Gauge symmetry and the arrow of time

Symmetrie meten en de pijl van de tijd

Het proefschrift Sean Gryb behandelt twee grote vraagstukken in de filosofie van de natuurkunde. Het eerste is hoe we de minimale fysieke inhoud van een theorie kunnen vaststellen: welke elementen van een theorie zijn echt nodig om voorspellingen te doen, en wat kan zonder gevolg voor de empirische uitkomsten kan worden weggelaten?

Het tweede is het probleem van de pijl van de tijd: waarom lijkt de tijd een richting te hebben, terwijl de fundamentele natuurwetten verleden en toekomst op gelijke voet behandelen? We kunnen bijvoorbeeld wel koffie uit een kopje zien stromen, maar nooit spontaan weer terug erin.

Ik laat zien dat het beantwoorden van de eerste vraag nieuwe inzichten oplevert voor de tweede. In het bijzonder stel ik dat de absolute grootte van het heelal geen rol speelt in de voorspellingen van de kosmologie, en daarom niet tot de minimale fysieke inhoud van de theorie behoort. Als we het heelal zonder deze eigenschap beschrijven, levert dat een opvallend resultaat op: de tijdspijl wordt dan als een lokaal verschijnsel.

Waarnemers die een heelal zien waarin materie is samengeklonterd tot structuren zoals sterren en planeten, hebben statistisch gezien veel meer kans om toenemende klonterigheid in de toekomst waar te nemen dan in het verleden. Deze tendens helpt verklaren waarom wij ervaren dat de tijd een richting heeft.

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/14806d96-464c-4f2b-8f70-e1ced8786cbe