Tag: gravitatie

  • Ar fi posibilă călătoria în timp?

    Ar fi posibilă călătoria în timp?

    Deşi conceptul de călătorie în timp pare specific creaţiilor SF, de fapt, în conformitate cu teoria generală a relativităţii a lui Einstein, teorie care explică în ce mod funcţionează gravitaţia în Univers, călătoria în timp ar fi posibilă. Iar o nouă teorie, propusă de un astrofizician, susţine că secretul reuşitei ar putea fi „găurile de vierme” – o misterioasă caracteristică a Universului, prezisă de fizica teoretică, dar a căror existenţă nu a fost încă dovedită.

    A călători în viitor nu este deloc imposibil; de fapt, fizicienii chiar au reuşit să trimită într-un moment viitor din timp particule numite muoni, manipulând gravitaţia din jurul lor. Desigur, nu putem trimite oameni în viitor, dar, cel puţin, experimentul a confirmat corectitudinea teoriei lui Einstein.

    În ceea ce priveşte călătoria în trecut, ea este este încă şi mai puţin înţeleasă şi mulţi nu o consideră posibilă. Între specialişti se duce, în jurul acestei posibilităţi, o intensă luptă de idei. Astrofizicianul Eric W. Davis, de la EarthTech International Institute for Advanced Studies, din Austin, SA, susţine că ar fi posibilă. Ceea ce ne trebuie, crede el, este o aşa-numită gaură de vierme, un „tunel” prin spaţiu-timp, a cărui existenţă este prezisă, de asemenea, de teoria relativităţii.

    Însă existenţa găurilor de vierme nu a fost niciodată demonstrată şi, chiar dacă există, ele ar fi probabil atât de mici, încât nici vorbă să încapă prin ele o navă spaţială. Totuşi, un articol al lui Davis, publicat în American Institute of Aeronautics and Astronautics, explorează chestiunea maşinilor timpului şi posibilitatea ca o gaură de vierme să fie utilizată ca un mijloc de a călători înapoi în timp. Atât teoria relativităţii, cât şi fizica cuantică par să ofere soluţii matematice care să permită, teoretic, asemenea călătorii.

    O gaură de vierme ar putea, de exemplu, permite unei nave spaţiale să călătorească dintr-un punct în altul mai rapid decât lumina, într-un fel; nava ar ajunge la destinaţie mai repede decât ar face-o raza de lumină, pentru că ar lua-o pe „scurtătura” reprezentată de gaura de vierme. Şi totuşi, astfel, vehiculul nu ar încălca regula care spune că nimic nu poate călători cu viteză mai mare decât a luminii, deoarece nava, în realitate, nu ar călători mai repede decât lumina, ci doar ar merge pe un „drum” mai scurt.

    Teoretic, o gaură de vierme ar putea fi folosită pentru a traversa nu numai spaţiul, ci şi timpul.

    Totuşi, adaugă Davis în articolul său, transformarea unei găuri de vierme într-o maşină a timpului nu ar fi uşoară; chiar să creezi o gaură de vierme ar fi ceva extrem de dificil, iar odată creată, ar trebui ca unul dintre capetele ei sau ambele să fie accelerate prin timp până în poziţia dorită, conform teoriei generale a relativităţii.

    Alţi savanţi sunt însă de părere că o călătorie în trecut nu este posibilă în niciun fel de condiţii. Robert Owen, un astrofizician care lucrează la Oberlin College din Ohio, SUA, consideră că legile fizicii, atunci când vor fi cu adevărat înţelese, vor arăta că nu este cu putinţă călătoria în timp, în trecut.

    Pentru a menţine o gaură de vierme îndeajuns de stabilă pentru a putea fi străbătută, ar fi nevoie de cantităţi mari de materie exotică, ea însăşi încă prea puţin înţeleasă. Această categorie cuprinde, în mare, orice tip de materie care nu se comportă la fel cu materia barionică (particule înzestrată cu masă): materie cu masă negativă, materie neagră ş.a. În conformitate cu teoria generală a relativităţii, materia exotică nici nu poate exista; existenţa ei este însă permisă de teoria cuantică.

    Ceea ce fizicienii numesc materie exotică a fost până acum observată doar în cantităţi foarte mici, câtuşi de puţin suficiente pentru a deschide o gaură de vierme. Or, pentru a obţine o gaură de vierme traversabilă, fizicienii ar trebui să fie în stare să genereze şi să manipuleze cantităţi mari de materie exotică.

