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Daniel MarínJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetespacio tiempo designación 3 1física partículas relatividad general ecuacionesteorías física fundamental espacio tiempocoordenadas espaciales temporales cálculos físicostiempo coordenada espacial adicional gastón giribetasignatura 4 0 física matemáticanúmero imaginario tiempo como coordenadaGastón GiribetEinsteinasignatura 3 ,1asignatura 2,2Indiana Jones10 años luz100 años luz1000 años luzHéctor Socas
Número imaginario tiempo como coordenada
Ep522: China a la Luna; Hexanitrógeno; Computación Cuántica; Espacios de Klein
4 de septiembre de 20258 momentos
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Gastón Giribet explica una técnica matemática utilizada por físicos para simplificar cálculos, donde el tiempo se trata como una coordenada espacial adicional.
…intrincada, bueno, no deja del espacio de ser espacio y el tiempo de ser tiempo; por eso uno hace la aclaración de que uno vive en un espacio 3 más 1 dimensional o mejor dicho un espacio-tiempo 3 más 1 dimensional que también a veces se llama designatura 3,1. Es una forma de hablar. 3,1 significa 3 son espacio, 1 es tiempo. Y eso es así. Ahora bien, es cierto, y así formulamos nosotros todas las teorías de física fundamental, o sea, cuando física de partículas, teoría general de la relatividad, todo lo que tenga que ver con el régimen relativista, pasa a ser escrito en ecuaciones que se formulan sobre el espacio-tiempo, que tiene, repito, una asignatura 3,1. Ahora bien, es cierto que por momentos en la íntima cocina de la física, cuando uno está en su oficina haciendo cálculos, muchas veces se vuelve un poco irreverente de esta separación entre tres coordenadas espaciales y una temporal, y a Veces trabaja, por ejemplo, pensando al tiempo como una coordenada espacial más. En lugar de trabajar en una asignatura 3,1, trabaja en una asignatura 4,0; es decir, piensa que el espacio tiene cuatro dimensiones espaciales y no tiempo. No porque uno esté diciendo de verdad que físicamente no hay tiempo, por supuesto, el tiempo es el tiempo, el espacio es el espacio. Pero es cierto que para algunas manipulaciones algebraicas, teóricas, es muy conveniente hacer este truco matemático, este artilugio matemático y pensar que el tiempo es una coordenada más espacial. No será un número real, en este caso será un número imaginario, pero no importa; uno hace cálculos como si el espacio fuese un espacio y no un espacio-tiempo. Solamente cuatro dimensiones y no tres más uno. Eso se conoce con el nombre de formulación Euclidia. Euclidia, un espacio euclidio es la forma en la que nos referimos a un espacio que aunque sea geometría no euclidiana, se dice que es de signatura euclidia si uno piensa que hay solo espacio y no hay…
Significado #1 · Palabras #2
Gastón Giribet explica una técnica matemática utilizada por físicos para simplificar cálculos, donde el tiempo se trata como una coordenada espacial adicional.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #2espacio tiempo designación 3 1física partículas relatividad general ecuacionesteorías física fundamental espacio tiempocoordenadas espaciales temporales cálculos físicostiempo coordenada espacial adicional gastón giribetasignatura 4 0 física matemáticanúmero imaginario tiempo como coordenada…intrincada, bueno, no deja del espacio de ser espacio y el tiempo de ser tiempo; por eso uno hace la aclaración de que uno vive en un espacio 3 más 1 dimensional o mejor dicho un espacio-tiempo 3 más 1 dimensional que también a veces se llama designatura 3,1. Es una forma de hablar. 3,1 significa 3 son espacio, 1 es tiempo. Y eso es así. Ahora bien, es cierto, y así formulamos nosotros todas las teorías de física fundamental, o sea, cuando física de partículas, teoría general de la relatividad, todo lo que tenga que ver con el régimen relativista, pasa a ser escrito en ecuaciones que se formulan sobre el espacio-tiempo, que tiene, repito, una asignatura 3,1. Ahora bien, es cierto que por momentos en la íntima cocina de la física, cuando uno está en su oficina haciendo cálculos, muchas veces se vuelve un poco irreverente de esta separación entre tres coordenadas espaciales y una temporal, y a Veces trabaja, por ejemplo, pensando al tiempo como una coordenada espacial más. En lugar de trabajar en una asignatura 3,1, trabaja en una asignatura 4,0; es decir, piensa que el espacio tiene cuatro dimensiones espaciales y no tiempo. No porque uno esté diciendo de verdad que físicamente no hay tiempo, por supuesto, el tiempo es el tiempo, el espacio es el espacio. Pero es cierto que para algunas manipulaciones algebraicas, teóricas, es muy conveniente hacer este truco matemático, este artilugio matemático y pensar que el tiempo es una coordenada más espacial. No será un número real, en este caso será un número imaginario, pero no importa; uno hace cálculos como si el espacio fuese un espacio y no un espacio-tiempo. Solamente cuatro dimensiones y no tres más uno. Eso se conoce con el nombre de formulación Euclidia. Euclidia, un espacio euclidio es la forma en la que nos referimos a un espacio que aunque sea geometría no euclidiana, se dice que es de signatura euclidia si uno piensa que hay solo espacio y no hay…
Gastón Giribet explica una técnica para hacer converger cálculos en física teórica, implicando un tratamiento del tiempo como una componente imaginaria y el uso de límites.
