força o mundo físico a ser não-determinístico (tratando-os como limites que não são totalmente definidos pelo estado do mundo físico).
No entanto, com tudo isso, observe que a função de onda não é observável. Não pode ser medido exatamente por nenhum meio conhecido. Isso está no cerne da dualidade onda / partícula. Portanto, mesmo que o universo seja de fato determinístico, não podemos saber o estado inicial completamente; portanto, devemos tratá-lo como não-determinístico para todos os efeitos.
A interação dos pacotes de ondas associados a duas partículas subatômicas não é predeterminada. Pode ocorrer em qualquer ponto onde as ondas se sobrepõem, ou talvez não.