Astazi inauguram o noua serie de articole, sper eu cat mai lunga si consistenta, o serie care nu are nici o legatura cu mizeria din viata noastra cotidiana si ma refer aici la „uite TBTul, nu-i TBTul”, la ce F 16 la mana a doua mai cumparam, la dotarea armatei, etc,etc, ci care se vrea un pas spre singurul lucru care are cu adevarat importanta in viata: Ganditul!
Vom discuta despre stiinta, despre cunoastere, despre lucruri care sunt aparent banale dar care la nivel cosmic modeleaza intregul Univers.
Una peste alta sper sa va placa si in fiecare duminica vom incerca sa injghebam o discutie cat mai interesanta. Aceste articole nu sunt chiar articole, in sensul ca nu au o concluzie ci sunt doar o invitatie spre o noua si mult mai frumoasa latura a vietii ca fiinte (presupus) ganditoare ce ne aflam vremelnic prin zona.
Nu vor fi acceptate comentariile nelalocul lor, bascalioase sau fara legatura cu subiectul.
Asa cum este normal fac eu primul pas si astazi va propun sa discutam despre, poate, cea mai mare enigma din Universul nostru:
GRAVITATIA (I)
Ce este gravitatia?! Pai raspunsul simplu ar fi ca susnumita este forta care ne tine, la propriu, cu picioarele pe pamant, iar definitia mai savanta ar fi ca este o forta pe care orice corp (masa) o exercita in jurul sau (camp gravitational), teoretic pe o distanta infinita. Stim de la Newton ca forta de gravitatie intre doua corpuri scade cu patratul distantei, dar ca cele doua corpuri se atrag unul pe altul cu o forta care este in legatura directa cu masa lor.
Mai stim ca forta de gravitatie a unui corp depinde de doua aspecte: masa sa si densitatea, altfel spus doua corpuri de aceiasi masa vor avea o forta gravitationala diferita daca dimensiunile lor fizice sunt diferite, in sensul ca cel cu o dimensiune mai mica (raza mai mica, densitate crescuta) va genera o gravitatie mai mare. Cel mai bun exemplu aici ar fi gaurile negre, care desi initial detin doar o parte din masa stelei colapsate dezvolta o atractie gravitationala muuult mai mare decat steaua in sine (o forta gravitaionala infinita).
O scurta paranteza, se speculeaza ca forta de atractie gravitationala a doua gauri negre de dimenisuni (mase) diferite ar fi perfect egala (pentru ca si curbura spatiului este egala, adica infinita), singurul element care diferentiza o gaura neagra masiva (multi-stelara) de una „normala” (stelara) ar fi raza de actiune.
Asadar, Marele Mister al Universului nostru: Ce este Gravitatie?
Enstein ne explica ca gravitatie nu este nici macar o forta fundamentala, precum cea electromagnetica, cea nucleara slaba si cea nucleara tare ci ar fi doar…geometrie pura. In ecuatiile marelui fizician gravitatia apare doar ca o curbura a spatio-timpului, curbura generata de o masa. Sau altfel spus o masa perturba liniaritatea spatio-timpului.
Astazi stim ca orice masa, mare sau mica, curbeaza/perturba spatio-timpul, raza curburii fiind direct proportionala cu marimea mesei respective. Practic o planeta evolueaza in jurul unei stele tot asa cum o minge de tenis se invarte pe peretele unui lighean daca este aruncata cu forta, gravitatia stelei respective modificand geometria spatiului, tinand astfel respectiva planeta captiva in „lighean”.
Aceasta definitie, demonstrat si observational prin efectul de „lentila”, este acceptata total astazi in lumea fiziceniilor, efectele sunt cele scontate de teorie, dar asta nu inseamna ca stim ce-i aia gravitatie, inseamna doar ca-i intelegem, partial, efectele, dar care sunt cauzele? De ce masa perturba spatio-timpul?
Dintre cele patru forte fundamentale gravitatia este de departe cea mai slaba, la nivel atomic este practic insesizabila si aproape imposibil de masurat dar la scara mare efectele ei modeleaza intregul Univers. Problema este ca fizicienii nu au gasit nici o explicatie pentru care gravitatia este atat de slaba si desi sunt o gramada de teorii care incearca sa explice aceasta ciudata „slabiciune” niciuna nu a putut sa fie dovedita sau macar sa intruneasca acceptul tuturor.
Unii cred ca gravitatie din universul nostru nu este de fapt o forta in sine ci doar efectul rezidual al unei forte dintr-un alt univers, paralel cu al nostru dar extrem de diferit din punctul de vedere al legilor fizicii. Aici apare teorie „branelor”, o serie de universuri infinita care ar arata (intuitiv vorbind) precum niste folii/membrane infinite, infinit de subtiri si care s-ar afla infinit de aproape una de alta dar fara sa se atinga. Aici intra in discutii spatiul multidimensional, dar noi trecem peste.
