Cosmologie - intrebari si raspunsuri
1. Dumnezeu este in Univers sau Universul este in Dumnezeu? Argumentati raspunsul cu un citat din Sfanta Scriptura.
R: Universul este in Dumnezeu in sens cauzal (nu spatio-temporal) “caci in EL (Dumnezeu) traim si ne miscam si suntem (fiintam, existam)” (Faptele Apostolilor 17,28)
2. Ce este cerul conform invataturii Sfintilor Parinti (Sfantul Ioan Damaschin):
R: „cerul este totalitatea zidirilor vazute si nevazute” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 6).
3. Este cerul facut inaintea Universului, sau dupa Univers sau atat cerul cat si Universul sunt facute simultan? Argumentati raspunsul cu citate scripturistice si patristice (Sf. Ioan Damaschin).
R: “spunem ca la facerea universului am primit si facerea cerului” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 6).
“La inceput a facut Dumnezeu cerul si pamantul.” Facerea 1,1
4. Ce ne invata atat Sfanta Scriptura cat si stiinta (prin teoria Big-Bang-ului) despre originea materiei (din Univers), spatiului, timpului si legile fizicii (care guverneaza universul)? Apare toata materia intr-un singur moment? Ulterior acestui moment cineva din univers poate crea sau distruge materie (energie)? Ce afirma legea conservarii energiei?
R: “La inceput a facut Dumnezeu cerul si pamantul.” (Facerea 1,1) deci toata materia a fost creata atunci, in acel moment, din nimic, caci Dumnezeu ”a zidit lumea din nimic” (Solomon 11,17) si trebuie sa “intelegem ca s-au intemeiat veacurile prin cuvantul lui Dumnezeu, de s-au facut din nimic cele ce se vad” (Evrei 11,3). Spatiul si timpul au fost create tot atunci, ca si materia, la inceputul Universului (si implicit a cerului). Dumnezeu a creat legi care sa guverneze universul “El a zis si s-au facut, El a poruncit si s-au zidit. […] lege le-a pus si nu o vor trece.” (Psalmul 148,5-6).
Stiinta nu poate spune nimic despre cauza legilor fizicii (care guverneaza universului), ci doar afirma ca au un inceput la Big-Bang.
Teoria Știintifica a Big-bang-ului este modelul care explica aparitia materiei,energiei,spatiului si timpului, altfel spus la existenta Universului dintr-o singularitate initiala, ce reprezinta “nimic” (din punct de vedere matematic) caci nu are dimensiuni spatio-temporale dar are o energie extrem de mare. La momentul "zero" acesta singularitate initiala a iesit din starea ei de singularitate (inca nu se stie din ce cauza) si si-a manifestat uriasa energie printr-o inimaginabila explozie, Big Bang-ul, care mai continua si in ziua de azi.
Pe scurt legea conservarii energiei spune ca energia sau masa echivalenta nu poate fi creata si nici distrusa.
Legea conservarii energiei afirma ca energia totala al unui sistem fizic izolat ramane nemodificata in timp, indiferent de natura proceselor interne ce au loc in sistem. Cu alte cuvinte, diversele forme de energie ale unui sistem se pot transforma reciproc, dar suma cantitatilor tuturor formelor de energie ramane constanta, ea nu poate fi creata sau distrusa. Potrivit conceptiilor fizicii moderne, orice cantitate de energie exprima in acelasi timp o masa, si reciproc oricarei mase ii corespunde o energie. Conservarea energiei, in fizica moderna, este echivalenta cu principiul conservarii masei.
5. Ce ne invata Sfantul Ioan Damaschin despre forma Universului (si implicit a cerului)? Forma este inchisa sau deschisa (argumentati raspunsul)? Aceasta forma a fost preluata de filosofii pagani din invatatura Sfintei Scripturi sau Biserica Ortodoxa a preluat aceasta forma de la filosofii pagani?
R: “spunem ca la facerea universului am primit si facerea cerului, despre care filosofii pagani, insusindu-si invatatura lui Moise, spun ca este o sfera” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 6). Forma universului trebuie sa fie inchisa, pentru ca nu putem “iesi” din Univers, caci Universul este in Dumnezeu (Faptele Apostolilor 17,28).
