Új Ifjúság, 1976. július-december (25. évfolyam, 27-51. szám)
1976-07-13 / 28. szám
\ Ä z „idők változását“, a fejlődést a fizika tudományában sok szempontból éppen az időről alkotott elképzelésünk változása mutatja a legjobban Newton még azt gondolta, hogy az idő „természeténél fogva egyenletesen, minden tárgyra való vonatkozás nélkül telik“. Ezzel szemben Einstein bebizonyította, hogy az egymáshoz képest mozgó , tárgyak fölött nem u- gyanaz az idő telik ei. Ezen a- lapul a nagy távolságú űrutazásokkal kapcsolatban gyakran idézett példa, miszerint ha két ikertestvér közül az egvik egy nagy sebességű ürhaión kirándulást tesz a világűrben, akkor visszatérése után sokkal fiatalabb lesz mint a Kirándulás előtt még veie egykorú de a Földön maradt testvére. A relativitáselméletnek ezt a következményét röviden — bár nem teljesen pontosan — úgy is ki lehet fejezni, hogv a mozgó óra mindig lassabban jár. Ma már tudjuk, hogy értelmetlen és elképzelhetetlen is Időről beszélni anyagi mozgás nélkül, és éppen az anyagi világ monoton és periodikus moz gásai, például a Föld forgása vagy az atomok és molekulák rezgései teszik lehetővé az Idő mérését Bár az utóbbi évtizedekben az időről alkotott elképzeléseink kétségkívül nagyon sokai változtak, egy vonatkozásban azonban meglehetősen nehéz lenne megváltoztatni szemléletünket, mégpedig abban, hogy az idő megfordíthatatlan. Miért gondoljuk azt. hogy ez így van? Létezik a fizikában olyan törvény. amely különbséget tud tenni a múlt és jövő között? Létezik olyan törvény, amely kizárja azt, hogy egyszer majd minden az ellenkező Irányba kezd mozogni, és a világ fo- lvamatal fordított sorrendben visszafelé kezdenek majd haladni? Új irányzat Amerikában Az'amerikai autóipar csak lassan „gyógyul“ az 1974 és 1975-ben elszenvedett válságokból. Az autóipar újjáélesztéséért folytatott harc tulajdonképpen exisztenniális harc Ez a hihetetlen helyzet az amerikaiak bizalmának vesztését tükrözik az amerikai autók iránt Nemcsak gazdasági kérdésről van sző, (pl olajválság) hanem egyszerűen az amerikai vásárló ízlésének változó sáról. A nagy kor-sík utáni igényt felváltotta a kis kocsi igénylése. Az ipar megpróbál gyorsan alkalmazkodni ebhez az igényhez, tme néhány példány: CHEVROLET CHEVETTE AMC PACER Világunkban két olyan ellentétes irányú folyamat figyelhető meg amelyet természetes módún megfordíthatatlannak érzünk, és ezért alkalmasnak találjuk a múlt, a jövő megkülönböztetésére, vagyis az idő i- ranyának megállapítására. Az egvik a fejlődés, az evolúció folyamata, amelynek során egyre összetettebb, egyre bonyolultabb rendszerek, strektúrák jönnek létre, részint az élettelen világban, például a csilla* gok körében, részint pedig az élővilágban- A másik folyamat a rendszerek szétesése. a bomlás Ha példán' egy kockacukrai vízbe dobunk, s kocka ..struktúrája" fokozatosan elbomlik molekulái a rendezetlen mozgás következtében az Acélnál erősebb mííszái / A Szovjetunió műanyagipar5 kutatóintézetében az a- célkábeleknél erősebb mii szálat fejlesztenek ki A „szuper-műszál“ közönség«« polietilénből készü1 őrien táií kristályosításnak neve zetí új eljárással. AZ líjfaj- la műszál négyzetmilliméte- renként 400 kilogramm lei1 hetest visel el — kétszer annyit, mint a legjobb a nélötvözntek. emellett rugalmas nem károsítja a nagy meleg és a nagy hideg Nem vezeti a villamos áramot és önálló Így kitűnő védőnlfö- nyök is készíthetők belőle Felhasználható továbbá gumiabroncsok, kötelek és szőrök készítésére isSzéndioxid- robbanások a Marson FORD PINTO MPG A bolygókutatókat régóta foglalkoztatja a kérdés, hogy mi okozhatja a Mars oldó folyadékban mindenhová eljutnak. Miért nem fordulhat meg ez a bomlás, miért tartjuk teljesen valószínűtlennek, hogy idővel a feloldódott cu- kor molekulák visszavándorolnak a helyükre és újból összeáll a kockacukor? Kétségtelen, hogy bármelyik cukorrnolekula egy ütközés u- tán visszafordulhat és lassanként eredeti helyére kerülhet: a molekulák egyedi mozgását szabályozó fizikai