marți, martie 19, 2024

Gravitația cuantică, testabilă în laborator?

Iubesc fizica atunci când eliberează. Alergând între serviciu şi casă, oscilând între un ecran de sticlă şi altul de plastic, am prea uşor senzaţia că poveştile lor formează întreaga lume. Gălăgia ascunde gânditorii care construiesc lumea de mâine, tot aşa cum zgomotul bătăliilor mari ale istoriei a ascuns gânditorii ce au construit lumea noastră. Iar azi, cei mai avansaţi sunt cei care studiază gravitaţia cuantică.

De ce zic asta? Pentru că legile pe care le vom afla despre gravitaţia cuantică sunt cele care vor defini ţesătura spaţiului microscopic, cele care vor rescrie cauzalitatea şi cele care vor redefini identitatea. Gândiţi-vă, cum am putea fi noi „ceva” dacă nu ne-am fi păstrat identitatea de la o zi la alta? Iar de asta este responsabilă, în primă instanţă, mecanica newtoniană. Aici obiectele sunt bine definite, localizate, iar atracţia gravitaţională dintre ele poate fi urmărită clar.

Realitatea este, însă, un actor ce îşi schimbă măştile. La un nivel mult mai mare, cel al stelelor masive şi al galaxiilor, atracţia gravitaţională se dovedeşte a fi o consecinţă a curburii spaţiu-timpului. Gravitaţia lui Newton este înlocuită cu teoria relativităţii a lui Einstein. Viteza luminii devine o limită a propagării oricărui efect, iar spaţiul se transformă într-o saltea elastică. Spaţiul se întinde odată cu expansiunea universului şi vibrează atunci când poartă unde gravitaţionale.

La un nivel mult mai mic, cel al particulelor elementare, teoria lui Newton este înlocuită de mecanica cuantică. Electronul se află, simultan, în toate colţurile atomului iar întâmplarea intervine în mişcările sale. Alte particule vin la viaţă din vidul cuantic, iar unele dintre ele rămân corelate şi se influenţează chiar şi atunci când ajung la capete diferite ale universului.

Înainte ca filozofii să dea sens acestor noi măşti ale realităţii (cosmice sau microscopice), fizicienii le-au rezolvat ecuaţiile. În marile acceleratoare de particule, când calculează traiectoria particulelor elementare, ei folosesc legile cuanticii. Pe cer, urmăresc mişcarea razelor de lumină pe spaţiul curb folosind legile teoriei relativităţii generale. Ori una, ori alta, pentru că nu au încă o teorie care să le unifice. O astfel de teorie ar purta numele de „gravitaţie cuantică”, pentru că unifică gravitaţia (echivalentă cu teoria relativităţii generale) cu mecanica cuantică. La o sută de ani după apariţia celor două teorii, nu numai că fizicienii nu ştiu cum arată combinaţia lor, dar nici măcar nu cad de acord cum ar putea să arate!

O parte dintre fizicieni continuă să propună soluţii teoretice pentru gravitaţia cuantică, care să aibă sens şi să fie acceptate, tot aşa cum teoria bosonului Higgs era cunoscută şi acceptată cu 50 de ani înainte de a fi descoperită particula Higgs. Alţii însă, mai pragmatici, caută să răspundă la întrebare experimental. Au însă o problemă fundamentală: forţa gravitaţională este cu 40 de ordine de mărime mai slabă decât celelalte forţe ale naturii! De aceea atracţia gravitaţională dintre două particule nu poate fi încă măsurată în acceleratoarele de particule, acolo unde sunt investigate proprietăţile cuantice.

Esenţa problemei este următoarea: mecanica cuantică ne spune că, în principiu, putem pune Pământul într-o stare cuantică, în care se află simultan aici şi câţiva metri mai la dreapta (starea se numeşte de „superpoziţie cuantică”). Teoria relativităţii ne spune că Pământul curbează spaţiul. După ce unificăm teoriile, ce se întâmplă cu spaţiul? Va fi şi el, simultan, în două forme curbe ale sale? Ce se întâmplă cu un măr aflat pe suprafaţa Pământului? Va fi atras el din două direcţii? Se va afla, simultan, în două universuri generate de cele două spaţii curbe?

Poate că civilizaţiile extraterestre pot pune planete în superpoziţie cuantică. La noi, cel mai mare obiect pus în superpoziţie cuantică este o lamelă de câteva zeci de micrometri (dimensiunea unui fir de păr, abia cât să se vadă cu ochiul liber). În anul 2010, Andrew Cleland (atunci la Universitatea Santa Barbara din California) a reuşit să pună o astfel de lamelă într-o stare de superpoziţie cuantică. Astfel, un capăt al ei se afla în două locuri simultan, separate de o distanţă mai mică decât dimensiunea unui atom (mai puţin decât un nanometru). Lamela este echivalentul „planetei” noastre din experiment. Pasul doi ar fi să vedem cum atrage ea gravitaţional un alt obiect („mărul”), din cele două locaţii, unde se află în acelaşi timp. Îl va atrage din stânga, din dreapta, simultan din ambele direcţii? Atunci am putea vedea cum se comportă cuantic câmpul gravitaţional generat de lamelă cuantică.

Clasic (nu cuantic), cât de bine putem măsura forţele de atracţie gravitaţională? În anul 2003, fizicienii C.Long şi John Price au reuşit să investigheze forţa clasică de atracţie a unor lamele similare, mai bine zis variaţia forței cu distanţa. Au putut vedea că forţa gravitațională cu care lamela atrage obiecte variază aşa cum prezice Newton, pe distanţe de câţiva micrometri distanţă (de un milion de ori mai mari decât dimensiunea atomului). Dar, pentru a vedea dacă şi lamela cuantică se supune aceleiaşi legi newtoniene (sau deviază) ar trebui să investigheze forţa pe o distanţă comparabilă cu diametrul unui atom. Atenţie, distanţa este cu 6 ordine de mărime mai mică (forta va fi cu 12 ordine de mărime mai mică). Vedem că mai au mult de lucru, pentru a-şi îmbunătăţi măsurătorile.

În alte locuri din lume, cercetătorii se străduiesc să măsoare direct forţa de atracţie gravitaţională, nu numai variaţia ei cu distanţa. Cele mai mici obiecte pentru care a fost măsurată forţa sunt de ordinul a câteva zeci de grame, mult peste greutatea de nanograme a lamelei. Fizicienii progresează însă şi în acest domeniu, datorită ingineriei nanomaterialelor. Ea face posibilă construcţia de aparate în miniatură, atom cu atom. Recent, Markus Aspelmeyer (Austria) a propus o astfel de tehnică pentru a măsura forţa de atracţie gravitaţională a unor obiecte mici, având doar câteva miligrame (vezi figura). Chiar şi aşa însă, încă sunt la şase ordine de mărime distanţă de greutatea de nanograme a lamelelor cuantice.

Figura 1. Schiţa experimentului propus de Markus Aspelmeyer. În dreapta, un actuator (d) mişcă o greutate M (c). În stânga, o masă de test m (a) simte vibraţiile masei M (c) prin intermediul forţei de atracţie gravitaţională. Masa m (a) este lipită de o membrană (b) a cărei mişcare este monitorizată de laserul (e). Reprodus din articolul Jonas Schmöle et al 2016 Class. Quantum Grav. 33 125031 (Creative Commons Attribution 3.0 licence)

În ciuda ordinelor de mărime diferenţă, vedem că unii cercetători se apropie de ceea ce părea înainte imposibil: testarea gravitaţiei cuantice în laborator. Să fim atenţi, însă: astfel de măsurători testează forţa de atracţie gravitaţională, nu direct curbura spaţiului. Se prea poate ca ele să descopere că şi câmpul gravitaţional se comportă cuantic, ca şi câmpul electromagnetic, fără a putea spune ceva despre spaţiul însuşi. Este un scenariu de coşmar: dacă este greu de măsurat forța gravitațională cu care o lamelă atrage obiectele din jur, vă daţi seama cât de greu va fi să se măsoare cât de mult curbează ea spaţiul? Gândiţi-vă la Pământ. Forţa lui de atracţie o simţim, dar curbura spaţiului nu o vedem.

