Materia curbează spaţiu-timpul, iar spaţiu-timpul curbat dictează mişcarea materiei în univers. credit: LIGO/T. Pyle

Einstein a schimbat fundamental modul în care înțelegem universul. Una dintre ideile cele mai stranii, dar demonstrate experimental, este aceea că timpul nu trece pretutindeni la fel, curgerea timpului fiind afectată de locul în univers (de gravitație). Dar cum este biologia afectată de gravitație? Adică de ce un om într-un câmp gravitațional mai puternic ar îmbătrâni mai încet?

Dacă nu sunteți familiarizat cu ideea, puteți citi acest articol: De ce timpul trece mai greu la baza unui munte decât pe vârf, pentru a vedea de ce credem că gravitația afectează curgerea timpului.

Dacă ați urmărit filmul Insterstelar, ați văzut cum tatăl se întoarce dintr-o misiune cosmică și-și găsește fiica mai bătrână decât el...

Dar acest articol nu este unul care răspunde la întrebarea din titlu, ci este unul care vă cere opinia, pentru că încă nu pot face legătura între relativitatea generală și biologie. Încă nu mi-e clar cum putem face pasul de la dovada că un ceas atomic este afectat de un câmp gravitațional și modul în care este afectat „mecanismul” celular, care stă la baza evoluției unui organism.

Deși complicată, explicația cu privire la modul în care lumina (folosită pe post de ceas) este afectată de câmpul gravitațional este inteligibilă. Dar care este legătura între modul în care este afectată lumina de gravitație și modul în care funcționează celula?

Spunem că „gravitația afectează trecerea timpului”, dar, în fapt, ce știm este că gravitația afectează modul în care măsurăm traiectoria radiației electromagnetice (lumina). Iar pentru că folosim lumina pe post de „ac de ceasornic”, atunci spunem că „gravitația afectează timpul”. Sigur, timpul este ceea ce măsurăm cu un dispozitiv, în cazul nostru cu un ceas atomic.

Pentru paradoxul gemenilor există explicații matematice (deși aș spune că nu există nicio explicație conceptuală mulțumitoare). Dar nu există nicio dovadă experimentală, după știința mea, care să arate că biologia este afectată de gravitație. Asta nu înseamnă că nu este așa, ci doar că este imposibil de testat așa ceva, cel puțin deocamdată (deși nu văd cum ar putea fi efectuate astfel de experimente în viitor).

Deci? Vreo idee despre motivul pentru care o celulă s-ar comporta diferit la baza unui munte decât pe vârf?

Pentru cei dispuși la un efort de gândire pe acest subiect, merită aruncată o privire și pe articolul în care susțin că, în fapt, timpul nu există, pentru că are legătură cu subiectul acestui articol (pentru că în fizică timpul este tratat ca ceva care „există” în natură, pe care doar îl măsurăm, ceea ce s-ar putea să nu fie adevărat).

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.
  • This commment is unpublished.
    T · 23 days ago
    Un inceput bun de analiza ar fi, cred, sa mutam problema pe taramul chimiei ori fizicii particulelor. Personal m-am gandit in trecut la chestiuni similare in felul descris mai jos.

    Exista materiale radioactive (ori particule elementare) cu perioade de injumatatire (sau descompunere, pentru particule precum miuonul) suficient de mici, ca ar putea fi folosite in cadru experimental pentru a testa cum anume afecteaza "varful de munte" evolutia unei cantitati de material radioactiv ori descompunerea unor particule subatomice. Banuiesc ca astfel de experimente s-au facut deja.

    Vazand asta cu ochii mintii, dar si in realitate, si anume ca un proces chimic/atomic elementar se petrece mai repede sau mai incet in functie de campul gravitational, cred ca am face primul pas spre a muta in zona "familiarului" faptul ca si procesele biologice sunt afectate in mod similar... 

    Ceasul din experimentele mentale despre relativitate este deci inlocuit cu evolutia unor procese fizico-chimice elementare. Se intampla asta, iar trecerea la a privi cu aceeasi ochi si procesele biologice ar trebui sa fie un pic mai facila pentru mintea omului in acest context. 
    • This commment is unpublished.
      Iosif A. · 22 days ago
      @T Aici e toată dificultatea, într-adevăr: cum să faci trecerea către procesele biologice.
      Problema pare a fi atât de dificilă că, după știința mea, nu s-a aventurat niciun om de știință să ofere măcar ipoteze. Toți ajung din punctul A (traiectoria luminii este modificată într-un câmp gravitațional puternic) la punctul B (timpul trece mai încet, îmbătrânit mai lent), fără nicio explicație intermediară.
    • This commment is unpublished.
      T · 22 days ago
      @Iosif A. Dacă discutam strict în termenii propuși de teoria relativității generalizate, răspunsul e ca biologia nu se schimba odată cu gravitația, pentru ca gravitația nici măcar nu exista. Știu ca nu spun vreo noutate, dar geometria locala a spațiu-timpului e cea care determina totul. Ceasul bacteriei de pe vârf de munte, pentru acea bacterie, arată aceeași rata de schimbare a biologiei bacteriene (pentru bacteria de munte), ca și ceasul bacteriei marine pentru aceasta din urma. 

