„Continuitatea spațiu-timp” este unul dintre conceptele care au apărut în urma teoriei relativității și de care majoritatea oamenilor au auzit, dar pe care nu le înțeleg pe deplin, la fel ca și formula conexă E=mc2. Articolele științifice mențin o conștientizare a ambelor, dar science fiction-ul și meme-urile rezultate fac mai mult pentru a le menține pe fiecare în conștiința oamenilor.
Din păcate, conceptul de spațiu-timpul este considerabil mai greu de înțeles decât faimoasa ecuație a lui Einstein, dar asta nu înseamnă că trebuie tratat ca fiind de neînțeles pentru oricine nu are o diplomă în fizică.
Ce reprezintă conceptul de spaţiu-timp
Într-un sens, ideea este simplă: în loc să existe trei dimensiuni ale spațiului, timpul fiind ceva complet diferit, spațiul-timp este un lucru cu patru dimensiuni. Evenimentele sunt reprezentate în spațiu-timp prin patru coordonate: trei se bazează pe locul în care se produce ceva, în raport cu un punct de origine definit, iar a patra este momentul în care se produce.[sursa]
Deși Albert Einstein a făcut esențial conceptul de spațiu-timp prin teoria relativității, fizicienii se jucau cu ideea unui spațiu-timp unificat, în care timpul era tratat ca o a patra dimensiune, cu câțiva ani înainte, inclusiv prin inventarea numelui. Acestea sunt unite prin viteza luminii (în vid), care asigură că efectele unui eveniment au nevoie de timp pentru a fi resimțite în alte locuri.
Problema pe care majoritatea oamenilor o au cu acest lucru este că experimentăm timpul atât de complet diferit de lungime, lățime și înălțime, încât întreaga chestiune pare ridicolă. Dacă, de exemplu, ne dăm seama că am mers prea departe într-o anumită direcție, de obicei putem să ne întoarcem și să ne întoarcem. Ne-am dori ca același lucru să fie valabil și pentru timp.
Scriitoarea Ursula Le Guin a propus cu viclenie ideea unei anomalii în continuumul spațiu-timp din care timpul se termină, deoarece nu pare să fie niciodată suficient, constatând totodată că nu se observă același lucru pentru celelalte dimensiuni.
Fizicienii se străduiesc să explice de ce timpul este atât de diferit față de celelalte dimensiuni. Cu toate acestea, statutul său de a patra dimensiune, chiar dacă este unul special, poate fi demonstrat. Știm, de asemenea, că timpul este legat de celelalte trei dimensiuni, în măsura în care, adesea, acestea nu pot fi măsurate cu precizie una fără cealaltă.
În condițiile pe care le experimentăm în viața de zi cu zi, tratarea spațiului și a timpului ca fiind separate nu reprezintă o problemă, motiv pentru care ideea de spațiu-timp este atât de contraintuitivă. Cu toate acestea, dacă am călători cu o viteză apropiată de cea a luminii în raport cu ceva important pentru noi, situația ar fi foarte diferită.
O caracteristică cheie a relativității speciale este că timpul încetinește atunci când călătorim aproape de viteza luminii, în comparație cu experiența unui observator staționar. De asemenea, la o viteză apropiată de cea a luminii, spațiul se contractă în direcția mișcării. Acest lucru înseamnă că, dacă cineva care călătorește foarte repede ar măsura două evenimente și ar compara rezultatele cu cele ale unei persoane care se deplasează mai încet, ar obține separări diferite atât în spațiu, cât și în timp.
Cu toate acestea, folosind viteza luminii pentru a converti între unitățile de spațiu și timp, ambii observatori măsoară aceeași distanță spațiu-timp (presupunând că măsoară cu precizie).
În plus, acest continuum spațiu-timp poate fi distorsionat, de exemplu de forțe gravitaționale puternice care afectează timpul la fel de mult cum curbează spațiul. Deși controversată atunci când Albert Einstein a propus ideea, acum este posibil să se verifice modul în care masele mari deformează spațiu-timpul, de exemplu prin compararea ceasurilor de pe orbită cu cele de pe Pământ.
Măsurătorile mișcărilor obiectelor masive, cum ar fi pulsarii, unul în jurul celuilalt, confirmă cu o acuratețe din ce în ce mai mare previziunile relativității generale cu privire la funcționarea spațiu-timpului. Aceste măsurători sunt efectuate în continuare, în parte pentru că există teorii alternative la Relativitatea generală. Totuşi, deoarece acestea acceptă, de asemenea, natura timpului ca dimensiune și existența sa într-un continuum cu dimensiunile spațiului, chiar dacă una dintre alternative se dovedește în cele din urmă superioară, aceasta nu ar invalida spațiu-timpul.
Cu toate acestea, existența acestor teorii concurente reflectă faptul că, deși știm că există un continuum spațiu-timp, există multe lucruri pe care nu le înțelegem despre acesta. Neputința fizicienilor de a reconcilia relativitatea generală și mecanica cuantică a fost un punct sensibil timp de decenii. Mulți au sugerat că soluția ar putea fi un spațiu-timp cuantificat, dar până acum nimeni nu a găsit o modalitate convingătoare de a face acest lucru.
Abonaţi-vă la newsletter folosind butonul de mai jos, pentru a primi gratuit o notificare pe email atunci când publicăm un articol nou:
