Revista Tomis

Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp

Scurte considerații despre timp (II)

În primul episod am aflat că nu există un timp universal. Timpul este diferit dacă suntem în mișcare sau în repaus. Ca să ne îmbunătățim limbajul fizic propun să acceptăm formularea „timpul este diferit dacă observatorul se află în mișcare sau în repaus”. Adică, pentru observatorul aflat în mișcare timpul se scurge mai încet decât pentru observatorul aflat în repaus. În acest limbaj mai știm și că timpul se scurge mai încet pentru observatorul mai apropiat de o sursă gravitațională decât pentru cel mai îndepărtat de respectivă sursă. 

Și acum să formulăm problema: în acest Univers cu sute de miliarde de galaxii, cum putem să vorbim noi de o vârstă a Universului dacă noi suntem observatorul de aici de pe Pământ iar un alt observator s-ar putea afla pe un alt Pământ dintr-o galaxie extrem de îndepărtată?

Nu ar trebui, datorită faptului că galaxia îndepărtată se îndepărtează de a noastră în mod continuu, observatorul din aceea galaxie să aibă un alt timp cu care să deducă o altă vârstă a Universului?

Aici intervine teoria generală a relativității. 

În primul episod am aflat că există o matematică care trebuie schimbată dacă vrem să înțelegem fenomenele electromagnetice în conformitate cu realitatea experimentelor. Practic, limbajul matematic este cel care ne conduce la înțelegerea corectă a realitățîi înconjurătoare. Vrem să înțelegem Universul? Atunci trebuie să găsim limbajul matematic adecvat al descrierii Universului. Marele fizician Paul Dirac spunea că Dumnezeu a scris Universul în cea mai frumoasă limba matematică. 

Pentru Universul galaxiilor, această limbă este geometria diferențială. Evident, nu vom scrie nicio formulă și nu vom face un curs de geometrie diferențială aici. Vom spune că Einstein, ajutat de David Hilbert, a reușit să scrie niște ecuații care descriu Universul. 

Ele pot fi sintetizate într-o egalitate de formă G = M. În membrul drept avem ceva ce descrie materia. În membrul stâng avem ceva ce descrie geometria universului. Deci avem o egalitate de tipul Geometrie = Materie. John Archibald Wheeler, profesor la Princeton și coleg cu Einstein a sintetizat această egalitate în forma „materia dă forma spațiului, iar forma spațiului spune materiei cum să se miște în el”. Practic geometria spațiului creată de materie stabilește apoi reguli de deplasare ale materiei în spațiu. Deci Pământul se va mișca în jurul Soarelui așa cum îi spune geometria spațiului să o facă. Se poate calcula că traiectoria este aproape ca o curbă care seamănă cu o secțiune printr-o minge de rugby, o elipsă. Să menționăm însă ceva important. Spațiul despre care vorbim aici are 4 dimensiuni, una dintre dimensiuni fiind timpul. Un asemenea spațiutimp este complet diferit de spațiul 3-dimensional pe care îl percepe toată lumea. De ce? Într-un spațiu 3-dimensional eu pot să mă așez în fotoliu și să stau acolo în repaus un minut. În spațiutimp eu nu stau în repaus pentru că mă deplasez continuu de-a lungul axei timpului. Deci un Univers este un spațiutimp și problema matematicianului este să determine soluția corespunzătoare ecuației G = M.

De fapt, există mai multe posibile soluții, însă există evident și una care descrie Universul nostru. Această soluție are trei coordonate de tip lungime și una de tip timp.  Fără a intră în detalii tehnice, acel timp special al Universului descris în soluție se numește timp propriu. Acum în acest timp propriu al Universului ar trebui să evaluăm vârsta Universului, care vârstă evident nu va mai fi afectată de poziția observatorului dintr-o galaxie sau alta.

Aici intervin astronomii, iar cel care a făcut pasul în direcția potrivită a fost Edwin Hubble. El a observat că galaxiile îndepărtate se deplasează față de noi cu o viteză proporțională cu distanță de la noi până la respectiva galaxie. Constanța de proporționalitate dintre viteza V și distanța D se notează cu H, deci legea descoperită de Hubble se scrie în forma V = H • D. Dar H nu este chiar o constantă, H depinde de timp. Nu este greu de arătat că vârsta universului este chiar 1/ H, dar am promis că nu voi face calcule sau raționamente matematice aici. În momentul în care facem calculul, conform valorii lui H calculate de astronomi, găsim că Universul nostru ar trebui să aibă 13,78 miliarde de ani.

În acest timp propriu al Universului care a început în urmă cu 13,78 miliarde de ani putem să reconstituim o istorie a universului. Ce a fost la început? Ce urmează? Sunt alte întrebări la care vom răspunde în „episoade” viitoare

CITEȘTE ȘI

Scurte considerații despre timp (XIV)

Existența multiversului este provocarea cosmologiei actuale. De ce? Pentru că este greu de imaginat că am putea observa alte universuri când noi locuim în unul dintre ele. Este ca și cum ai sta într-un apartament dintr-un bloc și fără să ieși din apartament ar trebui să realizezi existența altor apartamente și a blocului. Dacă însă te uiți la țevile de

Citește mai mult »

Scurte considerații despre timp (XIII)

Existăm. Este un miracol de care mulți nici măcar nu sunt conștienți. Să considerăm următoarea situație în care apar personajele cu nume deja cunoscute, Alice și Bob. Ei se căsătoresc și la un moment dat Alice rămâne gravidă. Urmau să aibă un copil, dar ceva neașteptat se întâmplă. Alice pierde această primă sarcină. Pierde și următoarele două sarcini. O complicație

Citește mai mult »
Mai multe texte
RUBRICI: