News Flash:

Socantele mistere ale timpului & Calatoria in timp

27 August 2009
1397 Vizualizari | 0 Comentarii
Socantele mistere ale timpului Calatoria in timp
Afisat la 18:57

De milenii, cei mai straluciti savanti si oameni de stiinta au incercat sa rezolve una dintre cele mai mari enigme ale umanitatii: natura timpului. Are timpul un inceput? Va ajunge vreodata la un sfarsit? De ce se misca doar intr-o directie? Si ce este de fapt timpul? Albert Einstein a rasturnat toate teoriile existente cand, la inceputul secolului XX, a demonstrat ca timpul este relativ si ca depinde de miscare si de gravitatie. Teoria sa revolutionara a deschis calea catre studiul gaurilor negre, al gaurilor de vierme si asupra calatoriilor in timp.

Astazi, la inceput de secol XXI, majoritatea fizicienilor sunt convinsi ca acceptia comuna a timpului care se scurge ireversibil, zi de zi, este complet gresita si ca, in curand, vom avea instrumentele teoretice si practice necesare descoperirii adevaratei naturi a timpului, o natura mult mai subtila si mai complexa decat cea pe care o banuiam.

Timpul este anonimul care ne aluneca printre degete, luand cu el intreaga noastra existenta. Fiecare stie ce este timpul deoarece il simte cum trece - acesta este, probabil, cel dintai aspect al experientei umane.
La fel de adevarat este insa ca aceasta trecere este perceputa diferit de catre fiecare individ. Timpul psihologic nu este la fel de obiectiv ca timpul fizic. Albert Einstein spunea ca "o ora petrecuta in compania unei fete dragute trece mult mai repede decat o ora petrecuta pe scaunul unui dentist." Poate ca de aceea au aparut ceasurile - modul stiintific de a masura timpul obiectiv, in afara trairilor personale. Acum cateva sute de ani, oamenii presupuneau ca timpul si spatiul sunt pur si simplu date de Dumnezeu. Sf. Augustin din Hippo a remarcat faptul ca "incercarea de a defini timpul se manifesta prin insiruirea unor cuvinte ce se vor pierde fara a reusi, insa, sa contureze un portret al acestuia."

Demonstratia lui Albert Einstein conform careia timpul este relativ a fost un adevarat soc si pentru comunitatea stiintifica, si pentru cea religioasa. Pe scurt si pe intelesul tuturor, esenta teoriei este ca "timpul meu nu este acelasi cu timpul tau, daca ne miscam diferit." Daca iei, de exemplu, un avion de la Bucuresti la Cape Town, vei fi in contratimp cu cateva nanosecunde (nanosecunda este a miliarda parte dintr-o secunda) fata de cei ramasi pe loc.

Mai precis, durata calatoriei va fi un pic diferita daca o masori tu in avion, fata de cea indicata de ceasul Aeroportului Otopeni. Deci intervalul de timp dintre doua puncte stabile nu este fix, ci depinde de contextul in care este masurat. Deformarea timpului prin miscare se numeste efect de dilatatie si poate fi demonstrata folosind ceasuri atomice. Intr-un faimos experiment din 1971, doi fizicieni au instalat intr-un satelit care urma sa se invarta in jurul Pamantului doua ceasuri atomice. Ele au inregistrat o diferenta de 59 de nanosecunde fata de ceasurile de pe Pamant - exact cum prezicea teoria lui Einstein.

Teoria lui Albert Einstein s-ar confirma si mai convingator daca am detine tehnologia necesara pentru a depasi viteza luminii (300.000 km/s) - lucru care astazi este irealizabil, tinand de domeniul fizicii teoretice sau al SF-ului. In sfarsit, ipotetic vorbind, daca am atinge aceasta viteza, consecintele ar fi cel putin ciudate: de exemplu, am putea calatori cu o racheta timp de doi ani pana la cea mai apropiata stea, urmand ca apoi sa ne reintoarcem pe Pamant, unde i-am gasi pe cei dragi mai batrani cu 14 ani decat i-am lasat. Acesta se numeste "efectul gemenilor": daca un membru al unei perechi de gemeni ar pleca in calatorie, la inapoiere cei doi nu ar mai avea aceeasi varsta.



