Vă puteți imagina un cub lansat aproape cu viteza luminii?
Cuprins
Fizicienii au făcut-o. Mai mult decât atât. Au reușit să-și transforme visul în realitate în laborator. Și au observat ceva uimitor. Este oare suficient pentru a pune la îndoială teoria relativității lui Einstein?
Albert Einstein este, fără îndoială, cel mai celebru fizician dintre toți. Cel ale cărui teorii tind să îi sperie puțin pe cei mai pragmatici dintre noi. Luați, de exemplu, teoria relativității restrânse. Ea afirmă că, la viteze foarte mari, timpul încetinește. Și, ceea ce ne interesează astăzi, mai ales, lungimile se contractă. Un vehicul care se deplasează cu 90 % din viteza luminii, de exemplu, ar părea de două ori mai scurt pentru un observator exterior. În general, toate obiectele care se deplasează atât de repede ar trebui să ni se pară scurte. Dar nu este ceea ce raportează astăzi fizicienii de la Universitatea de Tehnologie din Viena (Austria). Einstein s-ar fi înșelat?
Să nu ne grăbim să tragem concluzii. Pentru că, cu câteva decenii în urmă, alți fizicieni, americanul Nelson James Terrell și britanicul Roger Penrose (premiul Nobel pentru fizică în 2020 pentru lucrările sale asupra găurilor negre), au interpretat teoria relativității restrânse într-un alt mod. Ei au sugerat că, atunci când un cub se deplasează cu o viteză apropiată de cea a luminii, acesta nu doar se micșorează, ci își schimbă forma. Sau, cel puțin, ni se pare că și-a schimbat forma. Cauza este lumina emisă de părțile cele mai îndepărtate ale cubului, care ajunge la noi mai târziu decât cea emisă de părțile cele mai apropiate.
Un truc pentru a revela efectul de deformare relativistă
Modelele confirmau realitatea efectului Terrell-Penrose. Cu toate acestea, până în prezent, nimeni nu a reușit să demonstreze acest lucru în laborator. Pentru că este poate util să reamintim că, conform teoriei lui Einstein, cu cât un obiect se deplasează mai repede, cu atât masa sa crește și cu atât este nevoie de mai multă energie pentru a-l accelera și mai mult. În aceste condiții, este dificil să faci un obiect să se deplaseze cu o viteză apropiată de cea a luminii. Dar în revista Communications Physics, cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie din Viena au avut o idee strălucită pentru a realiza acest lucru.
Au creat iluzia că obiectul lor se deplasa cu o viteză apropiată de cea a luminii. Plasându-se, într-un fel, într-o lume în care viteza luminii este mult mai mică. Pentru a face acest lucru, au mutat un cub și o sferă în laboratorul lor. Apoi le-au iluminat cu ajutorul unor flashuri laser extrem de scurte. Cu o durată de aproximativ 300 picosecunde. Și le-au filmat cu camere capabile să înregistreze milioane de imagini pe secundă. Un fel de efect stroboscopic, dar ultra-rapid. Suficient pentru a simula în cele din urmă o deplasare la viteze cuprinse între 80 și 99,9 % din viteza luminii.
Totul ține de punctul de vedere
Astfel, fizicienii au putut observa, pentru prima dată în laborator, efectul Terrell-Penrose. Cubul lor s-a dovedit a fi deformat. Iar sfera lor părea să fi suferit o rotație. Totul rămânând însă în domeniul iluziei optice. Așa cum au intuit fizicienii în anii 1950.
Deci, în final, Einstein s-a înșelat? Ei bine mai mult ca niciodată, nu! Teoria relativității sale explică faptul că totul ține de punctul de vedere. Acest lucru este demonstrat încă o dată în mod strălucit de experimentele efectuate de fizicienii de la Universitatea de Tehnologie din Viena. Cubul lor deformat nu este altceva decât ceea ce ar vedea un observator plasat într-o lume relativistă. În niciun caz nu este rezultatul unei torsiuni fizice reale a obiectului. Un obiect în mișcare rapidă este într-adevăr scurtat fizic în direcția sa de deplasare. O cameră exterioară, însă, nu îl captează direct și dă impresia că obiectul s-a rotit. „Când am efectuat calculele, am fost surprinși de frumusețea geometriei, povestesc cercetătorii. A fost cu adevărat fascinant să o vedem apărând pe imagini”.
