Poate avea spațiul un element constituent fundamental, un fel de „atom spațial”?
Într-un univers „guvernat” de teoria relativității, spațiul nu poate fi discret. Adică nu poate exista o unitate fundamentală a spațiului, cu cea mai mică dimensiune posibilă. Și totul pleacă de la constanța vitezei luminii în toate sistemele de referință - ideea lui Einstein care a revoluționat fizica.
Faptul că viteza luminii este constantă în orice sistem de referință are, printre altele, următoarea consecință: spațiul și timpul trebuie să se „adapteze”, însemnând că, în fapt, corpurile aflate în mișcare se scurtează, iar timpul se dilată (pentru un observator).
Așadar, un corp aflat în mișcare față de noi, pe măsură ce are o viteză (relativă) din ce în ce mai mare, va avea o dimensiune din ce mai mică (pentru noi).
Acum să ne imaginăm următorul experiment: luăm un obiect egal cu cel mai mic segment de spațiu posibil și-l accelerăm, raportat la un sistem de referință, la o viteză aproape de viteza luminii. Asta înseamnă că acel obiect, care reprezintă minimul posibil - va deveni și mai mic, mult mai mic, scurtându-se cu valoarea indicată de ecuația de mai sus!
Dacă spațiul ar fi discret, cu o componentă fundamentală de cea mai mică dimensiune posibilă cu o valoare fixă, atunci toți observatorii ar trebui să vadă această componentă ca având aceeași lungime, indiferent de sistemul de referință din care se face măsurătoarea. Așa cum toți observatorii constată constanța vitezei luminii, indiferent de sistemul de referință. Dar lungimea se contractă pe măsură ce viteză crește, în raport cu un observator.
Faptul că spațiul nu poate fi discret este una dintre consecințele teoriei relativității a lui Einstein.
Cum viteza luminii este constantă, spațiul și timpul trebuie să se adapteze.
În imagine vedeți vedeți două „ceasuri fotonice”, unul în care fotonii se deplasează ciclic între două oglinzi, în sistemul nostru de referință, și altul, în mișcare în raport cu primul.
______
Mai pe larg despre contracția corpurilor, la viteze relativiste:
Contracția corpurilor trebuie tratată ca fiind reală, pentru că ce măsurăm asta avem. Nu contează că măsurătoarea mea, a observatorului, nu coincide cu măsurătoarea celui din sistemul de referință al obiectului observat. Dimensiunea obiectelor nu este ceva fix, în fapt, dimensiunea nu are niciun sens în afara măsurătorii. Corpurile în univers nu au o dimensiune fixă, această noțiune nu are sens; ele măsoară atât cât sunt măsurate, iar dimensiunea e dată de modul în care relaționează cu cel care măsoară. Obiectele au dimensiune doar în raport cu un sistem de referință. Observatorul are un rol cardinal, oricât ar fi de ciudat, în stabilirea dimensiunii reale a lucrurilor. Lungimea corpurilor este mediată de observator, prin intermediul luminii.
Da, este complet contraintuitiv, da, prima reacție este să spui „a, nu este așa, pentru că dimensiunea reală este cea care e măsurată de cel de lângă obiectul măsurat”, dar asta se întâmplă doar până înțelegi teoria relativității. După, lucrurile rămân greu digerabile, dar înțelegi că așa este universul, ciudat, de multe ori complet contraintuitiv.
Dacă lucrurile nu ar sta așa, teoria relativității nu ar fi corectă. Până una alta - a trecut toate verificările experimentale.
Credit imagine: Perimeter Institute
Articol inspirat de: Why space needs to be continuous