törvények tehát nem adhatnak választ arra a kérdésre, hogy az oldódási folyamat miért nem mehet végbe fordítva, vagyis ebben a vonatkozásban, miért nem fordulhat meg az idő Ha azonban az összes cukormolekuiát egyszerre tekintjük és mozgó sukat statisztikusan vizsgáljuk, akkor azonnal világossá válik, hogy az oldódási folyamatot visszafelé pergető film miért nyújt szinte lelteden képet- Egy ilyen visszafelé forgatott filstruktúrálatlanságuk szintjét méri. E menyiség neve görög szóval entrópia, magyarra fordítva „önmagában fordulás“A fogalom alkalmazásával azt mondhatjuk, hogy zárt termodinamikai rendszerekben csak olyan folyamatok mehetnek önként végbe, amelyekben entrópiájuk növekszik. Ez már ténylegesen olyan tétel, amelyben nem lehet felcserélni a jövőt a múlttal, mert — az említett fettételek mellett — az entrópia a jövőben mindig nagyobb, mint a múltban. Az entrópia fogalma különösen fontossá vált a második világháború után született információelméletben. amikor Claude E- Shannon amerikai mérnök és matematikus kidolgozta a különféle információk leggazdaságosabb továbbításának I az optimális kódolásnak és dekódolásnak) az elméletét. Elég meglepően hangzik, hogy a cukor oldódási folyamatának vaz idő iránya men ugyanis azt látnánk, hogy a cukormolekulák döntő többsége minden külső behatás nélkül egyetlen kis térfogatú hely- felé Igyekszik, oda. ahová eredetileg a kockacukrot dobtuk Amíg az oldódást nézve természetesnek találjuk, hogy a „szabadon engedett“ cukormo lekulák összevissza mozogva lassanként teljesen szétoszlanak a vízben, addig az ellenkező Irányú, egy pontba kon- •centrálódő mozgást éppen a kényszerítő erők hiánya miatt a valóságban teljesen elképzelhetetlennek látjukA mikroszkópos részecskék hömozgásával foglalkozó termodinamika egyik fő tétele éppen az ilyen koncelrálódó változások lehetetlenségét mondja ki. Eg a tétel általánosan úgy fogalmazható meg, hogy a környezetüktől elszigetelt rendszerekben csak olyan változások- mennek önként -végbe, a- melyek hőkiegyenlítődéshez vezetnek, növelik a molekulák rendezetlenségét, a „bizonvta- lanságot“. A hő hidegebb testről melegebbre nem mehet át önként, ezért nemcsak olvan „örökmozgó“ megszerkesztése lehetetlen, amely ellentmond az energiamegmaradás tételének, hanem efféle gép elkészítéséről sem ábrándozhatunk, a- mely úgy jut energiáhóz, hogy például a tengervízből állandóan hőt von elNagyon hasznosnak bízonvult a termodinamika említett főtételét egy olyan mennyiség segítségével megfogalmazni, a- mely az anyagi rendszerek mikroszkópos részecskéinek rendezetlenségét, vagyis belső lanti köze is lehet a legrövidebb kódolást biztosító eljáráshoz, ha azonban arra gondolunk. hogy bármilyen információt, például egy távirat útján továbbítandó hírt annál hosz- szabhan lehet csak kódolni, minél összetettebb a hír. minél több bizonytalanságot tud eloszlatni, akkor máris érthető, hogy az információ és a bizonytalanság egymás ellentétei: az információ növekedése csökkenti a bizonytalanságot, tehát a kódolások minimális átlaghosszüságának éppen a kódolandó rendszer bizonytalansági szintfe, vagyis az entrópia szab határt. Ojból elővették például a sok vitára alkalmat adó ún- höha- lái-elraéletet. Ez úgy született, hogy a mikroszkópos részecskék világában érvényes entrópia-növekedési tételt az egész világegyetemre próbálták alkalmazni annak a hasonlóságnak az alapján, hogy a csilla gászathan ugyanazt jelenti a galaxis, mint a fizikában az a- tóm. Elfogadva, hogy a galaxisok világában is érvényes az entrópia növekedésének a tétele, vagyis az univerzumban is állandóan nő a rendezetlenség és egyre uralkndóbbá válik a kaotikus hómozgás, sok tudós arra következtetett, hogy egyszer maximálissá válik az entrópia, kialakul egy olyan di- namikas egyensúlyi állapot, n- melyben a rendezetlen hőmozgás már minden struktúrát szétrombolt és bekövetkezett a teljes káosz, a világ hőhalála. Olyan „órának“ tekinthették a világot a „hőhalálelmélet“ kidolgozói ílegalábbis termodi«I