Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle
Am tot scris în ultimii ani despre natura timpului, ajungând la concluzia că nu există ceva în univers care să merite numele de timp. Singurul lucru ce se poate numi „timp” este o anume experiență subiectivă a omului, capacitatea noastră biologică și psihologică de a percepe evoluția lucrurilor, simultaneitatea, secvențialitatea și durata (estimarea unei perioade). Timpul „independent”, ca ingredient al naturii, cel presupus a fi indicat de ceasuri, este pură ficțiune. Puteți citi în detaliu despre aceste idei în seria dedicată timpului. O sinteză a ideilor este aici.
În acest articol o să vorbesc despre natura spațiului, conform fizicii moderne, și despre imposibilitatea de a măsura spațiul.
Am amintit timpul mai sus și pentru că nici în cazul timpului nu putem vorbi despre o măsurare a acestuia. Ce face un ceas este să-și numere propriile oscilații, de orice natură ar fi ceasul (pendul, cuarț, atomic șamd).
Revenind la spațiu - dacă ai sentimentul că putem măsura spațiul, atunci ești victima unui confuzii: spațiul nu este tot una cu distanța măsurată dintre lucruri, cum nu este tot una cu un etalon folosit pentru măsură, cum ar fi o banală ruletă.
Ce este spațiul? Einstein era convins că ceea ce numim „spațiu” este doar o caracteristică a câmpului gravitațional din univers, că spațiul nu există în lipsa materiei și energiei care creează câmpul gravitațional. Puteți citi pe larg explicația sa aici.
O caracteristică fundamentală a spațiului „einsteinian” este că acesta este maleabil, că se modifică în structura sa în funcție de contextul gravitațional. Cu cât mai mare gravitația, cu atât mai distorsionat spațiul.
Să ne întoarcem la măsurarea spațiului.
Să luăm o ruletă și să întindem pe o masă. Potrivim ruleta pe lungimea mesei, citim indicațiile acesteia și stabilim, de exemplu, că masa are o lungime de 100 de centimetri. Ce am făcut, în fapt, este să stabilim o corespondență între lungimea mesei și un alt obiect, cu marcaje (mm, cm), ruleta.
Dar putem aplica același procedeu și spațiului? Nu.
Pentru că spațiul nu are o structură fixă. În fapt, spațiul nu are o structură la care noi să avem acces.
Ideea de a măsura spațiul este lipsită de sens.
Spațiul are o caracteristică ce ne incomodează; spațiul nu este fix, static, ci în expansiune, încă de la începutul universului. Suplimentar distorsiunilor generate de gravitație (mai puternice local, mai puțin puternice pe măsură ce ne depărtăm de sursa gravitației - cum ar fi un corp cosmic masiv).
Ce înseamnă asta? Că atunci când, chipurile, măsori cu ruleta spațiul dintr-o încăpere, spațiul este în mișcare, iar cum anume se mișcă nu ai cum ști.
În apropierea Terrei spațiul se deplasează către centrul planetei. De aceea, în fapt, un parașutist, odată ce părăsește avionul, se deplasează către sol, dar fără a accelera (deși pare că ar accelera). Este un fenomen contraintuitiv, despre care poți citi aici: Accelerația într-un câmp gravitațional nu este reală.
Așadar, cum nu avem acces la structura spațiului, iar spațiul nu are o structură fixă din câte știm, ba, mai mult, este în expansiune - ideea de a măsura spațiul este inaplicabilă.
Dar nu putem folosi radiația electromagnetică (lumina)? Ba da, putem folosi lumina pentru a determina distanța până la un corp, dar distanța nu este totuna cu spațiul. În fapt, este o diferență esențială (și o subtilitate) între distanță și spațiu. Distanța are strict legătură cu timpul necesar pentru ca un foton să ajungă la obiectul a cărui distanță vrem să o aflăm și să revină la noi - ceea ce nu este tot una cu spațiul.
Distanța este ceea ce aflăm cu ajutorul unui instrument de măsură ori cu un instrument precum un radar (afli distanța până la un avion, de pildă); spațiul este fundalul ultim al universului, la care nu avem acces, pentru măsurătoare, nicicum.
Mai este un aspect de clarificat, menționat anterior în alte articole: expansiunea spațiului nu înseamnă expansiunea obiectelor din acesta. Cu alte cuvinte, Terra nu-și mărește diametrul pe măsură ce are loc expansiunea spațiului. De ce? Forțele care țin planeta unită (la nivel ultim, forțele de la nivel atomic) „rezistă” tendinței expansioniste a spațiului. Nici distanțele dintre corpurile unui sistem cosmic de mărimea unui sistem solar sau chiar a unei galaxii nu se modifică. Dar, în schimb, distanțele dintre galaxii sunt din ce în ce mai mari ca urmare a acestei expansiuni a spațiului.
Această expansiune a spațiului face, firește, ca orice măsurătoare a unui obiect îndepărtat să evolueze. Cu cât mai depărtat corpul cosmic, cu atât mai rapid va evolua distanța până la acesta (luând în calcul stric faptul că universul este în expansiune, iar obiectul cosmic se depărtează de noi ca urmare a acestei expansiuni).
Dat fiind faptul că viteza luminii este una „de melc”, raportat la distanțele enorme din cosmos, informațiile pe care le primim despre diverse obiecte cosmice indică nu unde sunt, ci unde au fost când a fost emisă lumina pe care am recepționat-o.
Prin urmare, ideea de a măsura spațiul este lipsită de sens, dată fiind caracterul dinamic al acestuia. În schimb, ce măsurăm este distanța dintre lucruri, prin diverse procedee (pentru distanțe lungi, singura metodă este aceea de a folosi undele electromagnetice - lumina). Cu cât mai mare distanța, cu atât mai mare imprecizia, dat fiind faptul că depindem de lumină, care are o viteză mare în raport cu mișcarea obiectelor din jurul nostru, dar mică atunci când vine vorba despre distanțele cosmice enorme. Vedeți mai jos mișcarea unui foton între Terra și Marte, planetă pe care ne dorim s-o colonizăm...