Printre noi, sunt doar câteva sute de oameni care se străduiesc să măsoare gravitaţia cuantică. Cercetători ca Markus Aspelmeyer propun aparate din ce în ce mai fezabile, iar teoreticieni ca Sabine Hossenfelder (http://backreaction.blogspot.com) caută să vadă cum vom interpreta rezultatele. În zgomotul societăţii, efortul lor pune bazele unei lumi care, peste mii de ani, va arăta mult diferit faţă de cea de azi. Iar asta nu neapărat pentru că tehnologia va fi alta, ci pentru că înţelegerea mecanismelor ascunse ale cosmosului va ridica întrebări fundamentale şi despre propria noastră identitate.

Multumesc Cristi Stoica pentru recenzia tehnica.

Distribuie acest articol

44 COMENTARII

  1. Captivant subiect! Dincolo de masuratorile in sine, care ne pot da indicii despre ce se intampla de fapt „in spatele cortinei”, cred ca o eventuala teoria a gravitatiei cuantice, in orice forma se va dezvolta ea (strings, loop quantum gravity, altele) o sa ne scoata din pacla bizare a teoriei cuantice „clasice”, care momentan e la fel de misterioasa ca acum 100 de ani, chiar daca metodele de a „profita” de ea s-au dezvoltat foarte mult. Folosim metodele si tool-urile dezvoltate foarte bine, dar intelegerea fundamentala a motivelor pentru care natura se comporta cum pare a se comporta la nivelul particulelor elementare nu e foarte diferita de cea a unui elev de liceu care a invatat foarte bine sa calculeze integrale si primitive, dar daca il descosi despre sensul fundamental al calculului integral, se blocheaza. Evident, comparatia e valabila pastrand anumite proportii. Sper sa mai gasesc articole pe subiectul asta, nu neaparat cand se „intampla” ceva rasunator in lumea fizicii.

    • Excelent comentariu, excelent! „Scurt și la obiect”, merge la esenţa lucrurilor: „înţelegerea fundamentală a motivelor pentru care natura se comportă așa” 👍👍

  2. Cunostintele mele modeste de fizica, nu imi permit intelegerea atitor notiuni complexe. Greu pot trece cu intelegerea dincolo de Einstein, asa cum l-am cunoscut in fizica predata intr-o facultate de inginerie acum 60 de ani ( ce-i drept, de nistre iiustri profesori ), complectat cu lecturi de popularizare ulterioare.
    De aceea , iertati intrebarile de ” giga”

    Pornind dela pasajul:

    ” Poate că civilizaţiile extraterestre pot pune planete în superpoziţie cuantică. La noi, cel mai mare obiect pus în superpoziţie cuantică este o lamelă de câteva zeci de micrometri (dimensiunea unui fir de păr, abia cât să se vadă cu ochiul liber). În anul 2010, Andrew Cleland (atunci la Universitatea Santa Barbara din California) a reuşit să pună o astfel de lamelă într-o stare de superpoziţie cuantică. Astfel, un capăt al ei se afla în două locuri simultan, separate de o distanţă mai mică decât dimensiunea unui atom (mai puţin decât un nanometru). Lamela este echivalentul „planetei” noastre din experiment. Pasul doi ar fi să vedem cum atrage ea gravitaţional un alt obiect („mărul”), din cele două locaţii, unde se află în acelaşi timp. Îl va atrage din stânga, din dreapta, simultan din ambele direcţii? Atunci am putea vedea cum se comportă cuantic câmpul gravitaţional generat de lamelă cuantică.”

    1. Sigur este vorba de acleas timp ? Nu se dedubleaza si timpul ?
    2. Daca distanta creste, putem vorbi numai de dedublare sau si de de teleportare ?

    • 1. Nu se stie cum ar putea arata gravitatia cuantica. Dar, in modelele simplifcate, e un singur timp.
      2. cred ca e una si alta. Dedublare, dar nu in sensur de copie independenta. Teleportare, dar nu in sensul de informatie care depaseste viteza luminii in transmisie

  3. Este incredibil cate valente poate avea cunoasterea universului cosmic si cuantic. Desi recunosc ca sunt un profan si nu am legatura cu domeniul, sunt idei care imi dau de gandit.
    De pilda ma intreb in contextul curent al articolului daca nu cumva sunt mai facil de pus in evidenta fortele gravitationale cuantice la nivel relativist. Gravitatia este proportionala cu masa celor doua particule. Iar doua particule relativiste (sa zicem pe cea mai rapida racheta de care dispune omenirea acum) ar pune in evidenta gravitatia la un ordin de marime mai masurabil. Nu stiu. Gandesc cu voce tare, vorba reclamei. :-)
    De fapt idea este consecinta unui mic paradox pe care l-am gandit la un moment dat: doua bile ce se deplaseaza paralel la mica distanta una de cealalta cu viteza luminii vor genera o forta gravitationala infinita intre ele. Ca un colorar al acestei idei, expansiunea hubble-iana a universului va fi contracarata atunci cand prima bucata de materie se va deplasa cu viteza luminii prin univers. :-)

    • referitor la observatia celor doua bile, exista discutii interesante daca se atrag sau nu atunci cand le creste masa relativista (atunci cand sunt in miscare), cei mai multi spun ca nu. O alta intrebare este daca o singura bila in miscare relativista, avand masa mare, va deveni o gaura neagra. La asta se pare ca raspunsul e negativ.

  4. Eu am un blocaj pe care nu pot sa-l depasesc de ani buni.
    Nu inteleg nimicul dupa cum nu inteleg forta propagata prin nimic, ptr ca la nivel micro ajungem in final si la „un” nimic. De fapt nici forta nu prea o inteleg . Din ce se compune?( nu ma refer la scalar sau vector, ci la „structura” ei, mai ales cand e vorba de campuri)
    Campioana este gravitatia, evident. Asa, a sa intleaga tot omu`. cum se propaga prin vid? Si ce contine vidul asta? Avem ceva teorii privin vidul cuantic, cum ca ar contine nsite particule virtuale care apar, dispar…bun, dar ce intre le? :P
    Nici la spatiu nu stau prea bine. daca nu intelegi nimcul pare evident sa nu intelegi infinitul
    OK, curbura te poate duce cu gandul la cerc, ca dimensiune cumva infinita, fara inceput si fara sfarsit. Dar ce e in jurul cercului, a sferei? Nimic? Vid? Infinit?
    Evident ca problemele se propaga exponential la tot ce inculde macar un nimic, ce sa mai vorbim de un nimic intre doua infinituri…phhhh.
    Pe de alta parte problema masurarii unor marimi mici este fascinanta, cum separi datele de zgomot? cu ce instrumente poti masura marimi atat de mici (care sunt agregate apoi mai mult sau mai putin abstract), stiind ca precizia trebuie sa fie macar cu un nivel de marime mai buna? Si cand ajungi foarte, foarte jos, sau foarte, foarte sus treburile se complica…in final, ar trebui masurat atat nimicul cat si infinitul :P….ufff.

    • Mă scuzați că intervin, dar în calitatea mea de cetățean turmentat nu poci pentru cari să mă abțiu și să nu fac trimitere la confratele meu, conu’ Leonida, fizician avant la lettre care a ajuns la concluzia că ”și nimica mișcă”. A lăsat pe umerii unor fizicieni din zilele noastre sarcina de a demonstra practic cum devine cestiunea asta, important este că un român verde, din bobor, a sesizat primul că există o problemă de a cărei rezolvare depinde înțelegerea fundamentală a legilor după care funcționează universul. Să ne mîndrim cu el și să-i dăm locul cuvenit în panteon, alături de dacii omniscienți și de munții Bucegi care sînt buricul paranormal al energiei universale.
      Comentariul de mai sus poate fi șters fără probleme, a fost făcut numai pentru distracția mea;).

