Απαντήσεις σε ερωτήσεις που θέτουν τα παιδιά για τον χρόνο.Από σελίδα του BBC Μάρτιος 2001 |
Τι είναι ο χρόνος; Η διάρκεια μιας ημέρας καθορίζεται από την περιστροφή της Γης, αλλά τι συμβαίνει με τις ώρες τα λεπτά και τα δευτερόλεπτα; Αυτά είναι τελείως ανθρώπινες επινοήσεις που έγιναν πριν από αιώνες και διατηρήθηκαν μέχρι σήμερα από ιστορικές συμπτώσεις. Μέχρι σήμερα έχουμε υιοθετήσει το δεκαδικό σύστημα σε πάρα πολλές μονάδες μέτρησης γιατί έτσι γίνονται ευκολότερα οι υπολογισμοί, αλλά έχουμε μείνει προσκολλημένοι στον χωρισμό της ημέρας σε 24 ώρες, της ώρας σε 60 λεπτά και του λεπτού σε 60 δευτερόλεπτα. Γιατί άραγε; Σήμερα τα πιο πολλά ρολόγια βασίζουν τη χρονομέτρησή τους στις ταλαντώσεις κρυστάλλων quartz. Για πολύ μεγάλη ακρίβεια χρησιμοποιούμε τις κβαντικές ιδιότητες ατομικών ρολογιών. Αυτές βασίζονται στις ταλαντώσεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται κατά τις μεταπτώσεις μεταξύ των ενεργειακών σταθμών ενός ατόμου Καισίου 133. Ο επίσημος διεθνής ορισμός του ενός δευτερολέπτου είναι η διάρκεια 9,192,631,770 τέτοιων ταλαντώσεων. Το Διεθνές Γραφείο Χρόνου στο Παρίσσι χρησιμοποιεί 80 τέτοια ατομικά ρολόγια σε 24 ώρες για να ορίσει τον Συντονισμένο Παγκόσμιο Χρόνο (UTC) με ακρίβεια 1/1000 του δευτερολέπτου. Επειδή ο χρόνος περιστροφής της Γης δεν είναι απολύτως σταθερός αλλά κυμαίνεται λίγο από χρόνο σε χρόνο, προστίθεται κάθε τόσο ένα δευτερόλεπτο στον Παγκόσμιο Χρόνο για να βρίσκεται σε σύμπτωση με τον μέσο χρόνο του Greenwich. Ακριβώς όπως προσθέτουμε κάθε 4 χρόνια μια ημέρα στη διάρκεια του έτους για να εξισορροπήσουμε το γεγονός ότι η διάρκεια του έτους δεν είναι ακριβώς 365 ημέρες. Ο Συγχρονισμός. Η
ιδέα ότι ο χρόνος θα μπορούσε να συγχρονιστεί σε
διαφορετικά μέρη είναι σχετικά πρόσφατη. Τον 19ο
αιώνα στη Βρετανία ως μεσημέρι όριζαν την
χρονική στιγμή που ο ήλιος βρίσκεται ακριβώς
πάνω από το κεφάλι μας, και τη στιγμή εκείνη
χτυπούσαν τα ρολόγια στις γειτονικές εκκλησίες.
