Acum circa două luni am primit o întrebare interesantă: „Dacă am avea tehnologia de a ne deplasa cu să zicem 20% din viteza luminii, știind că viteza este legată și de timp, practic cel care ar călători cu această viteză timp de o săptămână, când se întoarce pe Terra, aici ar trece mult mai mult de o săptămână. Însă pentru mine cea mai dură întrebare este: dacă oricine ar putea să facă asta, ar fi haos? Pentru că pentru persoana X ar trece timpul într-un fel, pentru Y altfel și tot așa”.

Subiectul „călătoriei în timp”, apelând la călătorii la viteze mari este unul dificil de explicat chiar și pentru fizicieni. În fapt, cele mai multe explicații pe care le puteți găsi în literatura de popularizare a „paradoxului gemenilor”, căci aceasta este denumirea sub care găsiți acest fenomen, sunt de neînțeles și greșite. De cele mai multe ori pentru că ecuațiile nu sunt însoțite de o înțelegere conceptuală. Ecuațiile sunt esențiale, dar nu spun mereu întreaga poveste. În fapt, ecuațiile reprezintă de multe ori materializarea înțelegerii unui aspect al naturii.

Două idei sunt importante pentru o înțelegere a modului în care călătoria la viteze mari duce la experiențe diferite ale timpului pentru cel care efectuează călătoria și pentru cel care „rămâne acasă”.

1. Viteza este relativă

Acesta este un concept profund, ale cărui consecințe puțin le înțeleg. Mulți cred că simpla plecare spre o stea, indiferent de accelerație (ori chiar în lipsa ei), duce la „călătoria în timp”. Dar viteza este relativă. În lipsa accelerației, situația este în oglindă: nu apare niciun paradox.

Viteza nu are sens în universul nostru dacă nu este raportată la un observator / sistem de referință. Dacă plasezi un corp în spaţiul intergalactic gol, cum poţi spune dacă acel corp se deplasează ori este staţionar? Nu există nicio modalitate. În spaţiul interstelar nu există niciun punct fix absolut, niciun mod de a stabili un reper absolut. Nu există un sistem de referinţă absolut! Dacă vrem să aflăm viteza unui corp, trebuie să-l punem în relaţie cu ceva.

Acceleraţia, da, poate fi resimţită (este reală, indiferent de sistemul de referință), dar deplasarea cu o viteza constantă nu poate fi diferenţiată de starea de repaus, dacă nu plasăm corpul a cărui viteză vrem să o măsurăm într-un sistem de referinţă.

„20% din viteza luminii”, cum spune cititorul nostru, trebuie să se refere la 20% din viteza luminii în raport cu Terra. Să spui că un corp „are viteza egală cu 20% din c” nu înseamnă nimic; ori este implicit faptul că este vorba de viteza raportată la un sistem de referință.

Există o excepție când vorbim despre relativitatea vitezei: viteza luminii. În mod straniu, viteza luminii este aceeași față de orice în univers. Iar cele două concepte: relativitatea vitezei și constanța vitezei luminii au schimbat fizica, atunci când au fost puse împreună de Einstein în teoria relativității.

Citiți mai multe aici: De ce nimic nu se deplasează cu o viteză mai mare decât viteza luminii?
Ar putea prezent interes și: Cu ce viteză ne deplasăm în univers?


2.  Accelerația și gravitația afectează trecerea timpului

Einstein și-a dat seama că nu este nicio diferență între o mișcare accelerată și situarea într-un câmp gravitațional.

O consecință a faptului că accelerația afectează trecerea timpului este ceea ce numim paradoxul gemenilor, care în fapt nu este un paradox, adică faptul că dacă unul dintre doi gemeni se deplasează către o stea îndepărtată (accelerând și decelerând la plecare, la ajungerea la steaua îndepărtată și la sosirea înapoi pe Terra), la revenirea pe Pământ va fi mai tânăr decât geamănul rămas aici. Pentru că timpul trece mai încet atunci când accelerezi.

O explicație a modului în care gravitația / accelerația afectează trecerea timpului puteți citi în articolul nostru: De ce timpul trece mai greu la baza unui munte decât pe vârf.

 

Dar ce înseamnă 20% din viteza luminii?

Înseamnă o viteză foaaaarte mare! Viteza luminii este de 300.000 de km pe secundă. Imposibil de creat o tehnologie care să ne ajute să se deplasăm atât de rapid azi.

Pe de altă parte, dacă luăm în calcul enormele distanțe dintre obiectele cosmice, viteza luminii nu e cine știe ce. De exemplu, cum Soarele se află la o distanţă de aproximativ 150 de milioane de kilometri de Terra, un foton solar (lumina Soarelui) are nevoie de circa 8 minute şi 20 de secunde pentru ajunge la noi. Și vorbim de sistemul nostru solar, o zonă micuță din enorma (prin comparație) galaxie în care ne aflăm. Ce să mai vorbim despre deplasări în alte galaxii...