Ambiguitatea timpului

In afara de miscare, mai exista un mod de a dilata timpul - gravitatia. Timpul curge cu atat mai incet, cu cat gravitatia este mai mare. Acest fenomen poate fi demonstrat daca punem ceasuri in rachete sau daca, de exemplu, masuram frecventa vibratiilor din timpul exploziei unei cladiri, la baza si la varful acesteia. Pe Terra, acest efect este minuscul, dar daca ne-am apropia de o gaura neagra, timpul ar deveni din ce in ce mai greoi, pana cand, la intrarea in aceasta, ar ingheta cu totul. Se pare ca in interiorul gaurii negre se afla punctul fara intoarcere, eternitatea, timpul fara de timp si spatiul fara de spatiu.

Alta ambiguitate e aceea ca, din moment ce timpul este diferit pentru observatori diferiti, notiunile de "acum" sau de "prezent universal" nu mai au nici un sens. In viata de zi cu zi, impartim timpul in trecut, prezent si viitor, dar acestea sunt doar niste etichete menite sa ne puna ordine in viata. Din punctul de vedere al fizicii moderne, in loc de a spune ca "doar timpul prezent este real, pentru ca se intampla acum", mai corect ar fi sa ne gandim la toate evenimentele din trecut si viitor ca si cum s-ar petrece acum.

Ramane un mister, daca admitem ca fizicienii au dreptate, de ce percepem timpul ca pe ceva ce trece moment cu moment. Filosofii si fizicienii cerceteaza de milenii daca scurgerea timpului este un efect fizic, sau o iluzie. Ceea ce se stie sigur este ca in fizica nu exista nimic care sa corespunda unui flux sau unei miscari a timpului. Sunt unii care ar putea spune ca, desi conceptele de trecut si viitor nu au un sens universal, cu siguranta exista o distinctie in timp intre directia spre trecut si directia spre viitor. Ei ar argumenta ca suntem totusi inconjurati de procese care au o directie in timp: oamenii imbatranesc, focul se aprinde, arde, apoi se stinge. Insa acestora fizicienii le pot raspunde ca la mijloc se afla o lege fundamentala a naturii - caldura paraseste corpurile calde si intra in corpurile reci.

Cand punem mai multe cubulete de gheata intr-un pahar cu whisky, nu ne asteptam ca lichidul sa inceapa sa clocoteasca. Intregul Univers pare a fi supus unei degradari termice continue si ireversibile: toate sursele sale de energie - asemenea stelelor - se consuma si mor. Toate procesele din Cosmos se hranesc din resturile de energie ale Big Bang-ului, pana cand aceasta va fi epuizata in intregime, moment in care Universul va muri. Daca acceptam aceasta teorie - tributara cosmologiei clasice a Big Bang-ului -, atunci putem spune ca moartea termica a Universului va insemna si moartea spatiului si a timpului.

Toate lucrurile care au un inceput ajung la un sfarsit. Daca timpul s-a nascut o data cu Big Bang-ul, neexistand un inainte, daca credem, asemenea Sf. Augustin, ca "lumea a fost facuta cu timp, nu in timp", atunci e logic ca timpul sa se termine la un moment dat. Aceasta teorie are insa, si in fizica, si in filosofie, numeroase critici si alternative.



5 intrebari si raspunsuri despre timp

1. Are timpul un inceput? Ce se intampla inainte sa apara timpul?
A intreba ce a fost inainte de aparitia timpului este similar cu a intreba cam cat de la nord este situat Polul Nord. Stephen Hawking remarca: "Polul Nord marcheaza cea mai indepartata limita geografica a Pamantului, dar Pamantul nu se termina practic acolo." In acelasi mod, timpul poate avea o limita extrema, Big Bang-ul. Teoria cosmologica a Big Bang-ului a oferit un raspuns despre cum s-au zamislit spatiul si timpul. Ultimele teorii din fizica sustin insa ca timpul nu ar avea inceput sau sfarsit, intrucat Universul s-ar afla intr-o eterna miscare de extindere/dilatare si restrangere/contractie. Potrivit lor, nu ar fi existat un singur Big Bang, ci o infinitate.

2. Putem intoarce timpul inapoi?
Multi scriitori de literatura SF au sugerat ca sageata timpului poate fi aruncata si spre trecut, si spre viitor. Stiintific vorbind, insa, in lumina celor mai noi teorii din fizica, rasturnarea timpului ar fi posibila doar daca Universul s-ar extinde la maximum, adica la infinit, si apoi ar incepe, brusc, sa se contracte. In acest caz, ne-am confrunta cu urmatoarele consecinte: apa ar curge in sus, oamenii ar intineri, iar stelele ar absorbi toata caldura si lumina. Existenta ar avea sens invers, iar oamenii ar fi instabili din punct de vedere mental. Practic, ar fi tot lumea noastra, numai ca lucrurile s-ar petrece pe dos. Pana acum, orice incercare de a descrie din punct de vedere fizic modelul timpului care inverseaza Universul a esuat.