Με τον ερχομό όμως του σιδηροδρόμου πρόκυψε η
ανάγκη του συγχρονισμού των ρολογιών για να
μπορέσουν να φτιαχτούν αξιόπιστοι πίνακες ωρών
δρομολογίων. Που θα βρισκόμουν αν δεν υπήρχε ο χρόνος; Αλίμονο, αυτή είναι μια δύσκολη ερώτηση για ν’ απαντηθεί. Όπως και πολλές άλλες ερωτήσεις γύρω από τη θεμελιακή έννοια του χρόνου, μπορεί να έχει πολλές σωστές αλλά και εξίσου πολλές λανθασμένες απαντήσεις. Να μια για την οποία εσείς αποφασίζετε αν συμφωνείτε ή όχι. Εγώ θα έλεγα ότι η ζωή χρειάζεται χρόνο για να υπάρξει – συνεπώς δεν θα μπορούσαμε να υπάρχουμε χωρίς χρόνο. Αυτό που εννοώ είναι ότι η ζωή εμπεριέχει την σταθερή εξέλιξη και αλλαγή των βιολογικών συστημάτων: μεμονωμένες μονάδες όπως εμείς αναπτύσσονται και τελικά πεθαίνουν όπως και όλα τα είδη κάνουν το ίδιο. Ο νόμος που το καθορίζει αυτό είναι ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος που λέει ότι στο Σύμπαν κυριαρχεί η τάξη η οποία τείνει όμως σε αταξία. Στην πορεία τους αυτή οι δομές εξελίσσονται αλλά τίποτα δεν μένει στατικό. Αυτό που αποκαλούμε χρόνο είναι ένα πράγμα που σηματοδοτεί αυτή την αλλαγή, κι έτσι ο χρόνος είναι αυτό που συμβαίνει καθώς το Σύμπαν και εμείς εξελισσόμαστε. Έτσι λοιπόν αν δεν υπήρχε ο χρόνος ούτε εμείς θα υπήρχαμε. Στο πρώτο μάθημα
υπήρξε μια αναφορά στον πλανήτη Ερμή και μια
υπόσχεση να επιστρέψουμε στο σημείο αυτό σε ένα
επόμενο μάθημα. Είναι αλήθεια
ότι αν μια μύγα χτυπήσει στο μπροστινό μέρος ενός
κινούμενου τρένου, για ένα κλάσμα του
δευτερολέπτου τη στιγμή ακριβώς που χτυπάει η
μύγα,τόσο η μύγα όσο και το τραίνο θα σταματήσουν
στιγμιαία; Ο συνήθης χρόνος του ρολογιού είναι ένα μέτρο της περιόδου μεταξύ γραμμικών γεγονότων. Ο ωρολογιακός χρόνος μεταξύ δύο γεγονότων που επαναλαμβάνονται κανονικά μπορεί να αλλάξει από κάποια δύναμη, που δρα στα γεγονότα, παραδείγματος χάριν ένα ρολόι εκκρεμές μπορεί να κατασκευαστεί να κινείται γρηγορότερα αλλά και πάλι με κανονικό ρυθμό. Αλλά μπορεί η
περίοδος μεταξύ δύο κανονικών συμβάντων όπως
μετρείται συνήθως από τον ωρολογιακό χρόνο, να
μεταβληθεί από την παραμόρφωση του χρόνου; Είναι
δηλαδή ο χρόνος μια δύναμη από μόνος του; Πότε
νομίζετε ότι τα ταξίδια στο χρόνο θα είναι
δυνατόν να πραγματοποιηθούν; Ομοίως, ανταλλαγές ενέργειας που συμβαίνουν κάθε φορά που τα αντικείμενα αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο, αναδιανέμουν προοδευτικά το συνολικό ποσό ενέργειας στο Σύμπαν. Αυτός είναι ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος. Μας λέει ότι η θερμότητα (ή η ενέργεια) μπορεί να κινηθεί αυθόρμητα από θερμότερα αντικείμενα σε ψυχρότερα, αλλά ποτέ αντίστροφα. Χρειάζεται ενέργεια για να κρατηθούν τα πράγματα σε τακτοποιημένη δομή όπως αυτές που βλέπουμε γύρω μας – σπίτια, πόλεις, πλανήτες, αστέρια, γαλαξίες. Καθώς η ενέργεια αναδιατάσσεται η τάξη καταρρέει, σαν ερημωμένο χωριό που προοδευτικά καταρρέει. Ως αναπόφευκτη συνέπεια του Δεύτερου νόμου, το συνολικό ποσό της αταξίας – η εντροπία – πάντα αυξάνει στο Σύμπαν. Θεωρητικά το Σύμπαν θα φτάσει σε μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας, στην οποία κάθε τι βρίσκεται στην ίδια θερμοκρασία και όλες οι δομές έχουν καταρρεύσει. Το βέλος του χρόνου δείχνει από την τάξη προς την αταξία, την οριστική μοίρα του Σύμπαντος. |
||
|