Asimetria quàntica entre temps i espai: Joan A. Vaccaro i la sageta del temps

Albert Einstein trobava en el conjunt de la teoria de la relativitat una certa confortació mística. La comprensió del temps com una quarta dimensió (espai de Minkovski) sembla, efectivament, abonar aquelles teories del temps que John McTaggart classificava com a “sèrie B”. El present seria, segons aquestes teories de “bloc espai-dimensional”, tan sols una llesca, una secció transversal, de l’univers complet. L’alternativa a aquestes teories són la sèrie A, que assum que tan sols el present existeix realment. Certament, la mètrica derivada de la teoria de la relativitat general era més complexa que l’espai tetradimensional clàssic que reflecteixen les teories B originàries. Tot i amb tot, la concepció B del temps presenta tota una sèrie de problemes. No és qüestió menor la del “lliure albiri”, car toparia amb un univers on el futur és escrit. És clar que existeixen alternatives que fan compatible lliure albiri i bloc B temporal, com la hipòtesi de múltiples mons amb la qual Everett interpretava la mecànica quàntica. Sir Arthur Eddington veia, però, una contradicció més grossa. Tota la física moderna sembla afavorir la concepció B del temps, però alhora la física moderna no pot ser satisfactòria, segons Eddington, sinó ens explica la diferència entre el passat i el futur, és a dir la direccionalitat del temps, la sageta del temps. El concepte de sageta del temps és alhora múltiple, amb components còsmics (expansió de l’univers), termals (lleis de la termodinàmica), quàntics i psicològics. La sageta del temps la podem entendre com una propietat que diferencia la dimensió temporal de les dimensions espacials. O, com diu, Joan A. Vaccaro

hi ha una asimetria entre el temps i l’espai en el sentit que els sistemes físics evolucionen inevitablement amb el temps, mentre que no hi ha una traducció ubícua corresponent amb l’espai“. Així comença un seu article publicat la setmana passada a Proceedings of the Royal Society A. Vaccaro suggereix que l’asimetria temps-espai no seria elemental, sinó que té una connexió profunda amb l’evolució temporal.

La sageta quàntica del temps

Des dels anys 1960, indicis sobre aquesta “sageta quàntica del temps” han estat registrats en experiments de física de partícules, especialment pel que fa als mesons K i B. L’asimetria T (reversió temporal) en la física de les partícules és un dels tres trencaments de la simetria, amb les altres dues basades en la conjugació de càrrega (C) i la inversió de paritat (P)

Ara bé, aquesta sageta del temps, com les clàssiques, no impedeix que la teoria de camp quàntic relativístic tracti les quatre dimensions de manera equivalent. Contràriament, en aquesta teoria s’assum que les lleis de conservació de l’energia i de la matèria operen de manera diferent en una d’aquestes quatre dimensions, no tant que aquesta dimensió sigui diferent de les altres tres.

Una asimetria fenomenològica o axiomàtica

El tractament de la teoria de camp quàntic relativístic entén que l’asimetria (o asimetries) entre el temps i l’espai com quelcom axiomàtic. Si, en canvi, l’asimetria tingués un caràcter fenomenològic seria més fàcil d’entendre la relació entre el temps i l’espai. Això demana trobar el mecanisme que afectaria de manera diferencial la dimensió temporal.

La matriu Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM)

La matriu CKM permet que el model estàndard de la física de partícules inclogui les violacions discretes de simetria (T, C i P). Aquestes violacions ens ajuden a explicar perquè en el nostre univers trobem protons, neutrons i electrons, més que no pas antiprotons, antineutrons i antielectrons. Vaccaro (2011) s’ocupava de com la violació de la simetria T podria afectar l’evolució temporal de manera global.

Apartar-se de la mecànica quàntica convencional en tres sentits

Vaccaro resum tres punts en els quals caldria apartar-se de la mecànica quàntica convencional:
– a) no imposar cap equació de moviment.
– b) considerar estats que descriuen la localització d’un objecte material bé en l’espai o en el temps. La funció d’ona temporal viola la conservació de massa, ja que descriu l’existència potencial de l’objecte en una part del temps i una inexistència definitiva en la resta.
– c) les operacions de simetria P i T són incloses en el formalisme explícitament.

D’entrada Vaccaro considera els efectes de la violació P en la localització espacial. Després, aplica la mateixa construcció en un estat quàntic que representa l’objecte localitzat en el temps, i en les que les reversions de camí s’expressen en termes de l’operador de simetria T. El formalisme és simètric amb respecte a la representació d’estats de matèria tant en l’espai i en el temps sempre que prevalen les simetries discretes. En canvi, quan la simetria T es viola, el formalisme exhibeix una asimetria temps-espai. Dit d’una altra manera, en la construcció de Vaccaro, l’asimetria temps-espai sorgeix fenomenològicament d’una violació T.

El formalisme de Vaccaro i la sageta del temps

El nou formalisme ofereix una base per entendre perquè les diferents sagetes del temps indiquen una direcció preferencial des del passat cap al futur, sense que no hi hagi cap direcció perferencial en les dimensions temporals. Efectivament, el formalisme contempla un ordre natural en el temps, de manera que els estats temporals posteriors són alhora estats més evolucionats que els anteriors.

Aquesta entrada ha esta publicada en 1. L'Univers. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada