Autor Tema: Intuición metamatemática del concepto de tiempo

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30 Marzo, 2024, 05:52 pm
Respuesta #130

argentinator

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Carlos, si no entiendes nada de lo que te explico, no sería mejor que buscaras un libro y vieras por ti mismo

A mí me interesa. Recomiéndame un buen libro donde permitan ver eso por uno mismo.

30 Marzo, 2024, 07:33 pm
Respuesta #131

Carlos Ivorra

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Y en cualquier caso es perfectamente posible que al hablar de variedades generales exóticas haya extrapolado erróneamente, del caso \( \mathbb{R^4} \) exótico. En tal caso me alegro de haber aprendido algo que no sabía.
Debería probablemente haber seguido comparando solo con el espacio de Minkowski que sí se cubre solo con una carta estándar pero no lo hace en \( \mathbb{R^4} \)  exótica. En mi ejemplo sí que modelar de forma global el universo implica cubrirlo con una carta, cosa que no es posible hacer con \( \mathbb{R^4} \) exótico.

Por si a alguien le interesa saber algo más de variedades exoticas, este es el video que ví hace poco y me sugirió el ejemplo https://m.youtube.com/watch?si=Ram7MgkzHorcjYQy&v=00UMRenvaBU&feature=youtu.be especialmente entre los minutos 25 y 30.

¿Pero tienes ya claro que un \( \mathbb R^4 \) exótico tiene una estructura diferencial global,  es decir, que es una variedad diferencial de las de toda la vida, con una estructura definida por un atlas de cartas que cubre todo \( \mathbb R^4 \), y donde puedes considerar tensores globales, métricas globales, y todo lo que quieras global?

Porque si sigues creyendo lo contrario, no hay nada que hacer.

Por otro lado, lo de que "modelar de forma global el universo implica cubrirlo con una sola carta" es una patada en el estómago a la geometría diferencial. ¿Dirías que no se puede modelar de forma global la superficie terrestre porque no se puede cubrir con una sola carta? Precisamente la geometría diferencial se ha construido para mostrar que es posible definir estructuras diferenciables mediante atlas, sin que importe para nada que hagan falta varias cartas para cubrir una variedad.

El problema principal no es si has extrapolado erróneamente. El problema es si has estado usando "estándar" (o "no exótica") como sinónimo de "dotada de una estructura diferencial global", porque eso lo cumplen todas las variedades diferenciales, incluidos los \( \mathbb R^4 \) exóticos.

30 Marzo, 2024, 08:28 pm
Respuesta #132

Restituto

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Y en cualquier caso es perfectamente posible que al hablar de variedades generales exóticas haya extrapolado erróneamente, del caso \( \mathbb{R^4} \) exótico. En tal caso me alegro de haber aprendido algo que no sabía.
Debería probablemente haber seguido comparando solo con el espacio de Minkowski que sí se cubre solo con una carta estándar pero no lo hace en \( \mathbb{R^4} \)  exótica. En mi ejemplo sí que modelar de forma global el universo implica cubrirlo con una carta, cosa que no es posible hacer con \( \mathbb{R^4} \) exótico.

Por si a alguien le interesa saber algo más de variedades exoticas, este es el video que ví hace poco y me sugirió el ejemplo https://m.youtube.com/watch?si=Ram7MgkzHorcjYQy&v=00UMRenvaBU&feature=youtu.be especialmente entre los minutos 25 y 30.

¿Pero tienes ya claro que un \( \mathbb R^4 \) exótico tiene una estructura diferencial global,  es decir, que es una variedad diferencial de las de toda la vida, con una estructura definida por un atlas de cartas que cubre todo \( \mathbb R^4 \), y donde puedes considerar tensores globales, métricas globales, y todo lo que quieras global?

Porque si sigues creyendo lo contrario, no hay nada que hacer.

Por otro lado, lo de que "modelar de forma global el universo implica cubrirlo con una sola carta" es una patada en el estómago a la geometría diferencial. ¿Dirías que no se puede modelar de forma global la superficie terrestre porque no se puede cubrir con una sola carta? Precisamente la geometría diferencial se ha construido para mostrar que es posible definir estructuras diferenciables mediante atlas, sin que importe para nada que hagan falta varias cartas para cubrir una variedad.

El problema principal no es si has extrapolado erróneamente. El problema es si has estado usando "estándar" (o "no exótica") como sinónimo de "dotada de una estructura diferencial global", porque eso lo cumplen todas las variedades diferenciales, incluidos los \( \mathbb R^4 \) exóticos.
Lo tengo claro, Carlos. Gracias. Si escuchas esos 5 minutos del video que digo en el link igual entiendes mi confusión(y no le estoy echando la culpa al video).
Respecto al universo alternativo, me lo imagino como topologicamente plano, eso aligera la patada. E imagino que sus matematicos y físicos determinan que no le pueden aplicar más que una variedad diferencial cuya estructura se vuelve loca en el infinito y no modela bien más allá de una región local. O imaginemos que no sea orientable temporalmente más que localmente.

30 Marzo, 2024, 08:35 pm
Respuesta #133

Restituto

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Carlos, si no entiendes nada de lo que te explico, no sería mejor que buscaras un libro y vieras por ti mismo

A mí me interesa. Recomiéndame un buen libro donde permitan ver eso por uno mismo.
Bueno, yo no he leído ninguno, ojeé una vez alguna referencia de la entrada de Wikipedia, creo que el articulo del 83  de Donaldson y no pasé de 2 párrafos. Así que el Consejo me lo debería haber aplicado a mi mismo antes que a Carlos. Aunque lo que quería decir es que yo no era la mejor fuente de explicaciones sobre el tema.

30 Marzo, 2024, 09:37 pm
Respuesta #134

geómetracat

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A mí me interesa. Recomiéndame un buen libro donde permitan ver eso por uno mismo.

Un muy buen libro a medio camino entre un libro técnico y uno divulgativo para entrar en las peculiaridades de las \( 4 \)-variedades, y en particular tener una idea de cómo aparecen estos \( R^4 \) exóticos, es el de Scorpan "The wild world of \( 4 \)-manifolds". De todas maneras la topología de \( 4 \)-variedades, a pesar de ser fascinante (en mi opinión), es un tema muy técnico que requiere de muchos prerrequisitos, no solo de topología y teoría de variedades propiamente dicho, sino también de análisis y ecuaciones en derivadas parciales. Por eso me gusta el libro que menciono, ya que da una panorámica del campo con ideas a grandes trazos de las demostraciones, pero sin entrar en detalles excesivamente técnicos.

Sobre lo que se ha hablado últimamente en el hilo, estoy con Carlos de que en teoría uno puede considerar un \( R^4 \) exótico, meterle una métrica lorentziana y considerar las ecuaciones de Einstein ahí. En principio no hay diferencia con considerar cualquier otra \( 4 \)-variedad que admita una métrica lorentziana. Otra cosa es que lo que salga de ahí pueda tener algún sentido físico, eso ya no lo sé y ahí no me meto.

Por cierto, se ha hablado (muy tangencialmente) por aquí de esferas exóticas (de dimensión \( 4 \), se entiende), pero precisamente la existencia de \( 4 \)-esferas exóticas es el problema abierto más importante en topología de \( 4 \)-variedades. No se sabe si existen \( 4 \)-esferas exóticas o no.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

30 Marzo, 2024, 10:22 pm
Respuesta #135

manooooh

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Hola

Sobre lo que se ha hablado últimamente en el hilo, estoy con Carlos de que en teoría uno puede considerar un \( R^4 \) exótico, meterle una métrica lorentziana y considerar las ecuaciones de Einstein ahí. En principio no hay diferencia con considerar cualquier otra \( 4 \)-variedad que admita una métrica lorentziana. Otra cosa es que lo que salga de ahí pueda tener algún sentido físico, eso ya no lo sé y ahí no me meto.

Off-topic. Sobre la interrelación de áreas de las matemáticas
Qué bonito cuando uno puede relacionar diversas áreas de las matemáticas en una única teoría o campo de estudio.

Me gustaría saber cómo hacen en general los matemáticos para "pegar" los puntos en común cuando trabajan con diferentes áreas aparentemente inconexas en un principio. De la cita habría que relacionar:

- \( \Bbb R^4 \) exótico
- Métrica lorentziana
- Ecuaciones de Einstein

¿Qué estructura/s matemática/s permite/n unificar las áreas? ¿Los grupos, conjuntos, aplicaciones lineales y biyectivas? ¿Siempre, a veces, nunca?
[cerrar]

Saludos

30 Marzo, 2024, 10:33 pm
Respuesta #136

Carlos Ivorra

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Respecto al universo alternativo, me lo imagino como topologicamente plano, eso aligera la patada. E imagino que sus matematicos y físicos determinan que no le pueden aplicar más que una variedad diferencial cuya estructura se vuelve loca en el infinito y no modela bien más allá de una región local. O imaginemos que no sea orientable temporalmente más que localmente.

Pues estamos como al principio: aclarado todo lo que había que aclarar, sigo sin saber de qué va el hilo. Se supone que querías plantear si determinadas teorías físicas podrían requerir nuevas técnicas matemáticas para se formalizadas, pero no veo que plantees nada que sugiera tal cosa. Planteaste el caso de un \( \mathbb R^4 \) exótico, y parece que dices que "no se puede modelar globalmente" porque no se puede cubrir con una carta, pero entonces, la técnica para formalizar eso se llama "geometría diferencial", que permite trabajar con variedades determinadas por un atlas de cartas.

Ahora impones nuevas condiciones, pero que se corresponden con exigir que el espacio-tiempo se modele con una variedad diferencial con las características que tú mismo exiges. No veo el problema. De nuevo tendría que preguntarte qué quieres plantear con estas nuevas condiciones que impones, pero pero voy a dejar aquí el hilo (al menos la rama principal, las digresiones son otro asunto). No estoy dispuesto a repetir el mismo peregrinaje:

Hasta aquí he tenido que hacerte mil preguntas para acabar sacando en claro que hablabas de una presunta relación de orden total inexistente en el espacio de Minkowski, que hablabas de "variedades estándar" para referirte a variedades con una estructura diferencial global, es decir, todas, que usabas una idea vaga de "variedad exótica" que realmente no se correspondía con nada, que creías que un \( \mathbb R^4 \) exótico no tenía una estructura diferencial global, y alguna que otra cosa más, y tu reacción ante las preguntas que inevitablemente tenía que hacerte para sacar a la luz todas esas confusiones e incoherencias, cosa imprescindible para poder determinar lo que planteas y decir algo coherente han sido cosas como:

Cuestionar la pertinencia de mis intentos de aclarar tu planteamiento (que ya se ha visto que requería muchas aclaraciones):

Lo que no entiendo es que en vez de considerar lo que digo por lo que es te pongas a cuestionar mis motivaciones con lo de porqué he de poner estos términos cuando las teorías se deben construir de tal o cual manera. No creo que esa consideración sea pertinente ya que yo no estoy cuestionando tus motivaciones al responderme.

Reproches a que no entendiera lo ininteligible:

Pero da igual lo que yo diga porque seguirás diciendo que no sabes de que va el hilo.

(Y sigo sin saber de qué va.)

Desplantes:

Gracias por tu atención y disculpa que te aludiera, mal hecho por mi parte.

Acusaciones de mala fe por mi parte:

Eso sí, estoy empezando a notar en tus respuestas un tono de troleo(te lo digo cordialmente) parecido al que usas a veces con ancape o con DCM, y honestamente no creo ser merecedor de tal honor. Un tono que también detecto en tú ultima contestación y creo que te está haciendo caer en afirmaciones ridículas.

(Ya se ha visto que lo que había eran afirmaciones llenas de equívocos por tu parte.)

Ironías sin nada que las justifique:

Ah, pues mira. No sabía yo que la relatividad se modela en \( \mathbb{R^4} \) exótico. Entonces todo arreglado. Ya está el hilo resuelto. Dile eso a un físico que le darás una sorpresa. A propósito ¿cómo se complejifica un \( \mathbb{R^4} \) exótico?

(Te he dado referencias de artículos que consideran un \( \mathbb R^4 \) exótico como modelo de espacio-tiempo.)

Ésta no sé resumirla, pero tampoco es de recibo:

Carlos, si no entiendes nada de lo que te explico, no sería mejor que buscaras un libro y vieras por ti mismo la diferencia entre una estructura diferenciable estándar, que supongo que la conoces mucho mejor que yo, es la de toda la vida, y una exótica.

(Sobre todo porque al final resultaba que por "estándar" querías decir "con estructura diferencial global", o sea, nada que añadir a la definición de variedad.)

Más cuestionamientos a la buena fe de mis intervenciones:

Pero si intento explicártelo vas a poner mil pegas a mi explicación y me vas a seguir intentando sacar de quicio  >:D ;) cosa que ya te digo que no vas a conseguir.

(Yo sólo estaba tratando de aclarar incoherencias en tus planteamientos que ha quedado claro que estaban ahí y era necesario aclarar.)

Y aún podría añadir las evasivas, como los ejemplos-meiga, que no se veían por ninguna parte, pero haberlos, habíalos.

Espero que se entienda que tratar de poner algo en claro en este contexto, cuanto menos, requiere un tiempo excesivo, que prefiero dedicar a otras cosas. Por eso digo que dejo el hilo.

Por cierto, se ha hablado (muy tangencialmente) por aquí de esferas exóticas (de dimensión \( 4 \), se entiende), pero precisamente la existencia de \( 4 \)-esferas exóticas es el problema abierto más importante en topología de \( 4 \)-variedades. No se sabe si existen \( 4 \)-esferas exóticas o no.

Sí, las he mencionado yo alguna vez así de pasada y, en efecto, aunque no lo digo explícitamente, se puede entender que las daba por existentes. Simplemente, como Restituto hablaba de "variedades exóticas" como si hubiera una definición general, y me mandaba a consultar bibliografía, puse en google "exotic manifold" y ví que salían textos sobre \( \mathbb R^4 \) exóticos y sobre esferas exóticas y por eso le preguntaba a Restituto qué entendía por "variedad exótica", en general, descartando los casos concretos que se ven por ahí. Pero no sabía la situación de las 4-esferas exóticas. Gracias.

31 Marzo, 2024, 02:51 pm
Respuesta #137

Restituto

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Respecto al universo alternativo, me lo imagino como topologicamente plano, eso aligera la patada. E imagino que sus matematicos y físicos determinan que no le pueden aplicar más que una variedad diferencial cuya estructura se vuelve loca en el infinito y no modela bien más allá de una región local. O imaginemos que no sea orientable temporalmente más que localmente.

Pues estamos como al principio: aclarado todo lo que había que aclarar, sigo sin saber de qué va el hilo. Se supone que querías plantear si determinadas teorías físicas podrían requerir nuevas técnicas matemáticas para se formalizadas, pero no veo que plantees nada que sugiera tal cosa. Planteaste el caso de un \( \mathbb R^4 \) exótico, y parece que dices que "no se puede modelar globalmente" porque no se puede cubrir con una carta, pero entonces, la técnica para formalizar eso se llama "geometría diferencial", que permite trabajar con variedades determinadas por un atlas de cartas.