6. Conform invataturii Sfintilor Parinti, Universul este static sau dinamic (in miscare)? Exista stare de repaos absolut (in Univers)? Argumentati raspunsul cu citate patristice (Sfantul Ioan Damaschin). Referitor la starea de repaos absolut, argumentati daca este posibil si cu referinte stiintifice din fizica (prima lege a mecanicii newtoniene, teoria relativitatii).
R: “toti care au spus ca cerul este sferic sustin ca el se departeaza in chip egal de la Pamant si in sus si in laturi si in jos” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 6), caci “numai Dumnezeirea este nemiscata, miscand toate” prin lucrarea Sa (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea I-a, cap IV) deci nu exista stare de repaos absolut.
In antichitate, marele filosof grec Aristotel, sustinea ca starea naturala a unui corp este de repaus si ca el se misca numai actionat de o forta sau de un impuls. El credea ca Pamantul era in repaus. Pe baza acestor idei s-a dezvoltat modelul geocentric pentru univers ce apare ca model potential si in scrierile Sfintilor Parinti.
Toate corpurile din Univers sunt in miscare rectilinie uniforma (datorata Big Bang-ului). Galilei a fost primul care a introdus conceptul de acceleratie (variatia vitezei raportata la unitatea de timp). Studiind caderea corpurilor, el a observat ca toate corpurile in cadere si-au marit viteza cu aceeasi valoare (ceea ce implica o acceleratie constanta) indiferent de greutatea lor, ajungand la concluzia ca ipoteza prin care orice miscare este legata de actiunea unei forte, este falsa. Aceasta l-a condus pe Galilei la formularea legii inertiei. Masura tendintei unui corp cu masa de a se opune schimbarii starii sale de repaus sau de miscare rectilinie si uniforma defineste conceptul de inertie a corpului.
Isaac Newton a fost cel care a formulat legile miscarii. Atunci cand un corp se afla in cadere, el era actionat intotdeauna de aceeasi forta (greutatea sa) si efectul era ca viteza sa crestea constant. Aceasta arata ca efectul real al unei forte este intotdeauna de modificare a vitezei unui corp, nu acela de a-l pune in miscare, asa cum se credea anterior de la Aristotel. Cu alte cuvinte, daca asupra unui corp nu actioneaza nici o forta el isi va mentine miscarea in linie dreapta cu aceeasi viteza. Aceasta este Legea intai a mecanicii (clasice sau newtoniene) si a fost enuntata explicit de Newton in lucrarea sa Principia Mathematica publicata in 1687.
7. Cine a propus ideile pe baza carora stiinta a formulat teoria Big-bang-ului? Invatatura Sfintei Scripturi, literatura si gandirea patristica au avut vreun rol in formarea celui care a propus aceasta teorie, dar asupra teoriei insasi?
R: Georges Henri Lemaitre (n. 17 iulie 1894, Charleroi - d. 20 iunie 1966, Geneva) a fost un preot romano-catolic si fizician belgian, intemeietor al teoriei Big-Bang. Preotul romano-catolic nascut la Charleroi a fost primul cercetator care a prezis prin calcule matematice pe baza teoriei relativitatii generalizate a lui Albert Einstein, teoria ca universul nu este static ci este in continua expansiune. Confirmarea acestei teorii a venit 2 decenii mai tarziu in anul 1965 cand Penzias si Wilson descopereau prin telescoape performante ecourile exploziei primordiale, adica a conceptului de Big Bang in forma pe care o stim astazi. In timpul vietii sale, Lemaitre a avut numeroase intalniri cu Einstein. In 1933, Lemaitre a prezentat in fata lui Einstein teoria sa despre inceputul Universului intr-o mare explozie Big-Bang. Einstein a apreciat aceasta teorie, desi nu a fost la inceput de acord intru totul cu ea, iar cu trecerea timpului, dovezile experimentale au confirmat validitatea teoriei Big Bang-ului, iar astazi ea este acceptata de toate comunitatile stiintifice.
