Materialele din aceasta pagina au fos preluate de pe site-ul

 www.stiintaazi.ro

Timpul curge doar înainte

Simţim curgerea timpului aici şi acum, în viaţa noastră de zi cu zi. Simţim, dar e mai greu să îl definim. Simţim, căci vedem cum putem merge în orice direcţie din spaţiu în fiecare dintre cele două sensuri - înainte sau înapoi, în stânga sau în dreapta, în sus sau în jos - dar vedem că în timp nu putem merge decât înainte, că timpul curge ireversibil, că nu ne putem întoarce înapoi în timp, că timpul curge doar înainte, că există o săgeată a timpului înainte. De exemplu, simţim că dacă dăm drumul unui ou jos şi acesta se sparge, este imposibil să luăm resturile de pe jos şi din ele să reconstituim oul aşa cum era. Sau putem să amestecăm frişca cu cafeaua, dar apoi este imposibil să mai separăm frişca de cafea, adică să revenim la starea de dinainte de amestec. Aceste lucruri sunt ireversibile. Mai mult, vedem cum fiecare din noi se naşte, îmbătrânşte şi moare. Faptele vieţii se întâmplă doar o singură dată şi nu mai revin niciodată. Simţim clar că timpul are o săgeată care curge doar înainte. Dar ce este timpul de fapt?

Nu este un lucru uşor, pentru că în definiţie nu trebuie să apară cuvântul timp. Altfel, ar fi o definiţie circulară. Observăm că în Univers există fenomene care se repetă periodic, ciclic. De exemplu, rotaţia Pământului în jurul propriei sale axe, sau rotaţia sa în jurul Soarelui. Sau vibraţia cristalelor de cuarţ. Am fi tentaţi să spunem că aceasta este curgerea timpului. Dar ne-am înşela. Aceste fenomene repetitive sunt doar o unealtă pentru a măsura trecerea timpului, purtând denumirea de ... ceasuri, dar ele nu reprezintă trecerea timpului! Dimpotrivă trecerea timpului apare cel mai clar atunci când vedem fenomene neperiodice, neciclice, fenomene care au loc o singura dată, ireversibil. Majoritatea fenomenelor din Univers sunt astfel de fenomene. Dar putem spune despre ele că s-au derulat în timp ce au avut loc atâtea vibraţii ale cristalelor de cuarţ din ceasurile electronice sau în timpul a atâtea rotaţii ale Pământului în jurul propriei sale axe (zile) sau în jurul Soarelui (an). Dar acestea sunt doar diferite tipuri de ceasuri. Secretul trecerii ireversibile a timpului constă tocmai în fenomele neciclice, neperiodice.

Şi pendulul este un ceas, dar nu la fel de precis precum cel realizat de cristale de cuarţ. Oscilaţia pendului nu mai este aşa de precisă atunci când pendulul se află pe un vapor care se leagănă pe valurile mării, dar cristalele de cuarţ vor oscila la fel, căci oscilaţia lor este electromagnetică. Există şi ceasuri în organismele vii. Sunt cele care ne fac să ne vina foame sau somn la aproape aceeaşi oră. Poartă numele de ciclul circadian. Inima ne bate aproximativ de un număr fix de ori pe minut. Dar este un ceas mai puţin precis, căci frecvenţa bătăilor este influenţată uşor de starea fizică sau psihică a individului. De altfel, Galileo Galilei a descoperit faptul că toate pendulele au aceeşi periodă de oscilaţie, indiferent de amplitudinea oscilaţiei, atunci când oscilaţia este suficient de mică, tocmai măsurând perioada de oscilaţie cu ajutorul pulsului său. Apoi, a construit un pendul cât de cât precis care a fost folosit ca ceas pentru a măsura pulsul pacienţilor ...

Derivata unei funcţii a fost descoperită de Newton

Derivata unei funcţii a fost o noţiune matematică ce a fost descoperită în jurul anului 1665 de Isaac Newton în Anglia şi aceasta i-a permis să definească matematic noţiunea de viteză instantanee ca şi derivata faţă de timp a poziţiei în spaţiu în funcţie de timp, iar acceleraţia instantenee ca şi derivata în funcţie de timp a vitezei ca şi funcţie de timp. Nu toate funcţiile admit însa derivată, ele de exemplu neavînd derivată în punctele de discontinuitate, de întoarcere sau în care au o tangentă verticală.

