Χώρος και Χρόνος

Εικ. 2.9 Χωροχρονικό διάγραμμα που δείχνει ένα φωτεινό σήμα (διαγώνια γραμμή) το οποίο μεταδίδεται από τον Ήλιο στον Άλφα του Κενταύρου. Οι διαδρομές του Ήλιου και του Άλφα του Κενταύρου στο χωρόχρονο είναι ευθείες γραμμές.

Οι εξισώσεις του Maxwell προέβλεψαν ότι η ταχύτητα του φωτός πρέπει να είναι η ίδια, όποια κι αν είναι η ταχύτητα της φωτεινής πηγής΄ είδαμε ότι ακριβείς μετρήσεις επιβεβαίωσαν αυτή την πρόβλεψη. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, αν μια φωτεινή πηγή που βρίσκεται σε συγκεκριμένο σημείο εκπέμψει σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή ένα φωτεινό κύμα, τότε, καθώς θα περνάει ο χρόνος, το φωτεινό κύμα θα εξαπλώνεται προς όλες τις διευθύνσεις σχηματίζοντας μια φωτεινή σφαιρική επιφάνεια΄ το μέγεθος και η θέση αυτής της σφαιρικής επιφάνειας δεν εξαρτώνται από την ταχύτητα της φωτεινής πηγής. Έπειτα από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, η ακτίνα της σφαίρας θα είναι 300 μέτρα΄ ύστερα από δύο εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου θα είναι 600 μέτρα κ.ο.κ. Η διάδοση του φωτεινού κύματος  μοιάζει με τη διάδοση των κυμάτων που προκαλούνται από μία πέτρα πάνω στην επιφάνεια μιας λίμνης, και σχηματίζουν έναν κύκλο που μεγαλώνει καθώς περνάει ο χρόνος. Εάν κάποιος βάλει, τη μία πάνω στην άλλη, διαδοχικές φωτογραφίες από την εξάπλωση των κυμάτων, ο κύκλος που θα μεγαλώνει θα σχηματίσει έναν κώνο η κορυφή του οποίου θα βρίσκεται ακριβώς στο σημείο και στη στιγμή που η πέτρα έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια του νερού (Εικ. 2.10).

Εικ. 2.10: Χωροχρονικό διάγραμμα που δείχνει τα κύματα να διαδίδονται στην επιφάνεια μιας λίμνης. Ο διαστελλόμενος κύκλος σχηματίζει στο χωρόχρονο έναν κώνο με δύο χωρικές διαστάσεις και μία χρονική.

Με παρόμοιο τρόπο, στις τέσσερις διαστάσεις, το φωτεινό κύμα που εξαπλώνεται από ένα αρχικό γεγονός σχηματίζει έναν κώνο μέσα στο χωρόχρονο. Αυτός ο κώνος ονομάζεται «μελλοντικός κώνος φωτός». Με τον ίδιο τρόπο, μπορούμε να θεωρήσουμε έναν άλλο κώνο, τον «παρελθοντικό κώνο φωτός», που αποτελείται από το σύνολο όλων των γεγονότων από όπου θα μπορούσε να φτάσει ένας παλμός φωτός στο αρχικό γεγονός (Εικ. 2.11).

Εικ. 2.11: Η διαδρομή ενός παλμού φωτός από ένα γεγονός Π σχηματίζει στο χωρόχρονο έναν κώνο που ονομάζεται «μελλοντικός κώνος φωτός του Π». Ομοίως, ο «παρελθοντικός κώνος φωτός του Π» είναι η διαδρομή των φωτεινών ακτίνων που θα περάσουν από το γεγονός Π. Οι δύο κώνοι φωτός διαιρούν το χωρόχρονο στο μέλλον και στο παρελθόν του Π και στην «υπόλοιπη» περιοχή του χωρόχρονου.

Δοθέντος ενός γεγονότος Π, μπορεί κανείς να χωρίσει τα άλλα γεγονότα του σύμπαντος σε τρεις κατηγορίες. Τα γεγονότα που μπορούν να προσεγγιστούν από ένα σώμα, ή κύμα, που κινείται με ταχύτητα ίση ή μικρότερη της ταχύτητας του φωτός και ξεκινάει από το Π, λέμε ότι ανήκουν στο μέλλον του Π. Βρίσκονται μέσα ή πάνω στην εξαπλούμενη σφαίρα φωτός που εξέπεμψε το Π. Έτσι, θα βρίσκονται μέσα ή πάνω στον μελλοντικό κώνο φωτός του Π στο χωροχρονικό διάγραμμα. Επειδή τίποτε δεν κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτήν του φωτός, μόνο γεγονότα στο μέλλον του Π μπορούν να επηρεαστούν από ό,τι συμβαίνει στο Π.

Με παρόμοιο τρόπο, το παρελθόν του Π, μπορεί να προσδιοριστεί ως το σύνολο όλων των γεγονότων από τα οποία είναι δυνατόν να προσεγγίσει κάτι (που κινείται με ταχύτητα ίση ή μικρότερη της ταχύτητας του φωτός) το γεγονός Π. Έτσι, το παρελθόν του Π είναι το σύνολο των γεγονότων που μπορούν να επηρεάσουν ό,τι συμβαίνει στο Π. Τα γεγονότα που δεν βρίσκονται στο μέλλον ή στο παρελθόν του Π λέμε ότι βρίσκονται κάπου αλλού από το Π. Ό,τι συμβαίνει στα γεγονότα αυτά δεν μπορεί ούτε να επηρεάσει ούτε να επηρεαστεί από ό,τι συμβαίνει στο Π. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι αυτή τη στιγμή ο Ήλιος σταματάει να λάμπει. Το γεγονός αυτό δεν μπορεί να επηρεάσει τα τωρινά γεγονότα πάνω στη Γη, γιατί αυτά βρίσκονται σε μια περιοχή κάπου αλλού, έξω από το γεγονός αυτό, έξω από τον μελλοντικό κώνο φωτός του (Εικ. 2.12).

Εικ. 2.12: Χωροχρονικό διάγραμμα που δείχνει έπειτα από πόσο χρόνο θα μάθουμε ότι ο Ήλιος καταστράφηκε.

Έτσι, θα μάθουμε γι' αυτό μόνο έπειτα από οκτώ λεπτά, το χρόνο που χρειάζεται το φως για να φτάσει από τον Ήλιο ώς τη Γη. Μόνον ύστερα από οκτώ λεπτά τα γεγονότα πάνω στη Γη θα βρίσκονται μέσα στον μελλοντικό κώνο φωτός του γεγονότος όπου ο Ήλιος σταματάει να λάμπει. Για τον ίδιο λόγο δεν ξέρουμε τι συμβαίνει αυτή τη στιγμή στις μακρινές περιοχές του Σύμπαντος΄ το φως των μακρινών γαλαξιών που βλέπουμε έχει φύγει από εκεί πριν από εκατομμύρια χρόνια. (Από τα πιο μακρινά μάλιστα αντικείμενα που έχουμε δει, πριν από οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια). Έτσι, όταν κοιτάμε το Σύμπαν, το βλέπουμε όπως ήταν στο παρελθόν.

Εικ. 2.13: Αν αγνοήσουμε την επίδραση της βαρύτητας, όλοι οι κώνοι φωτός όλων των γεγονότων έχουν την ίδια κατεύθυνση.

 
     
Michael Newton - Το Ταξίδι των Ψυχών... *