Aceasta teorie este in concordanta cu modelul scripturistic si patristic pentru Univers, intrucat Universul are un inceput din nimic, este dinamic si nu static, cantitatea de materie (energie) a fost creata toata intr-un singur moment si este constanta in timp (doar formele ei de prezentare sunt variabile in timp, insa suma acestora este constanta).
8. Exista concordanta intre cosmogonia Sfintei Scripturi si cosmologia stiintifica conform teoriei Big Bang-ului? Enumerati cateva concordante in caz afirmativ, sau neconcordante in caz contrar.
R: Concordanta intre cosmogonia Sfintei Scripturi, in viziunea patristica (Sfantul Ioan Damaschin) si cea stiintifica conform teoriei Big-Bang-ului este fara echivoc, intrucat se afirma urmatoarele adevaruri:
a) Universul acesta (cu tot ce este in el, inclusiv cerul), are un inceput din nimic, in etape si va avea un sfarsit.
b) Spatiul si timpul au un inceput din nimic.
c) Legile care guverneaza universul au un inceput din nimic.
d) Nu exista timp absolut. Timpul este relativ.
e) Universul este dinamic, nu static. Nu exista spatiu absolut. Spatiul este relativ. Nu exista stare de repaus absolut.
f) Lumina se propaga cu viteza finita (constanta), putand exista astfel alternanta zi-noapte (Daca lumina nu s-ar propaga cu viteza finita ci infinita, atunci cerul noptii ar fi luminos ca si ziua datoria luminii care ar veni instantaneu de la alte stele intr-o cantitate foarte mare).
g) Materia (energia) are un inceput din nimic si apare toata in acelasi moment, ulterior ea nu poate fi creata si nici distrusa de catre cineva din Univers.
h) Universul se supune unui singur set de legi (valabile peste tot in Univers, ce nu pot fi schimbate sau modificate de nici o fiinta inteligenta din Univers).
i) Universul este inchis (nu se poate iesi din el).
j) Universul este finit dar fara limite spatio-temporale.
k) Universul va avea un sfarsit.
9. Universul (si implicit cerul) sunt finite sau infinite? Au limite spatiale? Dar limite temporale? Argumentati cu citate scripturistice daca Universul (si implicit cerul si pamantul acesta) are sfarsit sau nu?
R: Atat in cosmogonia patristica cat si in cea stiintifica conform teoriei Big-bang-ului, Universul (si implicit cerul) sunt finite dar fara limite spatio-temporale si vor avea un sfarsit. Se cunoaste limita de inceput a Universului. Conform Teoriei Big-Bang-ului Universul are un sfarsit.
Despre sfarsitul printr-o contractie (in stiinta numit Big Crunch) a acestui Univers (inclusiv a cerului), Sfantul Apostol Pavel ne aminteste ca psalmistul adresandu-se Creatorului spune “Dintru inceput Tu, Doamne, Pamantul l-ai intemeiat, si lucrul mainilor Tale sunt Cerurile. Acelea vor pieri, iar Tu ramai si toate ca o haina se vor invechi; si ca pe un vesmant le vei strange si ca o haina vor fi schimbate. Dar Tu acelasi esti si anii Tai nu se vor sfarsi” (Evrei 1,10-12; Psalmul 101,26-28).
Proorocul Isaia intareste aceasta spunand ca “toata ostirea cerului se va topi, cerurile se vor strange ca un sul de hartie si toata ostirea lor va cadea cum cad frunzele de vita si cele de smochin” (Isaia 34,4), “cerurile vor trece ca un fum” (Isaia 51,6), iar „ostirea cerului” (Facerea 2,1) reprezinta galaxiile din Univers in limbajul Sfintei Scripturi.
Sfantul Apostol Petru vorbind despre cum va fi sfarsitul acestui Univers, spune ca “Cerurile vor pieri cu vuiet mare, stihiile, arzand, se vor desface, si Pamantul si lucrurile de pe el se vor mistui. ...Cerurile, luand foc, se vor nimici, iar stihiile, aprinse, se vor topi!” (II Petru 3,10-13). Astfel, “cerul si Pamantul vor trece” (Matei 24,35; 5,18; Marcu 13,31; Luca 21,33.) caci „soarele se va intuneca si luna nu va mai da lumina ei, iar stelele vor cadea din cer si puterile cerurilor se vor zgudui” (Matei 24,29; Marcu 13,24-25; Luca 21,26.) urmand apoi “innoirea lumii” (Matei 19,28), iar „noi asteptam, ...ceruri noi si Pamant nou” (II Petru 3,10-13).
