5.16 Muda

Nyumbani ／ Sura ya 5: Chembe za kimsingi zinazoweza kuonekana kwa hadubini (V5.05)

Katika Nadharia ya Filamenti za Nishati (EFT), muda si mhimili huru wa ulimwengu, bali ni mpigo wa ndani wa michakato ya kifizikia. Mpigo huu huamuliwa kwa pamoja na ukali wa tensor na muundo. Kwa kuwa mazingira hutofautiana, mipigo yao pia hutofautiana; hivyo basi, kabla ya kulinganisha katika mazingira tofauti, lazima tupime na kusawazisha mipigo hiyo kwa kipimo kimoja.

I. Mpigo wa kiwango cha darubini na kigezo cha muda

Swali: Tukitumia mpigo wa kiwango cha darubini kama kigezo cha muda, je, “vigezo sanifu vya ulimwengu” vitaonekana kutofautiana?

Mambo muhimu:

• Mpigo wa darubini hutokana na osileta thabiti, kwa mfano marudio ya mpito katika saa za atomiki. Kadiri ukali wa tensor unavyoongezeka, mpigo wa eneo husika hupungua; ukipungua, mpigo huenda kasi zaidi.
• Saa ile ile hukimbia kwa mwendo tofauti katika mazingira yenye tensor tofauti. Hili limethibitishwa mara nyingi kwenye vipimo vya tofauti ya kimo na kwenye ulinganisho kati ya satelaiti na vituo vya ardhini.
• Kwenye majaribio ya kweli ya eneo moja (mahali pamoja na wakati ule ule), matokeo ya sheria za fizikia yanapaswa kuafikiana. Hadi sasa hakuna ushahidi thabiti kuwa vigezo visivyo na kipimo vya eneo hubadilika kulingana na mwelekeo au enzi.
• Tukilinganisha mazingira bila kusawazisha kwanza mpigo wa kila eneo kwa kigezo kimoja, tofauti ya mpigo inaweza kufasiriwa kimakosa kama “kubadilika kwa kigezo.” Utaratibu sahihi ni: pima na sawazisha kwanza, linganisha baadaye.

Hitimisho:
Kufafanua muda kwa mpigo wa kiwango cha darubini ni kutegemewa. Tofauti za usomaji kati ya mazingira huakisi tofauti za usawazishaji wa mpigo, si mabadiliko ya kiholela ya vigezo vya msingi.

II. Muda wa darubini na muda wa hadubini

Swali: Ikiwa mpigo wa darubini unapungua katika eneo fulani, je, matukio ya hadubini nayo hupungua kwa pamoja?

Mambo muhimu:

1. Mizani ya muda katika hadubini huamuliwa na mambo mawili kwa pamoja. (1) Mpigo wa eneo hudhibiti hatua za ndani kama vile awamu za mmenyuko wa kikemia, mipito ya atomiki na muda wa uozo. (2) Uenezaji na usafirishaji hudhibiti uhamishaji wa ishara, kuondoa mkazo, usambaaji joto na mzunguko wa vimiminika.
2. Kuongeza ukali wa tensor hupunguza mpigo wa eneo, lakini pia huinua kizingiti cha juu cha uenezaji. Hivyo, katika sehemu ile ile, saa huenda polepole, ilhali ishara na msukosuko vinaweza kupeanwa haraka zaidi kupitia “bahari ya nishati”.
3. Iwapo “hadubini pia hupungua” hutegemea kile kinachotawala:
   • Ikiwa mpigo wa eneo ndio hutawala (kwa mfano vifaa vinavyoendeshwa na marudio ya mpito), mwendo huwa wa chini katika maeneo yenye ukali mkubwa wa tensor.
   • Ikiwa uenezaji ndio hutawala (kwa mfano kusonga mbele kwa mbele ya wimbi ndani ya nyenzo ile ile), mwendo unaweza hata kuwa wa juu katika maeneo yenye ukali mkubwa wa tensor.
4. Ulinganisho wa haki kati ya mazingira mawili unahitaji kuzingatia pamoja tofauti ya mpigo na tofauti ya uenezaji kulingana na njia.

Hitimisho:
“Polepole katika darubini” si lazima kumaanishe “polepole kila mahali.” Mizani ya muda katika hadubini hutokana na ushirikiano wa mpigo na uenezaji; kile kinachotawala ndicho huamua kasi inayohisiwa.