      • Pff, auzi soro, sa stearga comentariul catre natiunea romana! Pai asta nu-i bagadel lucru, sa pui pumnu`n gura unui volintir, al mai prima dintr-o mie, Galibardi , nu alta!
        <>
        Parol!

        • Așa îmi place mie, cînd sînt magnetizat, tachinez! Deși sînt volintir, uneori îmi dau lacrimile pentru că mangafaua de Iliescu a născut pui vii și ăștia sînt la putere! Monșer, e peste poate!

    • Sincer, cred ca putini inteleg ceea ce cereti dumneavoastra. Cineva spunea ca, daca pretinzi ca ai inteles mecanica cuantica, nu ai inteles nimic. In practica, cei mai multi se retrag in ecuatii („Shut up and calculate”). Cat de nimicul final, cred ca poetii au o reprezentarea cea mai buna („dar nici de vazut nu fuse si nici ochi care s-o vaza”).

    • Întrebările dvs mi se par foarte bune. Şi eu cred că întrebarea de bază a fizicii este: ce e vidul? E nimicul sau e „locul” unei alte realităţi? Nu o realitate paralelă, ci una complementară. Nu materială, ci spirituală. Dar fizica nu se ocupă de spirit, mi se va replica. Da, nu acum, dar tot bătând la porţile lui va fi obligată să se ocupe şi de el în viitor. Structurarea materiei, inerţia, ba chiar şi gravitaţia se vor descifra cândva doar în legătură cu spiritul. Aşa cred. Fenomenul de “quantum entanglement” se poate simplu explica dacă acceptăm realitatea spiritului ca şi complementar materiei/energiei. Luând ca şi ingrediente de bază spiritul şi energia, poţi explica complexitatea atât a materiei, cât şi a vieţii şi inteligenţei. Adică realitatea materială şi spirituală. Numai că azi fizica e dominată de filozofia materialistă. Va trebui să o depăşească în viitor.

      • Sunteţi pe o gheaţă subţire…
        Eu cred că spiritul – oricât v-ar părea de surprinzător – este forma pe care încă nu o cunoaștem, a materiei. Nu sunt lucruri diferite, e aceeași entitate pe care o numim fie așa, fie așa, după cum avem impresia că înţelegem (chestie de orgoliu…).

    • @MirceaM
      > Nu inteleg nimicul

      Există o idee apărută în Grecia antică, cum că materia e compusă din unități indivizibile numite atomi, iar între ei se află vid sau vacuum. Ideea în sine e un progres, dar acum știm că termenii nu sunt adecvați. Atomul nu este indivizibil, iar vidul nu e totuna cu nimicul. E o problemă de terminologie. Cuvintele au rămas, dar sensul lor nu mai rimează cu etimologia lor.

      În teoria generală a relativității, cea care descrie gravitația, vidul este un spațiu cu patru dimensiuni, care mai e și curbat pe deasupra. Deși au existat încercări, nu are mult sens să încercăm să ne imaginăm acel spațiu ca pe ceva compus dintr-un material, de pildă un fel de cauciuc cum e cel din care se fac baloane, numai că cu patru dimensiuni în loc de două. Analogia funcționează destul de bine până la un punct. Dar este inutil să încercăm să descriem ceva mai fundamental decât materia tot în termeni de materie, doar pentru că asta (credem că) înțelegem mai bine.

      Soluția utilizată de fizicieni când încearcă să descrie ceva este să se gândească la un model matematic abstract, care are aceleași proprietăți cu obiectul fizic pe care îl studiem. În cazul spațiului din relativitatea generală, modelul este o structură matematică numită „varietate semi-Riemanniană” (sau „pseudo-Riemanniană” după alții). O varietate Riemanniană e o generalizare a unei suprafețe conținută în spațiu, și care poate fi curbă. Gauss a arătat că toate proprietățile unei suprafețe care țin doar de ea și nu de modul în care e așezată în spațiu sunt conținute în „tensorul metric”, care e o chestie matemtatică abstractă care ne dă printre altele lungimea unei curbe din suprafața, unghiurile dintre două curbe în punctul în care se intersectează, și aria unei regiuni. Riemann a generalizat ideea pentru dimensiuni mai mari, suprafața lui Gauss fiind doar un caz particular de varietate Riemanniană. O varietate semi-Riemanniană diferă un pic de cea Riemanniană, în sensul că tensorul metric are proprietăți diferite, în sensul că Teorema lui Pitagora în acest caz are catete al căror pătrat se scade (așa cer transformările Lorentz din relativitatea specială).

      Gravitația e un efect al curburii acestui spațiutimp, care vedem acum că nu e vid, deoarece conține tensorul metric, care e un câmp (un fel de funcție definită pe spațiutimp).

      Materia, inclusiv undele electromagnetice, sunt și ele câmpuri definite pe spațiutimp. Ele au asociate energie și impuls, care „curg”, așa că și ele sunt niște câmpuri.

      Ecuația lui Einstein leagă modul în care energia și impulsul materiei curg prin spațiutimp, cu modul în care spațiutimpul e curbat. Dar spațiutimpul e curbat și în afara materiei, iar efectele au fost verificate experimental în multe feluri.

      Forța gravitațională e pur și simplu un efect al curburii. Spațiutimpul în jurul unui corp masiv fiind curbat, obiectele mici se mișcă pe traiectorii curbe, exact ca și cum ar fi atrase. Celelalte forțe sunt și ele transmise prin spațiutimp, prin intermediul câmpurilor care le corespund.

      Când vine vorba de efectele cuantice, câmpurile despre care am vorbit până acum sunt „cuantizate”, ceea ce de fapt înseamnă că sunt înlocuite de câmpuri cuantice, care sunt mai complicate decât cele clasice. În particular, nu știm încă modul în care trebuie cuantizată geometria spațiutimpului, astfel încât să obținem o teorie consistentă care descrie gravitația într-un mod consistent cu teoria cuantică.

      • Multumesc pentru explicatie desi n-as spune ca am inteles cum e cu campurile si nimicul folosind spatii abstracte cu care am pierdut contactul de multa, multa vreme. :P
        Cu riscul de spune si ceva prostii ma gandeam la un mic exercitiu, ca sa ma fac inteles mai bine.
        Sa spunem ca avem un cilindru in care nu exista nimic, nici macar un foton pricajit.
        Nici urma de particula sau de ceva masurabil. Nicio radiatie cu sursa din interior , oscilatie, materie, nimic, nimicut. Am putea spune ca avem un nimic in interior Asta pana la un punct, pentru ca avem totusi un spatiu bine definit intr-un timp la fel de bine definit. Acum, in momentul in care masuram, atat cat putem, faptul ca nu exista nimic in acel cilindru.Poate conteaza.
        Punem un magnet lipit de cilindru. Vom avea camp magnetic in acel nimic a carui marime se poate masura …fara a avea vreun mediu de transmitere, vidul are o permeabilitatea magnetica etc .
        La fel in cazul undelor electromagnetice, nu au substanta dar au energie.Suportul este campul electromagnetic.
        Aici e buba…ce este acel camp de fapt, structural fara substanta, intr-un nimic?Sau in general. Doar energie? Mai e nimicul nimic daca avem un camp prezent? Sau mai multe?
        Poate campul zero?Asta se pune? Exista? Camp cuantic atemporal, aspatial nemasurabil. In care nu mai conteaza nici „macar” spatiul Minkowski evident, pentru ca nici timpul nu mai „custule” nimic. Si nici spatiile cu geometrii mai ciudate, pentru ca geomatria nu mai conteaza. Dar care transmite orice interactiune ….
        un astfel de nimic inert, aspatial, atemporal ar fi cumva de inteles, pentru ce desi nu are masa, dimensiune sau timp are ceva , totusi in el, care se activeaza la orice interctiune cu „altceva”, chiar si un ceva fara masa.dar cu energie.
        Dar tot camp ramne :P si el.
        In ce masura mecanica cuantica ar solutiona asa ceva? Ar defini campul gravitational, de ex, mai bine, din aceasat perspectiva?

