Prima pagină Maratoanele Descopera Descoperă Misterele Universului

Un miracol periculos: calatoria in timp

09.30.2010 | ● Vizualizări: 13139
Un miracol periculos: calatoria in timp     calatoria in timp, Stephen Hawking, Morgan Freeman, mistere, misterele universului, univers, big bang, creationism, extraterestri, incredibil, Discovery Channel, Discovery Science + zoom
Galerie foto (8)

Pe cat se pare, in lumina celor mai recente teorii stiintifice, ceea ce socoteam a fi incredibil ar putea deveni realitate: am putea, cel putin la nivel teoretic, sa calatorim in spatiu-timp, “pacalind” legile cunoscute ale fizicii. Poate nu chiar maine, poimaine, dar cu siguranta intr-o buna zi; atunci cand vom depasi impasul punerii la punct a tehnologiei necesare.

Guvernele lumii ar trebui sa investeasca in... calatoria intimp!

Ideea de timp care "curge" ireversibil este atat de adancinradacinata in constiinta umana incat posibilitatea de a nedeplasa inainte si inapoi in cea de-a patra dimensiune,posibilitate pe care relativitatea n-o exclude din punct devedere teoretic, pare doar un scenariu gen StarTrek. "Si totusi, SF-ul de azi e demulte ori stiinta de maine. Tocmai de aceea este dedatoria noastra sa studiem fantezistele teoreme fizice aplicate deechipajul din Star Trek. Daca ar trebui sa studiem doar problemelepamantesti, ne-am limita foarte mult potentialul nostru uman".Aceste cuvinte nu-i apartin unui pasionat de SF, ci celui maicelebru fizician in viata, StephenHawking.

Tot Hawking este insa acelasi care a negat posibilitatea de acalatori in timp ani la randul, provocand o dezbatere incinsa inrandul cosmologilor si astronomilor, atunci cand acestia sustineauca teoria generala a relativitatii lui Einstein ar fi putut-oadmite. Calatoria in timp, declara el atunci, le-ar permiteoamenilor sa-si schimbe trecutul; ei si-ar putea impiedicapana si propria nastere, o posibilitate in opinia lui ridicola."Dovada cea mai evidenta ca o calatorie in timp nu va fi niciodataposibila este ca pana acum n-am fost invadati de hoarde de turistidin viitor", declara pe-atunci, ironic, Hawking. Recent, el pareinsa a fi schimbat "macazul": sustine acum ca o calatorie in timpnu doar ca este un lucru realizabil, dar si unul in care guvernelear trebui sa investeasca fonduri.



Intr-o prefata scrisa la cartea astronomului american LawrenceKrauss, The Physics Of Star Trek, Hawking vorbeste deschisdespre curbarea spatiului si despre viteze superioare celei aluminii. Afirma ca "una dintre consecintele calatorieiinterstelare accelerate ar fi ca s-ar putea merge inapoi intimp". Precizeaza totusi ca un voiaj in timp nu va fiprobabil "fezabil", dar semintele indoielii par a fi fost dejasadite in mintea lui: "Daca se combina teoria relativitatiigenerale a lui Einstein cu teoria cuantica, incepe sa para oposibilitate". Fapt este ca studiile pe tema asa-numitei "closedtime-like curves" (termenul tehnic pentru calatoria in timp),progreseaza in mai multe universitati, inclusiv la Cambridge siCaltech (Institutul de Tehnologie al Universitatii California). "Nunecesita bani multi; nu-i nevoie decat de o deschidere mentalasuficienta pentru a lua in considerare posibilitati la prima vederefantastice", preciza Hawking.

Teoria cuantica este cea care l-a facut pe Hawking sa-si schimbeparerea si asupra gaurilor negre. Considerate de multi un soi de"coridoare" de acces catre alte dimensiuni, gaurile negrepot reprezenta in opinia fizicianului "cheia" calatoriei intimp: "O gaura neagra are un efect dramatic asupratimpului, incetinindu-l mai mult decat orice alt lucru in galaxie,iar acest lucru o face sa fie un soi de masina a timpuluinaturala".

Trenul timpului

Un mod sugerat de Hawking pentru a calatori in timp este acelade a construi un mijloc de locomotie in masura sa ne permita acalatori foarte, foarte rapid. Cat de rapid? Pai cel putin la oviteza care sa ne permita sa evitam pericolul de a fi "inghititi"de o gaura neagra, si oricum inferioara limitei impuse deviteza luminii, egala cu circa 186.000 de mile/secunda.Aceasta viteza nu poate fi depasita, dar daca ne-am putea deplasacu valori apropiate vitezei luminii, am putea sa calatorim inviitor.