III. Mshale wa muda

Swali: Tufasiri vipi majaribio ya kwanta yanayoonekana kuonyesha “kubadilika kwa sababu na matokeo”?

Mambo muhimu:

• Katika kiwango cha darubini, milinganyo mara nyingi huwa karibu kurejeleka. Hata hivyo, mfumo unapobadilishana taarifa na mazingira na tukafanya uchanganuzi wa kijasiri (coarse-graining), upotevu-ulinganifu (decoherence) huondoa undani unaoweza kurejelewa. Katika hadubini, hujitokeza mwendo wa mwelekeo mmoja kutoka kwa entropi ya chini kwenda ya juu: mshale wa muda wa jotojibio.
• Katika majaribio ya mfungamano na uchaguaji uliocheleweshwa, kauli kwamba “uchaguaji wa baadaye huamua yaliyopita” inaweza kupotosha. Ufafanuzi salama ni huu: mfumo, kifaa cha kipimo na mazingira ni sehemu ya mtandao mmoja wa vizuizi vya tensor na uhusiano. Ukibadili masharti ya kipimo, unabadili masharti ya mpaka ya mtandao; takwimu hubadilika ipasavyo. Hakuna ujumbe unaosafiri kurudi nyuma katika muda; masharti hufanya kazi kwa pamoja.
• Kizingiti cha kimsingi cha usababishi hubaki kikiwa thabiti. Msukosuko wowote unaobeba taarifa hutii kikomo cha ndani cha uenezaji. Kinachoonekana “cha papo hapo” ni uhusiano chini ya vizuizi vya pamoja, si ishara inayovuka koni ya usababishi.

Hitimisho:
Mshale wa muda hutokana na upotevu wa taarifa chini ya uchanganuzi wa kijasiri. “Ajabu” za ulimwengu wa kwanta huonyesha vizuizi na uhusiano wa mtandao, si kubadilishwa halisi kwa sababu na matokeo.

IV. Muda kama kipimo: kifaa au uhalisia

Swali: Je, tunapaswa kuchukulia muda kama kipimo cha nafasi-muda?

Mambo muhimu:

• Kuunganisha muda katika maelezo ya vipimo vinne ni kifaa madhubuti cha uhasibu: hukusanya sheria katika fremu tofauti za marejeo, tofauti za saa zinazosababishwa na mvutano wa uvutano, na ucheleweshaji wa njia ya mwanga kwenye turubai moja ya jiometri, kwa hesabu fupi na ziliozo sawia (covariant).
• Ndani ya Nadharia ya Filamenti za Nishati, muda unaweza pia kuelezwa kama uwanja wa mpigo wa eneo, ilhali kikomo cha kasi ya uhamishaji hutolewa na uwanja wa dari ya uenezaji unaowekwa na tensor. Kwa “ramani” hizi mbili za kifizikia, matokeo yale yale yanayoweza kuzingatiwa yanaweza kujengwa upya.
• Kwa vitendo, lugha hizi mbili hukamilishana: tumia mpigo na tensor kwa hisia na utaratibu (kwa nini), na jiometri ya vipimo vinne kwa uundaji na hesabu za nambari zenye ufanisi (kiasi gani).

Hitimisho:
Muda wa vipimo vinne ni kifaa bora, lakini si lazima uwe “kiini” cha ulimwengu. Muda unasomeka vyema kama mpigo wa eneo; chagua simulizi la 4D kwa mahesabu, na simulizi la mpigo-na-tensor kwa kufafanua taratibu.

V. Kwa muhtasari

• Muda ni usomaji wa mpigo wa eneo. Kwa kuwa mpigo hutegemea mazingira ya tensor, kalibisho linahitajika kabla ya ulinganisho mtambuka.
• Mwendo wa hadubini huamuliwa na mpigo pamoja na uenezaji; kile kinachotawala ndicho huamua kasi au ucheleweshaji unaohisiwa.
• Mshale wa muda hutokana na dekoherensi na uchanganuzi wa kijasiri; uhusiano wa kwanta haugeuzi usababishi.
• Tumia muda kama kipimo cha nne kwa “uhasibu” na mahesabu yenye ufanisi; tumia muda kama mpigo wa eneo kwa kueleza taratibu. Mitazamo hii miwili inaoana, si pinzani.