Va avea timpul un sfarsit?

Se va sfârsi timpul? Este o idee mai terifianta chiar decât sfârsitul Universului, deoarece în cazul majoritatii scenariilor obisnuite despre apocalipse cosmice, exista totusi posibilitatea linistitoare ca un nou univers se va forma din ramasitele celui vechi.

Dar daca timpul în sine se poate sfârsi, atunci nu mai exista cale de scapare. Nu va mai exista timp pentru a se forma altceva. Punct.

În ultimii ani, cosmologii au încercat sa raspunda la aceasta întrebare. Poate ca nu este o idee atât de înfioratoare pentru ei, deoarece sunt deja familiarizati cu multele finaluri posibile ale timpului ce reies din Teoria Relativitatii Generalizate a lui Einstein. Aceasta teorie a gravitatiei sustine ca atunci când o stea se contracta, transformându-se într-o gaura neagra, materia sa se aduna într-un punct cu densitate infinita numit punct de singularitate, în care toate cantitatile devin infinite si timpul se opreste.

Ati putea vedea ce înseamna sarind în cea mai apropiata gaura neagra, o experienta de care e posibil sa ne bucuram cu totii daca Universul se va sfârsi printr-un mare colaps (Big crunch), totul prabusindu-se într-o singularitate cosmica.

Totusi, teoria relativitatii nu este probabil o teorie exacta, iar fizicienii suspecteaza ca aceste singularitati descrise de teorie ca punctiforme vor fi distorsionate putin de catre efectele mecanicii cuantice. Daca ar fi asa, atunci când spatiu-timpul ar trece prin malaxorul unei gauri negre sau va traversa un moment de Big Crunch, este posibil sa existe suficient spatiu de manevra astfel ca spatiu-timpul sa supravietuiasca si sa iasa la suprafata de partea cealalta a gaurii negre.

Evitând astfel un sfârsit violent, timpul ar putea pur si simplu sa se opreasca. Una dintre caracteristicile unice ale timpului este ca are o singura directie, dinspre trecut înspre viitor. Aceasta reiese din faptul ca stim ca Universul a fost cândva super-dens. Când totul era bine ordonat  într-un punct, se afla într-o stare de ordine, dar pe masura ce spatiul s-a extins totul a capatat capacitatea de a se dezordona.

Dupa nenumarate trilioane de ani, când toate stelele se vor fi stins si pâna si gaurile negre se vor fi evaporat, toata materia din Universul nostru ar putea sa fie distribuita în mod egal. Totul va fi atât de dezordonat pe cât este posibil. Atunci nu va mai exista o directie a timpului si nici nu se vor mai întâmpla multe.

Totusi, la scara subatomica, particulele vor continua sa se ciocneasca între ele si ocazional aceste coliziuni aleatorii vor conduce la ceva mai interesant. Întâmplari fericite, rare din punct de vedere statistic, ar putea duce la formarea unui obiect ordonat – un pahar de bere, sa zicem, sau un lemurian confuz – care vor fi pentru o scurta perioada afectate de timp. Asadar, în aceasta imagine timpul sta rau, dar nu a ajuns totusi la un sfârsit.

Adevaratul sfârsit al timpului ar putea fi dictat de multivers. Multe modele ale cosmosului implica o forma de expansiune numita inflatie eterna, în cadrul careia noi universuri se creeaza constant, fiecare cu proprietati diferite. Cosmologii doresc sa înteleaga gama de posibilitati – câte dintre aceste universuri au stele, câte au materie, ce proportie este ospitaliera vietii –, dar s-au lovit de o problema. Într-un univers ce se multiplica la infinit exista un numar infinit de versiune a orice, facând calcularea probabilitatilor imposibila.

Pentru a depasi aceasta dificultate, unii cosmologi pretind ca mare parte a multiversului nu exista. Impunând o limita fixata arbitrar în spatiu-timp, acestia pot calcula probabilitatile pentru bucatica noastra de multivers. Spre exemplu, se folosesc de aceasta pentru a prezice o valoare pentru constanta cosmologica – forta repulsiva ce cauzeaza expansiunea Universului – ce se apropie de cea masurata de astronomi.

Desi sunt vesti bune pentru cosmologi si calculele lor, sunt vesti mai putin bune pentru timp. Raphael Bousso, un teoretician de la Universitatea din California, Berkeley, a evidentiat faptul ca aceste probabilitati sunt plauzibile doar daca multiversul real este caracterizat de un timp finit. Daca limita multiversului reflecta realitatea, Bousso a calculat ca timpul mai are probabil doar câteva miliarde de ani. “Suna nebunesc, dar în fizica trebuie sa ai grija când vine vorba de eliminarea teoriilor doar pentru ca par nebunesti,” a declarat Bousso.

Timpul are dreptul de a cere o a doua opinie, în speranta unui pronostic mai bun. Alan Guth de la MIT si Vitaly Vanchurin de la Universitatea Stanford din California sustin ca pot calcula probabilitatile din cadrul multiversului fara a decapita timpul. Dar nu elimina posibilitatea ca acesta ar putea fi finit.

Igor Smolyaninov de la Universitatea din Maryland din College Park a efectuat un experiment pentru a afla. Ca înlocuitor al Universului a folosit un material facut din fâsii de plastic puse pe o pelicula de aur, care curbeaza lumina într-un mod specific. În acest metamaterial, o axa se comporta precum timpul, atragând razele de lumina înainte – o miscare matematic identica cu miscarea luminii în spatiu-timp. Smolyaninov a atasat o parte din acest metamaterial unui material prin care lumina se poate misca liber în orice directie, asta însemnând ca nu exista o axa a timpului. A descoperit ca la granita dintre cele doua medii, unde timpul se sfârseste, se aduna lumina, formând un câmp electric puternic. Teoria prezice ca fara pierderi de energie, câmpul electric ar creste la infinit.

“Vidul nostru fizic probabil ca se comporta precum un metamaterial, asadar experimentele noastre au probabil logica, declara Smolyaninov. Daca analogia este corecta, atunci în spatiul real toate câmpurile energetice ar fi marite la valori uriase, crescând temperatura si transformând ultima milisecunda a existentei într-un infern al creatiei de particule. Daca credeti ca totul e condamnat sa ajunga în iad, poate aveti dreptate.

O viziune mai senina a sfârsitului este sugerata de Julian Barbour, un filozof ce a colaborat cu cosmologii în construirea unei imagini stranie a realitatii pe care el o numeste Platonia. În Platonia exista toate configuratiile posibile ale materie. Nu exista fenomenul trecerii timpului, doar o multitudine de momente fara legatura între ele, instante ale prezentului etern. Experimentam iluzia timpului pentru ca multe dintre aceste momente sunt aranjate ca si cum ar fi evoluat în timp. Barbour considera ca posibilitatile în Platonia ar trebui sa fie infinite si astfel iluzia linistitoare a existentei timpului ar trebui sa fie de asemenea infinita. Daca timpul nu exista, nu se va sfârsi.

„Predictiile sunt greu de facut”, a spus fizicianul Niels Bohr, „mai ales în legatura cu viitorul”. Deci nu este atât de surprinzator faptul ca nu exista o teorie definitiva despre sfârsitul timpului.

newscientist.com

 

 

Bogdan

Per aspera ad astra