TimpulLa o primă vedere am putea avea impresia că întrebarea “ce este timpul” nu prea are sens, întrucât toţi suntem familiarizaţi cu această noţiune, toţi suntem afectaţi de timp şi avem impresia că semnificaţia lui este una banală. Dar nu este aşa.

 

 

 

Mulţi gânditori şi oameni de ştiinţă s-au străduit să dea o definiţie timpului, dar de cele mai multe ori acesta a rămas un mister. Unul dintre gânditorii secolelor trecute spunea “nimic nu mă intrigă mai mult decât spaţiul şi timpul şi totuşi nimic nu mă nelinişteşte mai puţin deoarece nu mă gândesc la ele”. Adică deşi noţiunile de timp şi spaţiu sunt interesante şi oarecum de nepătruns, nu întotdeauna le dăm importanţă, deoarece ne-am obişnuit cu ele, prin urmare le considerăm ca fiind ceva firesc.

 

Timpul


În fizică timpul este foarte studiat şi i se acordă o mare importanţă, după cum vom vedea în cele ce urmează.

Înainte să ne aventurăm în lumea astrofizicii este bine să ştim că de foarte multe ori simţul nostru practic nu va funcţiona atunci când vine vorba de înţelegerea unor fenomene întâlnite în acest domeniu. Cu alte cuvinte, ne va fi greu să acceptăm sau să înţelegem unele fenomene, deoarece legile după care funcţionează universul la scară mare sau la mărimi subatomice sunt foarte diferite de lumea în care trăim noi oamenii. Dar cu cât lucrurile sunt mai neobişnuite, cu atât descoperim un univers deosebit de captivant şi interesant. Adevărul este că percepţia noastră despre spaţiu şi timp (spun spaţiu şi timp deoarece aceste noţiuni sunt inseparabile, după cum vom vedea imediat) este ciudată sau putem spune că nu este corectă. Dar să vedem cum s-a ajuns la o asemenea afirmaţie.

 



Pentru noi timpul trece liniar, este universal, adică dacă pe Pământ au trecut două ore atunci înseamnă că oriunde, în orice colţ al Universului au trecut tot două ore. Pe această linie a timpului nu putem să ne mişcăm decât înainte, nu putem să mergem înapoi în trecut, nu putem să ne transpunem în viitor. Aceasta era şi viziunea lui Newton despre timp. Newton a lucrat, printre altele, la definirea conceptului de gravitaţie. Pentru el gravitaţia reprezenta o forţă care ne ţine legaţi de planetă pentru ca să nu fim azvârliţi în spaţiu, o forţă care ţine planetele pe orbită. Poate vă întrebaţi de ce am sărit de la timp la gravitaţie. Răspunsul este mai mult decât fascinant.

Şi uite că nu se poate să vorbim despre timp fără să îl pomenim pe Einstein. Dacă pentru Newton timpul era liniar, pentru Einstein timpul este relativ, timpul are bucle, timpul trece diferit în funcţie de locul unde ne aflăm. În teoria relativităţii, Einstein face unele afirmaţii uimitoare: spaţiul şi timpul sunt strâns legate, de fapt ele sunt unite; gravitaţia care l-a intrigat atât de mult pe Newton nu mai este privită ca o simplă forţă, ci acum ea înseamnă curbura spaţiului şi a timpului!


Probabil o să spuneţi că într-adevăr sună foarte frumos, dar cum putem înţelege acest fenomen? Vom face o analogie tocmai pentru a ne forma un punct de vedere cât mai corect.

De exemplu, dacă luăm o membrană de cauciuc, iar în mijlocul ei plasăm o sferă grea vom observa că suprafaţa membranei este deformată sub acţiunea greutăţii sferei. Dacă lansăm o bilă de rulment pe membrană vom vedea că bila este atrasă spre sferă şi bila va începe să se mişte circular în jurul sferei. Dacă înlocuim membrana cu spaţiul cosmic, sfera cu Soarele, iar bila cu Pământul, obţinem o imagine a gravitaţiei, o imagine a deformării pe care masa o exercită asupra spaţiului şi timpului din jurul ei.

