Viteza luminii în vid este finită și mereu aceeași. Nimic nu se poate deplasa mai rapid decât viteza luminii în vid. Perspectivele tuturor observatorilor din univers sunt la fel de valide. Aceste aspecte au format baza teoriei relativității speciale a lui Einstein (specială, pentru că nu include gravitația).
Dar aceste principii ale teoriei lui Einstein au consecințe profunde asupra modului în care pare că funcționează universul... Iată de ce.
→ O amplă introducere în teoria relativității puteți citi în seria noastră de articole dedicate acestei teme.
Te uiți acum la ecranul calculatorului sau al telefonului. Este ecranul în fața ta? Vei spune, desigur, că da, dar un fizician va spune că nu știi, pentru că lumina pe care ecranul a emis-o încă nu a ajuns la tine (sigur, durează o fracțiune de secundă, dar lucrăm cu timpi foarte scurți 😃).
Noi obișnuim să vorbim tot timpul despre lucruri care au loc „acum”, dar acest „acum” are legătură, de regulă, cu primirea unor informații de la obiecte externe prin intermediul luminii. De exemplu, spunem că eclipsa de Soare a început acum, în momentul în care observăm că Soarele începe să fie mascat de Lună, dar durează 1 secundă ca lumina să ajungă de la Lună (care maschează Soarele) la Terra, deci acest „acum” se referă la ce se întâmpla acum 1 secundă.
Einstein s-a gândit la un experiment mental ca să înțeleagă mai bine problema prezentului (a simultaneității), a lui „acum”. Acesta și-a imaginat o persoană, ca tine, care plasează două oglinzi în stânga și în dreapta sa, la distanțe egale. Apoi acea persoană, să o numim Marius, emite fotoni către cele două oglinzi în același timp. Pentru că Marius se află exact la mijlocul distanței dintre oglinzi, iar fotonii au aceeași viteză, aceștia vor lovi oglinzile, se vor reflecta și vor ajunge la Marius după exact același timp total. Marius va vedea fotonii întorși de la oglinzi în același timp, simultan.
Un calcul simplu ne spune că la jumătatea timpului parcurs de fotoni până la oglindă și înapoi la emitent, fotonii se aflau amândoi la nivelul oglinzii. Putem numi „acum” acel moment în care fotonii ajung la oglindă. Și aici încep dificultățile...
Să presupunem că Marius are o prietenă, Maria, care se trece foarte rapid prin fața lui Marius, cu o viteză constantă, într-un vehicul sofisticat. Și aceasta are două oglinzi plasate la stânga și la dreapta sa, și aceasta trimite fotoni către cele două oglinzi, care se află la distanțe egale de ea, și aceasta observă cum fotonii ajung simulat la ea după ce au făcut „cursa” până la oglinzi și înapoi, și ea stabilește că „acum” este acel moment când fotonii ajung simultan la cele două oglinzi.
Dar ce vede Marius, privind la ansamblul Maria-oglinzi-fotoni, nu este același lucru cu ce vede Maria. Și ce vede Maria, privind la ansamblul Marius-oglinzi-fotoni, nu este același lucru cu ce vede Marius. Ce este simultan pentru Marius nu este simultan pentru Maria și invers. Ce înseamnă asta?
Din punctul de vedere al lui Marius, care se uită la ce se întâmplă cu Maria, acesta observă că fotonii care sunt emiși de Maria către oglinda care se află în fața acesteia (în direcția în care se deplasează aceasta) ajung mai târziu la oglindă decât fotonii care sunt emiși către oglinda din spatele acesteia, care, din perspectiva lui Marius, se apropie de Maria, în timp de oglinda din fața acesteia se depărtează de Maria. Maria se află în mișcare, din perspectiva lui Marius, dar se află în repaus, din punctul ei de vedere, Marius fiind în mișcare din perspectiva ei; ceea ce este perfect corect.
Același lucru este valabil și din punctul de vedere al Mariei, atunci când se uită la ce se întâmplă cu Marius, în sensul că fotonii emiși de Marius către oglinzi nu vor ajunge simulat, din perspectiva ei, la oglinzi.
Așadar, ce este „acum” pentru Maria este diferit de ce este „acum” pentru Marius. Ce unul vede a fi simultaneitate, celălalt vede ca fiind evenimente consecutive și invers.