Afla mai multe despre teoriile lui Hawking vizavi decalatoria in timp, din octombrie, pe Discovery Science!

Asadar, ipotetic, daca ne-am afla in interiorul unuitren capabil sa mearga la viteze apropiate de cea a luminii -Hawking a dat exemplul unui tren care ar parcurge intreagacircumferinta terestra de 7 ori pe secunda - , timpul ar incepe sase scurga mai incet in interiorul acestuia decat in afaralui: in tren, totul s-ar intampla intr-un soi de "slowmotion". Motivul acestui fenomen, a explicat fizicianul, estetocmai acela de a "proteja" viteza luminii, limita insurmontabila afizicii. Prin urmare, in opinia lui Hawking, aceasta ar putea fi omodalitate de a calatori in timp, sau cel putin in viitor: dacarespectivul tren ar calatori 100 de ani (masurati de un observatorde pe Terra) consecutivi, pentru noi, potentialii calatori, dincauza incetinirii timpului, nu ar trece decat o saptamana.

Desigur, realizarea unui astfel de tren nu este posibila la oraactuala, dar exista ceva asemanator la CERN-ul din Ginevra:Large HadronCollider, capabil sa accelereze particulele dela 0 pana la 60000 mph intr-o fractiune de secunda.

Crescand puterea, particulele ar putea in teorie sa goneasca intunel de 11000 de ori pe secunda, cu o viteza apropiata de cea aluminii, atingand o valoare egala cu 99.99% din limita sa. Dacaacest lucru se intampla, incepe si calatoria in timp (fenomenul afost demonstrat de anumite tipuri de particule, numite "mezoni Pi",care au in mod normal o viata foarte scurta, de o fractiune desecunda, dar cand sunt determinate sa calatoreasca la vitezeapropiate de cea a luminii, durata lor de viata creste de 30 deori).

Sa traiesti intr-o singura zi cat un intreg an!

In viziunea lui Hawking, o modalitate de a utiliza acestprincipiu si a calatori in timp ar fi si aceea de a fabricao astronava adecvata si a o lansa in spatiu. Dotata cu propulsoarecorect dimensionate si alimentata cu cantitatea corecta decarburant, dupa circa 4 ani ar fi in masura sa atinga 90% dinviteza luminii, iar dupa alti 4 ani ar incepe sa calatoreasca intimp. Alti doi ani, si astronava ar atinge 99% din vitezaluminii, o zi petrecuta la bordul acesteia corespunzand unui anintreg petrecut pe Terra. Hawking isi si imagineaza cum ar putea fio calatorie in apropierea unei gauri negre pe o naveta spatiala:"Pentru oamenii curajosi de la bordul navetei timpul ar incetini,la fiecare orbita cu 16 minute, si ei ar avea doar experienta a optminute de timp".

Si alti cercetatori, printre care Fernando De Felice, profesorde fizica la Universitatea Padova, cred ca anumite gaurinegre "ascund" in ele masini ale timpului. Intr-adevar,gaurile negre sunt stele a caror materie este concentrata intr-unpunct infinitezimal numit "singularitate", unde timpul si spatiulse deformeaza pana in punctul in care traiectoria unei particule securbeaza asupra ei insasi, creand o situatie denumita "timeloop".

Practic, explica De Felice, particula in miscare, chiarcalatorind in viitor, s-ar intalni cu ea insasi in trecut. Iaripoteza ar fi ca, intrand intr-o gaura neagra, te-ai trezi intr-unsoi de inel, unde viitorul s-ar intalni cu trecutul, asadar, chiarsi mergand inainte, mai devreme sau mai tarziu, te-ai intoarce totin punctul de plecare. Riscul ar fi "doar" acela de a fi facutfarame de "malaxorul" imenselor forte gravitationale.

Cum s-ar putea construi o masina a timpului?

In opinia lui De Felice, calea cea mai simpla ar putea fi asadaraceea a crearii unei asa-numite "gauri de vierme"("wormhole"), adica a unui tunel care sa conecteze spatiile dindoua regiuni de spatiu-timp separate, iar trecerea prin acest tunelar echivala cu o calatorie in timp. Din pacate, in pofidaindelungatelor studii realizate in deceniul trecut cu privire laproprietatile unui astfel de wormhole, nu este inca foarte clar cumar fi posibila crearea unuia. Si daca unele teorii speculativeasupra teoriei gravitatiei cuantice afirma ca spatiul-timp are ocomplicata structura asemanatoare unei spume, alcatuite dinwormholes de marimea de 10-33 cm, adica de un miliard de miliardede ori mai mici decat un electron, totusi, doar putini fizicienicred ca este posibila "manipularea" uneia dintre aceste gauri devierme microscopice si marirea ei pana la dimensiuni utilizabile deom.