Ahora impones nuevas condiciones, pero que se corresponden con exigir que el espacio-tiempo se modele con una variedad diferencial con las características que tú mismo exiges. No veo el problema. De nuevo tendría que preguntarte qué quieres plantear con estas nuevas condiciones que impones, pero pero voy a dejar aquí el hilo (al menos la rama principal, las digresiones son otro asunto). No estoy dispuesto a repetir el mismo peregrinaje:

Hasta aquí he tenido que hacerte mil preguntas para acabar sacando en claro que hablabas de una presunta relación de orden total inexistente en el espacio de Minkowski, que hablabas de "variedades estándar" para referirte a variedades con una estructura diferencial global, es decir, todas, que usabas una idea vaga de "variedad exótica" que realmente no se correspondía con nada, que creías que un \( \mathbb R^4 \) exótico no tenía una estructura diferencial global, y alguna que otra cosa más, y tu reacción ante las preguntas que inevitablemente tenía que hacerte para sacar a la luz todas esas confusiones e incoherencias, cosa imprescindible para poder determinar lo que planteas y decir algo coherente han sido cosas como:

Cuestionar la pertinencia de mis intentos de aclarar tu planteamiento (que ya se ha visto que requería muchas aclaraciones):

Lo que no entiendo es que en vez de considerar lo que digo por lo que es te pongas a cuestionar mis motivaciones con lo de porqué he de poner estos términos cuando las teorías se deben construir de tal o cual manera. No creo que esa consideración sea pertinente ya que yo no estoy cuestionando tus motivaciones al responderme.

Reproches a que no entendiera lo ininteligible:

Pero da igual lo que yo diga porque seguirás diciendo que no sabes de que va el hilo.

(Y sigo sin saber de qué va.)

Desplantes:

Gracias por tu atención y disculpa que te aludiera, mal hecho por mi parte.

Acusaciones de mala fe por mi parte:

Eso sí, estoy empezando a notar en tus respuestas un tono de troleo(te lo digo cordialmente) parecido al que usas a veces con ancape o con DCM, y honestamente no creo ser merecedor de tal honor. Un tono que también detecto en tú ultima contestación y creo que te está haciendo caer en afirmaciones ridículas.

(Ya se ha visto que lo que había eran afirmaciones llenas de equívocos por tu parte.)

Ironías sin nada que las justifique:

Ah, pues mira. No sabía yo que la relatividad se modela en \( \mathbb{R^4} \) exótico. Entonces todo arreglado. Ya está el hilo resuelto. Dile eso a un físico que le darás una sorpresa. A propósito ¿cómo se complejifica un \( \mathbb{R^4} \) exótico?

(Te he dado referencias de artículos que consideran un \( \mathbb R^4 \) exótico como modelo de espacio-tiempo.)

Ésta no sé resumirla, pero tampoco es de recibo:

Carlos, si no entiendes nada de lo que te explico, no sería mejor que buscaras un libro y vieras por ti mismo la diferencia entre una estructura diferenciable estándar, que supongo que la conoces mucho mejor que yo, es la de toda la vida, y una exótica.

(Sobre todo porque al final resultaba que por "estándar" querías decir "con estructura diferencial global", o sea, nada que añadir a la definición de variedad.)

Más cuestionamientos a la buena fe de mis intervenciones:

Pero si intento explicártelo vas a poner mil pegas a mi explicación y me vas a seguir intentando sacar de quicio  >:D ;) cosa que ya te digo que no vas a conseguir.

(Yo sólo estaba tratando de aclarar incoherencias en tus planteamientos que ha quedado claro que estaban ahí y era necesario aclarar.)

Y aún podría añadir las evasivas, como los ejemplos-meiga, que no se veían por ninguna parte, pero haberlos, habíalos.