Habla: Gastón GiribetSignificado #4 · Palabras #13tiempo componente imaginaria límitesenergía cero límite tiempo infinitopartición estado vacío unoteoría cuántica de campos integral caminofísica estadística tiempo imaginarioanalogía formulación integral camino física estadísticateoría cuántica campos temperatura finita…espacio, en la asignatura 4,0 en lugar de 3,1 algunas cantidades convergen más; algunas demostraciones matemáticas que uno ya ve como estudiante de grado en la teoría cuántica de campos o de posgrado cuando uno por ejemplo quiere calcular que la función de. Partición se puede pensar como la transición del estado vacío al estado vacío uno. Lo que hace en ese caso supone que el tiempo tiene una pequeña componente imaginaria y entonces toma el límite y eso hace que las cosas converjan o, mejor dicho, que prevalezcan el límite de tiempo infinito solamente el término de la energía cero; también lo hace cuando quiere usar la analogía, la verdadera. Similitud que hay entre la formulación de la teoría cuántica de campos con integral de camino y la física estadística, uno puede decir: ah, una se parece a la otra pero cuando el tiempo es imaginario. Bueno, supongo que es así y así uno puede usar esta analogía entre formulación de integral de camino de la teoría de campos y física estadística y estudiar así, por ejemplo, la teoría cuántica de campos a temperatura finita. Esto es algo que se usa mucho en teoría cuántica de campos a temperatura finita. El ejemplo por antonomasia es cuando Uno quiere estudiar, por ejemplo, como hicieron Hawking y Gibbons en los 70. Con este formalismo, las propiedades termodinámicas de un agujero negro, uno piensa que el agujero negro en realidad no vive en 3,1 dimensiones sino en 4,0 dimensiones. El horizonte…
Gastón Giribet explica cómo la transformación de una coordenada espacial en temporal puede hacer que una cantidad que inicialmente estaba al cuadrado se convierta en negativa, debido a que pasa a ser imaginaria.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #1coordenada espacial transformada en temporalcantidad al cuadrado se vuelve negativatiempo como coordenada espacial imaginaria…de un vector, pero ahora el módulo de un vector que tiene un menos en el medio Entonces, esa ecuación, la conservación de la energía, E al cuadrado más el momento al cuadrado igual a la masa al cuadrado Estoy obviando los factores de la velocidad de la luz ¿Puede hacerse eso que parece solamente cosas sumadas al cuadrado? ¿Cómo eso me va a dar cero? Bueno, puede ser cero si una coordenada la paso al tiempo, porque una cosa al cuadrado pasa a ser menos una cosa al cuadrado. El cambiar de la coordenada espacial a la coordenada temporal me permite que algo que estaba al cuadrado ahora pasa a ser menos algo al cuadrado, porque pasa a ser imaginario, porque podemos pensar el tiempo como una coordenada espacial imaginaria. Entonces, por ejemplo, pensemos: vamos a un contexto. bien físico, ¿por qué un fotón no puede transformarse solo él en un par electrón-positrón? ¿Por qué no podría hacerlo? porque la carga se conserva; el fotón no tiene carga y cuando deviene un electrón-positrón la carga vuelve a ser cero: el electrón menos la…
Gastón Giribet explica cómo la modificación de coordenadas puede permitir la conservación de energía y momento al descomponer un fotón en un par electrón-positrón.