In opinia lui William A. Hiscock, profesor de fizica la MontanaState University, calatoria in viitor ar putea fi realizatautilizand dilatarea timpului din Relativitatea Specialaa lui Einstein, care sustine ca un ceas, chiarsi biologic, se misca mai incet pe masura ce atinge viteza luminii.Ca atare, plecand de pe Terra la bordul unei astronave carereuseste sa accelereze pana la a atinge viteze apropiate de cea aluminii, s-ar putea face o calatorie pana in centrul galaxieinoastre, cu intoarcerea in 40 de ani (timp masurat pe naveta). PeTerra, intre timp, vor fi trecut 60.000 ani, astfel ca, astronautuls-ar trezi asadar in viitor. Din pacate, un astfel de voiaj arnecesita o cantitate enorma de energie, imposibil de obtinut cutehnologia actuala.

Asa cum vede lucrurile Hiscock, si mai complicata reiese a ficalatoria inapoi in timp. Exista multe solutii la ecuatiaRelativitatii Generale a lui Einstein care permit unei persoane saurmeze o linie a timpului care ar face-o sa se intalneasca pe eainsasi sau un parinte intr-o epoca precedenta, problema sta insa ina decide daca aceste solutii nu sunt doar bizare rezultatematematice: niciun experiment nu a demonstrat pana acum caun astfel de voiaj in timp s-ar putea intampla in universul nostru,precizeaza profesorul. Cu toate acestea, adauga el, au fostrealizate de catre teoreticieni unele studii cu privire laposibilitatea de a manipula materia si geometria spatiu-timp astfelincat sa poata fi create "cai care sa se invarteasca in jurultimpului".

Calatorul imprudent

Celebrul "paradox al bunicului", descris pentru prima oara deautorul de carti SF René Barjavel in "Le voyageurimprudent" (1943), imagineaza situatia in care unnepot s-ar intoarce in timp si si-ar ucide bunicul inainte caacesta s-o intalneasca pe bunica, inainte asadar ca cei doi sa aibaocazia de a produce descendenti. Intr-un asemenea caz, nepotul nus-ar mai putea naste, prin urmare cum s-ar mai putea intoarce intimp sa-si macelareasca bunicul?! Exista si in acest senso teorie; unii fizicieni sustin ca orice eveniment ar produce unnou univers paralel, in care istoria ar evolua in manieraindependenta. Cu alte cuvinte, schimband un eveniment survenit nuam schimba istoria, doar ne-am pricopsi cu doua realitatiparalele.

De altfel, recent, paradoxul bunicului pare a fi fost rezolvatde un grup de cercetatori de la MIT din Boston, condusi defizicianul si informaticianul Seth Lloyd. Fata de celelaltetentative teoretice facute pana acum, Lloyd a recurs la un "efect"pana acum ignorat. El a pornit de la teleportare, procedeu facutcelebru de Star Trek, in care persoanele sunt transferate dintr-unloc in altul instantaneu (in laborator oricum, cativa fotoni aufost deja teleportati) si de la mecanica cuantica; "trucul" l-areprezentat insa utilizarea asa-numitului principiu depost-selectie, gratie caruia, doar particulele care au fostteleportate pot fi readuse inapoi la conditia originara, ele facandastfel o calatorie inapoi in timp. O asemenea masina nu arnecesita nicio distorsionare a spatiului sau a timpului.

In ultima instanta, in demersul cercetatorilor exista totusi sio intentie mai concreta decat calatoria in timp: efectul depost-selectie utilizat de profesorul Lloyd sta la baza cercetarilorcu privire la computerul cuantic, si in aceasta directie incep sase intrevada la orizont unele posibilitati.

Japonezul Michio Kaku, profesor de fizica la City University dinNew York, este convins si el ca functionarea unei masini a timpuluiar presupune utilizarea unei cantitati enorme de energie, dar credeca gaurile negre ar putea rezolva problema, gratie gaurilor devierme. "Distanta dintre doua puncte pe o foaie de hartie este olinie dreapta, dar daca noi am indoi hartia pana cand cele douapuncte ar coincide…". De altfel, primul care si-a imaginat aceastaposibilitate nici macar nu a fost un fizician, ci Lewis Carroll, ina sa "Alice in Tara Minunilor".

"In paginile romanului sau, Carroll o face pe Alice sacalatoreasca in timp trecand printr-o lupa. Daca o stea seprabuseste sub propria forta, ea nu cade intr-un punct precis, ciintr-un cerc alcatuit din neutroni, exact ca lupa lui Alice.Ce s-ar intampla daca s-ar incerca traversarea unei gaurinegre? Am cadea, precum Alice, in Tara Minunilor, sau ne-amdistruge? Nu stim acest lucru, dar intr-o buna zi vom trimite oracheta in mijlocul unei gauri negre, in cautarea unei posibilecalatorii in timp".