    Alţi oameni de ştiinţă, pe baza calculelor de mecanică cuantică, cred că încercarea de a transforna o gaură de vierme într-o maşină a timpului ar creea o reacţie specifică  (quantum back reaction), în care energia s-ar acumula până la un nivel atât de mare, încât ar distruge gaura de vierme chiar înainte ca aceasta să poată fi folosită  ca maşină a timpului. Însă modelul matematic utilizat pentru a descrie această reacţie ia în calcul doar o singură dimensiune a spaţiu-timpului.

    Una dintre problemele-cheie ale călătoriei în timp este faptul că fizicienii trebuie să-şi bazeze argumentele fie pe teoria relativităţii, fie pe teoria cuantică; or, ambele aceste modele sunt incomplete şi nu pot acoperi întreaga complexitate a ceea ce se petrece în Univers.

    Înainte de a se gândi la posibilitatea călătoriei în timp, fizicienii ar trebui să găsească un mod de a împăca teoria generală a relativităţii şi teoria cuantică, unificându-le într-o teorie cuantică a gravitaţiei, care ar putea servi apoi ca bază pentru viitoarele studii asupra călătoriei în timp.

  • Luna – un „cadou” de la Venus?

    Luna ar putea fi un “dar” din partea planetei vecine, Venus, care a avut cândva un satelit natural, pe care l-a pierdut. Capturat de câmpul gravitaţional terestru, acest corp ceresc a devenit satelitul natural al Pământului, sugerează o nouă teorie. Ideea contrazice concepţiile marii majorităţi a cercetătorilor, care consideră că Luna s-a format acum cca. 4,5 miliarde de ani, când un corp ceresc de mărimea unei planete s-a ciocnit cu Pământul în formare. Această teorie, numită a impactului gigantic, are, totuşi, punctele ei slabe, cum au şi teoriile alternative asupra formării Lunii, discutate recent la o conferinţă dedicată acestui subiect . Asemenea teorii alternative sunt:

    n teoria fisiunii, care afirmă că Luna ar fi o bucată desprinsă din scoarţa şi mantaua terestră ca urmare a forţei centrifuge generate de o rotire foarte rapidă a Terrei.

    n teoria acreţiei binare susţine că Luna şi Terra au luat naştere în acelaşi timp şi în aceeaşi regiune a spaţiului, din materialul care s-a aglomerat formând două corpuri spaţiale distincte – Terra şi satelitul său natural.

    n o nouă teorie alternativă este cea a capturării Lunii – atragerea ei de către Pământ, în câmpul gravitaţional al acestuia.

    O problemă comună teoriilor fisiunii, acreţiei binare şi capturării este faptul că ele nu pot explica valoarea ridicată a momentului cinetic al sistemului Lună-Pământ. Oamenii de ştiinţă cred că, iniţial, viteza de rotaţie a Pământului  era foarte mare, astfel încât o zi dura doar 5-6 ore, iar Luna se găsea foarte aproape de Pământ. Dar, treptat, rezistenţa creată de forţa mareică (o consecinţă a forţei de atracţie gravitaţională) a dus la încetinirea rotaţiei Pământului şi a împins Luna pe orbita ei actuală.

    Un argument împotriva teoriei capturii este faptul că, în solul selenar şi cel terestru, compoziţia de izotopi este foarte asemănătoare, ceea ce sugerează o origine comună a celor două corpuri cereşti. Dar, dacă analizele vor arăta că şi compoziţia lui Venus şi a Terrei sunt asemănătoare între ele, atunci acesta ar fi un argument în favoarea teoriei. De altfel, şi teoria impactului gigantic – larg acceptată – nu explică suficient de bine cum de sunt Terra şi Luna aşa de asemănătoare între ele în ceea ce priveşte compoziţia de izotopi.

    În orice caz, teoria capturării lunii venusiene de către Terra, propusă de Dave Stevenson, profesor la Caltech University, are  elemente interesante şi aduce o viziune nouă în domeniu. Specialistul crede că înţelegerea multor lucruri despre planetele din sistemul nostru solar depinde de cercetarea planetei Venus. Dacă aceasta a avut o Lună, ea trebuie să se fi format mult mai devreme, curând după formarea Sistemului Solar, şi să fi fost pierdută apoi, fie datorită unei coliziuni, fie dislocării ei de pe orbită din cauza trecerii unui obiect spaţial prin sistemul Venus-Lună.

    Luna îşi păstrează în continuare misterul; până în prezent, nu există nicio teorie care să explice complet modul în care Pământul şi-a dobândit satelitul natural, dar toate scenariile propuse sunt plauzibile într-o anumită măsură.