Calatorind prin timp

Primiti e-mailuri cu privire la viitoarele programe NOVA si continutul aferent, precum si raportari prezentate despre evenimente curente printr-un obiectiv stiintific.

Avem un simt al timpului zilnic, dar ce este exact? Intrebarea este la fel de greu de raspuns, daca calatoria in timp va fi sau nu posibila.

© RTimages / iStockphoto

Poate fi oprit fluxul de timp? Cu siguranta unii mistici s-au gandit asa. Angelus Silesius, un filosof si poet din secolul al saselea, a crezut ca fluxul timpului poate fi suspendat de puterile mentale:

Timpul este al tau;

ceasul iti este batut in cap.

In momentul in care te opresti gandit,

timpul se opreste si mort.

Linia dintre stiinta si misticism creste uneori subtire. Astazi fizicienii ar fi de acord ca timpul este una dintre cele mai ciudate proprietati ale universului nostru. De fapt, exista o poveste care circula printre oamenii de stiinta ai unui imigrant din America care si-a pierdut ceasul. Se indreapta catre un barbat pe o strada din New York si il intreaba: „Te rog, domnule, ce este timpul?” Omul de stiinta raspunde: „Imi pare rau, va trebui sa intrebi un filozof. Sunt doar fizician”.

Array

timpul trecut

Majoritatea culturilor au o gramatica cu timpuri trecute si viitoare si, de asemenea, demarcatii precum secunde si minute, si ieri si maine. Cu toate acestea, nu putem spune exact ce este timpul. Desi studiul timpului a devenit stiintific in timpul lui Galileo si Newton, o explicatie cuprinzatoare a fost data doar in acest secol de catre Einstein, care a declarat, de fapt, ca timpul este pur si simplu ceea ce citeste un ceas. Ceasul poate fi rotirea unei planete, nisipul care cade intr-o clepsidra, o batai de inima sau vibratiile unui atom de cesiu. Un ceas tipic al bunicului urmareste simpla lege newtoniana care afirma ca viteza unui corp care nu este supus fortelor externe ramane constanta. Aceasta inseamna ca mainile de ceas parcurg distante egale in timp egal. In timp ce acest tip de ceas este util pentru viata de zi cu zi, stiinta moderna constata ca timpul poate fi deformat in diferite moduri,

Astazi, stim ca calatoria in timp nu trebuie sa se limiteze la mituri, science fiction, filme de la Hollywood sau chiar speculatii ale fizicienilor teoretici.

Autorii de stiinta-fictiune au avut diverse utilizari pentru masinile timpului, inclusiv vanatoarea dinozaurilor, turismul, vizitele stramosilor cuiva si colectarea animalelor. Inca de pe vremea celebrului roman HG Wells The Time Machine (1895), oamenii au devenit din ce in ce mai intrigati de ideea de a calatori in timp. (Am avut norocul de a discuta cu nepotul lui HG Wells, care mi-a spus ca cartea bunicului sau nu a fost niciodata epuizata, ceea ce este rar pentru o carte cu un secol.

Array

) In carte, protagonistul foloseste un „negru si alama lustruita „masina de timp pentru a obtine controlul mecanic in timp, precum si pentru a reveni la prezent pentru a readuce povestea sa si a evalua consecintele prezentului asupra viitorului. Wells a fost absolvent al Colegiului Imperial de Stiinta si Tehnologie, iar limbajul stiintific patrunde in discutiile sale.

Prima editie a povestii clasice de stiinta-fictiune HG Wells despre calatoriile in timp a debutat in 1895 si a fost republicata de zeci de ori de atunci.

Una dintre cele mai vechi metode de calatorie fictiva in timp nu implica o masina; personajul principal din „Rip van Winkle” de la Washington Irving (1819) pur si simplu a adormit zeci de ani. Fiica regelui Arthur Gweneth a dormit 500 de ani sub vraja lui Merlin. Legendele antice ale distorsiunii timpului sunt, de fapt, destul de comune. Una dintre cele mai poetice descrieri ale calatoriei in timp apare intr-o populara legenda medievala care descrie un calugar atragit timp de un minut de cantecul unei pasari magice. Cand pasarea nu mai canta, calugarul descopera ca au trecut cateva sute de ani. Un alt exemplu este legenda musulmana a lui Muhammad purtata de o iapa in cer. Dupa o lunga vizita, profetul se intoarce pe Pamant tocmai la timp pentru a prinde un borcan cu apa pe care calul il lovise inainte de a incepe ascensiunea.