Sfantului Apostol si Evanghelist Ioan Teologul i-au fost revelate in vedenie cele viitoare si a “vazut cer nou si pamant nou. Caci cerul cel dintai si pamantul cel dintai au trecut; si marea nu mai este” (Apocalipsa 21,1), deoarece Dumnezeu a spus: “Eu voi face ceruri noi si pamant nou. Nimeni nu-si va mai aduce aminte de vremurile trecute si nimanui nu-i vor mai veni in minte” (Isaia 65,17).
10. Ce spune teologia ortodoxa despre cauza existentei universului? Dar stiinta (contemporana)? Argumentati raspunsul teologic ortodox cu citate scripturistice si patristice.
R: “La inceput a facut Dumnezeu cerul si pamantul.” (Facerea 1,1) „Si a privit Dumnezeu toate cate a facut si iata erau bune foarte.” (Facerea 1,31).
Sfantul Ioan Damaschin afirma ca Dumnezeirea „este mai presus de toate, este in afara de orice fiinta, pentru ca este suprafiintiala, mai presus de cele ce sunt” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea I, cap 8.), amintindu-ne ca “in aceste invataturi am fost instruiti din cuvintele sfinte, dupa cum a zis dumnezeiescul Dionisie Areopagitul: Dumnezeu este cauza si principiul tuturor, este fiinta existentelor, viata vietuitoarelor, ratiunea existentelor rationale, spiritualitatea existentelor spirituale”( Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea I, cap 12.)
Știinta nu poate spune nimic despre cauza universului (si implicit a legilor care il guverneaza). Teoria Big-bang-ului si toate teoriile stiintifice explica fenomenele care au loc dupa momentul Big-Bang (nu pot trece de limita temporala a momentului 10-43 s, care este denumit „Zidul lui Plank”. Dincolo de aceasta limita insasi legile stiintei nu mai exista).
11. Care este centrul universului din punct de vedere al scopului? Argumentati raspunsul teologic ortodox cu citate scripturistice. Ce afirma „Principiul antropic” si unde apare el?
R: Omul este cununa creatiei. Universul este antropocentric, mai precis este Hristocentric. “Pentru ca intru El au fost facute toate, cele din ceruri si cele de pe pamant, cele vazute, si cele nevazute, fie tronuri, fie domnii, fie incepatorii, fie stapanii. Toate s-au facut prin El si pentru El. El este mai inainte decat toate si toate prin El sunt asezate. Si El este capul trupului, al Bisericii; El este inceputul, intaiul nascut din morti, ca sa fie El cel dintai intru toate.” (Coloseni 1,16-18)
In fizica si cosmologie, principiul antropic (din greaca anthropos - om) este un argument filosofic cum ca observatiile din Universul fizic trebuie sa fie compatibile cu viata constienta care le observa. Sustinatorii argumentului motiveaza ca astfel se explica de ce Universul are exact varsta si constantele fizice fundamentale care fac posibila aparitia si gazduirea vietii constiente. Principiul a fost formulat in 1961 de catre astronomul Robert Dicke (1916-1997), care s-a bazat pe unele lucrari ale fizicianului englez Paul Dirac:
"Universul are proprietatile pe care le are si pe care omul le poate observa, deoarece, daca ar fi avut alte proprietati, omul nu ar fi existat."
12. Ce este timpul? Precizati daca este posibil, definitii de dictionar ale timpului?
R: Definirea timpului este una dintre cele mai dificile sarcini, nu numai din punct de vedere filozofic sau psihologic, dar si fizic. Timpul este una dintre dimensiunile din Univers, diferita de dimensiunile spatiale prin aceea ca el ordoneaza evenimentele intr-o succesiune ireversibila. Timpul e o notiune primara (care nu se defineste, ci este perceputa prin simturi) si corelata cu cea de eveniment. Perceptia umana sesizeaza ordinea in timp a evenimentelor.