Paradoxurile lui Zenon

Zenon a fost un filozof grec presocratic, din sudul Italiei, membru al şcolii filozofice din Eleea, întemeiată de Parmenide. Filosoful grec Zenon a trăit în secolul al cincelea î. Hr. şi ne-a lăsat moştenire câteva paradoxuri foarte profunde a căror rezolvare ne invită să medităm asupra noţiunii de infinit şi de mişcare. A fost numit de Aristotel fondatorul dialecticii (formă veche de găsire a adevărului, cunoscută şi ca arta interlocuţiunii).

Primul paradox

Argumentul încearcă să demonstreze că mişcarea dintr-un punct în altul este imposibilă. Un om pleacă de la borna ce indică 0 km la borna ce indică 1 km. Zenon spune: Ca să parcurgă această distanţă de un kilometru, omul parcurge mai întâi jumătate de kilometru (adică jumătate din distanţa totală), apoi jumătate din distanţa rămasă, apoi jumătate din distanţa care i-a mai rămas şi tot aşa, astfel că niciodată nu va ajunge la final, pentru că această diviziune ar putea exista la infinit. Încerca astfel Zenon să refuze ideea că există infinitul cu adevărat?

Al doilea paradox

Cel de-al doilea paradox al lui Zenon, "Ahile şi broasca ţestoasă" încearcă să demonstreze concluzia conform căreia cel care aleargă mai repede nu îl va întrece niciodată pe cel care aleargă mai încet. Aceasta va fi susţinută şi de Aristotel în "Physica" două secole mai târziu. Să ne imaginăm o întrecere între celebrul atlet Ahile şi un rival mai lent, transformat de legendă într-o broască ţestoasă (la acea vreme broasca ţestoasă era simbolul înţelepciunii). Să presupunem că Ahile are o viteză de două ori mai mare decât cea a ţestoasei. Ţestoasa are un avans de 1 km faţă de Ahile (acesta pleacând din origine). Oricine va trage concluzia că peste  2 km, Ahile va ajunge ţestoasa.

Folosindu-se de paradoxul prezentat anterior, Zenon ne spune altceva: când Ahile ajunge la 1 km, ţestoasa a ajuns la 1 km şi jumătate, iar când Ahile ajunge la 1 km şi jumătate, broasca a ajuns la 1 km şi trei sferturi şi aşa mai departe, astfel că niciodată Ahile nu va reuşi să întreacă broasca ţestoasă.

În această lume capricioasă, nimic nu este mai capricios decât faima postumă. Una din victimele cele mai remarcabile ale lipsei de judecată a posterităţii este eleatul Zeno. După ce a inventat patru argumente, toate nemăsurat de subtile şi de profunde, majoritatea filozofilor care i-au urmat au spus despre el că este numai un şarlatan ingenios, şi că argumentele sale nu sunt decât nişte sofisme. După două mii de ani de respingere continuă, aceste sofisme au fost repuse în drepturi, devenind temelia unei renaşteri a matematicii prin tratarea conceputlui de infinit...

Large Hadron Collider (LHC) şi materia

Pentru prima data, la 10 septembrie 2009 un fasciul de protoni a fost accelerat si rotit de-a lungul celor 27 de km circumferinta ai acceleratorului Large Hadron Collider (LHC) de la laboratorul CERN de la Geneva. Acest eveniment istoric marcheaza tranzitia de la doua decenii de conceptie si constructie a acestui accelerator spre noua era cand acceleratorul va fi folosit pentru a explora natura cu o precizie nemaiintalnita pana acum.

Experimentele de coliziune proton-proton de la LHC vor permite fizicienilor sa continue o calatorie fascinanta, care a inceput cu descrierea gravitatiei de catre Newton.

Forta gravitationala actioneaza asupra maselor, dar pana acum stiinta nu a fost capabila sa explice care este mecanismul care permite materiei sa aiba masa. Experimentele de la LHC vor oferi acest raspuns. Acestea vor incerca de asemenea sa studieze misterioasa materie intunecata din Univers, care ocupa aproximativ un sfert din Univers, in timp ce materia obisnuita, formata din atomi ocupa doar aproximativ 5%! De asemenea, aceste experimente vor studia de ce Natura arata o preferinta catre materie in detrimentul antimateriei. Nu in ultimul rand, aceste experimente vor studia materia asa cum se prezenta ea la un timp foarte scurt dupa inceputul timpului.

Materiale din această pagină au fost preluate de pe http://www.stiintaazi.ro