Calatoria in timp este posibila

Astazi, stim ca calatoria in timp nu trebuie sa se limiteze la mituri, science fiction, filme de la Hollywood sau chiar speculatii ale fizicienilor teoretici. Calatoria in timp este posibila. De exemplu, un obiect care calatoreste cu viteza mare imbatraneste mai lent decat un obiect stationar. Aceasta inseamna ca, daca ai calatori in spatiul exterior si a te intoarce, apropiindu-te de viteza luminii, ai putea calatori mii de ani in viitorul Pamantului.

Cea mai importanta contributie a lui Newton la stiinta a fost definitia sa matematica a modului in care miscarea se schimba cu timpul. El a aratat ca forta care determina caderea merelor este aceeasi forta care conduce miscarile planetare si produce maree. Cu toate acestea, Newton era nedumerit de faptul ca gravitatia parea sa functioneze instantaneu la distanta. El a recunoscut ca poate descrie doar fara sa inteleaga cum functioneaza. Nu pana la teoria generala a relativitatii a lui Einstein a fost schimbata gravitatia de la o „forta” la miscarea materiei de-a lungul celui mai scurt spatiu intr-un spatiu curbat. Soarele se indoaie spatiu, iar spatiu spune planetelor cum sa se miste. Pentru Newton, atat spatiul, cat si timpul au fost absolute. Spatiul era o metrica fixa, infinita, nemovatoare, impotriva careia miscarile absolute puteau fi masurate. Newton credea, de asemenea, ca universul era pervers de o singura data absoluta care putea fi simbolizata printr-un ceas imaginar de undeva din spatiu. Einstein a schimbat toate acestea cu teoriile sale despre relativitate si a scris odata „Newton, iarta-ma”.

Teoria relativitatii lui Albert Einstein, care era mult mai larga decat o ecuatie iconica, a schimbat fundamental intelegerea noastra despre timp si spatiu.

Steve Cole / Photodisc

Prima contributie majora a lui Einstein la studiul timpului a avut loc cand a revolutionat fizica cu „teoria sa speciala a relativitatii”, aratand modul in care timpul se schimba cu miscarea. Astazi, oamenii de stiinta nu considera ca problemele de timp sau miscare sunt „absolute” cu un singur raspuns corect. Deoarece timpul este relativ la viteza la care se deplaseaza, nu poate exista niciodata un ceas in centrul universului la care fiecare sa-si poata seta ceasurile. Intreaga ta viata este clipirea unui ochi catre un extraterestru care calatoreste aproape de viteza luminii. Astazi, mecanica newtoniana a devenit un caz special in teoria relativitatii a lui Einstein. Relativitatea lui Einstein va deveni in cele din urma un subset al unei stiinte noi, mai cuprinzator in descrierea tesaturii universului nostru. (Cuvantul „relativitate” deriva din faptul ca aspectul lumii depinde de starea noastra de miscare; este „relativ.”)

Exista o ciudatenie a simfoniei cosmice care poate cuprinde deplasarea in timp, dimensiuni mai inalte, suprapunerea cuantica si universuri paralele.

Suntem un moment in timpul astronomic, un oaspete tranzitor al Pamantului. Creierul nostru umed, incretit, nu ne permite sa intelegem multe mistere ale timpului si spatiului. Creierul nostru a evoluat pentru a ne face sa fugim de la pisicile dintate cu sabre pe savana americana, la vanarea caprioarelor si sa scapam eficient de uciderea marilor carnivore. In ciuda limitarilor noastre mentale, am ajuns remarcabil de departe. Am reusit sa tragem inapoi perdelele cosmice o fisura pentru a lasa lumina. Intrebarile ridicate de fizicieni, de la Newton la Kurt Gidel la Einstein si Stephen Hawking, sunt printre cele mai profunde pe care le putem pune.

Odata subiectul principal al scriitorilor de fictiune, calatoriile in timp sunt considerate serios de catre fizicieni precum Stephen Hawking.

© Fundatia educationala WGBH

Este timpul real? Nu curge intr-o singura directie? Are un inceput sau un sfarsit? Ce este eternitatea? Niciuna dintre aceste intrebari nu poate raspunde la satisfactia oamenilor de stiinta. Cu toate acestea, simpla adresare a acestor intrebari ne intinde mintea si cautarea continua a raspunsurilor ofera informatii utile pe parcurs.

