A quantum mechanical analysis of time and motion in relativity theory

Abstract

An operational approach to quantum mechanics has been developed in the past decades in our group in Brussels. A similar operational approach is taken in this work, to show that the construction of spacetime is specific to each observer. What is usually referred to as the block universe then emerges by noting that parts of the past and future are also contained in the present, but without the limitations that a four-dimensional block universe usually implies, of a reality in which change would be impossible. In our operational approach, reality remains dynamic, with free choice playing a central role in its conceptualization. We also show that, when operationally analyzed, the theory implies that objects move not only in space, but also and especially in time, and more generally in spacetime, with their rest mass being a measure of their kinetic time energy. We therefore claim that Einstein’s relativity revolution has not been fully realized, since most physicists are not ready to accept these consequences of the theory although the formulas showing them, when operationally analyzed, are in every relativity textbook. In particular, when relativistic motion is revisited as a genuine four-dimensional motion, it becomes possible to reinterpret the parameter c associated with the coordinate speed of light, which becomes the magnitude of the four-velocity of all material entities. We observe that this four-dimensional motion in Minkowski space can also be better understood if placed in the broader perspective of quantum mechanics, provided that non-locality is interpreted as non-spatiality, thus indicating the existence of an underlying non-spatial reality, the nature of which could be conceptual, consistent with the conceptuality interpretation of quantum mechanics. This hypothesis is reinforced by noting that when observers, or experiencers, as they will be referred to in this article, are described by acknowledging their cognitive nature of entities moving in a semantic space, Minkowski metric emerges in a natural way.; En nuestro grupo de Bruselas se ha desarrollado en las últimas décadas un enfoque operacional de la mecánica cuántica. En este trabajo se adopta un enfoque operacional similar, para demostrar que la construcción del espaciotiempo es específica de cada observador. Lo que suele denominarse universo de bloques surge entonces al observar que partes del pasado y del futuro también están contenidas en el presente, pero sin las limitaciones que suele implicar un universo de bloques cuatridimensional, de una realidad en la que el cambio sería imposible. En nuestro enfoque operacional, la realidad sigue siendo dinámica, y la libre elección desempeña un papel central en su conceptualización. También mostramos que, analizada operacionalmente, la teoría implica que los objetos se mueven no sólo en el espacio, sino también y sobre todo en el tiempo, y más en general en el espaciotiempo, siendo su masa en reposo una medida de su energía cinética temporal. Por lo tanto, afirmamos que la revolución de la relatividad de Einstein no se ha realizado plenamente, ya que la mayoría de los físicos no están dispuestos a aceptar estas consecuencias de la teoría, aunque las fórmulas que las muestran, cuando se analizan operacionalmente, se encuentran en todos los libros de texto de relatividad. En particular, cuando se revisa el movimiento relativista como un movimiento cuatridimensional genuino, se hace posible reinterpretar el parámetro c asociado a la velocidad coordenada de la luz, que se convierte en la magnitud de la cuatravelocidad de todas las entidades materiales. Observamos que este movimiento cuatridimensional en el espacio de Minkowski también puede comprenderse mejor si se sitúa en la perspectiva más amplia de la mecánica cuántica, siempre que la no-localidad se interprete como no-espacialidad, indicando así la existencia de una realidad no-espacial subyacente, cuya naturaleza podría ser conceptual, coherente con la interpretación conceptualista de la mecánica cuántica. Esta hipótesis se refuerza al observar que cuando los observadores, o experimentadores, como se les denominará en este artículo, se describen reconociendo su naturaleza cognitiva de entidades que se mueven en un espacio semántico, la métrica de Minkowski emerge de forma natural.