Dar aceste „Brane” s-ar influenta totusi una pe alta si intr-o astfel de ipoteza gravitatia ar fi egala ca forta cu celelalte trei forte fundamentale intr-o alta brana (unde constantele universale ar avea alte valori) dar in universul nostru ar ajunge doar sub forma unui efect tangential precum campul electromagnetic creat de trecerea curentului printr-un cablu de inalta tensiune.
Noi am detecta doar „campul” electromagnetic al cablului fara sa avem habar de energia electrica, de cablu, etc. Este doar un exemplu.
Pana prin anii „80 se credea ca gravitatia este doar o alta forta si se cauta de zor particula elementara care este responsabila de „transportul” acestei forte, cum este electronul in cazul fortei electromagnetice. Se credea ca gravitatie este si unda si particula, precum forta electromagnetica, dar intre timp lucrurile au mai evoluat si in urma cu doar doi ani s-a descoperit la CERN si „bosonul Higgs” sau „particula lui Dumnezeu”, adica o particula fundamentala care da/genereza masa pentru toate celelalta particule fundamentale: electron, proton, neutron, etc, dar odata cu aceasta descoperire lucrurile nu s-au lamuri ci dimpotriva.
Precizez ca gravitatia pare intradevar a se manifesta si sub forma de unda, desi deocamdata undele gravitationale nu au fost inca descoperite observational.
Cum ar arata, de exemplu, un electron care ar putea fi – pur teoretic – decuplat de campul de forta Higgs care-i da masa?! Cum ar arata si cum s-ar comporta un atom care ar putea sa fie ecranat de campul de forta Higgs si deci n-ar mai avea masa?! Ar accelera acest atom la viteza luminii precum fotonul in mod instantaneu, s-ar comporta intreaga materia precum eluzivul neutrino?! Este gravitatia forta care ” tine” laolalta Universul cuantic prin campul de masa Higgins, prin faptul ca franeaza viteza particulelor elementare cu masa si astfel avem un univers? Sa fie „treaba” gravitatiei tocmai scaderea vitezei particulelor elementare pana acolo incat acestea sa formeze atomi adica materie?!
Pana la urma descoperirea bosonului Higgs are legatura doar tangential cu gravitatia pentru ca Higgs n-ar treaba direct cu gravitatia ci cu masa, iar masa poate exista (teoretic) si in absenta gravitatiei dar gravitatia nu poate exista in absenta masei. Am descoperit asadar doar un alt efect al gravitatiei, nimic deocamdata despre gravitatie.
Asadar ce-i gravitatia?! Doar geometrie?! In realitate sa nu fie vorba despre o forta fundamentala ci doar de un efect fundamental al masei in sine? Pai atunci, daca este doar un efect de ce gravitatia poate schimba legile fizicii in conditii cu totul extreme, atunci cand geometria devine extrema, adica cand curbura spatiuo-timplului devine infinita, in cazul gaurilor negre?
Nu mai exista nici un alt exemplu in care legile fizicii sa fie cu totul modificate cu exceptia momentului in care gravitatia preia controlul intr-un mod cu totul extrem?!
Gravitatia sa fie o legea (forta) fundamantala, un efect indirect al cu totul altui fenomen dintr-un alt univers, un lucru pe care inca nu-l intelegem decat tangential, putandu-i deocamdata doar sa-i remarcam efectele?
Pana la descoperirea boosunului Higgs se credea ca forta gravitaionala, atractia intre particulele elementare din atomi pe baza masei lor, este cu totul insignifianta, dar odata cu aceasta descoperire epocala putem sa ne intrebam cum ar arata un atom de hidrogen daca elemetenele sale constitutive nu ar avea deloc masa?
Asa cum gravitatia schimba fundamental lucrurile intr-un caz extrem (gravitatie infinita, curbura spatio-timpului infinita, intr-un volum infinit de mic – singularitatea), oare nu influenteaza materia si in cazul exact opus, intr-un atom, atunci cand gravitatia este atat de mica incat practic nu exista iar curbura spatio-timplului este inexistanta in interiorul unui atom?
Daca le influenteaza cum o face?
Dupa cum vedeti acest articol este in fapt o lunga insiruire de intrebari bazate pe exemple, pentru ca daca as cunoaste raspunsul la macar o singura intrebare premiul Nobel pentru fizica ar fi al meu…
Nota: Sa-mi scuzati unel mici inadvertente, acest articol a fost scris fara a-mi consulta cartile si fara Google, asadar pot apara unele greseli.
GeorgeGMT