Facts: Ilustrii calatori in timp

  • Galileo Galilei (1564-1642) A fost primul om destiinta care a demonstrat ca timpul este un parametru-cheie inlegile miscarii. Legenda spune ca Galilei ar fi descoperitprincipiul ceasului cu pendul in iunie 1637, in timpul uneiplicticoase slujbe religioase, in timp ce se juca cu unfelinar.

  • Isaac Newton (1642-1727) Dezbaterea stiintificape tema calatoriei in timp dateaza inca din vremea lui Sir IsaacNewton care, in secolul 17, a exclus-o in mod categoric, sustinandca timpul si spatiul sunt fixe si imobile. El considera ca intregulUnivers este aidoma unui mecanism de ceasornic si ca partileacestuia se misca cu precizie matematica, stabilita de legi fixe siprevizibile.

  • Alexander Friedmann (1888-1925) A demonstrat caun univers infinit aflat in continua expansiune poate avea uninceput localizat in timp. Modelul matematic prin care explicaexpansiunea Universului este prima teorie in care se folosestetermenul de Big Bang.

  • Albert Einstein (1879-1955) A revolutionatideile lui Newton, demonstrand ca timpul nu este absolut siuniversal, ci relativ.

  • Hermann Minkowski (1864 -1909) A aratat cateoria lui Einstein despre relativitatea timpului implica olegatura inexorabila intre timp si spatiu - notiuni ce nu pot fiseparate. Minkowski afirma ca "de acum inainte, timpul si spatiulin sine sunt sortite sa se vestejeasca pana vor ajunge simpleumbre."

  • John Archibald Wheeler (1911-2008) Estefizicianul care a inventat si a definit exact termenul de gauraneagra. El considera gaurile negre niste tesaturi infinite aletimpului - portaluri spre eternitate. "Timpul este modalitatea princare natura a facut ca lucrurile sa nu se intample toate deodata",spunea el.

*

CONCURS

CREZI CA ESTE POSIBILA CALATORIA IN TIMP? Daca ti-ar fiaccesibila o astfel de calatorie, in ce perioada istorica / an aidori sa calatoresti?
Raspunde la intrebarea etapei de concurs, prin comentarii la acestarticol, pana luni 4 octombrie. Autoarea sauautorul celui mai interesant si bine argumentat raspuns, va fipremiat(a) de catre DESCOPERA.ro si Discovery Romania cu unul dintre cele 5 telescoapeSkyWatcher pe care vi le oferim incadrul acestui maraton.
Afla aici detalii despreconcurs!

Marea calatorie a descifrarii misterelorUniversului a inceput! Revino maine pentru a afla care sunt celemai mari 10 enigme ale Cosmosului si urmareste, in octombrie, douaseriale de exceptie marca Discovery!

*

"Universul vazut de Stephen Hawking" vaavea premiera: sambata, 2 octombrie, la ora 21.00, pe DiscoveryChannel, urmand ca restul episoadelor sa fie difuzate pe DiscoveryScience, in fiecare duminica, incepand cu 10 octombrie, de la ora21.10. "Universul văzut de Stephen Hawking" ne solicităimaginaţia până la limita universului cunoscut. Cel mai celebru omde ştiinţă încă în viaţă explorează splendoarea şi măreţia stelelorşi planetelor, galaxiilor şi supernovelor care modelează şipopulează cosmosul. Primul episod, "Povestea tuturor lucrurilor",relatează cea mai controversată poveste din lume - istoriaUniversului, începând cu energia uluitoare generată de Big Bangpână la sfârşitul omenirii; in vreme ce celelalte episoadeexploreaza ipoteza existentei extraterestrilor si controversatateorie a calatoriei in timp.

*

"Morgan Freeman si spatiul cosmic" vaavea premiera luni, 4 octombrie, la ora 21.10, pe DiscoveyScience. Actor premiat cu Oscar şi pasionat deinvestigarea spaţiului cosmic, Morgan Freeman este producătorulexecutiv, prezentatorul şi naratorul acestui serial care exploreazăcele mai mari mistere ale Universului din perspectiva omuluiobisnuit. De la cele mai recente realizări ale NASA şi ale unormari companii private, până la cele mai noi teorii formulate deoameni de ştiinţă şi cercetători, această serie studiază găurilenegre, colonizarea planetelor, teoria şirurilor şi multealtele.

Autor: Cecilia Stroe