        • Pe scurt, pentru fizicianul care activeaza in teorii fundamentale exista doar structuri matematice, campuri matematice, ideea de substanta din care sa fie ele facute e irelevanta si netestabila. In articolele de cercetare veti vedea formulari de genul „consideram un camp cuantic Phi din cutare spatiu Hilbert sau Fock”, si nimic despre substanta din care campul e facut. Poate multi adopta punctul asta de vedere pentru ca a spune mai multe inseamna a specula, si pentru ca pentru orice fenomen au nevoie sa descrie e suficient. Daca vreodata notiunea de substanta din care sunt facute campurile va deveni relevanta, atunci inseamna ca va aduce cu sine fenomene noi, si vor fi studiate atunci.
          Eu personal adopt aceasta pozitie pentru ca chiar cred ca nu exista nimic fizic in afara structurilor matematice.

          Voi raspunde intr-o ordine diferita de cea in care ati pus intrebarile.

          > In ce masura mecanica cuantica ar solutiona asa ceva? Ar defini campul gravitational, de ex, mai bine, din aceasat perspectiva?

          Exista un raspuns si fara a apela la mecanica cuantica, in cadrul relativitatii generale clasice.
          In relativitatea generala, intotdeauna exista un camp (clasic, adica necuantizat) – tensorul metric (de fapt „tensorul metric” e camp tensorial). Acesta descrie geometria spatiutimpului. E o functie care ataseaza fiecarui punct (x,y,z,t) din spatiutimp un tensor, care se exprima in coordonate ca o matrice 4×4 simetrica g (g transpusa = g). Din el se obtin si alte campuri tensoriale, care arata cum e curbat spatiutimpul.
          Daca exista un camp electromagnetic, atunci el asociaza fiecarui punct (x,y,z,t) o matrice 4×4 antisimetrica. Acest camp e tot un camp tensorial. Ecuatia lui Einstein stabileste o legatura intre campul electromagnetic si geometrie (curbura).

          > Aici e buba…ce este acel camp de fapt, structural fara substanta, intr-un nimic?
          In relativitatea generala tot ce avem nevoie sa stim despre campuri e descrierea matematica. Putem sa le spunem campurilor „substante”, daca doriti, dar asta nu intereseaza pe fizicieni. Ei isi vad de treaba lor si nu isi mai amintesc ca in tinerete incercau sa isi imagineze lucrurile noi in functie de cele familiare, in acest caz „substanta”. Daca vreti, puteti distinge intre „substanta” sau „materia” pe de o parte si campul electromagnetic pe de alta parte, si sa il denumiti de exemplu „radiatie”. In fizica tot ce stim sunt relatiile, si ele sunt capturate in ecuatii. Nu stim care e „natura” lor. Inainte de relativitate se credea ca trebuie sa existe o substanta elastica prin care se transmite lumina, si i se spunea „eter luminifer”. Dar nu s-a descoperit nimic de genul acesta, ceea ce se cunoaste are proprietati diferite si nu are sens sa il descriem in functie de lucruri pe care le cunoastem din experienta de zi cu zi. Tot ce stim e descris de ecuatii.

          Ca sa vedeti de ce, puteti sa faceti exercitiul de a defini „substanta” si „energia”. Banuiesc ca nu veti reusi fara referire la lucruri palpabile. Dar cand ne intrebam din ce sunt facute lucrurile palpabile, ajungem in cele din urma la aceste campuri, si ar fi un cerc vicios sa incercam sa intelegem campurile din care sunt facute lucrurile palpabile in functie de substantele palpabile care sunt facute din campuri.

          Pe scurt, nu se stie din ce substanta sunt facute electronul si fotonul, se stiu doar proprietatile lor matematice. Si nici nu se poate stii mai mult.

          > Poate campul zero?Asta se pune? Exista?

          Da, se pune si exista. Nu in teoria relativitatii, care e clasica, ci in teoria cuantica. Si in teoria clasica toate campurile exista peste tot, iar acolo unde nu exista de fapt exista dar au valoarea 0. In teoria cuantica exista campul zero, care e peste tot, dar el are energie diferita de zero chiar si acolo unde campul electromagnetic e zero. Campul zero fluctueaza continuu ca o mare agitata, si creeaza perechi particula-antiparticula virtuale, care traiesc foarte putin si apoi se anihileaza reciproc. Campul zero nu poate fi linistit, ca suprafata nemiscata a unui lac. Si chiar exista, se vede de pilda in efectul Casimir: doua placute metalice foarte apropiate se atrag una de alta electromagnetic desi nu exista nicio sursa aparenta a campului electromagnetic. Pur si simplu vidul e un camp electromagnetic egal cu zero, dar a carui energie e diferita de zero, si cand placutele sunt foarte apropiate intre ele se anuleaza o parte din campul zero din cauza conditiilor de frontiera impuse de placute, si ramane partea care le face sa se atraga.

          Electronii si fotonii sunt excitatii ale campului zero. Aici „excitatie” are un sens care poate fi descris doar matematic.

          > un astfel de nimic inert, aspatial, atemporal ar fi cumva de inteles, pentru ce desi nu are masa, dimensiune sau timp are ceva , totusi in el, care se activeaza la orice interctiune cu “altceva”, chiar si un ceva fara masa.dar cu energie.

          Nu i-as spune „nimic”, si nu inteleg in ce sens ar fi aspatial si atemporal. El exista in timp si spatiu, si fluctueaza, deci nu e constant si nici inert.

          > Ar defini [mecanica cuantica] campul gravitational, de ex, mai bine, din aceasat perspectiva?
          Atata timp cat lucram in regimuri in care campul gravitational e neglijabil, teoria cuantica e suficienta. Atata timp cat ne intereseaza regimuri in care gravitatia conteaza, aceste regimuri sunt mai mult decat macroscopice, si teoria relativitatii generale e suficienta. Probleme apar cand dorim sa combinam cele doua teorii. Da, se crede ca teoria cuantica ar rafina intelegerea campului gravitational, unii cred ca si invers, dar momentan regimurile in care ambele teorii au ceva important de spus ne sunt inaccesibile experimental, iar incercarile de a combina cele doua teorii se lovesc de dificultati care inca nu au fost solutionate. Ma rog, exista diverse propuneri, de fapt exista un numar imens de articole stiintifice pe tema asta, dar momentan dificultatile rezista cu succes, iar experimentele pe care le putem face nu ne pot deocamdata lamuri cine are dreptate. Canditatii favoriti sunt teoria corzilor (string theory) si gravitatia cuantica „cu bucle” (loop quantum gravity), dar mai sunt sute de directii de cercetare diferite de ele, si rezultatele concrete sunt destul de slabe.

          • Atemporal si aspatial in sensul in care timpul si spatiul nu exista initial, sunt rezultatul interactiunii acelui camp zero (probail ca nu inert, pare mai logic sa fie doar cu „suma nula”)cu „ceva” (corp , particula, avand o anumita viteza, sa zicem ptr timp, fara viteza nu avem timp, sau timp zero). Acum suntem intr-un timp si spatiu rezultate, dar daca ne deplasam cu alta viteza se va „crea” alta marime a timpului, alt spatiu etc.
            La fel si ptr gravitatie, interctiunea cu materia, in conditii de timp si sapatiu variabile, rezultate.
            Nu-mi dau seama cum se modifica ecuatiile campului elecromagnetic, de ex, dac dt si ds sunt „fluide”, rezultatul altor ecuatii in care constantele sunt si ele variabile :P
            Bun, e o varza la mine, recunosc, dar mica lectie de fizica mi-a prins bine.
            Va multumesc atat dvs cat si partenerului dvs de discutie, aplicata, admin. Mi-a placut!