3. Este posibila intoarcerea in timp cu o viteza mai rapida decat a luminii?
Teoretic, daca am putea depasi bariera luminii, am putea sa vizitam trecutul. Conform teoriei relativitatii, daca ai incerca sa accelerezi un corp cu viteza luminii, acesta ar deveni foarte greu. In masa lui ar intra din ce in ce mai multa energie, in timp ce energia necesara pentru cresterea vitezei ar scadea cantitativ. Ar fi nevoie de o cantitate uriasa de energie pentru a atinge viteza luminii, ceea ce actualmente este imposibil.

4. Exista ceva care sa poata calatori mai repede decat lumina?
Teoria relativitatii nu exclude posibilitatea unei calatorii cu viteze superioare celei a luminii. Fizicienii au descoperit tahionii - particule ipotetice care pot circula in timp mai repede decat lumina. Ei ar putea fi folositi pentru a calatori in trecut. Totusi, marea majoritate a comunitatii stiintifice este sceptica in privinta existentei tahionilor.

5. Exista timpul in realitate?
Spatiul si timpul sunt notiuni de baza ale fizicii. Multe teorii explica fenomene si formule plecand de la aceste notiuni. Spatiul si timpul sunt miezul multor structuri. Dar ce sunt ele cu adevarat nu stie - practic - nimeni.



Cum construim masina timpului?

Calatoria in timp este unul dintre cele mai vechi si mai dragi visuri ale scriitorilor de anticipatie. Poate fi el realizat? Daca ne raportam la teoria relativitatii, nu exista motive intemeiate care sa impiedice acest fenomen; concretizarea lui ar insemna rezolvarea a nenumarate probleme cea mai mare dintre acestea fiind construirea unei masini a timpului.

La inceputul anilor ‘80, a fost lansata ideea calatoriei in timp printr-o gaura de vierme. Gaura de vierme este o structura ipotetica a spatiu-timpului, reprezentata sub forma unui tunel lung si subtire care face legatura intre doua puncte de spatiu-timp. Ea ar fi o zona de gravitatie intensa, asemanatoare unei gauri negre; dar, in timp ce gaura neagra este o calatorie catre nicaieri, gaura de vierme are atat intrare, cat si iesire. In limbajul SF, o gaura de vierme este o scurtatura intre doua puncte din spatiu-timp.

Obiectele care trec prin ea pot fi proiectate in trecut sau in viitor. Unii fizicieni cred ca gauri de vierme, de dimensiuni colosale, apar la fiecare Big-Bang, deci ele se afla undeva in Cosmos. Altii considera ca gaurile de vierme ar trebui cautate in microlumea cuantica. Unii ingineri si fizicieni cu idei mai nonconformiste au cochetat, la nivel teoretic, cu ideea construirii unei gauri de vierme, deci a unei masini a timpului. Va prezentam, pe scurt, demersul lor, sfatuindu-va totodata: Don't try this at home!



1. Coliziunea

Primul pas in construirea unei gauri de vierme ar incepe nu in Cosmos, ci intr-un mediu controlat (laborator), in interiorul unui accelerator de particule numit collider. Asta pentru ca, daca am incerca sa cream o gaura de vierme in spatiu, ar trebui sa facem o taietura in spatiu-timp, ceea ce ar duce la eliberarea unor energii colosale, avand drept consecinta distrugerea naturii sau formarea de gauri negre. De aceea, cea mai buna idee ar fi manipularea particulelor la o scara cat mai mica, iar asta ar urma sa intre in sarcina collider-ului.


Collider-ul recreeaza conditiile care existau la cateva microsecunde dupa Big Bang, atunci cand temperatura era de 10 miliarde de miliarde de grade Celsius. El izbeste doua nuclee de uraniu cu o viteza enorma. Socul impactului amesteca nucleele dand nastere unui corp amorf, compus din constituenti de baza: quarci si gluoni (quarc - particula de baza care formeaza particulele elementare; gluon - particula ipotetica, neutra, fara masa, care se pare ca ajuta, alaturi de quarci, la formarea celorlalte particule). Primul collider din lume a fost inventat in 2002, in laboratorul CERN din Elvetia.