Habla: Gastón GiribetSignificado #5 · Palabras #14coordenadas zetas como tiempoconservación energía momento fotón electrón-positrónespacio con dos tiempos decaimientouniverso inestable partículas decayer…a la ley de conservación del impulso y de la energía, esos procesos se dan internamente pero nunca se pueden dar externamente; es decir, las partículas solamente virtuales pueden cumplir eso. Entonces, ahora bien, ¿por qué esto está relacionado con lo ¿Qué decía antes? Porque si como artilugio matemático pienso que una de esas coordenadas de las tres que tenía y el tiempo, una de esas coordenadas, tomemos por caso las zetas, también es un tiempo y le cambio el signo a su cuadrado en el momento entonces sí sería posible que se conserve la energía y el momento cuando un fotón se descompone en el electrón-positrón. Es decir, en un espacio con dos tiempos hay más procesos de decaimiento posibles. Por eso esto está relacionado con el hecho de que si hubiese dos tiempos en el universo, el universo se volvería más inestable porque las partículas podrían decaer en más cosas, en particular una partícula, es fácil. Ver que si hubiese dos tiempos, una partícula podría decaer en dos partículas más masivas que ella. Eso es una cosa que no puede en nuestro universo pasar, pero en un universo con dos tiempos, debido a este cambio de signo en la ley de conservación, hay más…
Gastón Giribet explica las dificultades para comprender qué significa estar cerca de los agujeros negros y cómo se debe elegir una coordenada espacial para convertirla en tiempo.
Habla: Gastón GiribetSignificado #3 · Palabras #7agujeros negros coordenadas espacialescoordenada espacial convertida en tiempoespacio plano elección de coordenadacoordenada espacial tiempo agujero negrogeometría espaciotemporal horizonte de eventosasignatura 3 1 asignatura 2 2…hasta desarrolla esa intuición ahí, aún con todo lo dificultoso que puede ser intuitivamente, conceptualmente Con el tiempo, pero con los tiempos Con los tiempos, con los tiempos, ahora aunque uno freeze el tiempo, hay otro tiempo corriendo ahí, entonces es muy difícil entender qué significa incluso estar cerca de los agujeros negros estos y aparte recordemos que tenemos tres coordenadas espaciales y una del tiempo, y lo que tenemos que hacer es elegir una de las otras tres coordenadas espaciales y hacerla a tiempo. En el caso del espacio plano eso está claro porque cualquiera uno agarre va a obtener lo mismo, pero en el caso de un agujero negro eso no es así. Por ejemplo, ¿cuál es la coordenada? espacial que uno va a convertir en tiempo? ¿Una de las angulares que van alrededor de la esfera del horizonte de eventos? ¿La misma coordenada radial? ¿Cuál es? ¿Una combinación lineal de ellas? Entonces hay diferentes maneras de extender de la asignatura 3 ,1 a la asignatura 2,2 en presencia de un agujero negro y no todas esas funcionan. Entonces bueno, se abren un montón de cosas ahí para estudiar porque nos permite estudiar detalles de la geometría espaciotemporal, los agujeros negros cerca de los horizontes de eventos, con mucho más juego que antes. De igual manera como nos permite más juego para estudiar las amplitudes de scattering en el caso de contexto de teoría de partículas. Claro, es que cuando dijiste pasar a un espacio-tiempo con dos espacios y dos tiempos, uno intuitivamente tiende a pensar:…
Gastón Giribet continúa explicando cómo visualizar un horizonte de eventos en el contexto de espacios con dos espacios y dos tiempos, utilizando la analogía de una esfera y su coordenada angular.
