Axioma timpului şi spaţiului

Autor: ing. Constantin Teodorescu

Articolul "Axioma timpului şi spaţiului" prezintă axioma timpului şi spaţiului şi relaţiile timpului în mişcările giroscopice fără precesie şi cu precesie, aşa cum a fost prezentată de autor în studiul "Structură şi evoluţie".

Cuprins:

1  Noţiunea de timp
2  Timpul corpului material giroscopic fără precesie
3  Timpul corpului material giroscopic cu precesie
4  Timpul sistemului de corpuri materiale giroscopice
5  Timp absolut şi timp relativ

1   Noţiunea de timp

Noţiunea de timp este strâns legată de desfăşurarea, de evoluţia evenimentelor şi proceselor.

În [1], se arată: “timp, formă de existenţă a materiei în mişcare care exprimă simultaneitatea şi succesiunea proceselor obiective. Constituie una dintre mărimile fizice fundamentale din SI” (Sistemul Internaţional de Unităţi)”.

În [2], mai explicit şi mai nuanţat, se arată: “timp (t), una dintre formele de existenţă a materiei, exprimând succesiunea şi simultaneitatea proceselor realităţii obiective. El este unidimensional şi ireversibil. Pentru determinarea intervalelor de timp s-a folosit mişcarea de rotaţie a Pământului în jurul axei sale, care a condus la noţiunea de zi, sau mişcarea sa de revoluţie în jurul Soarelui, ceea ce a dat anul, fie, mai recent, unele procese moleculare sau atomice”.

Nu împărtăşesc ideea că “timpul este o formă de existenţă a materiei”.

Materia nu există ca timp, ci materia există ca rezultat al coabitării dintre masă şi energie, coabitare ce se realizează prin desfăşurarea de procese evolutive, atât în interiorul corpurilor materiale cât şi în cadrul sistemelor de corpuri materiale, pe baza unor interacţiuni reciproce între diferitele părţi ale corpului, între corpurile unei structuri sau între structuri.

Iar timpul este o caracteristică a desfăşurării proceselor, care exprimă simultaneitatea şi succesiunea evenimentelor produse local, la nivelul corpului material, în cadrul sistemului, sau la nivelul sistemelor participante la proces.

O asemenea înţelegere a timpului a fost percepută de om încă din preistorie: omul a înţeles şi a legat timpul de succesiunea evenimentelor raportată la rotaţia Pământului în jurul axei sale şi la rotaţia în jurul Soarelui şi sub nici o formă nu a perceput timpul ca una dintre formele de existenţă a Soarelui sau a Pământului.

Un corp material nu poate exista fără mişcare, iar prezenţa sa într-o mişcare dată are un început şi un sfârşit, început şi sfârşit care delimitează o etapă dintr-un proces sau din existenţa corpului respectiv în acea formă de mişcare. În cadrul sistemului material din care face parte, forma de mişcare dată a unui corp material reprezintă o etapă a existenţei acelui corp, după care, corpul, trecând la o altă formă de mişcare, fie îşi păstrează apartenenţa la sistemul material, fie este înglobat într-o altă structură materială.

Începutul şi sfârşitul unei mişcări date a unui corp material reprezintă o dublă încadrare a existenţei corpului material supus acelei mişcări: ca întindere a mişcării şi ca durată a acesteia.

Întinderea mişcării, ca traiectorie în spaţiu, este determinată de energia care produce mişcarea corpului material şi de direcţia în care aceasta acţionează, iar durata mişcării, ca timp, este determinată numai de energia care produce mişcarea.

Mişcarea este prezentă sub două aspecte sau, mai putem spune, este caracterizată de doi parametri:

-        durata schimbului (transferului) de energie, care produce mişcarea, şi

-        poziţia corpului în raport cu mediul înconjurător, pe durata schimbului (transferului) de energie.

De exemplu, la aruncarea unei mingi, se imprimă acesteia o anumită energie, pe care mingea o pierde prin mişcarea pe care o face. Durata mişcării, ca timp, reprezintă timpul în care mingea pierde toată energia imprimată, de la aruncare până la oprire. Întinderea mişcării, ca traiectorie în spaţiu, reprezintă drumul (traiectoria) parcurs(ă) de minge, care depinde şi de energia imprimată dar şi de direcţia pe care a fost aruncată.