Iată câteva exemple de obiecte care se mișcă rapid făcute de om.

Cel mai rapid avion este X3 al NASA, care atinge o viteză maximă de 11.200 km pe oră; cam 0,001% din viteza luminii.

Cel mai rapid obiect făcut de om este sonda spațială Parker a NASA, care, lansată în 2018, a atins o viteză de 535 mii km pe oră, circa 0,05% din viteza luminii.

Sigur, tehnologia se îmbunătățește, probabil că vom identifica surse de energie mai eficiente în viitor, dar, cum vedeți, deocamdată o țintă de 1% din viteza luminii pare foarte ambițioasă.


Ce s-ar întâmpla dacă am putea călători la viteze foarte mari?

Nu cred că sunt foarte multe de comentat la întrebarea primită, dat fiind că odată înțelese consecințele, oricine își poate imagina cam ce ar ieși.

Dacă presupunem că am putea atinge viteze (relative) foarte mari în călătoriile noastre, am trece prin accelerații uriașe (necesare pentru a atinge acele viteze relative), care și-ar pune amprenta asupra modului în care experimentăm timpul, comparativ cu cei care ar rămâne pe Terra.

Cum spunea un alt cititor, ca reacție la întrebarea amintită: „În realitate, dacă am avea acces la o tehnologie care să ne permită să ne deplasăm de pe Terra şi înapoi cu viteze de măcar 20% din viteza luminii, şi toată lumea ar face asta (şi nu ar face-o toţi cu aceeaşi viteză), într-adevăr, dintr-un grup de 1000 de exploratori spaţiali născuţi pe Terra în aceeaşi zi vor rezulta la un moment dat 1000 de oameni cu vârste mereu diferite şi cu diferenţe variabile, la posibilele lor reîntâlniri repetate pe Pământ.

Într-o astfel de lume, într-adevăr, vârsta și-ar pierde din semnificația actuală.

Dar nu trebuie uitat că o astfel de călătorie extra-terestră nu este echivalentă cu o călătorie reală în timp. În sensul că cel care călătorește nu va avea o viață mai lungă, în sine. Și călătorul, și cel care rămâne pe Terra vor experimenta, la nivel personal, 20 de ani în același fel. Viața individuală nu se lungește. Nu vei putea călători în timp în felul celui văzut în diverse filme: îți propui în ce an vrei să mergi, setezi corespunzător „mașina timpului” și într-o secundă ajungi acolo.

Nu este însă puțin lucru să poți face o astfel de călătorie și să revii după, să zicem, 100 de ani tereștri (perioadă în care și tu vei îmbătrâni cu un număr de ani, funcție de accelerație / decelerație). Cine n-ar fi curios de o atare revenire? :) Condiția e să rămână totuși cineva pe Terra, să ducă societatea mai departe, pentru a avea motive serioase pentru a reveni, pentru a observa schimbările...

Ar fi haotică o astfel de lume? Fără dubii. Dar trebuie ținut cont de faptul că viața umană este relativ scurtă. Câte altfel de călătorii poți face?

Mai rămâne ca un scenarist american să citească acest articol și să propună un film cu această idee! 20% din câștiguri ar trebui să meargă către cititorul nostru! 2% către scientia.ro :)


Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    T. Ov. · 16:48 24.12.2021
    Nu am reușit să aprofundez paradoxul gemenilor niciodată, nu e pentru oricine tema...
    Dar, intuitiv, nu am fost niciodată convins de ideea că dilatarea timpului tine exclusiv de accelerație ori de prezența unui câmp gravitațional. Tind să cred că efectele sunt observabile și când un corp se deplasează constant cu o viteză foarte mare, o fracție importantă din viteza luminii, relativ la altul, in acelasi sistem de referinta. Și cred ca așa ceva ar putea fi verificat experimental în acceleratoarele liniare de particule (daca nu s-a intamplat deja), folosind muoni, care se dezintegrează destul de repede cand sunt in repaus, la nivel de microsecunde, si mult mai lent cand circula la viteze apropiate de viteza luminii.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    T. Ov. · 19:22 24.12.2021
    Pentru cei interesați de lămurirea întrebării cu privire la importanța accelerației în explicarea paradoxului gemenilor, un punct de plecare poate fi pagina Wikipedia de la linkul de mai jos, mai exact paragraful dedicat așa-numitei ipoteze a ceasului - ”clock hypothesis”:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Experimental_testing_of_time_dilation#Clock_hypothesis_-_lack_of_effect_of_acceleration
    • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
      Redox · 18:14 25.12.2021
      @T. Ov. Dilatarea timpului e una, adica la fel din ambele perspective, paradoxul gemenilor e altceva. Linkul tau arata ca dilatarea apare si fara acceleratie. Sigur. Dar e din ambele perspective.
      Simetria perfecta din paradox nu poate fi rupta decat de acceleratie.
    • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
      T. Ov. · 22:05 27.12.2021
      @Redox Ma refer la dilatarea timpului in contextul paradoxului gemenilor, desigur. Si, intr-adevar, fenomenul apare din ambele perspective. Cel putin teoretic, ca asa zice Einstein, dar noi nu ne putem pune "in pielea" miuonului accelerat spre viteza luminii ori a celui care se formeaza in atmosfera superioara a Terrei din raze cosmice, si deci nu putem verifica cata distanta si cat timp "vede" el ca experimenteaza geamanul stationar :)