Dintotdeauna timpul a fost un subiect important al filozofiei, artei, poeziei si stiintei. Exista multe divergente in legatura cu insemnatatea lui, din acest motiv este dificil de oferit o definitie a timpului care sa nu duca la controverse. Multe domenii folosesc o definitie operativa in care unitatile timpului sunt definite. Academicienii au o opinie diferita in ceea ce priveste posibilitatea timpului de a fi masurat sau incadrat intr-un sistem de masurare.
Dictionarul Oxford defineste timpul ca fiind „procesul indefinit si continuu al existentei evenimentelor in trecut, prezent si viitor, privit ca o unitate”. O alta definitie de dictionar standard este „Un continuum nonspatial linear in care evenimentele apar intr-o ordine aparent ireversibila”.
Masurarea timpului a ocupat de asemenea un loc important pentru savanti si tehnicieni, si a fost o prima motivatie in astronomie.
13. Ce este timpul propriu?
R: Nu exista un timp absolut, ci fiecare observator are propria masura a timpului. Einstein a demonstrat ca timpul care se scurge pentru un observator aflat pe un corp in miscare este mai scurt decat timpul scurs pentru un corp considerat in repaus.
14. Care este definitia timpului in fizica? De ce doar aceasta definitie este potrivita pentru cosmologie (si cosmogonie)?
R: Timpul este una dintre putinele marimi fizice fundamentale (sapte in Sistemul International), care conform cunostintelor actuale nu se pot defini prin intermediul altor marimi, la fel ca de exemplu lungimea si masa.
Durata de timp scursa intre doua evenimente poate fi definita pe baza unei miscari uniforme (de exemplu deplasarea luminii intre doua oglinzi paralele, rotirea Pamantului), sau si pe baza unui fenomen repetitiv (cum ar fi oscilatia unui pendul gravitational, a unui pendul elastic, a unui circuit LC, etc.). Prin aceasta metoda se poate defini doar timpul pentru punctul din spatiu in care este plasat instrumentul de masura (ceasul). Pentru alte puncte din spatiu este necesar sa se stabileasca mai intai notiunea de „simultaneitate la distanta” — un criteriu dupa care sa se poata declara daca doua evenimente ce au loc in puncte diferite din spatiu sunt simultane sau nu.
Timpul in mecanica clasica
In mecanica clasica se considera „de la sine inteles” ca simultaneitatea a doua evenimente este o proprietate independenta de observator si ca ordinea cronologica si duratele fenomenelor sunt independente de observator sau experimentator. In acest fel, multimea momentelor de timp este izomorfa cu multimea punctelor de pe o dreapta: fiecarui eveniment ii corespunde un punct unic de pe axa timpului, pentru a asocia un numar fiecarui moment de timp este necesar sa fixam o origine a timpului (un moment pe care sa-l notam conventional cu „0”) si sa masuram durata dintre momentul respectiv si momentul „0”.
Timpul in mecanica clasica este omogen (se scurge permanent la fel de repede), nu este influentat de obiectele sau fenomenele ce au loc, si este independent de spatiu.
Timpul in mecanica relativista
In teoria relativitatii, simultaneitatea, duratele si ordinea cronologica a evenimentelor depind de observator. Transformarile Lorentz stabilesc (in teoria relativitatii restranse) relatia dintre duratele fenomenelor asa cum sunt percepute de observatori diferiti, in functie de viteza cu care se deplaseaza acestia fata de fenomenele studiate.
Ca urmare, timpul nu mai exista independent de observator. In schimb, se poate construi un model matematic de spatiu cvadridimensional, numit „spatiu-timp”, astfel ca fiecarui eveniment i se poate asocia un punct din spatiu-timp. Pentru un observator dat, fiecare punct din spatiu-timp este vazut ca un punct avand o anumita pozitie in spatiu fata de sistemul de referinta al observatorului si un anumit moment in timpul observatorului. In teoria relativitatii restranse, spatiu-timpul este modelat ca spatiu Minkowski.
