Miten fotoni kokee ajan?

Se on kuin rattiin nukahtanut autoilija, ei koe aikaa. Vastaantulija kokee ajan pysähtyvät hetkeä ennen törmäystä.

Kysymys kuulostaa niin pokkitieteelliseltä, että minusta tuli armoton vastaaja...

Jokunen viikko sitten keskusteltiin gammoista, ja muistin, että fotonin energia riippuu säteilyn taajuudesta: Mitä enemmän kierroksia, sitä paremmin uppoaa eli vuorovailuttaa kohteeseen. Siis valon nopeus ei haittaakaan - muuten, kuin että ei näe eteensä - luulisin. Ja kello pysähtyy, sanotaan.

Siis antamassasi viitekehyksessä: Fotoni näyttää altistuvan sensoriselle deprivaatiolle.

Arvelen näin: Fotoni itse ei liiku ajassa, ei "koe" aikaa. Lähestyessään partikkelia, partikkeli kyllä kokee fotonin lähestyvän ajan funktiona.

Fotonin ei tarvitse "nähdä", liikkuessaan se vain tietyllä ajanhetkellä on paikassa, jossa se vuorovaikuttaa partikkeli(e)n kanssa.

Näkeminen on suuren hermojoukon yhteistoimintaa, hieman samankaltaista kuin tunteiden kokeminen. Näille inhimillisille toiminnoille ei ole vastinetta fysiikan perustasolla.

Näin siis arvailen.

Kaikki ES:n inertiakoordinaatistot liikkuvat toistensa suhteen nopeudella joka on pienempi kuin c. Kun fotonin kulkua tarkastellaan jossain koordinaatistossa niin niin se kulkee ajassa dt ES:n metriikassa matkan ds jolle pätee ds^2 = c^2 dt^2 - dx^2 -dy^2 - dz^2 = 0. Newtonilaisittain (euklidisesti) ajatellen se kulkee matkan sqrt(dx^2 dy^2 dz^2) ajassa dt.

Mutta ei ole olemassa fotonin koordinaatistoa jossa olisi aika dt ja avaruusosa( dx,dy,dz). Tämähän liikkuisi valon nopeudella kaikkien noiden inertiakoordinaatistojen suhteen.

Jos ajatellaan 2-ulotteista (x,t)-avaruutta jossa x- ja t- akselit ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan ja siihen piirretyksi toinen koordinaatisto (x',t') joka liikkuu nopeudella v niin t'- ja x'-akselit lähestyvät toisiaan kun v kasvaa ja rajatapauksena kun v = c on tuo fotonin maailmanviiva eli yksi suora eikä siis ole enää erikiseen t'- ja x'-akselia eikä siis myöskään mitään x',t' - koordinaatistoa.

Fotonia ei voi tarkastella "fotonin koordinaatistossa" koska sellaista ei ole. Ja ES:ssa kaikkia tapahtumia pitää kuitenkin tarkastella jossain koordinaatistossa.

Ohman

Fotoni taitaa olla niin tyhmä ettei tunne ajan kulumista tai ei välitä siitä.

Fotonin tulevaisuus on hyvin ennustettavissa, kunnes se törmää elektroniin. Törmäystä ei voida ennustaa. Miljoonien valovuosien ikäinen fotoni voi törmätä vaikkapa kosmologin mittalaitteen linssin elektroniin.