Šta je prostor-vreme: Kakva je priroda univerzuma u kome živimo? Šta je prostor-vreme: Kakva je priroda univerzuma u kome živimo?
Prostor-vreme je matematički model Univerzuma po kome su tri dimenzije prostora i jedna dimenzija vremena spojene u četvorodimenzioni kontinuum. Danas prostor i vreme više... Šta je prostor-vreme: Kakva je priroda univerzuma u kome živimo?

Prostor-vreme je matematički model Univerzuma po kome su tri dimenzije prostora i jedna dimenzija vremena spojene u četvorodimenzioni kontinuum. Danas prostor i vreme više ne shvatamo kao zasebne kategorije, već vreme posmatramo kao četvrtu dimenziju prostor-vreme kontinuuma.

Današnje shvatanje Univerzuma

Danas se smatra da Univerzum sačinjavaju kvanti – entiteti sa fizičkim karakteristikama kao što je masa, napon, moment. Kvanti se nalaze u međusobnoj interakciji. Kvant može biti čestica, talas ili bilo šta drugo – to je nedeljiva, najmanja količina energije koja se javlja u elementarnim procesima. Dva ili više kvanta mogu da se vežu međusobno, gradeći kompleksnu strukturu. Protoni, atomi, molekuli, ljudska bića… sve to su kompleksne strukture sačinjene od kvanata.

Kvantna fizika je relativno nova grana nauke, pojavila se početkom 20. veka sa teorijom o zračenju crnih tela koju je objavio Maks Plank. Međutim, sama ideja o tome da je Univerzum sačinjen od nevidljivih, nedeljivih entiteta koji međusobnom interakcijom grade kompleksne strukture stara je preko 2000 godina, seže čak do Demokrita i tokom istorije su se brojni filozofi bavili ovom tezom, tražeći osnovu celokupne prirode.

Treba pomenuti i to da postoji i drugi pravac mišljenja po kome je materija beskonačno deljiva, tako da takve najsitnije, nedeljive (božanske) čestice ni ne postoje. Takvo razmišljanje svaku konačnu veličinu pretvara u beskonačnost, odakle opet proizilaze brojne teškoće.

Bez obzira na to od čega je Univerzum zaista sačinjen, njegovim gradivnim elementima je potrebna “pozornica” – nešto u čemu će se vršiti njihovo kretanje, da bi uopšte došlo do interakcija.

Šta je prostor-vreme: Kakva je priroda univerzuma u kome živimo?

Njutnov Univerzum

U Njutnovom Univerzumu ta pozornica je bila ravna i prazna – apsolutni prostor. To je prostor koji postoji nezavisno od bilo čega drugog, koji bi postojao kada u njemu ne bi bilo ni trunke tvari. Takav prostor je entitet za sebe, fiksna trodimenzionalna struktura. U ovakvoj postavci vreme uvek protiče ujednačeno – apsolutno vreme. Svi posmatrači, čestice, talasi, kvanti doživljavali bi prostor i vreme potpuno identično, bez obzira na to gde se nalaze.

Osim što je dao tri zakona koji čine osnovu klasične mehanike, on je postavio i jedan zakon gravitacije. Njutn je opisao gravitaciju kao međusobno privlačenje tela koja poseduju masu. Prema njegovoj jednačini, privlačna sila između dvaju tela srazmerna je proizvodu njihovih masa, a obrnuto srazmerna kvadratu njihovog međusobnog rastojanja.

Nedostatak Njutnovog zakona gravitacije, koji je bio opšteprihvaćen sve do pojave Ajnštajnove opšte teorije relativiteta, jeste u njegovoj nemogućnosti da prikaže vreme kao neizostavnu komponentu interakcije dva objekta. Prema Njutnu, gravitaciono privlačenje dvaju tela koja poseduju masu ne zavisi od osobina prostora, već od osobina samih tela. 

Do kraja 19. veka postalo je jasno da Njutnov ovakav koncept univerzuma ima mane, na koje su mnogi naučnici ukazivali.

Ispostavilo se da čestice, čija se brzina približava brzini kretanja svetlosti, drugačije “doživljavaju” vreme od čestica koje miruju ili se sporo kreću. Za čestice koje se kreću brzinom približnooj brzini svetlosti vreme se produžava, tj. usporava. Uvidelo se da energija, tj. moment čestice zavisi od konteksta. To znači da prostor i vreme nisu apsolutne veličine. Način na koji doživljavamo Univerzum direktno zavisi od našeg kretanja kroz njega.

Šta je prostor-vreme: Kakva je priroda univerzuma u kome živimo?

Specijalna teorija relativiteta

Tako se došlo do rastegljivog koncepta prostora i vremena. Neke stvari su ostale konstante – poput mase mirovanja čestica i brzine svetlosti, ali su zato neke druge stvari transformisane u promenljive.

Prostor i vreme su postali varijable, kako bi brzina svetlosti ostala konstanta za sve posmatrače, svuda i svagda. Drugim rečima, zakoni univerzuma su ostali univerzalni, važe isto gde god da se nalazite i koliko god brzo ili sporo da se krećete. Prostor i vreme je ono što se menja. Prostorni i vremenski intervali između bilo koja dva događaja zavise od stanja kretanja njihovog posmatrača. Različiti posmatrači različito i opažaju prostorne i vremenske intervale istih događaja. S druge strane brzina svetlosti u vakuumu uzeta je kao apsolutna veličina, kao brzina koja je ista za sve inercijalne referente sisteme i koja se ne može nadmašiti, odnosno koja predstavlja najveću moguću brzinu u prirodi. Tako barem kaže Ajnštajnova specijalna teorija relativiteta.

Prostor-vreme Hermana Minkovskog

1907 godine nekadašnji Ajnštajnov profesor došao je do fantastičnog otkrića da se prostor i vreme mogu obuhvatiti jednom jedinom formulacijom.

…nastavak na sledećoj stranici…

Sledeća stranica

Smoux

Filozof, stargejzer, zanesenjak i probisvet, zaljubljenik u naučnu fantastiku, horor i nauku, u postavljanje pitanja i traženje odgovora, u umetnost i sve što oslobađa um, donosi prosvetljenje i razvejava dogmatski mrak...

No comments so far.

Be first to leave comment below.

Your email address will not be published. Required fields are marked *

one × 2 =