            • Cu placere, sper ca v-am fost de folos.
              Cand lucrurile astea sunt povestite fara ecuatii, de exemplu prin articole si carti de popularizare, se folosesc de obicei diverse metafore, se apeleaza la concepte mai familiare cititorului, dar acestea sunt de cele mai multe ori insuficient adecvate. Dumneavoastra aveti o curiozitate si capacitate de a pune intrebari care nu va poate multumi doar cu asta, ceea ce e rar si admirabil. Expertii spun ca intelegerea adevarata vine nu din descrieri prin cuvinte, ci din intelegerea matematicii din spatele lor, care se face prin multa munca si exercitii. Exista un adevar in asta, dar nu stiu daca intelegerea dobandita astfel e chiar intelegerea adevarata, sau doar ne familiarizam cu ideea atat de mult incat avem impresia ca chiar intelegem :) De fapt, uneori ma intreb daca exista vreodata intelegere intr-un sens mai adanc decat simpla familiarizare :)

    • „Nimicul” se complică și mai mult în teoria cuantică, deoarece pentru fiecare tip de particulă există un câmp de bază, numit „starea de vacuum” a câmpului respectiv. Acest câmp se află pretutindeni, și fluctuează continuu, generând perechi particulă-antiparticulă virtuale.

      • Dragă Cristi S,
        Te rog să ai în vedere tratatul lui (google) Carlo Rovelli Quantum Gravity. Este spumos scris şi destul de concis…
        În privinţa geometriei simplectice este un articol destul de clar scris de Dusa McDuff „What Is Symplectic Geometry?” deasemenea disponibil on-line http://www.math.stonybrook.edu/~dusa/ewmcambrevjn23.pdf
        Pentru aspectele conceptuale, recomand cu căldură discursul lui Richard Feynman de la decernarea premiului Nobel în fizică din 1965, disponibil pe internet http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/feynman-lecture.html

        Sunt câteva inexactităţi în aserţiunile Dumneavoastră.

        Cu deosebit respect,
        un fizician

        • Draga admin,

          Multumesc pentru referinte, si poate le-as fi mentionat daca aveau legatura cu ce discutam.
          Raspunsul meu descrie spatiutimpul din relativitatea generala (clasica, nu cuantica, pe care nu o cunoastem inca). Asta pentru ca intrebarea era despre spatiu.

          Geometria simplectica e cu totul altceva decat geometria spatiutimpului din relativitatea generala. Pentru a descrie spatiutimpul in relativitatea generala se foloseste geometria semi-Riemanniana [1], nu cea simplectica.
          Cartea lui Rovelli se ocupa de Loop Quantum Gravity, care este numai una dintre teoriile de gravitatie cuantica explorate in prezent. Ori eu vorbeam despre spatiutimpul din relativitatea generala. Faptul ca nu m-am apucat sa povestesc si teoriile care pana acum nu au dus deocamdata nicaieri intr-un comentariu care nu era despre ele nu cred ca constituie inexactitate.
          Discursul lui Feynman la care va referiti are in titlu „space-time”, dar nu e o teorie a spatiutimpului, ci ceea ce numeste el „the Space-Time View of Quantum Electrodynamics” – in care descrie abordarea lui a electrodinamicii cuantice. Din nou, de ce as fi discutat despre asta in raspunsul meu?

          Spuneti ca sunt niste inexactitati in ceea ce am scris, ati putea fi mai specific?

          Cu deosebita consideratie,
          un fizician matematician

          [1] orice carte de relativitate generala

          • Stimate Adrian S
            1. un spaţiu numit pseudo/semi-riemannian este o generalizare a unui spaţiu riemannian… nu am vrut să intru în aceste detalii de spre spaţii metrice şi signatura metricii pentru că nu am considerat şi nici nu consider relevant în această discuţie
            2. referinţa la Rovelli am propus-o pentru partea de introducere conceptuală, capitolele 2 şi 3 (deşi, în întreg mi se pare, o prezentare bine închegată, chiar dacă lipsesc mijloacele de verificare experimentală, acestea sunt explicate), mai ales părţile în care se explică de ce spaţiul-timp dispare în relativitatea generalizată ca şi mărimi fizice fundamentale
            3. varietăţile diferenţiale pe care le utilizăm pentru a calcula diverse situaţii sunt un artifact al teoriei, ba chiar în anumite situaţii se poate formaliza teoria chiar schimbând signatura metricii prin rotaţie Wick
            4. referirea la geometria simplectică am inserat-o pentru a conexa formalismul funcţiei Hamilton-Jacobi cu explicaţia dezvoltării matematice a geometriei simplectice
            5. referirea la Feynman în acel discurs am făcut-o pentru, în special, consideraţiile sale a propos de existenţa sau inexistenţa gradelor independente de libertate al teorie cuantice a câmpurilor, dezvoltată de la electrodinamica cuantică la Modelul Standard
            6. vacuumul cuantic este starea fundamentală a operatorului energie (hamiltonianul) care descrie o interacţie dinamică în calculul amplitudinii, chiar şi într-o formulare covariantă relativist
            7. starea fundamentală nu este în mod necesar cu energie zero, mai ales în context de confinare e.g. nivelul fundamental al oscilatorului armonic, sau al atomului hidrogenoid sau în contextul altor medii cuantice coerente, inclusiv macroscopice (SQUID)
            8. inexactităţile menţionate erau mai degrabă conceptuale, de exemplu explicaţia nimicului

            PS for the record, manualul de cuantică (vol II din 1982) al D-nei Viorica Florescu se termină la Dirac şi Klein-Gordon, adică în spaţiu plat Minkowski. Mi-ar place să continuăm discuţia dificultăţilor conceptuale (dincolo de matematica din spate) întâmpinate de cercetarea fizică actuală… citez:
            The search for a quantum theory of gravity raises questions such as: What is time? What is the meaning of „being somewhere”? What is the meaning of „moving”? Is the motion to be defined with respect to objects or with respect to space? Can we formulate physics without reffering to time or to timespace? And also: What is matter? What is causality? What is the role of the observer in physics?
            Questions of this kind have played a central role in periods of major advances in physics. For instance, they played a central role for Einstein, Heisenberg, Bohr and their colleagues. But also for Descartes, Galileo, Newton an their contemporaries, and for Faraday, Maxwell and their colleagues. Today, this manner of posing problems is often regarded as „too philosophical” by many physicists.

          • erata: Cristi S (scuze, mă gândeam la altele… nothing personal)… plus alte erori de editare, virgule puse aiurea, dezacorduri etc. mea culpa

  5. „…mecanica cuantică ne spune că, în principiu, putem pune Pământul într-o stare cuantică, în care se află simultan aici şi câţiva metri mai la dreapta (starea se numeşte de „superpoziţie cuantică”)” – Îmi puteți da sursa acestei afirmații? Nu sunt fizician, dar mărimea Pămîntului mi se pare cam mare pentru a-i aplica legile cuantice.

    • Sursa este manualul de mecanica cuantica, atat cat mi-l aduc aminte (l-am facut cu d-na Florescu). Aici ni s-a spus ca, in principiu, mecanica cuantica se aplica oricaror obiecte, oricat de mari. Ca nimeni nu a ajuns sa testeze daca asta e si adevarat, asta e alta problema (de aici incepe gravitatia cuantica). Insa mecanica cuantica obisnuita inca nu are limite de masa pentru aplicarea ei in teorie. S-ar putea sa aiba pe viitor, dar pentru asta trebuie sa gasim limitele.