Notiunea absoluta (independenta de observator) de ordine cronologica se pastreaza doar in anumite limite. Anume, fiecarui eveniment (fiecarui punct din spatiu-timp) i se pot asocia:
a) un con de lumina viitor, constituit din punctele aflate la distanta (in spatiu) mai mica sau egala cu timpul scurs de la evenimentul considerat la acel punct inmultit cu viteza luminii in vid; cu alte cuvinte, multimea de puncte in care poate ajunge lumina emisa in punctul din spatiu-timp corespunzator evenimentului sau mai tarziu;
b) un con de lumina trecut, constituit din punctele aflate la distanta mai mica sau egala cu timpul scurs de la ele la evenimentul considerat inmultit cu viteza luminii in vid.
Conurile de lumina trecut si viitor ale unui punct din spatiu-timp sunt independente de observator.
Punctele din conul de lumina viitor apar oricarui observator ca fiind ulterioare (in timp) evenimentului considerat. Punctele din conul de lumina trecut apar oricarui observator ca fiind anterioare evenimentului considerat. Orice punct aflat in afara conului viitor si a conului trecut apare fata de unii observatori ca fiind anterior evenimentului considerat, fata de altii ca fiind ulterior evenimentului si iarasi fata de altii ca fiind simultan cu evenimentul considerat. Deoarece viteza luminii in vid este cea mai mare viteza de deplasare a unei actiuni, rezulta ca evenimentele din afara conurilor de lumina ale unui eveniment nu pot influenta (cauzal) si nu pot fi influentate de acel eveniment.
In teoria relativitatii generalizate, forma spatiu-timpului este influentata de prezenta materiei; ca urmare spatiu-timpul nu este o simpla „scena” in care se desfasoara fenomenele fizice, ci este influentat de acestea.
15. Ce este dilatarea temporala? Ce teorie stiintifica o explica? Precizati dovezile practice care arata fara echivoc dilatarea temporala (conform relativitatii restranse si relativitatii generalizate).
R: Reamintim ca nu exista un timp absolut ci fiecare observator are propria masura a timpului. Dilatarea temporala, demonstrata de teoria relativitatii, este fenomenul prin care un observator A vede ca ceasul altui observator B care este identic cu ceasul sau, inregistreaza timpul mai incet, in raport cu ceasul sau (A). Aceasta insemna ca timpul a "incetinit" pentru celalalt ceas (B), dar aceasta este adevarata doar in contextul sistemului de referinta al observatorului A. Local in cazul observatorului B (adica din perspectiva oricarui observator din acelasi sistem de referinta cu observatorul B, fara legatura cu alt sistem de referinta), timpul trece mereu in acelasi ritm. In Teoria relativitatii a lui Albert Einstein, dilatarea temporala se manifesta in doua circumstante: in relativitatea restransa, ceasurile care sunt in miscare in raport cu un sistem de referinta inertial se misca mai incet (si acest efect este descris exact de transformarile Lorentz), iar in relativitatea generala, ceasurile aflate la un potential inferior intr-un camp gravitational (cum ar fi cazul in apropierea unui corp masiv precum o planeta sau o gaura neagra) merg mai incet.
In relativitatea restransa, efectul dilatarii temporale este reciproc, astfel observand din punctul de vedere al oricaror doua ceasuri aflate in miscare unul in raport cu celalalt, mereu ceasul celalalt sufera dilatare temporala (se presupune ca miscarea reciproca a celor doi observatori este uniforma, adica acestia nu accelereaza pe parcursul observatiilor.) In contrast, dilatarea temporala gravitationala (tratata in teoria relativitatii generale) nu este reciproca, astfel un observator aflat in varful unui turn va observa ca ceasurile de la nivelul solului bat mai lent, iar observatorii de la nivelul solului vor fi de acord. In acest mod, dilatatia temporala gravitationala este observata de toti observatorii stationari, independent de altitudinea lor.
