Amikor megáll az idő: a mozgás törvényei 4 dimenzióban

A téridő szövedéke, a speciális relativitáselmélet, a lassabban öregedő űrutazók… mind hallottuk ezeket, de valljuk be, ha valakinek el kellene magyaráznunk, mik ezek és hogy kell elképzelni őket, sokan bajban lennénk. És ha belekeverjük a négy dimenzióban történő mozgást is, akkor igazán érdekes dolgokat találunk…

Amikor az emberek azt mondják “téridő”, arra gondolnak, hogy ha találkozót szerveznek le, akkor nem elég a helyet megadni (ami három dimenzióban írható le), hanem hozzá kell csapniuk egy “negyedik dimenziót”, az időt, azaz azt is megtárgyalják, hogy mikor akarnak találkozni. Pedig a téridő szövedéke ennél egy kicsit nagyobb dolog (például mondjuk az egész univerzum beleesik). A téridő az a közeg, amiben minden létezik, és valóban: a tér 3 dimenziója és az idő negyedikje elegendő az univerzum bármely pontjának leírásához.

(Most a dimenzió szót nem feltétlenül matematikai értelemben használjuk.)

Itt pedig kezdenek érdekesség válni a dolgok! Képzeld el, hogy  a világ legnagyszerűbb kislabda-hajítója vagy. Minden gond nélkül célba találsz háromszáz méterről is, erőd emberfeletti, képességeid lehetővé teszik, hogy minden alkalommal adott sebességgel dobd el a labdát, így ezredmásodpercnél is pontosabban mérhető.

Eldobod a labdát, nyílegyenesen, vízszintesen repül egy focipálya egyik végéből a másikig. Lemérik az időt, amíg megteszi az utat: x másodperc. Ismét eldobod a labdát, ugyanott ér földet – de most nem egyenes pályán, hanem ívesen száll, így a labdának valamivel több időbe kerül, amíg megérkezik. Miért is? Mert a képzeletbeli koordináta-rendszerünk függőleges y tengelyén több utat tett meg, ami alatt csökkent a vízszintes x tengelyen megtett útja.

Igen, tudjuk, a képen látható fazon rúgja a labdát, és nem dobja, de a lényeg ugyanaz.

Ezt a gondolatiságot kell átültetni a téridőn áthaladó tárgyakra (és élőlényekre) vonatkozóan is. Einstein speciális relativitáselmélete kimondja azt is, hogy a mozgó tárgyak “lassabb” időt tapasztalnak. Ismerjük az ikerparadoxon tanmeséjét: Amy és Gary ikrek, Gary űrhajós lesz, és kilő a világegyetembe, ahol űrhajójával a fénysebességet alulról karcolgató sebességgel repked, majd amikor három év űrhajózás után hazatér a Földre, a vele napra pontosan ugyanakkor született Amy már idős néni, unokákkal, míg Gary szinte ugyanaz az életerős huszonéves fiatalember, mint amikor elhagyta a Földet. (Kivéve, ha mindketten tündék, akik nem öregszenek, de ettől az eshetőségtől tekintsünk el.) Elméletünk magyarázza ezt a nehezen befogadható igazságot.

Ha egy tárgy a környezetéhez képest nagyjából mozdulatlan (például, kedves Olvasó, te, aki most a géped előtt ülsz), akkor a pillanatnyi összes sebességével kizárólag az idő-tengelyen halad előre, míg ha a környezetéhez viszonyítva mozogni kezd, akkor a sebessége egy része a tér-tengelyre kerül, és elvevődik az idő-tengelyről – azaz az idő “lelassul” neki. Egyszerűsítve: ha valami mozog a hagyományos értelemben véve, azaz a térben, akkor az az időben történő mozgását lassítja, a labdás példához hasonlóan.

Gondold tovább: ha egy objektum MINDEN sebessége a tér-tengelyre terelődik, azaz a térben a lehető legnagyobb sebességgel halad (ez a fénysebesség), akkor nem mozdul az időben, nem tapasztal öregedést. Azaz egy szupernova-robbanásban kilőtt foton az Andromeda-galaxisból ugyanabban a pillanatban érkezik meg a Földre, mint amikor megszületik…

Elképesztő gondolat. Lehetséges, hogy egy másik, a miénknél gyorsabban mozgó bolygón lassabban tapasztalnánk az időt?… ezt a kérdést járja körbe Brian Aldiss is a 275-ös Galaktikában megjelent Ember a maga idejében című történetében.

És így a sportra gondolni is SOKKAL menőbb: képzeld el úgy a testmozgást, hogy most az univerzum tér-tengelyéről veszel kölcsön egy kis sebességet.

Igenis menő vagy.

fromquarkstoquazars nyomán