      • Cunoasterea este infinita!! fizica e atotcuprinzatoare!! Fizica cuantinca este esenta materiei, energiei. Nu credeti ca invatarea empirica, in scoli, ce se axeaza pe cunostinte luate disparat , ca materii., ne blocheaza in gandire, in intelegera fenomemelor? Omul intelegecine este, ce rol are in Univers?Lumina, fotonii, gravitatia sunt cele ce strabat Universul macro si micro!! Cred ca lumina si gravitatia sunt cheia universului. Multe intrebari imi persista inca din liceu,cand incercam sa inteleg fizica atomica, dualitatea materie-cuante. CU CAT CITESC MAI MULT, IMI DAU SEAMA CA NU STIU NIMIC!!!SUCCES, DOMNULE,CRISTI PRESURA!!!MULTUMESC PENTRU CE FACETI!!

  6. Dacă ar fi atât de simplu… problema teoretică, dar mai ales experimentală este că scala la care efectele cuantice gravitaţionale se pot manifesta este cea a masei şi a distanţei Planck…
    Doar câteva observaţii a propos de unele comentarii de mai sus:
    -teoria lui Einstein este „background independent”, deci nu există timp şi spaţiu în sensul newtonian… există doar câmpuri peste câmpuri; de aici şi conceptul de covarianţă a ecuaţiilor, echivalent cu invarianţa la difeomorfisme active. timpul nu există univoc definit decât în context termodinamic, altfel este reversibil ca în orice altă teorie fizică.
    -nu există vid, pentru că nu există spaţiu absolut, există doar evenimente cu observabile parţiale
    -geometria presupune un spaţiu cu o metrică. Metrica este definită de evenimente. Evenimentele presupun interacţii. Interacţiile presupun câmpuri. Câmpurile sunt o formă de a ocoli ce numea Einstein „spooky action at a distance”.
    -relativitatea generalizată a lui Einstein descrie spatiul-timp ca o varietate diferenţială riemanniană dinamică care este chiar geometria spaţiului, adică nu este vreo diferenţă între câmpul gravitaţional şi geometria curbă a spaţiului-timp
    -pentru cunoscători: cele două variabile pe care se bazează formularea canonică a relativităţii generalizate sunt conexiunea complexă tridimensională şi impulsul complex conjugat al acesteia (care sunt tensori cu doi indici care au câte 9 componente complexe fiecare). Pe de altă parte, gradele de libertate ale relativităţii generalizate au (9+9) componente reale, dintre care 2+2 sunt grade de libertate fizice, 7 sunt constrângeri şi 7 sunt etalonări, pentru că există dependenţe similare holomorfismului din analiza funcţiilor generalizate (complexe).

    Deocamdată, se caută formulări compatibile conceptual. Problemele sunt legate de faptul că o relativitate cuantică generalizată nu mai poate sta decât în limită clasică pe spaţii continue, ci presupune chiar discretizarea spaţiului. În consecinţă, instrumentele calcului diferenţial-integral trebuie redefinite de pe spaţii continue pe spaţii discrete… păstrând sau nuanţând covarianţa ecuaţiilor în limita clasică (cum s-a petrecut cu explicarea efectului Lamb de către Bethe cu Feynman, ce a dus la electrodinamica cuantică şi teoria cuantică a câmpurilor).

    Experimentele evocate nu au cum să deceleze nivelul cuantic… al gravitaţiei. Teoria ca teoria, dar practica te omoară…

    La mai multe articole.

  7. Michael Fayn (UK) a descris în piesa de teatru KOPENHAGEN începutul fizicii cuantice, în discuţii între Niels Bohr şi Werner Heisenberg (Der Teil und das Ganze. Gespräche im Umkreis de Atonphysik. Partea şi ansamblul. Discuţii despre fizica atomică). Admir fizicienii din ţară care urmează această tradiţie de a comunica în public fizica cuantică. Fizica clasică, modelul lui I. Newton despre univers are în I. Kant (Kategorische Imperativ, Vernunft) un adept, un filozof, în timpul său.Werner Heisenberg (născut 1901 la Würzburg) prezintă 1925 conceptul său despre fizica cuantică (1932 Premiul Nobel). E momentul ca în spaţiul public românesc să se discute azi concepţiile despre lume, despre univers, ca consecinţă a descoperirilor (30 din economia mondială are 2017 dea face cu fizica cuantică, de la transistor, chip, GPS, … pâna la filozofie) din secolul 20 în fizica cauntică. Mă pasionează fizica, găndul liber.

    … „…Iubesc fizica atunci când eliberează. Alergând între serviciu şi casă, oscilând între un ecran de sticlă şi altul de plastic, am prea uşor senzaţia că poveştile lor formează întreaga lume. …. … …. La un nivel mult mai mic, cel al particulelor elementare, teoria lui Newton este înlocuită de mecanica cuantică. Electronul se află, simultan, în toate colţurile atomului iar întâmplarea intervine în mişcările sale. Alte particule vin la viaţă din vidul cuantic, iar unele dintre ele rămân corelate şi se influenţează chiar şi atunci când ajung la capete diferite ale universului…. „….

    După 27 de ani de libertate tinerii în era digitală, elevii, studenţii, profesorii şi cercetătorii în domeniul fizicii cuantice au aceces (în limba engleză) la un patrimoniu ştiinţific universal. E o plăcere sa trăieşti ca om liber!

    „Worüber man nicht sprechen kann soll man Schweigen. Wittgenstein. (Despre ce nu se poate discuta trebuie păstrat tăcere). Nu. „Worüber man nicht sprechen kann soll man sich verständigen” (Despre ce nu se poate discuta trebuie să ne înţelegem. Principiul Pauli. Albert Einstein: Mein Weltbild.). Discuţii despre fizica cuantică în publicaţia contributors: DA.
    Asa cum se discută poezia lui Eminescu, telegramele lui I. L. Caragiale să discutăm în spaţiul public românesc şi teorema II a termodinamicii & entropia.

    Unde ne sunt visătorii….

    • Evidențiați o indoctrinare științifică care frizează logica elementara. Uitați ca, nu exista „fizica cuantica ” ci teorii cuantice, teorii care au ca suport „principii” inventate , derivate din erori de definiție . Porniți de la definiția matematica a impulsului, vezi cum se definește viteza ..intr-un punct si ai sa găsești singur ca, principiul nedeterminării ..este o consecință a modului in care s-au definit matematic aceste mărimi, si nu e un mod de comportare a materiei.
      „Marii” fizicieni Bohr, Born, Heisenberg ..au fost bine plătiți de Fundația…Rockefeller, ca sa impinga fizica pe acesta pista …interpretativa, din care… o sa iasă când o sa va plimbati calare pe undele gravitationele ..

      • Atunci ce ve opreste sa formulati o teorie clasica (non-cuantica) care sa aiba aceeasi putere de predictie (corecta) a tuturor fenomenelor explicate in mod curent de mecanica cuantica si sa castigati premiul Nobel ?

        PS: teorema Bell a fost confirmata recent experimental loop-free intr-o masura considerata covarsitoare. Ceea ce inseamna infirmarea unei clase de teorii clasice „cu variabile ascunse” (local realism). Success, deci !

        • ultima confirmare pentru Bell pe care am remarcat-o, parcă, a fost făcută la Delft, în Olanda… din câte am urmărit eu.
          Părerea mea este că aceste experimente sunt generate de interpretarea Copenhaga versus paradoxul EPR (Einstein+Podolski+Rosen) -double-slit experiment, „everything comes in lumps” apud Feynman (e şi pe youtube, very telling)-… dilemă cumva adresată de teoria Wheeler-Feynman şi de interpretarea tranzacţională a lui Cramer… care ar explica cumva rezultatele experimentale prin superpoziţia undelor retardate cu cele avansate (timpul, fiind reversibil la nivel micro, dacă ansamblul cuantic rămâne coerent). Aspectul statistic (ruperea de coerenţă, paradoxul pisicii lui Schroedinger) apare în interpretarea multiversurilor… (Everett 1957). Interpretarea rămâne neclară existenţial, deşi pozitivist nu a împiedicat dezvoltarea… CERN cu asta se ocupă (Modelul Standard).
          Părerea mea este că problema se poate manifesta şi interpreta aşa ambiguu pentru că încă lipseşte ceva… ce, rămâne de văzut… teoriile sunt doar aproximări care tind spre realitate (epistemologic vorbind), important este să nu le considerăm dogme.

