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Los físicos buscan la flecha del tiempo, los biólogos encuentran por John Timmer - Mar 1, 2010 24:37 GMT Una de las cosas buenas de estar en el negocio de escritura de la ciencia por un tiempo es que, aun cuando la ciencia de un tema determinado no hace un montón de sentido, al menos empieza a resultar familiar. Uno de estos temas es la flecha del tiempo, lo que Sean Carroll (Caltech físico. No Sean Carroll, Madison biólogo) discutió la AAAS. En pocas palabras, el tiempo es un poco de una molestia a la física. Para la relatividad, el tiempo es sólo otra dimensión en el espacio-tiempo. Pero, como señaló Carroll, mientras que a menudo nos encontramos con que hemos hecho un giro equivocado y terminó yendo a la derecha cuando quisimos decir ir a la izquierda, nunca encontramos con que terminamos en el ayer. El panel de Carroll organizado se dividió casi por igual entre los físicos que están tratando con el tiempo, y las personas que están trabajando en la comprensión de cómo los diferentes aspectos de la biología pueden reflejar una flecha del tiempo. También había un filósofo de la ciencia para mantenerlo todo junto. Huw Precio del Centro de Sydney por un tiempo mencionó que el consenso de la comunidad de la física moderna parece ser que una flecha del tiempo es en gran medida ilusoria. Pero Precio observó que era al parecer una ilusión muy persistente, puesto que ya estaba molestando Arthur Eddington, un físico que era una vuelta por el nacimiento de la mecánica cuántica. Eddington aparentemente había desafiado a sus compañeros para actuar realmente como si fuera una ilusión, y empezar a escribir los papeles como si el tiempo fluyera hacia atrás. El reto fue ampliamente ignorado. Precio sugirió que no había pruebas de que los físicos estaban empezando a tener poco desafío de Eddington es más grave, sin embargo. Y los físicos en la sesión fueron a darle la razón. (Hemos cubierto un intento anterior para hacer frente a la flecha del tiempo. Por ejemplo.) Tiempo en la física Carroll creó el problema señalando que, sobre la base de la termodinámica solo, no debemos esperar que el Universo debe ser algo más que un descenso temporal de máxima entropía. Por desgracia, eso significa que cualquier cosa fuera de la habitación en la que estamos, y toda la historia pasada, es probable que sea poco fiable, una ilusión de nuestra inmersión en la entropía específica. Evitamos esta incomodidad termodinámica debido a que la gran explosión nos proporciona un estado de baja entropía límite. Pero eso crea un problema de algo así como los problemas asociados con antrópicas physicsit en particular de nuestro Universo parece otorgar a nuestra dirección de tiempo determinado una posición privilegiada, en comparación con una dirección alternativa igualmente atractiva. Los físicos, los igualitarios que son, tienden a odiar indicaciones de privilegio. Carroll, que es un cosmólogo teórico, ha estado buscando maneras de eliminar nuestro Universo desde una posición privilegiada. La idea que está actualmente centrado en si es un universo que se parece mucho a la nuestra muy probable que, dados unos cien mil millones de universos yearsspawn niño. En un campo de alta entropía-universo de tamaño, pequeñas regiones individuales fluctuarán aleatoriamente en menor entropía. Carroll piensa que podría ser posible para ellos evitar el paso de un universo más amplio, momento en el que actúan como su propio universo distinto. La dirección temporal de estos universos bebé será al azar, por lo que la flecha de nuestro propio universo de tiempo que una cuestión de azar, en lugar de privilegio. (Para aquellos de ustedes que se acuerdan de nuestra cobertura de multiversos del Festival Mundial de la Ciencia, mencionamos que Adrei Linde piensa de nuestro Universo como una región en una tela más grande que ha de someterse a la inflación a un ritmo diferente. Cuando le pregunté, Carroll dijo que esta tela es ya baja entropía, por lo que podría ser visto como un proceso que está ocurriendo dentro de sus burbujas de mini-universo.) ganador del Premio Nobel Anthony Legett estaba interesado en si ya podríamos estar mirando a violaciónes temporales en nuestro propio Universo. Su charla fue un poco difícil de seguir, pero involucró a los tipos de experimentos que utilizamos para probar las desigualdades de Bell. que se utilizan para