2. Implozia

Corpul amorf format din quarci si gluoni este pus intr-un shaker, care il amesteca cu o intensitate de 100 x 1018 x 1018 amperi. Pentru a crea aceasta intensitate, shaker-ul trebuie sa fie o incapere vidata, securizata, ai carei pereti sa fie formati din campuri magnetice. In interiorul sau se introduce corpul amorf, apoi se dezvolta o energie echivalenta cu cea obtinuta prin detonarea a 20 de bombe termonucleare. In acel moment, campurile magnetice se comprima si strivesc corpul amorf. Teoretic, dupa ce are loc explozia, la o scara incredibil de mica, spatiul se transforma intr-o agitatie clocotitoare, numita de fizicieni spuma de spatiu-timp.


Aici se formeaza si dispar in permanenta gauri de vierme temporare. Pentru a captura una dintre ele, e necesar sa se injecteze, prin implozie, un puls energetic echivalent cu 10 x 1018 jouli. Daca implozia functioneaza, corpul amorf agitat livreaza un impuls din magnitudinea sa spre o gaura de vierme temporara, luand-o in posesie si stabilizand-o indeajuns pentru pasul urmator.



3. Marirea

Pentru a trimite un temponaut intr-o gaura de vierme, aceasta ar trebui sa fie, in mod evident, de cel putin cativa metri latime, deci gaura de vierme microscopica trebuie marita. Marirea necesita folosirea unui camp antigravitational, care scoate gaura de vierme din spuma spatiu-timp. Pentru a genera antigravitatie, se poate injecta in gaura de vierme energie negativa, dar procurarea acesteia nu este usoara. O energie laser de foarte mare intensitate ar putea sa lanseze impulsuri scurte, gratie carora s-ar produce atat energie negativa, cat si pozitiva.


Pentru a se capta doar energia negativa, se vor folosi oglinzi rotative, care o vor directiona spre gura gaurii de vierme. O data ce marirea va fi realizata prin efectul antigravitational, insasi natura spatiala a gaurii de vierme va genera o antigravitatie indeajuns de puternica pentru a stabiliza definitiv marimea gaurii.



4. Diferentierea

Pasul final consta in transformarea gaurii de vierme intr-o masina a timpului. Acest proces necesita manipularea unei guri a gaurii de vierme, in timp ce cealalta ramane stabila. Procesul implica stoparea cresterii cand gaura de vierme este inca de marime subatomica. Apoi se injecteaza o forta electrica ce permite mutarea gurilor, prin folosirea campurilor electrice si magnetice. Una dintre guri poate fi rotita in jurul unui tub circular, intr-un accelerator de particule special adaptat.

Efectul de dilatare a timpului va imprima o diferenta permanenta de timp intre cele doua guri. Acest pas ar putea dura ani, dar, in momentul realizarii lui, gaura de vierme ar putea fi manipulata din nou prin intermediul pasului 3, astfel incat sa creasca pana la dimensiunile la care ar permite intrarea unui temponaut. In momentul de fata, insa, nu exista tehnologia necesara decat pentru realizarea pasului 1.



CALATORIA IN VIITOR
Intr-un anumit sens, calatorim in viitor - dar secunda cu secunda, pe masura ce trece timpul. Teoria relativitatii spune, insa, ca am putea ajunge mult mai repede intr-un anumit moment din viitor, daca am calatori cu viteza luminii. De exemplu, daca am dispune de un aparat care ar atinge 300.000 km/s, am ajunge in anul 3000 intr-un singur an. Teoretic este posibil, practic e inca imposibil.

CALATORIA IN TRECUT
Gandul, masina a timpului care se afla la dispozitia fiecaruia dintre noi, ne transporta zilnic in trecut, prin intermediul amintirilor. Totusi, calatoria in trecut este diferita de cea in viitor si e mult mai greu de realizat. Pentru a reusi, ar trebui sa facem un salt in spatiu-timp, iar apoi ar trebui sa stim sa tinem sub control si sa exploatam bizarele deformari ale gravitatiei - intrucat totul s-ar petrece pe dos.



Dilemele si interdictiile timpului

Chiar daca nimic din teoria lui Einstein nu interzice calatoria in trecut, oamenii de stiinta resping ideea ca fiind prea ciudata sau chiar paradoxala. Ce s-ar intampla cu un calator care s-ar intoarce in timp si si-ar omori mama la momentul cand ea este inca doar un copil? Cu siguranta, el nu s-ar mai fi nascut, deci nu ar fi putut comite crima. Pentru a rezolva aceasta dilema, Stephen Hawking (foto, jos)) a propus o "conjectura de protectie a cronologiei" ce interzice intoarcerea in timp. Aceasta impiedica o gaura de vierme si orice alt dispozitiv sa fie transformate intr-o masina a timpului. Alta interdictie, venita din fizica cuantica, se bazeaza pe principiul incertitudinii al lui Heisenberg si se aplica domeniului subatomic.