Viitorul calatoriilor in timp

Diversi cercetatori au propus modalitati prin care pot fi construite masini de timp inapoi si inainte, care nu par sa incalce legile fizice cunoscute. Amintiti-va ca legile fizicii ne spun ce este posibil, nu ceea ce este practic pentru oameni in acest moment. Fizica calatoriei in timp este inca la inceput. In timp ce toti fizicienii recunosc astazi ca calatoria in timp in viitor este posibila, multi inca cred ca calatoria in timp in trecut nu va fi niciodata usor realizabila. Nu credeti pe nimeni care va spune ca oamenii nu vor avea niciodata o tehnologie eficienta pentru calatorii inapoi sau inainte. Prezicerea exacta a tehnologiei viitoare este aproape imposibila, iar istoria este plina de subestimari ale tehnologiei:

„Masinile care zboara mai greu decat aerul sunt imposibile.” (Lord Kelvin, presedinte, Royal Society, 1895)

„Cred ca exista o piata mondiala pentru cinci computere.” (Thomas Watson, presedintele IBM, 1943)

„Nu exista niciun motiv pentru ca orice persoana sa aiba un computer in casa lor.” (Ken Olsen, presedinte, presedinte si fondator al Digital Equipment Corp., 1977)

„Telefonul are prea multe deficiente pentru a fi considerat serios ca un mijloc de comunicare. Dispozitivul nu are nicio valoare pentru noi.” (Memorandumul intern al Western Union, 1876)

„Avioanele sunt jucarii interesante, dar fara valoare militara.” (Maresalul Ferdinand Foch, comandantul francez al fortelor aliate in lunile de inchidere ale Primului Razboi Mondial, 1918)

„Caseta de muzica fara fir nu are o valoare comerciala imaginabila. Cine ar plati pentru un mesaj trimis nimanui in special?” (Asociatii lui David Sarnoff, ca raspuns la cerintele sale de a investi in radio in anii 1920)

„Profesorul Goddard nu cunoaste relatia dintre actiune si reactie si necesitatea de a avea ceva mai bun decat un vid impotriva caruia sa reactioneze. El pare ca nu are cunostintele de baza puse la dispozitie zilnic in licee.” ( Redactia New York Times despre opera de revolutionara a lui Robert Goddard, 1921)

„Cine dracu vrea sa auda actorii vorbind?” (Harry M. Warner, Warner Brothers, 1927)

„Tot ce se poate inventa a fost inventat.” (Charles H. Duell, comisar, Oficiul SUA de Brevete, 1899)

Nu ar fi o lume salbatica in care sa traiesti daca dispozitivele de calatorie in timp ar juca un rol important in dezvoltarea umanitatii – cum ar fi computerul si telefonul? Matematicienii care dateaza din Georg Bernhard Riemann (1826-1866) au studiat proprietatile mai multor spatii conectate in care se regasesc diferite regiuni ale spatiului si timpului. Fizicienii, care au considerat candva acesta un exercitiu intelectual pentru speculatiile fotoliului, studiaza acum serios ramurile avansate ale matematicii pentru a crea modele practice ale universului nostru.

Stiinta-fictiune a stimulat oamenii sa mearga pe luna. Le poate stimula sa inventeze o masina a timpului?

NASA

Povestile science-fiction despre calatoriile in spatiu au inspirat deja oamenii sa calatoreasca pe Luna. In mod similar, povestile de calatorie in timp ne vor inspira pentru a crea mecanisme de calatorie in timp real? Vom gasi vreodata o modalitate de a depasi limita de viteza Einstein si de a face spatiu tot acasa?

Ma intreb ce va descoperi umanitatea despre spatiu in secolul urmator. In urma cu aproximativ patru miliarde de ani, vietuitoarele nu erau altceva decat masini biochimice capabile sa se auto-reproduce. Intr-o simpla fractiune din acest timp, oamenii au evoluat din creaturi precum Australopithecus. Astazi, oamenii au ratacit luna si au studiat idei de la relativitatea generala la cosmologia cuantica. Cine stie in ce fiinte vom evolua? Cine stie ce masini inteligente vom crea care vor fi mostenitorii nostri finali? Aceste creaturi ar putea supravietui practic pentru totdeauna, cu ideile, sperantele si visele noastre purtate cu ele.

Exista o ciudatenie a simfoniei cosmice care poate cuprinde calatoria in timp, dimensiuni mai inalte, suprapunerea cuantica si universuri paralele – lumi care seamana cu ale noastre si poate chiar ocupa acelasi spatiu ca al nostru intr-o maniera fantomatica. Stephen Hawking si-a propus chiar sa foloseasca gaurile de vierme pentru a conecta universul nostru cu un numar infinit de universuri paralele. Edward Witten lucreaza din greu la teoria superstringului, care a creat deja o senzatie in lumea fizicii, deoarece poate explica natura atat a materiei cat si a spatiului. Prin realizarea faptului ca legile fundamentale ale fizicii par mai simple in dimensiuni superioare, teoria coardelor poate uni teoria gravitatiei lui Einstein cu teoria cuantica in zece dimensiuni. Mostenitorii nostri, oricare ar fi sau oricine ar fi, vor explora spatiul si timpul in grade pe care nu le putem intelege in prezent. Vor crea noi melodii in muzica timpului. Exista armonii infinite care trebuie explorate.