Calatoria in Timp

Calatoria in trecut sau in viitor considerata mult timp o tema de science fiction, este acum un subiect de serioase cercetari. Calatoria in timp a fost facuta ,teoretic posibila odata cu teoria relativitatii a lui Einstein.Aceasta se bazeaza pe faptul ca spatiul si timpul nu sunt doua entitati distincte ci se unesc pentru a forma o a patra dimensiune :spatiu-timp.In aceasta dimensiune orice corp calatoreste cu o viteza constanta, viteza lumini.

Daca un corp nu calatoreste in spatiu, atunci toata viteza sa (viteza luminii) este folosita pentru a calatorii prin timp. Astfel, un corp in repaus "inbatraneste " cu viteza luminii.

Dar, daca acest corp calatoreste si in spatiu, atunci viteza sa se va descompune pe cele doua axe, viteza de trecere a timpului, fiind redusa.

Iar daca un corp se deplaseaza prin spatiu cu viteza luminii atunci viteza pe axa timpului acelui corp va fi 0.

Cilindri masivi rotitori

Prima masina teoretica ar consta intr-un corp extrem de dens ce se roteste extrem de repede. Puternica atractie gravitationala ar "tari " spatiul si timpul in jurul sau in timp ce se roteste.Acest obiect va distorsiona geometria spatiului si trecerea timpului in jurul sau.O nava spatiala ar putea sa treaca prin apropierea acestui corp pe o traiectorie aparent normala pentru echipaj si pentru aparatele de la bord dar ar iesi de partea cealalta in alt timp si, eventual in alt spatiu.

Obiectul necesar acestui efect ar fi echivalentul a 10 stele neutron, fiecare avand aceiasi masa ca Soarele intr-un volum nu mai mare decat al muntelui Everest, unit de la pol la pol de un cilindru si rotindu-se de doua mii de ori pe secunda. Nu se cunoaste nici un astfel de obiect dar nu este clar nici daca ar putea sa existe ,gravitatia strivindu-l pana ar lua forma unei sfere si apoi s-ar transforama intr-o gaura neagra. Dar pulsarii milisecondici, care sunt stele neutron ce se rotesc de sapte sute de ori pe secunda ajung intrigant de aproape de conditiile necesare.

Acest corp ar putea functiona ca o masia a timpului datorita conceptiei lui Einstein, care spre deosebire de Newton nu considera ca planetele sau alte corpuri interactioneaza intre ele prin forte gravitationale, pentru ca in conformitate cu legile lui Newton aceste interactiuni s-ar produce instantaneu ,dar nici o forma de radiatie sau influenta nu se propaga cu o viteza mai mare decat cea a luminii. Astfel Einstein, a afirmat ca aceste corpuri nu interactionaza ,ele miscandu-se liber,traiectoriile lor fiind determinate de curburile, modificarile in spatiu-timp cauzate de materia existenta.

Astfel, un asemenea corp ar putea genera o forta asa de mare incat sa modifice in mod radical geometria spatiului din jurul sau si, in acelasi timp si timpul. Un eveniment similar se intalneste in apropierea gaurilor negre, corpuri cu o gravitatie extrem de mare si in apropierea carora timpul se dilata, ajungand chiar sa se opreasca.

Gaurile de vierme

A doua abordare a calatoriei in timp impica gaurile negre. Ecuatia relativitatii sugereaza ca o pereche de gauri negre ar putea fi "legate" intre ele de tuneluri ce fac o scurtatura prin timp si spatiu. Aceste tuneluri se numesc "gauri de vierme". Cele doua gauri negre (gurile tunelului) pot fi oriunde in timp si spatiu si sa fie oricum conectate prin tuneluri. Astfel o gura poate fi in prezent iar cealalta este in acelasi loc acum o mie de ani. De acea un obiect ar putea intra in prezent si ar putea iesii acum o mie de ani.

O problema (in afara de faptul ca e greu de fabricat sau de gasit gauri de vierme) este faptul ca gravitatia are tendinta sa "inchida" aceste gauri de vierme (ca si gura unui tunel ce colapseaza). Ar fi totusi posibil sa se mentina gaura deschisa introducand in ea materie din exterior, materie ce se presupune ca ar exista dar nu a fost inca descoperita (materie neagra). Gaurile negre exista cu certitudine ,variind de la obiecte in galaxia noastra (Calea Lactee) cu mase doar de cateva ori mai mari ca a Soarelui pana la obiecte cu mase de milionane de ori mai mari decat a Soarelui in centrele galaxiilor si in quasare.

Chiar daca aceste speculatii nu furnizeaza metode practice de construire a masinilor timpului, fizicienii continua studiul lor deoarece exista posibilitatea ca tot universul sa fie brazdat de gauri de vierme microscopice cu "gurile " mai mici ca un proton. Astfel de gauri de vierme ar putea explica de ce legile fizicii sunt aceleasi oriunde in univers, de ce, de exemplu ,un electron pe Pamant are aceiasi sarcina si masa ca unul aflat intr-o galaxie indepartata. S-au facut serioase speculatii cum ca prin aceste mici gauri de vierme se "scurge" informatie ce mentine legile fizicii constante dintr-un punct in altul si dintr-un timp in altul.

Materia neagra

Materia neagra este o materie nelumioasa ce nu poate fi detectata prin observarea a nici unei forme de radiatie electromagnetica, dar a carei existenta ,distribuita dea lungul universului este sugerata de cateva consideratii teoretice.

Trei teorii ar sugera existenta materiei negre. Galaxiile din apropierea Caii Lactee par sa se roteasca mai repede decat ar fi de asteptat considerand cantitatea de materie vizibila din aceste galaxii. Multi astronomi cred ca 90% din materia unei galaxii obisnuite este invizibila.

A doua consideratie teoretica este existenta roiurilor de galaxii. Multe galaxii sunt grupate in astfel de roiuri. Astronomii afirma ca daca se accepta niste conceptii rezonabile (ca aceste roiuri sunt "legate" intre ele prin gravitatie si ca aceste roiuri s-au format acum cateva miliarde de ani in urma) ,atunci rezulta ca aproximativ 90% din masa acestora este materie neagra datorita faptului ca ,in mod contrar, aceste roiuri nu ar avea destula masa pentru a le tine apropiate si aceste galaxii s-ar fi indepartat pana acum.

Al treilea considerent, si cel mai controversat, sustine existenta materiei negre pe baza modelului expansiunii universale. Conform acestei idei ,universul a trecut printr-o perioada de expansiune extrem de rapida intr-un timp extrem de scurt. Daca modelul Big Bang-ului este corect, constanta expansiunii universale (W ar trebuii sa aiba valoarea apropiata de 1, insemnand ca masa totala a universului ar trebui sa fie de aproximativ 100 de ori mai mare ca cea vizibila.

Exista mai multi "candidati" pentru materia neagra. Acestia includ pitici negrii, nedetectati (obiecte, semanand cu stele dar ce sunt mult mai slabe din punct de vedere luminos decat stelele si pe care nu au loc reactii nucleare), gaurile negre ,si particule subatomice a caror proprietati exclud detectarea lor dupa radiatii electromagnetice.

Bibliografie

1. Science & Vie nr 205 decembrie 1998 (hors serie)

2. Microsoft Encarta 99 Encyclopedia

3. Relativitatea in imagini (Lewis Carol Epstein)