Revista Tomis

Scurte considerații despre timp (VII)

Este timpul o iluzie? Nu știm să confirmăm sau să infirmăm teoria lui Julian Barbour. Sigur este faptul că am primit multe comentarii legate de acest subiect și, înainte de a face următorul pas în incursiunea noastră legată de înțelegerea universului, trebuie să spun ceva: o teorie fizică poate fi infirmată sau confirmată de experimente. O teorie fizică se bazează pe un model matematic complex, capabil să facă predicții. Predicțiile sunt verificate prin experimente, putând fi confirmate sau infirmate. În cazul teoriei relativității generalizate, toate predicțiile au fost verificate confirmând teoria: precesia periheliului planetei Mercur, curbarea razelor de lumină în câmp gravitațional, existența găurilor negre și a undelor gravitaționale, expansiunea universului. În cazul teoriei lui Julian Barbour nu avem așa ceva, deși modelul teoriei sale are în spate ecuațiile gravitației cuantice. 

Cel mai probabil este ca timpul sa fie o consecință a expansiunii spațiului așa cum susține fizicianul experimentalist Richard Muller. Acum, adică momentul temporal „acum”, reprezintă timpul scurs de la Big Bang. Muller are în vedere experimente care să-i confirme teoria, experimente care ar trebui să adauge timpului universal fracțiuni de milisecunde prin „extinderea” unui spațiu închis mic. Să așteptăm să vedem dacă această teorie se va confirma experimental.

Oricum, toate aceste teorii care țin de relativitatea generală par să ne spună că universul este continuu și determinist. Dacă, însă, universul arată ca un șvaițer guvernat de legi probabiliste? Este momentul să facem un pas spre mecanica cuantică. Totul începe de la disputa dintre Aristotel și Democrit legată de „alcătuirea materiei”. În viziunea lui Aristotel, o bară de metal se putea tăia în două, apoi în patru, în opt, iar procesul continua la infinit. Democrit susținea că nu este așa, că procesul trebuie să se oprească atunci când ajungem la niște constituenți fundamentali ai materiei, pe care i-a numit atomi. Să spunem de la început că Democrit a avut dreptate. Materia este alcătuită din constituenți fundamentali. În căutarea atomilor de fier, de aur, dar și de hidrogen, oxigen, sulf au pornit alchimiști, chimiști, meteorologi, fizicieni și chiar matematicieni. Surpriza a venit când au constatat că atomul avea la rândul său constituenți, electroni și nucleu. Nucleul era și el format din constituenți, deci indivizibilitatea de care vorbea Democrit exista, dar un nivel mai jos decât s-a crezut inițial. Ce sunt acești constituenți fundamentali? Unde? Particule? Altceva? De aici putem spune că începe mecanica cuantică. 

Cei mai mulți dintre dumneavoastră au auzit cuvintele „undă” și „particulă”. Vă închipuiți undele gândindu-vă la pietre aruncate în apă. Sau, când folosiți telecomanda de la automobil și îi descuiații ușile. Ceva „merge” prin aer și realizează o interacțiune care produce efectul. Particulele vi le închipuiți ca pe niște bile mici cu care puteți să loviți un perete, de exemplu. Dar, dacă materia este alcătuită din „undicule”, adică obiecte care sunt în același timp și undă și particulă? Da, așa este. Mecanica cuantică șochează pentru că nu se potrivește cu intuiția noastră. Lumina este o undă electromagnetică descrisă de legile lui Maxwell. Einstein a arătat că lumina este alcătuită din pachete de energie, corpusculi sau particule cum le spuneam înainte, numite fotoni. Deci, lumina are caracter dual, este și undă și corpuscul în același timp. Este undiculă. Acest pas fundamental inițiat de genialul Einstein a fost continuat de Louis de Broglie care a presupus că electronul este și undă și corpuscul în același timp. Confirmarea a venit experimental mai târziu, iar ipoteza dualității materiei a devenit actul de naștere al mecanicii cuantice moderne. Un domeniu pentru care a trebuit să se inventeze o matematică capabilă să descrie comportamentul undiculelor, să creeze modele care să facă predicții testabile prin experiment. Mai multe lucruri în următorul episod, în care vom vorbi despre cei care au contribuit la edificarea mecanicii cuantice. Până atunci, obișnuiți-vă cu ideea că sunteți formați din structuri de undicule deci, cumva, fiecare dintre noi este și undă.

Mai multe texte
Citește și