¿Está el tiempo cuantizado? ¿Existe una unidad de tiempo fundamental que no pueda dividirse?

Question

¿Es el presente sólo una línea nítida entre el pasado y el futuro, sin tiempo alguno, o es una breve unidad de tiempo congelada?

¿Podría cuantificarse el tiempo en unidades fundamentales? Como Tiempo de Planck u otra unidad de tiempo brevísima? ¿Salta entonces el propio tiempo de una unidad temporal a la siguiente, porque no hay nada entre ellas? ¿Podría todo en la escala de tiempo más pequeña ser una imagen 3D congelada, similar a las imágenes 2D de una película? ¿Podría ser esta realidad algo parecido a una película en 3D con imágenes mostradas con una frecuencia temporal?

Actualización:

Supongo que nunca sabremos si el tiempo está cuantizado si no medimos que lo está. Como si encontramos algo con una alta frecuencia que se ven afectados por la frecuencia de las unidades de tiempo fundamentales. Hay una observación de este tipo de la luz desplazada al rojo de las galaxias que parecen agruparse en bandas específicas en el espectro de energía:

"La luz desplazada al rojo que observamos está formada por fotones, "partículas" discretas de energía luminosa. La energía de un fotón es el producto de una constante física (la constante de Planck) por la frecuencia de la luz. La frecuencia se define como el recíproco del tiempo, de modo que si sólo son posibles ciertos corrimientos al rojo, entonces sólo están presentes ciertas energías y, por tanto, sólo se permiten ciertas frecuencias (o, equivalentemente, intervalos de tiempo). En la medida en que los desplazamientos al rojo de las galaxias están relacionados con la estructura del tiempo, esto sugiere una cuantización subyacente.

"En nuestros modelos teóricos más recientes hemos aprendido a predecir las energías implicadas. Descubrimos que los tiempos implicados son siempre ciertos múltiplos especiales del 'tiempo de Planck', el intervalo de tiempo más corto coherente con las teorías físicas modernas." http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=is-time-quantized-in-othe&page=2

Answer 1

Para responder a esta pregunta, lo más fácil es hacer un experimento mental. Supongamos que existe una unidad mínima de tiempo y que las cosas no pueden cambiar hasta que transcurre dicha unidad mínima. No estaría fuera de lugar, entonces, postular que cada cantidad medible de tiempo debe sea un múltiplo entero de esta unidad más pequeña (llámese t). Si nuestro experimento mental no ofrece ninguna contradicción lógica, entonces deberíamos poder decir que está separado en unidades más pequeñas.

Supongamos ahora que he inventado un nuevo tipo de propulsión capaz de acelerar tan rápido (nota: tengo amortiguadores de inercia) que puedo alcanzar 0,5c al cabo de una t. Coloco uno de estos propulsores en la parte trasera de una nave espacial y otro en un lateral; en ángulo recto (no es realmente necesario, pero decidí hacerlo de todos modos). Ahora tú y yo nos ponemos de acuerdo para hacer un pequeño experimento. Ambos tenemos ordenadores capaces de realizar un proceso por t. Tú vas a configurar tu ordenador para que cada t se encienda o apague una luz. Yo voy a subirme a mi nave espacial, pisar el acelerador, mantener la velocidad máxima durante un t y luego parar. La distancia que recorra debe ser algo casi imperceptible, para que no tenga que preocuparme de volver. Un tercer ordenador estará conectado a una cámara que hará una foto cada t (para que podamos ver lo que ocurre).

Esto es lo que podríamos encontrar. Arrancando al mismo tiempo, tu luz se enciende y yo piso el acelerador. En tu fotograma, un t más tarde la luz se apaga y vuelve a encenderse después de otro t, y finalmente se apaga un tercer t después de eso. El experimento ha terminado para ti. En mi fotograma, un t después de pisar el acelerador, me acelero a ${1\over\sqrt2}c$ Me desplazo a esa velocidad durante otro t, momento en el que piso el freno y, tras un tercer t, me encuentro de nuevo en reposo, con el experimento terminado. ¿Ves el problema?

Veamos la cinta. Tiempo=0: piso el acelerador y se enciende tu luz. Tiempo=t: tu luz se apaga y yo alcanzo ${1\over\sqrt2}c$ (Yo no cambié en el tiempo intermedio, así que no me afectó entonces la dilatación temporal). Tiempo=2t: se enciende tu luz. Tiempo= $(1+\sqrt2)t$ : He pisado el freno. Tiempo=3t: se apaga tu luz. Tiempo= $(1+2\sqrt2)t$ : Me detengo por completo.

Por supuesto, lo que grabará la cámara es sólo lo que ocurre cada t. No obstante, a 3t, sigo moviéndome pero ya he pisado el freno. A 4t, ya estaría en reposo. Aquí radica el problema, Ahora que estamos en el mismo sistema de referencia, ¿cuándo puedo cambiar? ¿tendría lugar cualquier movimiento para mí en los mismos momentos que cualquier movimiento para ti? Si es así, ¿qué pasa con mi primer movimiento después del experimento? Evidentemente no podría ser un múltiplo de t separado de mi anterior. Si no es así, ¿estamos separados para siempre en acciones por una fracción de t? ¿No parecería eso contradecir la idea de que todo debe estar separado por múltiplos enteros de t?

Se mire como se mire, tiene que haber una unidad de tiempo menor que t. En mi marco yo experimenté 3t, en tu marco tú experimentaste 3t. Pero cuando me reincorporé a su marco, soy un múltiplo no entero de t fuera de sincronía. Una unidad más pequeña es necesaria para permitir esto.

Me he dado cuenta de que no es una respuesta basada en hechos. Tampoco presenta nada más que un experimento conceptual. También me doy cuenta de que la RG prevalece en esa escala de tiempo y que yo sólo utilicé la RE. Sin embargo, puedes escalar todos los tiempos en este experimento a escalas de tiempo SR y encontrar que la diferencia de tiempo entre nosotros sigue siendo un múltiplo no entero.

Esperemos que, aunque no responda directamente a su pregunta, esto le ayude a llegar a una conclusión por sí mismo.