Lesson 13 THE BEGINNING OF TIME III

Lesson 13
THE BEGINNING OF TIME III
Time must have a beginning, if the General Theory of relativity is correct. But one might raise the question, of whether General Relativity really is correct. It certainly agrees with all the observational tests that have been carried out. However these test General Relativity, only cover fairly large distances. We know that General Relativity cannot be quite correct on very small distances, because it is a classical theory. This means, it doesn't take into account, the Uncertainty Principle of Quantum Mechanics, which says that an object can not have both a well defined position, and a well defined speed: the more accurately one measures the position, the less accurately one can measure the speed, and vice versa. Therefore, to understand the very high-density stage, when the universe was very small, one needs a quantum theory of gravity, which will combine General Relativity with the Uncertainty Principle.
It seems that Quantum theory, on the other hand, can predict how the universe will begin. Quantum theory introduces a new idea, that of imaginary time. Imaginary time may sound like science fiction, but nevertheless, it is a genuine scientific concept. One can picture it in the following way. One can think of ordinary, real, time as a horizontal line. On the left, one has the past, and on the right, the future. But there's another kind of time in the vertical direction. This is called imaginary time, because it is not the kind of time we normally experience. But in a sense, it is just as real, as what we call real time.
The three directions in space, and the one direction of imaginary time, make up what is called a Euclidean space-time. I don't think anyone can picture a four dimensional curve space. But it is not too difficult to visualise a two dimensional surface, like a saddle, or the surface of a football.
If space and imaginary time are indeed like the surface of the Earth, there wouldn't be any singularities in the imaginary time direction, at which the laws of physics would break down. And there wouldn't be any boundaries, to the imaginary time space-time, just as there aren't any boundaries to the surface of the Earth. This absence of boundaries means that the laws of physics would determine the state of the universe uniquely, in imaginary time. But if one knows the state of the universe in imaginary time, one can calculate the state of the universe in real time. One would still expect some sort of Big Bang singularity in real time. So real time would still have a beginning. But one wouldn't have to appeal to something outside the universe, to determine how the universe began. Instead, the way the universe started out at the Big Bang would be determined by the state of the universe in imaginary time. Thus, the universe would be a completely self-contained system. It would not be determined by anything outside the physical universe, that we observe.

Kết quả (Việt) 1:

Bài học 13 SỰ KHỞI ĐẦU CỦA THỜI GIAN III Thời gian phải có đầu, nếu thuyết tương đối tổng quát là chính xác. Nhưng một trong những có thể đặt câu hỏi, liệu thuyết tương đối rộng thực sự là chính xác. Nó chắc chắn đồng ý với tất cả các xét nghiệm quan sát đã được thực hiện. Tuy nhiên, những thử nghiệm thuyết tương đối rộng, chỉ bao gồm khoảng cách khá lớn. Chúng ta biết rằng tổng quát không thể khá chính xác về khoảng cách rất nhỏ, bởi vì nó là một lý thuyết cổ điển. Điều này có nghĩa là, nó không đưa vào tài khoản, các nguyên tắc không chắc chắn của cơ học lượng tử, mà nói rằng một vật thể không thể có cả một vị trí cũng được định nghĩa, và tốc độ cũng được định nghĩa: càng chính xác một trong các biện pháp vị, ít chính xác một trong những có thể đo tốc độ, và ngược lại. Vì vậy, để hiểu giai đoạn rất mật độ cao, khi vũ trụ đã rất nhỏ, cần một lý thuyết lượng tử hấp dẫn, mà sẽ kết hợp thuyết tương đối rộng với nguyên tắc không chắc chắn.Có vẻ như rằng lý thuyết lượng tử, mặt khác, có thể dự đoán cách vũ trụ sẽ bắt đầu. Giới thiệu lý thuyết lượng tử một ý tưởng mới, mà tưởng tượng thời gian. Tưởng tượng thời gian có thể âm thanh như khoa học viễn tưởng, nhưng tuy nhiên, nó là một khái niệm khoa học chính hãng. Một có thể hình dung nó theo cách sau. Người ta có thể nghĩ bình thường, thời gian thực, như là một đường ngang. Bên trái, có quá khứ, và bên phải, trong tương lai. Nhưng có một loại thời gian theo hướng thẳng đứng. Điều này được gọi là tưởng tượng, thời gian, bởi vì nó không phải là loại thời gian chúng ta thường kinh nghiệm. Nhưng trong một ý nghĩa, đó là chỉ cần như thật, như những gì chúng tôi gọi là thời gian thực.Ba hướng trong không gian, và một hướng tưởng tượng thời gian, tạo nên những gì được gọi là không thời gian Euclide. Tôi không nghĩ rằng bất cứ ai có thể hình ảnh một không gian bốn chiều cong. Nhưng nó không phải là quá khó khăn để hình dung một hai chiều bề mặt, giống như một saddle, hoặc bề mặt của một quả bóng đá.Nếu không gian và tưởng tượng thời gian thực sự như bề mặt của trái đất, sẽ không có bất kỳ singularities tưởng tượng thời gian theo một hướng, mà tại đó các định luật vật lý nào phá vỡ. Và sẽ không có bất kỳ biên giới, để tưởng tượng thời gian không thời gian, cũng như không có bất kỳ biên giới trên bề mặt của trái đất. Sự vắng mặt của ranh giới này có nghĩa rằng định luật vật lý nào xác định trạng thái của vũ trụ duy nhất, trong tưởng tượng thời gian. Nhưng nếu ai biết trạng thái của vũ trụ trong tưởng tượng thời gian, người ta có thể tính toán tiểu bang của vũ trụ trong thời gian thực. Vẫn mong một số loại kì dị Big Bang trong thời gian thực. Vì vậy, thời gian thực sẽ vẫn còn có một khởi đầu. Nhưng ai sẽ không có kháng cáo cho một cái gì đó bên ngoài vũ trụ, để xác định cách vũ trụ đã bắt đầu. Thay vào đó, đường vũ trụ bắt đầu ra tại Big Bang sẽ được xác định bởi nhà nước của vũ trụ trong tưởng tượng thời gian. Vì thế, vũ trụ sẽ là một hệ thống hoàn toàn khép kín. Nó không sẽ được xác định bởi bất cứ điều gì bên ngoài vũ trụ vật chất, chúng tôi quan sát.