namikai szempontból), amelyet a jelenleg látható világegyetem kialakulását közvetlenül megelőző, körülbelül 10 milliárd évvel ezelőtti „nagy robbanás“ idején „félhúztak“, vagyis entrópiáját nagymértékben csökkentették, és azóta egyfolytában nő az entrópia, egyre közeledik az idő, amikor lejár az óra, és elérkezik a hőhalál, Fnnek a logikusnak látszó levezetésnek több gyenge pontja is van. Az egyik mindjárt az, hogy az antrópla tételt csak véges, 'zárt rendszerekre bizonyították, és a világegyetem távolról sem ilyen- A fenntartások hangoztatása azonban e- gyáltalán nem pótol egy olyan átfogó elméletet, amely rámutat az univerzum fejlődésének fő irányára. David Layzer a közelmúltban kidolgozott vi- lágmodellje ezt a hiányosságot igyekszik pótolni. Az univerzum 10 milliárd évvel ezelőtti „nagy robbanást“, vagyis a kis térfogatban koncentrált, hatalmas sűrűségű a- nyag robbanásszerű növekedését közvetlenül követő időszakban a világ [Layzer feltételezése szerint) termodinamikai e- gyensúlyban, tehát maximális entrópiájú állapotban volt. Ezt az állapotot az anyagi részecskék gyors kölcsönhatása és a sugárzás tudja fenntartani. A tágulás folyamán azonban megváltozik az anyag mennyisége és hőmérséklete. Hogy az entrópia mégis maximális maradjon, az anyag és a sugárzó e- nergia eloszlásában változásoknak kell végbemenníuk. De ezeknek a fizikai folyamatoknak a sebessége lényegesen kisebb, mint a tágulásé és ezért az entrópia „késni“ kezd. U- gyanez a „késés“ aakor is jelentkezett volna, ha az univerzum megfelelően nagy sebességgel nem tágult, hanem 6sz- szehúzódott' volna. , Layzernek ez a megjegyzése azért érdekes, mert Allan Sandage amerikai professzor számítása szerint, ha az univerzum jelenleg figyelhető tágulása, amelynek során a galaxisok egyre mesz- szebb kerülnek egymástól, a gravitációs vonzás következtében elegendő, mértékben lassul, akkor mintegy 30 milliárd évnyi további tágulás után egy 40 milliárd évig tartó összehúzódó Időszak következne. Bár a „nagy robbanás“ óta a tágulás egyre kisebb ütemű, az entrópia azóta is. késésben maradt- A termodinamikai egyensúly hajdani felborulását az univerzum anyagának lehűlése, kristályosodása követte. A további növekedés során az univerzum anyaga körülbelül bolygó nagyságú darabokra tört, amelyek gázrészecskék módjára viselkedtek abban az értelemben, hogy a darabok gyakran és véletlenszerűen ütköztek egymással, úgy mint a közönséges gáz molekulái. Idővel égyre nagyobb anyagdarabok álltak össze, míg végül kialakult a csillagok, galaxisok és a galaxisokat tömörítő galaxis-halmazok ma is látható hierarchiája. porviharait? A lehetséges kiváltó okok listáját most újjai egészítik ki amerikai kutatók, kis nyomású szén dioxid légkörben tanulmányozva a mesterséges Marstalaj viselkedését. Szerintük a? a széndioxid-mennyiség, amely a felszín alatti talaj rétegekben a Mars-éjszaka alatt elnyelődik, a reggeli felmelegedés következtében robbanásszerűen felszaba dúlhat és tinón- porszemcséket ragadhat magával a légkörbe. A felfelé törekvő széndioxidot mindaddig visszatartják a felszíni ta lajrétegek, amíg a nyomás nem elegendő a felszín meg vepeszléséhez. A hatás a felmelegedés helyi mértékétől. a mikrntopográfiától és a felszín alatti örvónyléstől függően változhatFelolvaso computer Néhány éven belül elérhető áron olyan computeri hoznak majd forgalomba az Egyesült Államokban, amely hallható szavakká alakítja át a nyomtatott szöveget, s ezzel eszményi „felolvasó“ lesz a világtalanok számára. A bostoni technológiai intézetben aemrégiben bemutatott modell egyfajta kézi kamerával működik. Ezt a kamerát a nyomtatot! szöveg főié kell tartani — « hdzzá kapcsolt computer szavakká alakítja át a betű kot vagy számokat A felöl vásott szöveg a compuler hangszórójából hallható — kissé gépies hangon Ha egy-egy szó nem értheiö. egyszerűen a nem világos szövegrész iole kell tartani a kamerát. A szakértők sze rint siirnzateyárlás eseléhen 5-10 ezev dollár között le hetne az ára a felolvasó computernek
