Мнимое время

Мнимое время — это понятие в квантовой механике, используемое в сочетании квантовой механики и статистической физики.

Мнимое время трудно визуализировать. Если мы представим себе «реальное время» в виде линии, проходящей между «прошлым» и «будущим», то ось мнимого времени будет проходить перпендикулярно этой линии, совершенно так же, как ось мнимых чисел проходит перпендикулярно оси вещественных чисел в теории комплексных чисел. Следует отметить, что слова «мнимый» и «реальный» не стоит трактовать в их обычном, бытовом смысле: эти слова означают лишь реальную (вещественную) и мнимую часть числа и никак не связаны с существованием объекта.

В квантовой механике

В квантовой механике мнимое время ${\displaystyle \tau }$ получается из реального времени ${\displaystyle t}$ через так называемый поворот Вика в комплексной плоскости на ${\displaystyle \pi /2}$: ${\displaystyle \tau =it.}$ Можно показать, что при конечной температуре ${\displaystyle T}$ функция Грина будет периодической по мнимому времени с периодом ${\displaystyle 2\beta ={\cfrac {2}{T}}.}$ Поэтому преобразования Фурье содержат только дискретный набор частот, который называется набором мацубаровских частот.

В космологии

Может быть, следовало бы заключить, что так называемое мнимое время — это на самом деле есть время реальное, а то, что мы называем реальным временем, — просто плод нашего воображения. В действительном времени у Вселенной есть начало и конец, отвечающие сингулярностям, которые образуют границу пространства-времени и в которых нарушаются законы науки. В мнимом же времени нет ни сингулярностей, ни границ. Так что, быть может, именно то, что мы называем мнимым временем, на самом деле более фундаментально, а то, что мы называем временем реальным, — это некое субъективное представление, возникшее у нас при попытках описать, какой мы видим Вселенную. Поэтому не имеет смысла спрашивать, что же реально — действительное время или время мнимое? Важно лишь, какое из них более подходит для описания.Стивен Хокинг — Краткая история времени

Понятие мнимого времени так же используется в космологии для описания модели Вселенной. Стоит отметить, что Стивен Хокинг популяризовывал идею мнимого времени в своих книгах, например, в «Краткой истории времени» или в «Чёрные дыры и молодые вселенные».

В космологии мнимое время помогает «сгладить» гравитационные сингулярности, что устраняет целый ряд проблем, так как в сингулярностях обычные законы нашего пространства не выполняются. Но при использовании мнимого времени можно избежать этих сингулярностей, сделав их обычной точкой пространства.

См. также

• Евклидова квантовая гравитация
• Многомерное время

Ссылки

• Лекция Хокинга Архивная копия от 6 октября 2014 на Wayback Machine
• The Digital Cast of Being