  8. 1. Gravitatia ca o curbura a combinatei spatiu-timp e o simplificare (ca sa nu zic altfel…), satelitii naturali nu au traiectorii perfect circulare, ci eliptice. De fapt, a privi acest complex ‘spatiu-timp’ ca un plan cu niste denivelari in el e o vulgarizare a intregului concept, folositoare pentru ca persoanele fara pregatire stiintifica riguroasa sa priceapa cit de cit ideea.

    2. Spuneti intr-un loc ca distanta intre doua entitati e de 6 ori mai mica, in consecinta forta gravitationala dintre ele e de 12 ori mai mica. Sper ca n-am inteles gresit, insa nu uitati ca gravitatita variaza cu patratul distantei dintre entitati.

  9. In primul rand, sa va dea sanatate particulele subatomice ca existati! Sunt foarte incantata ca am gasit un loc in care oameni cu inteligenta si pregatire stiintifica au dispozitia necesara sa dezbata anumite teme si cu oameni lipsiti de pregatire, dar cel putin cu inteligenta.

    Deoarece, dupa cum observa si dl. Presura, este rar intalnita calitatea de a pune la indoiala lucrurile deja impamantenite si de a folosi creierul propriu pentru a pune intrebari si a trage concluzii. Cercetatorii stiintifici sunt in prima linie a acestui tip de oameni.

    Insa, din pacate, nu sunt asa de multi teoreticieni care sa aiba darul de a putea explica teoriile complicate pentru toata lumea. Deja am achizitionat cartea dumneavoastra si intentionez sa ma pun mai bine la punct cu notiunile elementare de fizica, insa pana atunci, o sa incerc sa imi expun nelamuririle bazate pe ceea ce am citit deja online din nenumarate surse.

    Provin din zona biologie-medicina, si intotdeauna am avut pasiune si interes pentru modul in care functioneaza natura si biologia, fiind in mare parte auto-didacta. In mod special, am fost interesata de originea vietii si de teoria evolutiei, mergand inapoi in timp pana la t0 pentru viata pe pamant. In punctul in care se opreste biologia, incepe chimia. Am luat-o si pe aceasta de la zero, de la bazele ei, din manualul de clasa a7a si alte surse (ceea ce invatasem la chimia organica pentru admitere la facultate era departe de baza, care de fapt e mai greu de inteles decat interactiunile dintre compusii organici complecsi). Am constatat astfel ca unde se opreste chimia, incepe aceasta complicata fizica a particulelor cuantice.

    Poate va veti intreba „dar in clasa a 7a ce a facut?” Sistemul de invatamant la noi este extrem de rigid si lipsit cu totul de practica. Are dreptate cine a comentat mai sus legat de asta.

    Imi amintesc ca fizica si chimia erau o completa enigma, nu intelegeam absolut nimic, profesorii erau ca niste masini care ne dictau termeni straini. Toti anii de fizica din scoala generala am scris dupa dictare si luam notele invatand formulele si definitiile pe de rost, fara sa inteleg deloc sensul lor. La chimie nu cred ca am folosit macar vreo eprubeta vreodata, in facultate am lucrat cu asa ceva abia.

    O alta problema mare a sistemului de invatamant este ca nu este deloc incurajat modul academic de gandire si invatare, si anume acela prin dezbateri, discutii, contradictorii chiar, comparatii si paralele. Imi amintesc ca orice corelatie pe care incercam sa o fac, era respinsa de profesori vehement. Adica puteam intreba despre o anumita notiune daca este asemanatoare cu o alta notiune de la alta materie, si raspunsul era mereu „nu are nicio legatura, lasa materia x”.

    Adult fiind, am realizat ca de fapt totul este in legatura, si orice intelegere asupra lumii doar dintr-o perspectiva, este incompleta. Mai rau, am descoperit ca este si mai greu sa intelegi doar un aspect, fara a avea o viziune de ansamblu.
    Asa cum mintea de copil nu poate vedea acest ansamblu, asa si mintea umana in general, nu poate vedea imaginea de ansamblu a acestui univers si „locul” care il contine.
    Ceea ce este vizibil de la noi, cu siguranta este doar un mic unghi, doar o fateta al acestui ansamblu care contine universul.

    Cercetand mai departe fizica, am ajuns sa citesc despre gravitatie si teoriile relativitatii. Neavand notiunile de baza ale fizicii, nu intelegeam de ce erau asa de greu de acceptat teoriile lui Einstein si de ce erau ele atat de revolutionare. Astfel am aflat ca gandirea rigida, bazata pe dogme cum spunea cineva aici, se intalneste si la case mai mari :)

    De aceea mi se pare gresit ca fizicienii resping importanta filosofica a ceea ce incearca ei sa descopere, adica aceasta origine si aceasta teorie unificatoare a tot ce exista. Practic ambele tabere cauta raspuns la aceleasi intrebari, doar ca folosind metode diferite. De aceea, eu consider ca ar fi chiar indicat sa mai si speculeze fizicienii din cand in cand, cu siguranta ceea ce speculeaza ei este mai interesant si mai apropiat de realitate decat ce speculeaza filosofii.

    Cred ca in ziua de azi, fizicienii trebuie sa isi asume ca descoperirile lor, pe langa utilitatea practica pe care o vor prezenta, vor mai avea probabil si niste rasfrangeri asupra dogmelor religioase sau filosofice (cum s-a mai intamplat si in trecut cu alte descoperiri).

    Mi se pare foarte interesanta teoria acestui „nimic”, pentru ca mi se pare in stransa legatura cu teoria originii universului. De aceea cred ca raspunsul la ce este gravitatia este esential, pentru ca aceasta forta transcede universul nostru, si este prezenta si in afara lui.

    Si eu consider ca nu exista „nimic”, ci pur si simplu evolutia nu a considerat necesar sa dezvoltam organe de simt si pentru aceste forte, sau unde, si nici aparatura potrivita inca nu o avem. Practic ceea ce ce prezinta interes aici este in ce anume se extinde acest univers. Acelasi mediu in care se extinde universul cred ca se afla si „inainte” de Big Bang. Aici, dl Einstein mi se pare ca a eschivat o intrebare la care ii era imposibil sa raspunda, printr-o smecherie lingvistica, de semantica. El spune ca inainte de Big Bang nu exista nimic, deoarece nu exista timpul, acesta luand nastere odata cu Big Bang. Asta este aproape ca teoria inseminarii extraterestre cu viata pe pamant (teoria cum ca formele de viata primitive unicelulare au fost aduse pe pamant din spatiu, de meteoriti), teorie care de fapt nu explica originea vietii, ci muta originea in alt loc din spatiu.

    Asa ca, daca excludem ideea de timp, clar explozia singularitatii initiale a avut loc in „ceva”.

    Cel putin 3 lucruri existau la acel moment:
    – singularitatea de masa infinita care a explodat (deci, foarte posibil sa fi existat si altele)
    – cel putin un tip de forta/camp/materie care a interactionat cu acea singularitate cauzand explozia
    – un „loc” in care aceasta singularitate se afla.

    Observand natura per ansamblu, atat la nivel micro, cat si macro, chiar daca diferitele dimensiuni spatiu-timp au proprietati foarte diferite, totusi se pot observa doua constante:
    – structura de papusa Matrioshka la toate nivelele (totul este continut in ceva mai mare)
    – tendinta de evolutie de la simplu la complex (atomul cel mai simplu, heliu, din care s-au format toti ceilalti atomi, apoi acesti atomi simpli s-au agregat in corpuri ceresti, care apoi au format sistemele solare, galaxiile, etc; in biologie la fel, niste simple molecule anorganice au devenit din ce in ce mai complexe, organizandu-se apoi in tesuturi, organe si sisteme).