      Ce spuneam e ca, desi nu inteleg prea bine explicatiile pe care le-am citit, cred ca se poate explica fenomenul fara a vorbi de ruperea simetriei prin apelul la acceleratie. De altfel exista si alte scenarii si formulari ale experimentului, putin diferite, si cateva explicatii in online care incearca o abordare fara apel la acceleratie.

      Dar, ramanand la exemplul cu muonii din acceleratoare, as vrea sa citesc undeva o explicatie a fenomenului respectiv, ca interpretare a paradoxului gemenilor. Nu am gasit. Practic gemenii sunt inlocuiti de muoni, unul stationar, altul accelerat la valori de genul 99,96% din c, si care se misca circular, dar cu viteza constanta. El trece de cateva ori prin pozitia in care "geamanul" sau deja s-a descompus, inainte de a se descompune, la randu-i. Unde apare aici acceleratia (cu exceptia celei initiale, de care putem face abstractie, la urmatoarele cicluri parcurse, odata ce viteza "de croaziera" in accelerator e atinsa)?
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Ioan · 22:07 24.12.2021
    Dacă am putea, am avea tehnologia, de a călătorii la viteze mari prin galaxie, am merge în ospeție pe la alte civilizații.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Ioan · 22:23 24.12.2021
    Dacă tot vrem să ne plimbăm prin galaxie, apăi viteza să fie viteeză, și nu cu : două roate și un măgar atelaj particular. O viteză așaaa de vreo cîteva milioane km/s.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    A.P · 10:16 25.12.2021
    Multumesc pentru răspunsul la intrebare cu un articol clar.Întrebarea nu a fost suficient de științifică insa ma bucur ca s-a inteles contextul .Un an nou fericit!
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Eugen · 19:58 27.12.2021
    Bine, miscarea putem sa spunem ca este relativa . Dar daca intre doua repere oriunde s-ar afla acestea daca distanta (ce o fi aia ) dintre ele se mareste ( real sau numai ca ni se pare) este foarte clar ca ceva s-a miscat . Nu avem nevoie de puncte de referinta . Universul se extinde oricum in toate directiile din toate punctele de referinta. Daca sunt pe Pamant sau in alta galaxie expansiunea are aceasi rata. Asa ca am un punct de referinta oriunde m-as afla in univers.Centrul.
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Eugen · 20:02 27.12.2021
    Care este oriunde vrei. Si de fapt de aceea se spune ca aia sau ailalta e la distanta de ... deoarece centrul universului fiind oriunde este si in centrul Pamantului !
  • Comentariul tău, publicat ca „vizitator”, va fi evaluat în scurt timp de către un moderator în vederea publicării. Utilizatorilor care au cont pe site ori care folosesc conturile de FB, Twitter ori Google li se publică în mod automat comentariile.
    Eugen · 21:34 27.12.2021
    Unde e centrul universului ? In centrul Pamantului. De fapt oriunde. Pai daca-i oriunde pot spune ca pot sa masor orice de oriunde ! Si masuratoarea e OK . De unde masoara oamenii distantele ? Pai din centrul universului care e peste tot in Universul adica si pe Pamant si pe Marte si oriunde  . Atunci gresesc daca masor vitezele si acceleratiile din centrul Pamantului ? Nu .
    Pamantul se misca dar totul se misca relativ in Univers. Relativ la ce ? Pai relativ la ce poate sa inteleaga omul . Toata teoria relativitatii se refera la OBSERVATOR (OM) . Adevarata teorie ( ce inca e un vis e mecanica particulelor care nu sunt particule si de fapt nimeni nu stie ce sunt)
Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Dacă găsești util site-ul, ne poți ajuta cu o donație!


Contact
| T&C | © 2022 Scientia.ro