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Es el espacio "real", o es algún tipo de aceptado el postulado?

¿Qué es el espacio?

Parece estar en todas partes en las ecuaciones de la física, como una especie de postulado o escondido hipótesis. También tenemos una experiencia directa de ella, pero es "real"? El hecho de que la experiencia no significa que existe por sí mismo. Por ejemplo, lo que estamos experimentando como el calor o el frío es sólo moléculas que vibran a diferentes velocidades. Por lo tanto, nuestro sentido de la temperatura es sólo un emergente efecto que puede ser explicado en base de la más fundamental de los fenómenos, para hacer mi punto.

Es lo mismo para el espacio? Puede explicar la física del espacio de una manera más fundamental, o es algún tipo de aceptado el postulado? Y si la física puede explicar, entonces, ¿qué es el espacio?

En la misma línea, ¿qué es un vacío (ausencia de materia)? Hay un vacío en todas partes en el espacio? Y qué significa o implica? O, es que el espacio es arrastrado en la materia? O qué espacio se manifiesta sólo en presencia de la materia? En el último caso, ¿cuál es la relación entre el espacio y la materia muestra que?

Voila! Pedimos disculpas por las ingenuas preguntas, pero cada vez que pensamos en el espacio estoy atascado. No lo entiendo. Sí, yo lo veo como todo el mundo hace, pero no entiendo cómo encaja en el panorama, es casi como solo tenemos que aceptarlo como es. Tal vez es el caso, pero supongo que probablemente tienen una mejor comprensión de la que me sobre el tema.

También, pensé que esto podría añadir agua al molino. Es un enlace a uno de Sean Carroll posts en el blog sobre la cuestión de si o no el espacio es fundamental.

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aceinthehole Puntos 1460

Albert Einstein se acredita a menudo (erróneamente, parece) diciendo

La única razón por la que el tiempo es así de que no todo suceda a la vez.

y John Wheeler añadido

El espacio es lo que impide que todo lo que me suceda a mí!

Ahora, esas comillas, puede sonar tonto y auto-referencial, sino que están diseñados para atraer la atención a algo muy, muy básico. Cosas que hacer suceden en diferentes momentos y lugares diferentes, lo que significa que "el tiempo" y "espacio" son sin duda los referentes para algo.

Su ejemplo en el cual usted reclama que el calor y el frío no son realmente real es tonto: son referentes para la sensación subjetiva asociada con la exposición de los nervios a condiciones de alta o baja de movimiento térmico.

Como por su preocupación de que el espacio es "como una especie de postulado o escondido hipótesis", que ha manifiestamente no ha sido cierto para apenas por debajo de los cien años. El espacio como una cosa puede haber sido asumido hasta llegar a los comienzos del siglo xx, pero en los últimos Einstein hizo espacio y las propiedades de un tema explícito en la teoría general de la relatividad.

Hemos medido la deformación del espacio en sí mismo en varios contextos, incluyendo micro-lente y el marco de arrastre. Los esfuerzos de la observación directa de ondas gravitacionales están en marcha.

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Alan Rominger Puntos 13921

Creo que la verdadera respuesta a su pregunta es que nuestra observación del espacio se ajusta a un modelo matemático para las 3 dimensiones de la geometría. Mi redacción es hacia atrás en comparación con el desarrollo histórico, por lo que es difícil para las personas a separar estas cosas. Los seres humanos aprenden acerca de los grados de libertad en el espacio alrededor de ellos como un bebé, y posiblemente incluso antes. El hecho es, sin embargo, que los conceptos tales como $\sqrt{2}$ tiene una constante de formalización dentro del campo de los números reales y de la correspondiente interpretación geométrica (como la diagonal de un cuadrado). Hay espacio para la filosofía acerca de lo que la interpretación de los medios, pero no es un impedimento para la física de cualquier manera.

Hemos tenido varias ocasiones para proponer revisiones a nuestro concepto del espacio y del tiempo. Teoría General de la relatividad de las conclusiones son aceptadas más allá de toda duda razonable. Nuestros modelos matemáticos ampliado en correspondencia con nuestras creencias sobre el universo. La teoría de cuerdas también ofrece revisiones que implican mucho más difíciles de matemáticas, pero todos estos son cognoscibles y calculable. Esto no cambia nada sobre el hecho básico de que encajamos un sistema matemático para nuestro universo.

La única útil experimento de pensamiento puede imaginar dentro de esta filosofía es que si las matemáticas de la geometría de ser descubierto por los matemáticos vivir en un mundo sin nuestro tipo de geometría. Esto plantea la pregunta de si hemos descubierto algunos otros sistema matemático que podría funcionar como una alternativa a la geometría como la conocemos.