Habla: Gastón GiribetSignificado #16 · Palabras #6esfera coordenada phi agujero negrocoordenada angular esfera giribetradioángulo coordenadas cartesianascoordenada tita polo norte surcurvas temporales con dos tiemposlímite de la coordenada…intuitivamente tiende a pensar: bueno, el horizonte que tú lo imaginas como una esfera en torno a una singularidad en un agujero negro tridimensional, pues aquí sería una circunferencia, ¿no? Entonces, imagina una circunferencia, pero claro, eso es en unas. Coordenadas cartesianas, también lo puedes imaginar efectivamente como radioángulo, ¿no? De hecho, está muy bien tu observación, porque respondamos a esa pregunta que les he planteado: ¿cuál es la coordenada de las tres espaciales que vos vas a transformar en un tiempo? Pensá en la esfera, un agujero negro es una cosa redonda, pensá en una esfera; hay una coordenada que es la coordenada phi, la coordenada circular. y después está la otra, la coordenada tita, la que va del polo norte al polo sur, es esa la que se convierte en un tiempo, pero ahora ya no puede ser circular, porque las curvas temporales acá podemos aceptar dos tiempos, señores, pero no cualquier cosa, no un tiempo cíclico, todo el mundo tiene un límite entonces esa coordenada. Ahora ya deja, el agujero negro deja de ser redondo, es circular, como decís vos y después el otro es una especie de tubo que se extiende, ya no es una coordenada que va del polo norte al polo sur; no hay polo norte y polo sur. Eso queda mapeado en el menos…
Gastón Giribet explica las precauciones necesarias al extender analíticamente una coordenada que era tiempo y convertirla en espacio, así como transformar otras coordenadas en tiempo.
Habla: Gastón GiribetSignificado #15 · Palabras #9extensión analítica coordenada tiempo espaciométrica singular al extender analíticamentetopología de la asintótica gastón giribetrango de validez variables periódicas…es compleja, y uno dice: no, no, pará, pará, no, ahí no. Esto ya es mucho, ¿no? Entonces ojo, se han estudiado métricas complejas, pero una cosa que uno pide es que la métrica permanezca real, por ejemplo, entre otras cosas; entonces hay que tener cuidado. ¿Por qué cuando uno extiende analíticamente una coordenada que era tiempo, espacial al tiempo, aparte es más raro lo que uno hace? Hace el tiempo, primero lo transforma en espacio, después otras dos que no eran tiempo las pasa a tiempo, hace cosas, mezcla mucho las coordenadas. Cuando hace eso tiene que tener cuidado del rango de las variables, porque podés hacer que cuando extendés analíticamente, no esté bien definida la métrica o se vuelva singular o se vuelva compleja. Entonces uno tiene que recortar el rango de validez de los parámetros, cuáles que eran periódicas siguen siéndolo o cuáles que no eran periódicas al mezclarse con una que era periódica antes pasa a ser periódica. Entonces esto cambia la topología de la asintótica, no solamente la geometría localmente en cuanto a su asignatura, sino la topología. ¿Qué variable ahora pasa a ser periódica porque se mezcló con una que lo era? ¿Qué variable era periódica pero ahora deja de serlo porque era un ángulo? Entonces, cuando uno hace eso, se fija y en la región asintótica del agujero negro, que antes era una…
Héctor Socas explica cómo un punto en el espacio-tiempo se relaciona con el infinito del tiempo, utilizando la analogía de una esfera que se aleja a medida que avanza el tiempo.
Habla: Héctor SocasSignificado #18esfera alejándose infinito tiempoespacio-tiempo punto futuro distanteaños luz esfera alejamiento…yo digo que me voy lejos en el espacio, estoy parando todos los relojes. Imagínense, este es el centro de mi eje de mi sistema de coordenadas y ahora con todos los relojes parados, los puntos que están espacialmente muy lejanos, eso es el infinito espacial. Lo contrario, si yo estoy en este punto del espacio-tiempo y pienso en este mismo punto pero en un futuro distante, ese es el infinito del tiempo. Pero si ahora yo pienso, por ejemplo, en una esfera que está a 10 años luz dentro de 10 años, y a 100 años luz dentro de 100 años, y a 1000 años luz dentro de 1000 años, y así. Ese sería el infinito nulo. O sea, desplazarme en el espacio y en el tiempo tal como lo haría un rayo de luz. Sí, sí, sí, lo que dijiste es totalmente correcto; déjame dar otra imagen solamente para decir: supongamos que yo prendo, enciendo ahora una linterna…