Espero que se entienda que tratar de poner algo en claro en este contexto, cuanto menos, requiere un tiempo excesivo, que prefiero dedicar a otras cosas. Por eso digo que dejo el hilo.
.
Te agradezco la lista de afrentas, en el fragor de la discusión se dice de todo incluyendo tonterías y se puede perder la perspectiva de conjunto. Por supuesto ningún comentario mío pretendía entrar en lo personal ni ofender. Creo en cualquier caso que partimos de puntos muy distanciados en enfoque sobre matemáticas y en general y que los mensajes en un foro no es el mejor método para el tipo de debate abierto que yo pretendía, se ajusta mucho mejor a preguntas, ejercicios y problemas concretos. Entiendo perfectamente que tu paciencia tiene un límite. Gracias por tus aclaraciones en cualquier caso.

31 Marzo, 2024, 10:38 pm
Respuesta #138

Restituto

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.Sobre lo que se ha hablado últimamente en el hilo, estoy con Carlos de que en teoría uno puede considerar un \( R^4 \) exótico, meterle una métrica lorentziana y considerar las ecuaciones de Einstein ahí. En principio no hay diferencia con considerar cualquier otra \( 4 \)-variedad que admita una métrica lorentziana.
Cierto. La estructura diferencial exotica es completa como estructura y acepta como todas métricas y demás. Lo que yo no supe explicar técnicamente seguramente porque tenía cierta confusión es el siguiente sentido de obstrucción a la globalidad topológica de la variedad espaciotemporal sacado literalmente del libro "Exotic smoothness" del autor que Carlos enlazó:
"First, the question naturally arises concerning the given global topological coordinates, \( {p^\alpha} \), which define the topological manifold \( \mathbb{R^4} \), and their relationship to the local smooth coordinates given by the coordinate patch functions, \( \phi^{\alpha}_U \). Both provide maps from an abstract \( p\in{\mathbb{R^4}} \), into \( \mathbb{R^4} \) itself. Clearly the global topological coordinates cannot themselves be smooth everywhere since otherwise they would provide a diffeomorphism of exotic \( \mathbb{R^4} \) onto standard \( \mathbb{R^4} \) . But can they be locally smooth? This is answered in the affirmative by Theorem 10.1. There exists a smooth copy of each exotic  \( \mathbb{R^4} \)  for which the global C° coordinates are smooth in some neighborhood. That is, there exists a smooth copy, exotic \( \mathbb{R^4}= \){\( (p^\alpha) \)}, for which \( p^\alpha\in{C^{\infty}}  \) for \( |p| < \epsilon \). The implied obstruction to continuing the {\( p^\alpha \)} as smooth beyond the \( \epsilon \)  limit presents a challenging issue for further investigation. Related to this is a denning feature of the early discovery work of exotic \( \mathbb{R^4} \)'s, namely the nonexistence of arbitrarily large smoothly embedded three-spheres."

O también refiriéndose a una métrica típica usada en modelos cosmológicos de relatividad general:

"However, this metric, and even the variable t itself, cannot be continued as globally smooth indefinitely, because of the exotic smoothness obstruction. Nevertheless, X is still a globally smooth manifold, with some globally smooth Lorentz-signature metric on it."

Era esta obstrucción a la globalidad a la que yo he intentado referirme con poco acierto. En este sentido entiendo que cuando se me decía lo de que la estructura diferencial era la habitual era en el sentido de la última frase que he citado, lo que no era incompatible con la obstrucción de la globalidad de la variedad espaciotemporal de las  \( \mathbb{R^4} \) exóticas que se explica en esos párrafos y a la que yo me quería referir.


08 Junio, 2024, 12:07 pm
Respuesta #139

donjo

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A mí la intuición me dice que el tiempo básicamente es un contador que funciona de manera discreta. A partir de ahí, de la extracción analítica que se haga de ese contador, puede tomar incuantificables formas diferentes.

Esto encajaría con la concepción de un tiempo que no existe o que siempre ha existido, con la física cuántica, la relatividad o en la práctica con cualquier sistema de pensamiento.