"Σύντομη ιστορία του χρόνου" 2

 

 2. Χώρος και Χρόνος

·        Και ο Αριστοτέλης και ο Νεύτων πίστευαν στον «απόλυτο χρόνο»(absolute time). Πίστευαν δηλαδή ότι ο χρόνος ήταν εντελώς ανεξάρτητος από τον χώρο. Αν κάποιος μετρούσε τον χρόνο ανάμεσα σε δύο γεγονότα σ’ έναν τόπο και μετά έκανε το ίδιο σε έναν άλλο τόπο, θα εύρισκε ότι ο χρόνος θα ήταν ίδιος όπου και αν γινόταν η μέτρηση.

 Αυτό όμως ισχύει μόνο σε περίπτωση που το σώμα κινείται με σχετικά μικρές ταχύτητες, ακόμα και για την κίνηση των πλανητών, όχι όμως όταν ένα σώμα κινείται με την ταχύτητα του φωτός. Σε αυτήν την περίπτωση ο χρόνος είναι σχετικός και εξαρτάται από τον τόπο.

·       Όλα κινούνται, δεν υπάρχει κατάσταση ακινησίας στο σύμπαν, αυτό είναι κοινή αντίληψη και για τον Αριστοτέλη και για τον Νεύτωνα.

Ας δούμε μία περίπτωση:

Είναι ένα τρένο που κινείται και κάποιοι παίζουν ping pong πάνω σ’ αυτό.

Η μπάλα χτυπάει στο ίδιο σημείο πάνω στο τραπέζι 2 φορές σε 1 δευτερόλεπτο.

Κάποιος έξω από το τρένο που κινείται, βλέπει τα δύο χτυπήματα να απέχουν 40 μέτρα το ένα από το άλλο. Ενώ ξέρουμε καλά ότι γι αυτούς που είναι πάνω στο τρένο η απόσταση ανάμεσα στα δύο χτυπήματα του ίδιου σημείου πάνω στο τραπέζι είναι πολύ μικρότερη.

Άρα:

Αφού δεν υπάρχει απόλυτη ακινησία, δεν μπορούμε να δώσουμε σε ένα γεγονός μια απόλυτη θέση μέσα στο σύμπαν. 

Οι θέσεις των γεγονότων και οι αποστάσεις ανάμεσά τους θα είναι διαφορετικές για κάποιον που είναι επάνω στο τρένο και για κάποιον που είναι κάτω από αυτό.

Τον Νεύτωνα τον απασχολούσε αυτό το θέμα της έλλειψης της απόλυτης θέσης ή του απόλυτου χώρου, όπως ονομάστηκε, γιατί δεν συμβάδιζε με την ιδέα του για έναν απόλυτο θεό.

Στην πραγματικότητα αρνήθηκε να δεχτεί την έλλειψη του απόλυτου χώρου, αν και αυτό συνάγονταν από τους νόμους του.

Στις αρχές όμως του 20^ου αιώνα χρειάστηκε να εγκαταλείψουμε τις θέσεις περί απόλυτου χώρου και χρόνου διότι ενώ αυτές ισχύουν όταν έχουμε να κάνουμε με σχετικά μικρές ταχύτητες, (ακόμα και αυτές της κίνησης των πλανητών) δεν ισχύουν όταν πρόκειται για σώματα που κινούνται με την ταχύτητα του φωτός ή κοντά σ’ αυτήν.

·        Το γεγονός ότι το φως ταξιδεύει με μια πεπερασμένη, αν και πολύ υψηλή, ταχύτητα ανακάλυψε για πρώτη φορά το 1676 ο Δανός αστρονόμος Ole Christensen Roemer.

·        Ο Άλμπερτ Άινστάιν δήλωσε ότι θα έπρεπε να εγκαταλειφτεί η ιδέα του απόλυτου χρόνου.

 

Κάποιες από τις αξιοσημείωτες συνέπειες της θεωρίας της σχετικότητας είναι:

 

1. Η ενέργεια ισούται με τη μάζα επί το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός E=mc².

 

2. Τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός.

 

 Μόνο το φως και άλλα κύματα με μηδενική εγγενή μάζα, μπορούν να κινηθούν με την ταχύτητα του φωτός.

 

3. Μια εξίσου αξιοσημείωτη συνέπεια της θεωρίας της σχετικότητας είναι ότι έχει φέρει επανάσταση στις ιδέες μας περί χώρου και χρόνου.

 

Ο απόλυτος χρόνος δεν υπήρχε.

Θα πρέπει να δεχτούμε ότι ο χρόνος δεν είναι απόλυτα ξεχωριστός και ανεξάρτητος από τον χώρο, αλλά συνδυάζεται με αυτόν για να αποτελέσουν μια έννοια που ονομάζεται χωροχρόνος.

 

Έτσι, οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα έβαλαν ένα τέλος στην έννοια του απόλυτου χώρου (της θέσης ενός σώματος μέσα στο διάστημα).

 Η θεωρεία της σχετικότητας έβαλε τέλος στην έννοια του απόλυτου χρόνου:

Στη θεωρεία της σχετικότητας δεν υπάρχει μοναδικός απόλυτος χρόνος, αλλά το κάθε άτομο έχει το δικό του μέτρο του χρόνου που εξαρτάται από το πού βρίσκεται και πώς κινείται. Παράδειγμα, το παράδοξο με τα δίδυμα:

Υποθέτουμε ότι το ένα από τα δίδυμα πήγε ένα μεγάλο ταξίδι με διαστημόπλοιο που τρέχει με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Όταν επιστρέψει, θα είναι πολύ νεότερος από αυτόν που έμεινε στη γη.

 

Με τη θεωρία της σχετικότητας έχουμε μια καινούρια αντίληψη για το σύμπαν:

το σύμπαν διαστέλλεται και φαίνεται να έχει αρχίσει σε κάποιο συγκεκριμένο χρόνο στο παρελθόν και ότι θα μπορούσε να τελειώσει σε κάποιο πεπερασμένο χρόνο στο  μέλλον.