Dacă este prima oară când faci acest exercițiu mental, va trebui să faci ceva efort să-ți imaginezi situația; nu este totuși foarte complicat. Este esențial să înțelegi că nu există punct de vedere privilegiat. Mișcarea este relativă, în sensul că cine este în mișcare și cine nu este arbitrar, în funcție de cum stabilești sistemul de referință. Dacă îi muți pe cei doi, Marius și Maria, în spațiul interstelar, unde nu mai niciun reper, este imposibil să spui care se află în mișcare și care este în repaus.
Așadar, am stabilit că ceea ce numim „acum”, ori ce stabilim că are loc în mod simultan, ține de observator. În teoria specială a relativității simultaneitatea ține de observator. Un observator vede două evenimente ca fiind simultane, iar alt observator le vede ca fiind consecutive, și ambii au dreptate. Este timpul să mai complicăm un pic lucrurile.
În felul stabilit mai sus, orice două evenimente complet independente pot fi văzute ca având loc simultan de un observator aflat undeva în univers. Cu o condiție. Trebuie doar ca acest observator să fie la mijlocul distanței dintre cele evenimente, din punctul lui de vedere, iar lumina generată la nivelul celor două evenimente să ajungă la el simultan. Gândiți-vă ce ciudată devine situația. Orice eveniment din univers poate fi conectat la un alt eveniment din univers, iar observatorul care se află la mijlocul distanței dintre acestea le va vedea ca fiind simultane, că au loc „acum”, „acum” fiind momentul în care lumina de la cele două evenimente ajunge la observator.
Iată un exemplu: momentul nașterii unei stele undeva în univers acum 500 de ani, stea situată la 1.000 de ani-lumină, și un foc de artificii de Anul Nou pe Terra, pe 31.12.2022. Un astronaut ipotetic ar putea fi plasat în așa fel în univers, încât la el să ajungă lumina de la ambele evenimente în același timp. Dar putem lua în calcul și un foc de artificii de pe 31.12.2023. Alt astronaut ipotetic ar putea fi plasat din nou undeva în cosmos, mai aproape de Terra (că lumina de la nașterea stelei s-a mai apropiat între timp), care să vadă cele două evenimente, nașterea stelei și artificiile de final de 2023, tot simultan. Deci, pentru un observator nașterea stelei coincide cu final de 2022, iar pentru altul cu final de 2023!
Dar dacă toate evenimentele care au loc „acum” există și toți observatorii spun că evenimentele care au loc în același timp există, atunci toate evenimentele se întâmplă „acum”. Este ceea ce susține teoria universului-bloc. Am avea de-a face cu un univers care nu evoluează, neschimbător.
Odată ce acceptăm că totul există undeva „acum”, chiar dacă vedem evenimentele mai târziu (când lumina ajunge la noi), trebuie să acceptăm și faptul că tot ce există în univers există „acum”. O concluzie bizară, dar pe care ar impune-o teoria relativității, conform fizicienei germane Sabine Hossenfelder, ale cărei idei le-am prezentat în acest articol și care pot fi urmărite în integralitate în videoclipul de mai jos.
Cu alte cuvinte, dacă pentru orice două evenimente vom avea un observator care va putea să spună că acestea se întâmplă simultan, iar toți acești observatori au dreptate, înseamnă că toate evenimentele au loc simultan.
O consecință a acestor constatări ar fi că... trecutul există în același timp cu prezentul.
Notă: personal nu am reușit să fac saltul de la înțelegerea faptului banal (odată ce înțelegi relativitatea mișcării și principiul constanței vitezei luminii în vid) al lipsei de simultaneitate în sisteme de referință diferite la stabilirea faptului că tot ce există în univers există acum.
Mi se pare că nu există o legătură logică între observația privind relativitatea simultaneității, cea că între orice două evenimente fără cauzalitate între ele se poate situa strategic un observator care să primească informația simultan de la acestea (un fapt banal, care ține cont de viteza luminii în vid) și concluzia că totul se întâmplă în univers „acum”.
Ce poate însemna această eliminare a progresiei universului și a stabilirii coexistenței trecutului, prezentului și viitorului? Unde-și mai are locul într-o asemenea abordare nașterea și evoluția universului după Big Bang? Unele evenimente le preced pe altele, nu? Big Bang, inflație, formarea particulelor, formarea galaxiilor șamd. Această evoluție nu mai are loc?
Cum se împacă relațiile cauzale cu teoria? Faptul că Aristotel întâi s-a născut, apoi a murit, de exemplu, ori că el a murit înaintea lui Einstein. Cum se împacă faptul că există totuși o direcție a timpului?
Este posibil să-mi scape ceva, dar deocamdată ăsta este stadiul meu de înțelegere...