Pe de o parte, energia fluctueaza imprevizibil chiar si in spatiul liber; nimic nu poate opri aceste fluctuatii, intrucat asa este alcatuita natura spatiu-timpului in care traim. De aceea, pentru o calatorie in timp - in eventualitatea in care am avea deja la dispozitie o masina a timpului -, am "imprumuta" practic energie gratuit, pacalind astfel natura. Natura ne-ar permite acest imprumut atata timp cat energia ar fi returnata rapid. Conform principiului nesigurantei, cu cat ar fi mai mare cantitatea de energie de care am avea nevoie, cu atat durata imprumutului ar fi mai scurta.

O masina a timpului ar transforma energia imprumutata intr-un salt in timp. Insa daca respectiva masina nu s-ar intoarce aproape instantaneu inapoi, energia cuantica lipsa ar genera campuri gravitationale masive, care ar distruge gaura de vierme folosita. Din perspectiva principiului incertitudinii al lui Heisenberg, am putea folosi o masina a timpului, dar am ramane pentru vesnicie captivi in spatiu-timpul destinatiei alese.

Cercetarile profesorului Kip Thorne (foto, jos), de la Institutul de Tehnologie din California, lasa deschis raspunsul la intrebarea daca fluctuatiile energiei ar putea distruge gaura de vierme si deci masina timpului. Poate ca o viitoare teorie a gravitatiei, din perspectiva cuantica, ne va lamuri acest aspect - desi fizica cuantica nu se impaca prea bine cu gravitatia. Cele mai faimoase teorii cuantice care au tangenta cu gravitatia, teoria M (unificarea tuturor fortelor si particulelor naturii intr-o schema matematica) si teoria sforilor / corzilor (Universul este format din lanturi si fasii) nu au avut foarte multe de spus cu privire la calatoria in timp. Nu toti fizicienii sunt adepti ai paradoxurilor calatoriei in timp.

David Deutsch, de la Universitatea din Oxford, crede ca, dimpotriva, fizica cuantica vine in ajutor. Nesiguranta din principiul lui Heisenberg se datoreaza faptului ca nu se poate sti cu certitudine ce se va intampla in momentul urmator. Un mod prin care se poate elimina nesiguranta este vizualizarea unui ansamblu de realitati contradictorii, fiecare reprezentand un posibil viitor atomic. Deutsch propune ipoteza a doua universuri paralele. Intr-unul dintre ele, atomii se misca spre dreapta, in celalalt - spre stanga.

Din perspectiva cuantica, ambele universuri sunt reale, intrucat in fizica cuantica exista un numar infinit de realitati paralele. In cazul in care calatoria in timp ar fi posibila, nesiguranta atomica ar putea fi amplificata la dimensiuni individuale, asa incat un calator in timp sa nu aiba un singur trecut, ci o multitudine. Ar putea sa-si omoare mama in istoria unei lumi, lasand-o totusi in viata in universul din care a plecat. Doar cativa savanti cred ca teoria relativitatii este adevarata in raport cu timpul si gravitatia.

Alte teorii alternative ale gravitatiei evidentiaza indepartari de la teoria relativitatii, ele putand fi confirmate in laborator, in viitorul apropiat, prin urmatoarea generatie de acceleratoare de particule. Acceleratorul Large Hadron Collider, de la laboratorul CERN de langa Geneva, poate deja amesteca protoni si antiprotoni cu o energie nemaiintalnita. Se presupune ca, in cativa ani, aceste coliziuni cu viteze foarte mari vor putea crea gauri negre microscopice si, in cele din urma, gauri de vierme. Chiar daca marirea acestor gauri de vierme nu va fi inca posibila, se va incerca trimiterea prin ele a unor particule in viitor sau in trecut. In functie de rezultatul acestui experiment, calatoria in timp va fi, in sfarsit, confirmata sau infirmata.

ambiguitatea timpului
Distribuie:  
Incarc...

Realitatea.net

Din aceeasi categorie

Site-ul bzi.ro nu raspunde pentru opiniile postate in rubrica de comentarii, responsabilitatea formularii acestora revine integral autorului comentariului.

Mica publicitate

© 2017 - BZI.ro - Toate drepturile rezervate
Page time :0.2939 (s) | 22 queries | Mysql time :0.152573 (s)

loading...