Prin urmare, timpul nu este o formă de existenţă a materiei ci este o caracteristică a existenţei materiei într-o formă de mişcare dată.

Referitor la timp şi spaţiu, Eminescu a formulat următoarea axiomă fundamentală:

Axioma Eminescu:      Dumnezeu şi Universul nu au nici timp şi nici spaţiu, deci nu au nici început, nici sfârşit şi nici margini. Timp şi spaţiu, ca durată şi întindere a desfăşurării, au doar procesele desfăşurate în cadrul Universului. 

Axioma este prezentată în frumoasa poezie Luceafărul. Dacă în descrierea călătoriei Luceafărului către Dumnezeu este doar sugerată, prin versurile

„Căci unde-ajunge nu-i hotar,

Nici ochi spre a cunoaşte,

Şi vremea-ncearcă în zadar

Din goluri a se naşte.”,

în răspunsul lui Dumnezeu, axioma este clar formulată, prin versurile de o rară frumuseţe:

„... Noi nu avem nici timp, nici loc,

Şi nu cunoaştem moarte.”

Luceafărul, februarie 1883.

M. Eminescu, Poezii. Proză literară. Vol. 1. 1978. Cartea Românească.

Pe lîngă această axiomă fundamentală a Universului şi Dumnezeirii în care trăim, poezia conţine şi încă multe adevăruri despre lumea noastră şi îl aşează, pe Eminescu, printre cei mai profunzi cosmologi ai vremurilor.

În această accepţiune vom face o scurtă analiză a timpul corpului material giroscopic, limitându-ne doar la stabilirea unităţii de bază.

 

2   Timpul corpului material giroscopic fără precesie

Corpul material giroscopic fără precesie are propriul său timp determinat de mişcarea sa de rotaţie. Timpul corpului material giroscopic, T_g, este timpul cât durează mişcarea sa giroscopică.

Unitatea de bază a timpului giroscopic este perioada de rotaţie T_rg, exprimată prin relaţia

T_rg  =  2p / w,              (1)

                      

conform relaţiilor (2.3.24) din subcapitolul 2.3 din [3].

Perioada de rotaţie, cu multiplii şi submultiplii săi, permite stabilirea simultaneităţii şi succesiunii evenimentelor produse pe corpul material giroscopic, fiind suficientă pentru încadrarea acestora în timpul giroscopic al corpului. Încadrarea în timp poate fi făcută prin raportare la momentul de început al mişcării giroscopice, dacă este cunoscut sau poate fi determinat, sau printr-o raportare relativă la un moment oarecare, considerat ca moment iniţial. 

3   Timpul corpului material giroscopic cu precesie

Pentru corpul material giroscopic cu precesie, perioada de rotaţie stabilită şi definită la 2, relaţia (1), nu mai este suficientă pentru stabilirea simultaneităţii şi succesiunii evenimentelor. În acest caz, este necesară introducerea încă a unei unităţi de bază a timpului giroscopic: perioada de precesie T_p, care se exprimă prin relaţia

T_p  =  2p / w₁,            (2)

Perioada de rotaţie şi perioada de precesie, cu multiplii şi submultiplii lor, permit stabilirea simultaneităţii şi succesiunii evenimentelor produse pe corpul material giroscopic cu precesie, fiind suficiente pentru încadrarea în timp a acestora.

Conform relaţiilor (1) şi (2), determinarea perioadelor de rotaţie şi de precesie pare simplă, dar, în realitate, totdeauna are un grad de incertitudine, din cauza lipsei unui reper fix în mediul extern. Cum toate corpurile materiale din spaţiul înconjurător corpului material giroscopic au propria mişcare în spaţiu şi chiar corpul material giroscopic are, pe lângă mişcările de rotaţie şi de precesie, şi propria sa mişcare în cadrul sistemului material în care este încorporat, incertitudinea în determinarea perioadelor de rotaţie şi de precesie nu poate fi înlăturată.

4   Timpul sistemului de corpuri materiale giroscopice

Corpul material nu poate exista izolat, de sine stătător, ci înglobat într-un sistem de corpuri materiale. Atât corpul material cât şi sistemul în care este înglobat nu pot exista, la rândul lor, fără mişcare. Sistemul de corpuri materiale are propria sa mişcare caracterizată de o traiectorie proprie şi de un timp propriu.

