Principio de Causalidad

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El principio de causalidad es uno de los principios físicos más generales [1] , que establece los límites permisibles para la influencia de unos acontecimientos entre sí [1] .

En física clásica , esta declaración significa que cualquier evento que sucedió en un momento puede afectar un evento que sucedió en un momento sólo en . Así, la física clásica permite una tasa de transferencia de interacciones arbitrariamente alta. $A),\$ $t,\$ $B(t'),\$ $t',\$ $t'>t$

Cuando se tienen en cuenta los efectos relativistas, el principio de causalidad debe modificarse, ya que el tiempo se vuelve relativo: la posición relativa de los eventos en el tiempo puede depender del marco de referencia elegido. En la teoría especial de la relatividad , el principio de causalidad establece que cualquier evento que ocurrió en un punto del espacio-tiempo puede afectar a un evento que ocurrió en un punto del espacio-tiempo solo bajo la condición: y donde c es la velocidad límite de propagación de interacciones, igual, según los conceptos modernos, a la velocidad de la luz en el vacío. En otras palabras, el intervalo entre eventos debe ser similar al tiempo (un evento precede a un evento en cualquier marco de referencia). Por lo tanto, un evento está causalmente conectado con un evento (siendo su consecuencia) solo si está en la región de eventos absolutamente futuros de un cono de luz con un vértice en el evento ; tal definición del principio de causalidad pasa sin cambios en el teoría general de la relatividad . Si dos eventos y están separados por un intervalo similar al espacio (es decir, ninguno de ellos está dentro de un cono de luz con un vértice en otro evento), entonces su secuencia se puede invertir simplemente eligiendo un marco de referencia (FR): si en uno FR entonces en otro FR puede resultar que Esto no contradiga el principio de causalidad, porque ninguno de estos eventos puede influir en el otro. $A(t,{\mathbf{r}}),\$ ${\ estilo de visualización (t, \ mathbf {r}),}$ $B(t',{\mathbf{r'}}),\$ $(t',{\mathbf{r'}}),\$ $t'-t>0\$ $c^{2}(tt')^{2}-({\mathbf {r}}-{\mathbf {r'}})^{2}>0,\$ $A$ $B$ $A$ $B$ $B$ $A$ $A$ $A$ $B$ $t_{A}<t_{B},\$ $t_{A}>t_{B}.\$

En la teoría cuántica, el principio de causalidad se expresa como la ausencia de correlación entre los resultados de las mediciones en puntos separados por un intervalo espacial. En la interpretación habitual, esta es una condición de los operadores de campos cuantificados: estos puntos conmutan, por lo que las cantidades físicas que dependen de ellos pueden medirse simultáneamente sin perturbaciones mutuas. En la teoría de la matriz de dispersión, no tratamos con cantidades medibles desde un pasado infinitamente distante hasta un futuro infinitamente distante, por lo que la formulación del principio de causalidad es más compleja y se expresa mediante la condición de microcausalidad de Bogolyubov .

En una de las teorías de la gravedad cuántica - la teoría de la triangulación dinámica causal desarrollada por Jan Ambjorn y Renata Loll - el principio de causalidad es una de las condiciones impuestas a la conjugación de simples elementales , y es debido a ello que el espacio-tiempo se vuelve tetradimensional en escalas macroscópicas.

Es importante señalar que incluso en ausencia de una influencia causal del evento sobre estos eventos, pueden estar correlacionados por la influencia causal sobre ellos del tercer evento , ubicado en la intersección de las regiones del pasado absoluto para y : mientras que los intervalos y el tiempo son similares, - como un espacio. Entonces, la velocidad de fase de una onda electromagnética puede exceder la velocidad de la luz en el vacío , como resultado de lo cual las oscilaciones de campo en puntos del espacio-tiempo separados por un intervalo similar al espacio resultan estar correlacionados. En mecánica cuántica , tampoco se requiere que los estados de los sistemas cuánticos separados por un intervalo espacial sean independientes (ver la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen ). Sin embargo, estos ejemplos no contradicen el principio de causalidad, ya que tales efectos no pueden usarse para la transmisión de interacción superlumínica. Podemos decir que el principio de causalidad prohíbe la transmisión de información a velocidad superlumínica. $A$ $B$ $C$ $A$ $B$ $California$ ${\ estilo de visualización CB}$ $AB$

El principio de causalidad es un principio empíricamente establecido, cuya validez es hoy irrefutable [1] , pero no hay evidencia de su universalidad.

Véase también

Causa
sistema causal
movimiento FTL
La condición de microcausalidad de Bogolyubov es una formulación del principio de causalidad en la teoría cuántica axiomática de campos.
Ouroboros

Notas

↑ 1 2 3 Principio de causalidad Enciclopedia física . - T. IV. — págs. 119–121.