Tenemos sistemas formales para trabajar con este. Los seres humanos han desarrollado muchos sistemas formales. Con los ordenadores, hemos sido capaces de estudiar la naturaleza de una amplia variedad de sistemas formales debido a los bajos costes de ejecución de los experimentos. Todo lo que hacemos con los ordenadores se ajusta a una cierta clase de sistema matemático, que es de Turing de computación. Dentro de estos sistemas que son capaces de modelo físico real de los sistemas, lo cual es razonable, ya que como he dicho, de la geometría en sí es un sistema matemático, y otras leyes de la física se agregarán a medida que sea necesario.

Turing informática, sin embargo, todavía no se puede emular la geometría en tiempo finito. Este es un profundo problema filosófico. Para los clásicos y simples de la física, puedo claramente el estado que la invariancia de Galileo, las reglas de la mayoría de los enfoques lógicos para un autómata celular en la raíz del espacio. Usted puede ir más allá en los detalles de la invariancia de Lorentz para encontrar aún más fuertes declaraciones, pero no es importante. Incluso aether teorías de la vuelta de el 18 y 19 siglos refleja una lógica incursión a la pixelación de espacio. Si un éter teoría había sido cierto, luego de un número finito de máquina de Turing podría haber sido válidamente en la raíz del espacio.

Por supuesto, esas teorías no son verdaderas. La realidad ha sido tajante sobre la preservación de las leyes de la física en todos los marcos de referencia, lo que significa la condena de las teorías predicen que el espacio sólo aproximadamente encaja en el sistema matemático, y el resultado de un número finito de elementos. Nuestro finito de cómputo de las máquinas tienen una serie de extravagantes errores en la simulación de la realidad, tales como la energía de la deriva. En el universo real, verdaderamente conservado cantidades como la energía parecen ser perfectamente conservada. Esto se relaciona con el teorema de Noether. Básicamente, podemos observar que:

  • Conserva cantidades que se conservan perfectamente
  • La relatividad entre los marcos de referencia de los agujeros perfectamente

Estas dos son las dos caras de la misma moneda. Así, cuando observamos que el espacio y el tiempo son perfectamente coherentes en nuestro universo, podemos decir que se relaciona con el hecho de que la energía neta y de impulso de la red son perfectamente coherentes escalares y cantidades vectoriales.

En resumen, la física es acerca de la escritura de las reglas de un sistema matemático que encaja en el universo. Se puede decir que la geometría (lo que la geometría es esto) también puede ser definida con un conjunto de reglas. Después de esas reglas es imposible con un límite formal de las máquinas. Por lo que el espacio podría ser "falso", lo que significa que es realmente sólo un aparente sistema que existe en la parte superior de una manera más fundamental del sistema por debajo, pero que más fundamentales del sistema no sería más computable.

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Michael Hardy Puntos 4554

Hay una diferencia entre efectivos o emergentes, de los grados de libertad (o campos), y fundamental de los grados de libertad (o campos).

Por ejemplo, en la teoría de cuerdas, "espacio" y "tiempo" son en realidad campos de la más fundamental de grados de libertad, que es :

$$X^\mu = X^\mu(\sigma \tau)$$

donde $\sigma$ es un espacio-como parámetro, y $\tau$ un tiempo como parámetro.

Aquí $\sigma$ y $\tau$ son fundamentales grados de libertad, mientras que $X^\mu$ aparece como el grado efectivo de la libertad.

Restricción acerca de algunas simetrías (conformación de simetría) tienen consecuencias sobre los campos en función de $X^\mu$. Por ejemplo, en los bajos de la energía, el campo gravitacional de $G_{\mu\nu}(X^\alpha)$ tiene que obedecer a un Einstein-como la ecuación. Por lo que $X^\mu$ y $G_{\mu\nu}(X^\alpha)$ son los grados efectivos de libertad y eficaz de los campos.

El vacío puede tener diferentes aspectos.

El vacío cuántico tiene fluctuaciones, incluso en la ausencia de la materia, y podría tener distinto de cero de la energía (positiva para los bosones, y negativo para los fermiones)

En la relatividad general, usted podría tener la curvatura del espacio-tiempo sin materia.

Y, con la supersimetría, que no sólo tienen la costumbre ("bosonic", communtative) el espacio-tiempo, sino que también han "quantum" (o "fermionic", o anti-conmutativa) dimensiones.

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cas Puntos 536

El vacío es, como usted dice, la ausencia de la materia. Qué significa esto en un sentido tangible? Esto significa que no hay ninguna presión para restringir el flujo de la materia en el 'vacío'.

El espacio, como en la región fuera de la atmósfera de la Tierra, puede estar compuesto de diferentes cosas dependiendo de donde en el "espacio" que son. En la vecindad del Sol, no podría ser de millones de átomos en cualquier cúbicos milimeter de espacio. Entre las galaxias, que sería difícil para capturar incluso un único átomo de hidrógeno en un metro cúbico.

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