Universul se afla intr-un proces continuu de expansiune. Pentru cei care exploreaza pentru prima data acest subiect fascinant, trebuie sa precizam de la bun inceput ca nu tot spatiul si materia se dilata in mod uniform.
De fapt, doar regiunile care nu sunt „ocupate” de structuri materiale familiare sau care nu se afla in stari legate se supun acestei expansiuni cosmice. Cu alte cuvinte, materia de pe Pamant nu se dilata, iar dispozitivele noastre electronice isi pastreaza dimensiunile intacte.
Totusi, aceasta realitate ridica o intrebare intriganta: ce se intampla cu constantele fizice fundamentale si cuantele in regiunile unde expansiunea chiar are loc? De ce ne concentram doar asupra aspectelor cuantice? Explicatia este destul de simpla – fizica clasica devine relevanta doar acolo unde materia s-a condensat in formele familiare pe care le observam pe Pamant.
Natura abstracta a cuantelor
In ciuda reprezentarilor uzuale, cuantele nu au de fapt o dimensiune propriu-zisa. Perspectiva moderna asupra cuantificarii nu se refera atat la o marime caracteristica, cat la un comportament matematic specific.
Acest lucru are o semnificatie profunda. Un cuant nu trebuie perceput ca o bucata concreta de materie, asemeni unei felii de tort pe o farfurie. Nu este un obiect material in sens propriu. Este mai degraba o constructie matematica valida pentru intregul Univers cunoscut. In esenta, orice cuant reprezinta o modalitate corecta de a descrie un obiect sau un fenomen, dar nu este analog cu asamblarea unor caramizi concrete.
Diferente fundamentale intre lumea clasica si cea cuantica
In fizica clasica, concepte precum pozitia sau viteza sunt reprezentate prin numere finite bine definite. Insa in domeniul cuantic lucrurile stau complet diferit. Aceste marimi sunt descrise prin asa-numitele variabile necomutative – cantitati matematice pentru care ordinea operatiilor conteaza, adica A×B ≠ B×A.
O consecinta importanta a acestei reprezentari este faptul ca, in teoria campurilor cuantice, excitatiile (starile energetice superioare) unui camp la o anumita frecventa apar intr-adevar in unitati discrete. Totusi, marimea acestor unitati depinde de frecventa lor specifica. Astfel, putem spune ca cuantele sunt inerente tuturor scarilor de marime si nu are sens sa vorbim despre cresterea sau micsorarea lor din perspectiva unei expansiuni sau comprimari fizice.
Comportamentul constantelor fundamentale
In ceea ce priveste constantele fizice, majoritatea au unitati de masura asociate si, prin urmare, isi pastreaza in mod logic parametrii si unitatile. Sau, in unele cazuri, ele pur si simplu nu exista acolo unde le cautam noi.
Pe de alta parte, cantitatile adimensionale pot prezenta un comportament interesant in contextul expansiunii cosmice. Un exemplu perfect este asa-numita constanta a structurii fine, care determina intensitatea interactiunii electromagnetice. Daca vreuna dintre proprietatile fundamentale ale universului nostru, inclusiv spatiu-timpul, s-ar modifica in timp, am observa acest lucru ca o aparenta schimbare a constantei structurii fine.
Cu toate acestea, din cate stim in prezent, constanta structurii fine ramane neschimbata. Observand stele si galaxii extrem de indepartate, putem afirma ca interactiunea electromagnetica functiona in acelasi mod cu miliarde de ani in urma (cand a fost emisa lumina care ajunge acum la telescoapele noastre) ca si in prezent.
Concluzii
Prin urmare, ajungem la concluzia ca cuantele raman cuante, iar majoritatea constantelor cuantice isi pastreaza logica si valorile, indiferent de expansiunea cosmica. Aceasta stabilitate a legilor fizicii la scara microscopica, in ciuda dinamicii la scara mare a Universului, reprezinta unul dintre aspectele cele mai fascinante ale cosmologiei moderne.
Sunteti pasionati de misterele Universului? Impartasiti-va gandurile in comentarii si haideti sa exploram impreuna frontierele cunoasterii cosmice!
Sursa imagini: Unsplash
Etichete: expansiunea Universului, fizica cuantica, constante fundamentale, teoria campurilor cuantice
Acest articol se bazeaza pe cele mai recente cercetari in domeniul cosmologiei cuantice, dar tine cont ca stiinta evolueaza constant. Maine s-ar putea sa descoperim lucruri noi care sa ne schimbe complet perceptia asupra Universului!
