Albert Einstein. RelativitateaToată lumea ştie că relativitatea vine cu reguli ciudate în ceea ce priveşte timpul şi spaţiul, dar ce se poate spune despre masă? De ce îşi măresc sau îşi micşorează obiectele masa, în funcţie de viteza lor relativă? Iată o explicaţie care face apel la conservarea impulsului.

 

 


În continuare vă vom explica de ce alergarea vă poate face să luaţi în greutate. Şi să ştiţi că nici nouă nu ni se pare un lucru corect :)

În acest moment cei mai mulţi oameni ştiu, datorită lui Einstein, că doi oameni pot resimţi în mod diferit trecerea timpului şi că timpul lor variază în funcţie de cât de repede se mişcă unul faţă de celălalt. Dacă ar fi să te clonezi şi să-ţi trimiţi clona pe o navetă spaţială care s-ar îndepărta foarte repede de tine, clona ta ar vieţui într-un timp mai lent în comparaţie cu tine. Tu ai fi blocat într-un fel de loc staţionar, vremea ta fiind pe sfârşite, în timp ce ţi-ai viziona clona ingrată şi parcă injust de tânără pe o rachetă în voiaj printre stele. Există şi o consolare, totuşi. Acea clonă ar putea fi un pic mai corpolentă decât tine.

Acesta este unul din multele capricii ale relativităţii. Odată ce ai fost afectat de dimensiunile timpului şi ale spaţiului, vei fi afectat de aproape orice altceva. Unii spun că, din moment ce masa şi energia sunt echivalente, accelerând viteza unui obiect, îi vei spori energia, iar aceasta îi va mări masa. De fapt, ideea creşterii masei obiectelor odată cu viteza este mai mult un experiment imaginar care va avea loc pe naveta unei rachete foarte reale la care ne uităm.


Clona ta se va simţi singură şi se va clona la rândul ei. Cele două clone, egale ca masă şi purtând aceeaşi îmbrăcăminte, se vor încăiera. Cele două se vor ataca cu o lovitură în zbor, se vor ciocni comic în înaltul văzduhului, oprindu-se în cele din urmă cu feţele lovite, aţâţate una împotriva celeilalte. Din perspectiva lor, acest lucru este un exemplu perfect de conservare a impulsului. Conservarea impulsului este un principiu care afirmă că, la nivel global, impulsul unui sistem trebuie să rămână constant. Când împingi ceva înainte, simţi un impuls echivalent către înapoi. Clonele, fiecare având o masă de, să zicem, 100 de kilograme, vor zbura una către alta cu o viteză de cinci metri pe secundă - una zburând spre stânga şi alta spre dreapta. Acestea sunt impulsuri echivalente ca valoare dar în direcţii opuse, media lor fiind un impuls nul. Când se ciocnesc, ele se opresc în întregime, reducând impulsul sistemului la zero. Impulsul este conservat.

Conservarea impulsului


De ce relativitatea înseamnă că masa se schimbă cu viteza? Sau cel puţin, aceasta este conservată în cazul clonelor. După ce ai terminat să te roteşti pe podea, râzând şi strigând, "Nu mai eşti aşa de drăguţă", îţi dai seama că ceva nu este în regulă. Când vor zbura una spre alta, o clonă se va mişca odată cu mişcarea navetei, iar cealaltă împotriva mişcării navetei. Iar noi am învăţat deja că timpul nu se derulează la fel când oamenii merg cu viteze diferite în raport cu tine. Clona care se va mişca împotriva mişcării rachetei va experimenta un timp uşor mai rapid în comparaţie cu tine, iar cea care se va deplasa în aceeaşi direcţie cu racheta se va confrunta cu un timp uşor mai lent în comparaţie cu tine. (Însă, din cauza capriciilor relativităţii, ele nu vor parcurge acelaşi spaţiu). Şi, din cauza mişcării proprii a rachetei, întreaga situaţie se va desfăşura într-un sistem temporal uşor diferit. Acest lucru înseamnă că simetria perfectă şi conservarea impulsului pe care o vor experimenta clonele nu se va aplica la perspectiva ta. Pentru tine, clonele fie vor crea, fie vor distruge impulsul.

Până când vei măsura cumva masa lor. Asta se va întâmpla atunci când îţi vei da seama că geamăna care se va mişca mai repede, în raport cu tine, va fi un pic mai grea. Cea care se va mişca relativ mai lent în comparaţie cu tine, va fi un pic mai uşoară. Această diferenţă de masă va contrabalansa distorsiunile de timp şi spaţiu şi va permite ca impulsul să fie conservat. Experimentul va putea funcţiona din perspectiva clonelor, de asemenea. În cazul în care s-ar hotărî să se construiască câte o rachetă pentru fiecare clonă şi să se lovească una de alta la aceeaşi viteză, comparabilă cu viteza luminii, în urma coliziunii ele ar sări în lateral ca şi cum s-ar fi aflat în maşini cu bară de protecţie şi s-ar vedea una pe alta mişcându-se în momente diferite timp şi la distanţe diferite, şi doar afectarea masei va conserva impulsul.

Acest fapt pare o prostie, dar a el fost observat experimental. Electronii care zboară prin tuburile cu raze catodice sunt un pic mai masivi decât electronii aflaţi în repaus. Particulele care se deplasează prin acceleratoare sunt mult mai masive decât cele care stau nemişcate. Această diferenţă mică de masă a fost observată încă din 1908. Desigur, nu va exista o diferenţă prea mare la vitezele cu care se deplasează oamenii. Dar ea există. Din nou, relativitatea creează confuzii în accepţiunea noastră asupra Universului.



Traducere de Maricica Botescu după why-does-relativity-mean-that-mass-changes-with-speed.