În cadrul sistemului, corpul material giroscopic este antrenat în mişcarea sistemului, pe traiectoria şi în timpul caracteristice acesteia.

Pe durata apartenenţei la sistem, corpul material giroscopic se poate afla în una din situaţiile:

-        În repaus, adică participă la mişcarea de ansamblu a sistmului, fără a-şi modifica poziţia în cadrul sistemului. În acest caz, timpul sistemului este şi timpul corpului material, acesta fiind un element al sistemului, element care are o poziţie fixă în sistem şi care participă, la mişcarea sistemului, simultan cu toate celelalte elemente ale sistemului.

-        În mişcare proprie, modificându-şi continuu poziţia în cadrul sistemului. Această mişcare proprie în cadrul sistemului este caracterizată, la rândul ei, de o traiectorie proprie şi de un timp propriu. Timpul propriu al corpului material reprezintă un interval al timpului sistemului, cu moment iniţial propriu şi cu durată proprie. Deşi timpul corpului material are momentul iniţial propriu şi durata proprie, nu poate fi desprins de timpul sistemului, fiind conţinut în acesta ca un interval bine definit.

Astfel, pentru stabilirea simultaneităţii şi succesiunii evenimentelor produse pe corpul material giroscopic încadrat într-un sistem, timpul propriu al corpului material giroscopic trebuie încadrat în timpul sistemului.

De exemplu, pentru a încadra în timp un eveniment produs pe un tren în mişcare pe Pământ, acesta trebuie încadrat în timpul de rotaţie a Pământului atât în jurul propriei axe cât şi în jurul Soarelui. Exact acest fapt se realizează atunci când se înregistrează minutul, ora, ziua, luna şi anul producerii evenimentului. Şi nu numai atât; această înregistrare a evenimentului îl încadrează şi în diagrama de mers a trenului, deoarece şi diagrama este încadrată în aceeaşi axă a timpului.

5   Timp absolut şi timp relativ

În cadrul noţiunii de timp, caracteristică a evoluţiei unui sistem sau proces, să remarcăm noţiunile de timp absolut şi de timp relativ, unele aspecte fiind deja atinse în paragraful precedent.

Prin timp absolut înţelegem timpul care caracterizează evoluţia unui sistem sau evoluţia unui proces pe toată existenţa sistemului sau procesului, de la naşterea sistemului până la dispariţia acestuia, sau de la amorsarea procesului până la încetarea sa.

Prin timp relativ înţelegem un interval al timpului absolut. Timpul relativ poate fi:

-        cu moment iniţial fix sau alunecător;

-        cu durată fixă sau variabilă.

Un exemplu de timp relativ cu moment iniţial fix este „era” istorică în care trăim, al cărui moment iniţial a fost fixat acum 2000 de ani. Un alt exemplu este vârsta unui om, copac, templu, etc., fiecare în parte bine identificat.

Un exemplu de timp relativ cu momentul iniţial alunecător şi cu durată fixă este „ziua de lucru cu program fix”, care începe, în fiecare zi lucrătoare, la aceeaşi oră şi are aceeaşi durată.

Alte exemple, cu durată fixă sau variabilă, pot fi:

-        erele geologice;

-        epocile preistorice, introduse de Morgan [4], cap. 1: sălbăticia, barbaria, civilizaţia;

-        vârsta, cu toate aspectele sale: pe cine sau ce caracterizează, durată, etc.

Pentru a da un exemplu la nivel cosmic, să ne referim la mişcarea Soarelui în Galaxie şi la vârsta Pământului.

În [5], la Soare, se arată: “În Galaxie, Soarele se găseşte la distanţa de 10 000 pc faţă de centru şi la 15 pc deasupra planului galactic, viteza sa în Galaxie fiind de circa 250 km/s, iar perioada de revoluţie a Soarelui este de circa 250 milioane de ani”; 

[1 pc (parsec) = 206 264,8 UA (unităţi astronomice) = 3,0856.10¹³ km = 3,2615 ani lumină].

Tot în [5], la Pământ, se arată: “Cu ajutorul perioadelor de înjumătăţire ale elementelor radioactive, …, a fost obţinută pentru pământ o vârstă de 4,5 ± 0,3 miliarde de ani”.