    Extrapoland aceste caracteristici, se poate imagina ca merg mai departe de universul nostru, si este foarte probabil ca acesta sa fie continut in ceva si mai mare, alaturi de alte universuri ca al nostru. Asa cum in univers iau nastere si mor stele constant, cred ca asa se intampla si in urmatorul „strat” cu universurile – sunt mai multe big banguri aleatoriu, universuri luand nastere si murind constant.

    Intr-adevar, o teorie de acest gen ridica si mai multe probleme si intrebari, cum ar fi daca se opreste undeva acest sistem. De aceea, inteleg de ce fizicienii trebuie sa se mentina la un nivel de gandire cat mai abstract, bazat pe acele modele matematice despre care vorbiti. Pentru ca practic vorbind, este imposibil sa observam „la fata locului” aceste aspecte. Cu toate acestea, consider ca uneori tocmai aceasta putere de logica a creierului nostru, de a extrapola si identifica niste modele, depaseste puterea instrumentelor si dovezilor concrete.

    Asa cum Darwin a dedus numai prin observatie si cu puterea mintii sale niste adevaruri pentru care nu existau instrumente de a le dovedi. Plus, atat educatia lui religioasa, cat si presiunea bisericii existenta la acel moment, i-au ingreunat cu siguranta procesul gandirii. A intuit faptul ca pamantul trebuia sa aiba o varsta cu mult mai inaintata decat se credea atunci, a intuit existenta ADN-ului, a observat efectele negative ale consangvinizarii, etc.

    Un astfel de fizician va putea intui cu siguranta multe lucruri care practic nu vor putea fi demonstrate decat peste cine stie cat timp (sau niciodata), motiv pentru care acest tip de dezbateri mi se par deosebit de interesante.

    Cercetand toate aceste teorii noi, am dat peste o idee pe care as vrea sa o inteleg mai bine. Am inteles problema cu particulele subatomice, si anume ca ele nu pot fi localizate cu precizie, ca pot fi in mai multe locuri in acelasi timp, sau ca apar si dispar spontan, si ca nu se poate lucra decat cu probabilitati si statistica in incercarea localizarii unei particule.

    Am mai inteles, de asemenea, faptul ca insasi actiunea noastra de a le cauta, sau observa, interfereaza cu comportamentul lor obisnuit (adica din momentele in care nu este cautat). De la aceste observatii, s-a sarit la concluzia ca legitimeaza cumva ideea de universuri paralele (nu teoria multiversurilor de mai sus, ci efectiv lumi paralele ca in filmele SF), si ca ar presupune faptul ca toate posibilitatile existente chiar exista si chiar se produc.

    Cum ar fi in acel experiment cu pisica lui Schrodinger, practic exista atat universul in care pisica aceea anume moare, cat si universul in care ea traieste, astfel faptul ca se face acest experiment, creeaza acele posibilitati si acele universuri paralele.

    Imi este dificil sa inteleg cum anume s-a extrapolat faptul ca nu intelegem noi natura si comportamentul particulelor subatomice in posibilitatea existentei acestor realitati paralele. Doar din cauza faptului ca particulele pot disparea si aparea sau ca pot fi in mai multe locuri in acelasi timp se poate trage aceasta concluzie? Fie am sarit eu peste niste explicatii, fie au sarit cercetatorii la concluzii :)
    As considera ca este vorba doar de problema ca ne lipsesc metodele sau aparatele eficiente pentru a observa comportamentul real, nu ca este vorba despre scenarii stiintifico-fantastice (oricat de tentant ar fi).

    Insa, avand in vedere ca este prima data cand imi expun aceste idei catre specialisti, nu sunt sigura ca am inteles totul corect, si astept cu interes corectii si explicatii.

    Cu deosebita stima!
    V.

LĂSAȚI UN MESAJ

Vă rugăm să introduceți comentariul dvs.!
Introduceți aici numele dvs.

Autor

Cristian Presura
Cristian Presurahttps://www.facebook.com/stiintaclub
Fizician, cercetator la compania Philips, Olanda (canal youtube) Autor al lucrarii "Fizica Povestita", aparuta la editura Humanitas in anul 2014. Absolvent al facultatilor de electrotehnica si de fizica, Cristi a obtinut doctoratul in fizica la Universitatea Groningen, Olanda, in anul 2002, unde a caracterizat proprietatile optice ale sistemelor corelate de electroni. Rezultatele sale s-au concretizat in lucrari publicate in reviste de specialitate: Physical Review Letters si Science. In prezent este cercetator la compania Philips, Olanda, unde s-a specializat in domeniul senzorilor medicali. Impreuna cu echipa sa, a inventat si introdus pe piata primul ceas capabil sa masoare pulsul sportivilor, numai pe baza senzorilor optici. A publicat mai multe zeci de lucrari si brevete de inventie. Este membru al asociatiei cercetatorilor romani Ad Astra. In fiecare zi, Cristi descrie, pe scurt, cate o stire din stiinta, pe pagina sa de Facebook: https://www.facebook.com/presura

Sprijiniți proiectul Contributors.ro

Pagini

Carti noi

 

Cu acest volum, Mirel Bănică revine la mai vechile sale preocupări și teme de cercetare legate de relația dintre religie și modernitate, de înțelegerea și descrierea modului în care societatea românească se raportează la religie, în special la ortodoxie. Ideea sa călăuzitoare este că prin monahismul românesc de după 1990 putem înțelege mai bine fenomenul religios contemporan, în măsura în care monahismul constituie o ilustrare exemplară a tensiunii dintre creștinism și lumea actuală, precum și a permanentei reconfigurări a raportului de putere dintre ele.
Poarta de acces aleasă pentru a pătrunde în lumea mănăstirilor o reprezintă ceea ce denumim generic „economia monastică”. Autorul vizitează astfel cu precădere mănăstirile românești care s-au remarcat prin produsele lor medicinale, alimentare, cosmetice, textile... Cumpara cartea de aici

Carti noi

În ciuda repetatelor avertismente venite de la Casa Albă, invazia Ucrainei de către Rusia a șocat întreaga comunitate internațională. De ce a declanșat Putin războiul – și de ce s-a derulat acesta în modalități neimaginabile până acum? Ucrainenii au reușit să țină piept unei forte militare superioare, Occidentul s-a unit, în vreme ce Rusia a devenit tot mai izolată în lume.
Cartea de față relatează istoria exhaustivă a acestui conflict – originile, evoluția și consecințele deja evidente – sau posibile în viitor – ale acestuia. Cumpara volumul de aici

 

Carti

După ce cucerește cea de-a Doua Romă, inima Imperiului Bizantin, în 1453, Mahomed II își adaugă titlul de cezar: otomanii se consideră de-acum descendenții Romei. În imperiul lor, toleranța religioasă era o realitate cu mult înainte ca Occidentul să fi învățat această lecție. Amanunte aici

 
„Chiar dacă războiul va mai dura, soarta lui este decisă. E greu de imaginat vreun scenariu plauzibil în care Rusia iese învingătoare. Sunt tot mai multe semne că sfârşitul regimului Putin se apropie. Am putea asista însă la un proces îndelungat, cu convulsii majore, care să modifice radical evoluţiile istorice în spaţiul eurasiatic. În centrul acestor evoluţii, rămâne Rusia, o ţară uriaşă, cu un regim hibrid, între autoritarism electoral şi dictatură autentică. În ultimele luni, în Rusia a avut loc o pierdere uriaşă de capital uman. 
Cumpara cartea

 

 

Esential HotNews

contributors.ro

Contributors.ro este intr-o permanenta cautare de autori care pot da valoare adaugata dezbaterii publice. Semnaturile noi sunt binevenite cata vreme respecta regulile de baza ale site-ului. Incurajam dezbaterea relaxata, bazata pe forta argumentelor.
Contact: editor[at]contributors.ro