Pentru lumină, timpul nu există
Cum reușește lumina să călătorească miliarde de ani-lumină fără să încetinească vreodată? Aceasta este o întrebare care pare să sfideze bunul-simț. Pentru a o înțelege, trebuie aprofundate proprietățile uimitoare ale luminii.
O călătorie fără sfârșit prin spațiu?
Lumina este o undă electromagnetică… și nu are masă. Tocmai această lipsă de masă îi permite să călătorească cu o viteză de 300.000 de kilometri pe secundă fără să încetinească vreodată, atâta timp cât rămâne în vid. Astfel, ea scapă de toate formele de frecare și de gravitație care de obicei încetinesc obiectele materiale.
În imensitatea spațiului, vidul este aproape perfect. Practic, nu există nimic care să perturbe lumina. Drept urmare, aceasta parcurge cele mai mari distanțe din Univers, intactă. Dar atenție: atunci când întâlnește materie, precum atmosfera Pământului sau un nor de gaz interstelar, poate fi absorbită sau difuzată, adică împrăștiată în toate direcțiile.
Datorită acestei abilități, astronomii pot observa galaxii îndepărtate și, într-un fel, se pot întoarce în timp, captând lumina emisă cu miliarde de ani în urmă, radiația cosmică de fond. Astfel, ei văd trecutul Universului.
Relativitatea: când timpul se întinde… și se oprește
Ce-ar fi dacă am adăuga o tușă de relativitate? Conform lui Einstein, timpul nu este fix, ci depinde de viteză și gravitație. Aceasta se numește dilatare a timpului.
Un obiect care călătorește cu viteză mare sau care se află în apropierea unui câmp gravitațional intens va vedea timpul curgând mai lent decât un obiect aflat în repaus sau departe de acea gravitație. De exemplu, ceasurile sateliților GPS trebuie corectate pentru a ține cont de această diferență de timp. Pentru un foton (particula luminii), este și mai contraintuitiv: atunci când călătorește cu viteza luminii, timpul se oprește complet din perspectiva sa.
Cu alte cuvinte, călătoria sa dintr-un punct în altul al Universului pare instantanee. „Viața” sa este limitată la nașterea sa (emisia) și imediat la moartea sa (absorbția), chiar dacă locul nașterii și locul morții sale sunt la miliarde de ani-lumină distanță. Pentru noi, ar fi durat miliarde de ani pentru a parcurge această distanță. Dar pentru foton, deplasarea este instantanee.
Aceste concepte, oricât de confuze ar fi, sunt cruciale pentru înțelegerea Universului nostru și a tehnologiilor moderne, cum ar fi GPS-ul.
Pentru foton, timpul nu există
Cazul extrem este cel al fotonului, care călătorește cu viteza luminii. Pentru el, timpul stă în loc. Natura fotonului este mai mult decât fascinantă, deoarece el însuși nu cunoaște trecutul, prezentul sau viitorul.
Totul este conținut în natura sa și, pentru el, nu există relativitate; totul se întâmplă, s-a întâmplat și se va întâmpla în același timp. Și, în cele din urmă, fotonii sunt cei care dau sens universului, deoarece ei sunt purtătorii de informații.
Lumina pare să dețină cheia timpului
S-ar putea ca lumina să conțină adevărata natură care încorporează timpul.
În „universul” relativității al lui Einstein, să presupunem că doi observatori A și B sunt în repaus în două locuri diferite din univers. Deoarece nu se mișcă unul față de celălalt, fiecare nu are propria realitate „actuală”. Dacă unul dintre observatori se mișcă spre celălalt, să presupunem că B se mișcă spre A, în timp ce A rămâne în repaus. B va vedea evenimente din trecutul lui A („prezentul” ambilor observatori s-a schimbat) și, dacă se mișcă în direcția opusă, va vedea evenimente din viitorul lui A.
Pe baza celor de mai sus, momente din viața ta ar putea fi observabile de către un alt observator care se deplasează în raport cu tine în altă parte a Universului. E o nebunie, dar fotonul pare a fi cheia descifrării codului secret al timpului.
Lumea cuantică (fotonul) generează timpul, iar lumea macroscopică îl experimentează, dar îl experimentează într-o singură direcție: cea a săgeții timpului percepută de simțurile noastre, ceea ce înseamnă deplasarea exclusivă spre viitor.
„Lumile” Micului și Marelui Univers
Ceea ce se întâmplă este că realitățile lumii macroscopice, cu galaxiile, stelele, planetele și asteroizii ei, pot fi explicate prin teoria relativității, dar realitățile lumii microscopice a particulelor, quarcilor, fotonilor și așa mai departe, pot fi explicate prin mecanica cuantică. Cele două teorii sunt incompatibile.
Einstein știa acest lucru: teoria sa a relativității nu corespundea legilor mecanicii cuantice. Aceasta a fost ultima sa problemă, pentru care nu a avut „timp” să găsească o soluție.
De atunci, efortul actual al oamenilor de știință a fost de a reuși să combine cele două teorii pentru a oferi o explicație pentru ambele lumi. Numai atunci, vom putea în sfârșit să înțelegem toate lucrurile și „timpul”.
© CCC