      Nici nu cred ca asemenea chestiuni sunt testabile, scenarii precum cel din Interstellar fiind intenționat exagerate. Biologia, asa cum o știm, bănuiesc ca cedează în proximitatea gaurilor negre, reducând totul la componentele atomice și mai mici ale respectivei materii biologice... 
    • This commment is unpublished.
      Iosif A. · 21 days ago
      @T Corect. Dar cred că aici este miezul misterului. Și chiar sunt corelate indicațiile ceasului cu biologia bacteriilor în cele două situații?
      Adică...
      Două ceasuri identice. O bacterie la baza muntelui, una în vârf. Fiecare cu ceasul ei. După un an, punând ceasurile unul lângă altul, va fi o diferență între acestea. Va fi una și între modul în care au evoluat bacteriile, dacă le punem una lângă alta?
      Sigur, în exemplul ăsta, diferențele sunt infime, și între ceasuri și, dacă sunt, între bacterii, dar nu asta contează.

  • This commment is unpublished.
    Adi · 23 days ago
    O celula are nevoie de oxigen pt functionare, de regula. La baza muntelui presiunea partiala a oxigenului e mai mare decat la varf, deci exista o diferenta in fiziologia celulei. 
    • This commment is unpublished.
      Iosif A. · 22 days ago
      @Adi Vă referiți la presiunea atmosferică?
      Nu cred că înțeleg cum explică asta misterul :)
    • This commment is unpublished.
      Adi · 21 days ago
      @Iosif A. Doar o constatare intre modul cum o celula functioneaza sus vs baza muntelui, pe parte de fiziologie. Pe parte de fizica (gravitatie), nu stiu, nu ma bag :) 
  • This commment is unpublished.
    Alex · 21 days ago
    O explicatie concisa ar suna cam asa:cand discutam despre dilatarea timpului in cadrul teoriei relativitatii,trebuie sa avem permanent in vedere ca teoria nu este despre TINE,este despre CEEA CE OBSERVA CEILALTI.Din punctul tau de vedere ca individ,indiferent unde esti sau cat de repede te misti,timpul va aparea ca se scurge LA FEL cum se scurge intotdeauna.Sa presupunem ca te afli intr-o nava super rapida,fiecare secunda a ta inseamna mii de ani pe Terra.Asta inseamna ca traim vesnic?Bineinteles ca nu,vom avea parte de o viata la fel de lunga ca orice individ.Da,pe Terra au trecut miliarde de ani,dar tu nu experimentezi miliarde de ani,vei experimenta cateva zeci,ca orice om.Sau sa presupunem ca ne aflam intr-un camp gravitational foarte puternic(cazul unei gauri negre).Dilatare extrema temporala?Din nou,este vorba de ce vad ALTII.Altii,cei de pe Terra,te vad cum imbatranesti lent si vor vedea cum ceasul/timpul tau curge lent.Dar din punctul tau de vedere...ceasul functioneaza normal si vei imbatrani la fel cum imbatraneste orice om normal.Si sa subliniez inca o data:teoria relativitatii nu este despre ce ti se intampla TIE,este despre ce vad CEILALTI,cei ce observa.
    • This commment is unpublished.
      Iosif A. · 21 days ago
      @Alex Corect.
      Dar, pe de altă parte, o consecință a relativității generale este că timpul nu este absolut.
      Și că există o diferență între modul în care trece timpul între locuri diferite din univers, atunci când aduci ceasurile împreună, după ce au măsurat timpul în locuri diferite, cu gravitație diferită.
      Întrebarea mea este dacă e vorba doar de ce spun ceasurile, sau e vorba și de biologie.
      Ceea ce spuneți este explicația clasică, dar care face, în opinia mea, un salt pe care nu-l explică: presupune că timpul este „ceva” pe care ceasul îl măsoară în mod precis. Dar poate fi altfel: timpul este ce măsoară ceasul, în sensul că noi numim timp frecvența mijlocului de măsurare a timpului. Ceea ce nu-i același lucru.
      Am putea spune, așadar, că ceasul este afectat, nu timpul (care nu știm ce este). Și de aceea apare în discuție, cred, biologia.
  • This commment is unpublished.
    Florian · 20 days ago
    Cred ca prima sugestie este destul de buna. Am făcut facultatea de medicina dar sunt pasionat de fizica, orice proces biologic se bazează pe unul chimic și acesta la rândul lui pe unul fizic. În momentul în care te afli intr un context de natura sa modifice activitatea ''normala'' a proceselor fizice automat este afectata și chimia și apoi biologia. La urma urmei chiar gândurile noastre emerg din impulsurile neuronale care circula în interiorul cutiei craniene adica niște procese fizico-chimice la fel ca ciclul krebbs. Cred pur și simplu ca se micșorează viteza de reacție chimica sau se mărește fără a ne da seama de aceasta pentru ca inclusiv creierul încetinește sau accelerează. 
    • This commment is unpublished.
      Iosif A. · 20 days ago
      @Florian Da, aceasta este presupunerea naturală: că trebuie să existe o legătură între una și alta, în fizică și biologie.
      Dar care? :)
      Paradoxul gemenilor, în fapt, despre asta este: despre cum accelerația (care-i tot una cu gravitația) afectează modul în care trece timpul pentru geamănul care pleacă în călătoria cosmică. Accelerația (gravitația) modifică biologia. Dar cum?

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