demostrar cómo el entrelazamiento cuántico parece violar realismo local (información no puede ser transmitida entre sistemas aislados, al menos no más rápidamente que la luz puede viajar entre ellos). Legett está intrigado por una posible interpretación alternativa: el realismo local permanece intacta, pero la causalidad se encuentra con problemas. En esta interpretación, cuando medimos las cosas en un único fotón entrelazado, el efecto no se propaga de forma instantánea a través del espacio a través de algún tipo de acción fantasmal a distancia. En su lugar, se propaga hacia atrás en el tiempo, influir en los acontecimientos cuando los fotones se producen en primer lugar. Tanto Carroll y Legett enfatizaron que están muy lejos de encontrar la manera de identificar las pruebas de sus ideas, pero ninguno de los dos tendría profundas implicaciones para la forma en que vemos el tiempo. Y, en cualquier caso, los precios (el filósofo) está feliz de que alguien está al menos tomando el reto de Eddington. El tiempo como un fenómeno evolutivo Si la física no está seguro de qué hacer con la flecha del tiempo, la biología no se enfrenta a estas cuestiones. Su teoría fundamental, evolución, parece ser una calle de sentido único: una vez que algo evoluciona útiles, como la fotosíntesis, parece que no vamos a volver sin esterilizar el planeta. La evolución también ha producido el cerebro que parecen muy hábil para navegar por un mundo en el que la flecha del tiempo es real. Al parecer, al menos, un físico, Michael Lässig, ha tomado nota, y está investigando si podemos mapear conceptos evolutivos en la termodinámica. A partir de lo que él puede decir, algunas medidas globales de la aptitud siempre aumentan, al igual que la entropía. Pero, a diferencia del paisaje termodinámico en el que la entropía aumenta, la aptitud del paisaje es siempre shiftingLässig sugiere que tenemos que pensar en él como un paisaje marino, en lugar de un paisaje. El uso de las clásicas ecuaciones de la genética de poblaciones, Lässig centró en derivar una cifra que él llamó el flujo de fitness. No está del todo claro qué esto es análogo a en el mundo natural, pero, tal como aparece en las ecuaciones, que es cuadrado, lo que significa que el impacto del flujo de fitness nunca puede ser negativo. Lässig argumenta que esto ayuda a impulsar el sistema de la aptitud cada vez mayor. También piensa que se puede medir a nivel genómico, como una señal en el fondo de la base de los cambios aleatorios en las secuencias no conservadas. Tiempo en el cerebro Si la flecha del tiempo es una ilusión, se espera también que resida en el órgano en el que percibimos: el cerebro. Y ahí es donde Kathleen McDermott está buscando. Ella realiza resonancia magnética funcional, y mira cómo el cerebro maneja diferentes momentos. Como se señaló, el cerebro es experto en ambos recordando escenas detalladas del pasado e imaginar escenas igualmente detallados en el futuro hipotético. Así que, ¿cómo estos procesos se diferencian en términos de actividad cerebral? En algunos niveles, simplemente no lo hacen. Si nos fijamos en las áreas que se iluminan cuando el cerebro está retirando un evento pasado, que toda la luz cuando un solo futuro es imaginado, que en gran medida los mismos niveles. (Imaginando el futuro involucra áreas adicionales del cerebro, pero sus niveles de actividad simplemente no parece ser tan alta como la actividad de las zonas implicadas en la memoria). ¿Que está pasando aqui? McDermott dijo que parece que las personas construyen los acontecimientos futuros que utilizan fuentes cercanas y los elementos dibujados fuera de su memoria, por lo que el proceso involucra a las mismas estructuras cerebrales que tiran de esos artículos hacia fuera cuando se recuerdan los eventos pasados. Para apoyar esta afirmación, se pedía a los sujetos a vislumbrar ambos eventos futuros familiares, como la víspera de una fiesta de Año Nuevo, y luego imaginarse a sí mismos en una contextin familiarizados este caso, en una corrida de toros. Previendo la escena familiar dedica las mismas áreas como la memoria. La superposición era mucho, mucho más pequeño cuando se previó la corrida. Por lo tanto, al menos en el cerebro, la distinción más importante parece ser uno entre conocida y desconocida, no futuro o en el pasado. No es que esto nos dice nada acerca de la física, pero aún así es bastante interesante.