Împărţind vârsta Pământului, de 4,5 miliarde de ani, la perioada de revoluţie a Soarelui în Galaxie, de 250 milioane de ani, se obţin 18 perioade de revoluţie. Aceasta înseamnă că, în timp ce Pământul s-a rotit în jurul Soarelui de 4,5 miliarde de ori, Soarele s-a rotit în jurul centrului Galaxiei doar de 18 ori. Dacă asimilăm perioada de revoluţie a Soarelui cu un an solar (galactic), înţelegem scara evenimentelor cosmice: în timp ce Pământul are 4,5 miliarde de ani (pământeşti), Soarele are doar 18 ani solari (galactici). Aceasta este scara la nivelul imediat superior sistemului nostru solar: o clipă a anului solar este echivalentă cu 250 de milioane de clipe ale anului pământesc.

Aceeaşi scară impresionantă o întâlnim şi la o scară inferioară celei a existenţei noastre: o clipă din viaţa unui om este echivalentă cu milioane de clipe ale procesului la care participă un atom al corpului său.

Şi, în această clipă, nu-mi pot oprima un gând: Când Soarele va avea 180 de ani solari (galactici) iar Pământul 45 de miliarde de ani (pământeşti), adică ambele corpuri cereşti vor îmbătrâni de 10 ori, oare ce soartă va avea Pământul? Dar omul?

Cu siguranţă, Pământul va avea soarta locului pe care îl ocupă în sistemul solar şi, prin acesta, în Galaxie şi, tot cu siguranţă, putem afirma că, prin Fiinţa raţională pe care a zămislit-o, îşi va îndeplini rolul hărăzit de Dumnezeu, indiferent de frumuseţile şi vicisitudinile cu care acesteia îi este bătătorită calea vieţii. Am afirmat ”cu siguranţă”, pentru că chiar dacă civilizaţia căreia îi aparţin nu va reuşi să-şi îndeplinescă rolul, vor fi zămislite alte şi alte civilizaţii, până când rolul va fi împlinit.

La scara cosmică de care am amintit mai sus, ce înseamnă o civilizaţie de zece mii de ani, încadrată în existenţa de miliarde de ani a Pământului? E mai puţin de o secundă dintr-o viaţă de 70 de ani, mai puţin de o pâlpâire de inimă…

Aceste afirmaţii nu sunt fantezii, ci exprimă realitatea crudă a existenţei noastre şi se vor a exprima şi un avertisment: Probabil că nu sântem prima civilizaţie pe Pământ. … Şi depinde de noi dacă vom fi ultima. Să nu ne facem griji cu privire la soarta cosmică a Pământului, ci să ne facem serioase griji cu privire la soarta civilizaţiei în care trăim!

Legitatea omenirii pe Pământ este formulată şi de Eminescu, în Luceafărul, prin versurile:

„Dar piară oamenii cu toţi,

S-ar naşte iarăşi oameni.”

Luceafărul, februarie 1883.

M. Eminescu, Poezii. Proză literară. Vol. 1. 1978. Cartea Românească.

P.S.

Nu s-au făcut referiri la alte teorii ale timpului, pentru că şi savanţi iluştri greşesc. Cum să faci din timp forma de existenţă a materiei? Sau, spaţiul şi timpul nasc materia? Doar nu timpul naşte oameni, ci un complex proces biologic. Dar asta e o altă poveste, care este lămurită în alte postări pe prezentul blog.

Bibliografia:

1  ION DIMA (coordonator):  Dicţionar de fizică. Editura enciclopedică română, Bucureşti, 1972.

2  VASILE BOBANCU (elaborator): Dicţionar de matematici generale. Editura enciclopedică română. 1974.

3  CONSTANTIN TEODORESCU: Structură şi evoluţie. Editura MATRIX ROM.

    Bucureşti 2016. Ediţia a 5 – a revizuită şi adăugită.

4   FRIEDRICH ENGELS: Originea familiei, a proprietăţii private şi a statului. În legătură cu cercetările lui Lewis H. Morgan. Ediţia II – a, Editura Partidului Social Democrat, 1945.

4   CĂLIN POPOVICI (coordonator): Dicţionar de astronomie şi astronautică. Editura ştiinţifică şi enciclopedică. Bucureşti, 1977.