 

 

Timpul 2

 

Imaginile pe care le vedeţi sunt foarte bune pentru a ne ajuta să înţelegem mai bine semnificaţia curburii spaţiului şi a timpului, dar analogia nu este perfectă, deoarece vedem doar deformarea spaţiului şi o vedem doar sub greutatea soarelui sau a Pământului, în vreme ce deformarea spaţiului şi a timpului are loc de jur împrejurul acestor corpuri masive.

Ceea ce mi se pare fascinant este faptul că timpul este influenţat de prezenţa materiei, chiar mai mult, timpul este o manifestare a materiei! Dar cum afectează prezenţa materiei trecerea timpului? Cel mai bine putem vedea dacă analizăm o gaură neagră.

 

Gaură neagră

 

Aceste obiecte exotice au un comportament foarte interesant. O gaură neagră este ca o prăpastie, din care odată căzut nu mai poţi ieşi.  Nici măcar lumina (care are cea mai mare viteză posibilă în Univers) nu poate să învingă imensa atracţie gravitaţională pe care un asemenea monstru o degajă. Din moment ce gravitaţia este atât de puternică, ne putem închipui că spaţiul şi timpul sunt foarte afectate de prezenţa găurii negre.

O echipă de astronauţi care s-ar aventura prin spaţiul cosmic şi ar staţiona în apropierea unei găuri negre ar observa lucruri de necrezut. Dacă unul dintre astronauţi ar coborî tot mai aproape de o gaură neagră, cei din nava spaţială ar vedea cum ceasul colegului lor îşi încetineşte mişcările, adică timpul trece mult mai încet pentru colegul lor astronaut decât pentru cei aflaţi pe navă. De fapt, cu cât astronautul se apropie de steaua întunecată cu atât ceasul lui va bate mai încet până când cei de pe navă vor vedea că ceasul s-a oprit, timpul a încetat să mai existe.


Pentru nefericitul astronaut care a fost capturat de gaura neagră lucrurile stau foarte diferit. În doar câteva secunde el va fi absorbit de steaua întunecată şi va trimis în inima ei, unde cel mai sigur trupul lui va fi rupt în bucăţi şi transformat în atomi sub acţiunea gravitaţiei. Dar dacă astronautul ar putea scăpa cumva din această închisoare şi s-ar întoarce pe Pământ ar observa că deşi el a petrecut doar câteva secunde în gaura neagră, pe Pământ s-au scurs câteva zeci sau chiar sute de mii de ani. Cu alte cuvinte astronautul nostru a făcut o călătorie în timp.

Conform teoriei relativităţii nu doar prezenţa materiei are influenţă asupra trecerii timpului, ci şi mişcarea. De fapt, dacă ne-am afla într-un tren fără geamuri, în aşa fel încât să nu putem vedea afară, nu ne-am da seama dacă trenul respectiv este în repaus sau are o mişcare uniform accelerată. Şi nu ne-am da seama dacă trenul execută o mişcare accelerată sau se află într-un câmp gravitaţional. Dacă am putea să călătorim cu viteze apropiate de cea a luminii am observa că pe măsură ce creştem viteza tot mai aproape de 300.000 km/s masa noastră ar creşte enorm, până la infinit, iar timpul ar încetini, la fel ca în apropierea unei găuri negre. Descoperirile lui Einstein permit oricărei persoane să afirme că se află în repaus în timp ce restul lumii trece pe lângă ea. De exemplu dacă eu şi o prietenă facem o excursie în spaţiu cosmic şi, având îmbrăcăminte de cosmonaut, ne aventurăm puţin prin spaţiu, iar eu nu mă deplasez deloc, o voi vedea pe prietena mea că se mişcă. Acelaşi lucru poate să spună şi ea: eu mă mişc şi ea se află într-o stare de repaus. Deşi pare imposibil ca aceste evenimente să aibă loc ele sunt cât se poate de reale! La fel ar putea fi, undeva în viitor, şi alt concept legat de timp: călătoria în timp.

 

 

Ce este timpul? (2)