Kết quả (Việt) 2:

Bài 13
ĐẦU LÚC III
Thời gian phải có một sự khởi đầu, nếu Lý thuyết chung của thuyết tương đối là đúng. Nhưng người ta có thể đặt ra câu hỏi, rằng liệu Thuyết tương đối thực sự là chính xác. Nó chắc chắn đồng ý với tất cả các bài kiểm tra quan sát đã được thực hiện. Tuy nhiên, những thử nghiệm tương đối, chỉ bao gồm khoảng cách khá lớn. Chúng ta biết rằng thuyết tương đối không thể được khá chính xác về khoảng cách rất nhỏ, bởi vì nó là một lý thuyết cổ điển. Điều này có nghĩa, nó không đưa vào tài khoản, nguyên lí bất định của cơ học lượng tử, trong đó nói rằng một đối tượng không thể có cả một vị trí được xác định rõ, và một tốc độ được xác định rõ: chính xác hơn một đo vị trí, sự kém chính xác một có thể đo tốc độ, và ngược lại. Vì vậy, để hiểu các giai đoạn mật độ rất cao, khi vũ trụ còn rất nhỏ, người ta cần một lý thuyết lượng tử của hấp dẫn, mà sẽ kết hợp thuyết tương đối với nguyên lí bất định.
Có vẻ như rằng lý thuyết lượng tử, mặt khác, có thể dự đoán như thế nào vũ trụ sẽ bắt đầu. Lý thuyết lượng tử giới thiệu một ý tưởng mới, đó là thời gian tưởng tượng. Thời gian tưởng tượng có vẻ như khoa học viễn tưởng, nhưng tuy nhiên, nó là một khái niệm khoa học chính hãng. Người ta có thể hình dung nó theo cách sau. Người ta có thể nghĩ thông thường, thực tế, thời gian như một dòng ngang. Ở bên trái, một người có quá khứ, và bên phải, tương lai. Nhưng có một loại thời gian theo hướng thẳng đứng. Điều này được gọi là thời gian tưởng tượng, bởi vì nó không phải là loại thời gian chúng ta thường gặp. Nhưng trong một nghĩa nào đó, nó chỉ là như thật, như những gì chúng ta gọi là thời gian thực.
Ba hướng trong không gian, và một hướng của thời gian tưởng tượng, tạo nên cái được gọi là một không gian-thời gian Euclide. Tôi không nghĩ rằng bất cứ ai có thể hình dung một không gian cong bốn chiều. Nhưng nó không phải là quá khó để hình dung một bề mặt hai chiều, giống như một yên ngựa, hoặc bề mặt của một quả bóng đá.
Nếu không gian và thời gian tưởng tượng có thực sự giống như bề mặt của Trái đất, sẽ không có bất kỳ kỳ dị theo hướng thời gian tưởng tượng , ở đó các định luật vật lý sẽ phá vỡ. Và sẽ không có bất kỳ ranh giới, đến thời điểm tưởng tượng không gian-thời gian, cũng như không có bất kỳ ranh giới với bề mặt của Trái Đất. Sự thiếu ranh giới nghĩa là các định luật vật lý sẽ xác định trạng thái của vũ trụ duy nhất, trong thời gian tưởng tượng. Nhưng nếu ai biết trạng thái của vũ trụ trong thời gian tưởng tượng, người ta có thể tính toán trạng thái của vũ trụ trong thời gian thực. Người ta vẫn mong chờ một số loại Big Bang dị trong thời gian thực. Vì vậy, thời gian thực vẫn sẽ có một khởi đầu. Nhưng người ta sẽ không có kháng cáo lên một cái gì đó bên ngoài vũ trụ, để xác định như thế nào vũ trụ bắt đầu. Thay vào đó, cách vũ trụ bắt đầu ra tại Big Bang sẽ được xác định bởi trạng thái của vũ trụ trong thời gian ảo. Như vậy, vũ trụ sẽ là một hệ thống hoàn toàn khép kín. Nó sẽ không được xác định bởi bất cứ điều gì bên ngoài vũ trụ vật lý, mà chúng tôi quan sát.