Dovada practica a dilatarii temporale in teoria relativitatii generalizata
Conform teoriei generale a relativitatii timpul trebuie sa treaca mai incet langa un corp masiv, ca planeta Pamant spre exemplu. Pentru un observator aflat la inaltime ar parea ca tot ceea ce se intampla jos necesita un timp mai lung. Cu cat campul gravitational este mai puternic, cu atat este mai mare efectul. Spre exemplu, un ceas de pe suprafata Soarelui ar castiga doar aproximativ un minut pe an comparativ cu un ceas de pe suprafata Pamantului. Aceasta diferenta a timpului la diferite inaltimi deasupra Pamantului are astazi o importanta practica foarte importanta, o data cu aparitia sistemelor de navigatie foarte precise bazate pe semnale emise de sateliti. Astfel, sistemul de pozitionare globala prin semnale radio de la sateliti (GPS) trebuie sa corecteze zilnic diferenta temporala de ordinul nanosecundelor (o nanosecunda este 10-9 secunde, adica o miliardime dintr-o secunda) ce apare la ceasurile de pe satelitii artificiali care orbiteaza in jurul Pamantului, intrucat, daca nu s-ar efectua aceasta corectie, erorile de pozitionare ar fi foarte mari, de ordinul kilometrilor.
Dovada practica a dilatarii temporale in teoria relativitatii restranse
Dezintegrarea spontana a unui mezon π a permis masurarea timpului de viata al mezonilor in referentialul propriu ca fiind t=2,2*10^-6s . Acesti mezoni se deplaseaza cu o viteza egala cu 0,998 din viteza luminii. Astfel, in sistemul de referinta propriu mezonii pot parcurge o distanta maxima de 600 metri (d=v*t), insa mezonii produsi la cativa kilometri altitudine sunt totusi inregistrati pe suprafata Pamantului. Acest lucru se explica numai prin existenta dilatarii temporale dintre cele doua sisteme de referinta (cel atasat mezonului si cel atasat observatorului de pe pamant) datorita vitezei relativiste cu care se deplaseaza mezonii (conform teoriei relativitatii restranse), care arata ca timpul de viata al mezonului masurat de catre observatorul aflat pe Pamant este de 32*10^-6s (adica de aproximativ 15 ori mai mare decat cel masurat din sistemul de referinta al mezonilor) si astfel distanta parcursa de mezon masurata de pe Pamant este de aproximativ 10 kilometri.
Mii de experimente au fost efectuate de cand Einstein a formulat postulatele relativitatii speciale si fiecare dintre acestea au scos in evidenta faptul ca dilatarea timpului si contractia lungimii sunt efecte reale, observabile, masurabile, fiind consecinte a faptului ca viteza luminii este constanta fiind viteza maxima in univers.
Chiar fara a lua in calcul cauzalitatea, sunt alte motive puternice pentru care calatoria cu viteza peste cea a luminii este interzisa de relativitatea restransa. De exemplu, daca se aplica o forta constanta asupra unui obiect pentru o perioada nelimitata de timp, atunci rezulta un impuls care creste nelimitat (fiind infinit atunci cand obiectul ar atinge viteza luminii). Pentru un observator care nu accelereaza, pare ca inertia ca inertia obiectului creste, producand o acceleratie mai mica pentru aceeasi forta aplicata. Acest comportament este observat in acceleratoarele de particule.
Astfel, Teoria Restransa a Relativitatii ne demonstreaza ca tipul se scurge diferit pentru observatorii aflati in miscare relativa, iar Teoria Generala a Relativitatii ne demonstreaza ca timpul se scurge diferit pentru observatori aflati la diferite inaltimi intr-un camp gravitational.
16. Precizati cu aproximatie care este timpul necesar pentru ca lumina emisa de Soare sa ajunga la planeta Pamant?
R: Aproximativ 8,3 minute. (t=d/v; distanta medie intre Pamant si Soare este de aproximativ 149.600.000km, iar viteza luminii este de 300.000.000m/s)
17. Precizati cu aproximatie durata temporala a zilei terestre. Care sunt factorii care determina aceasta durata?
R: Ziua terestra pare un concept extrem de simplu. Stim cu toti ca o zi, care dureaza 24 de ore, reprezinta timpul de care Pamantul are nevoie pentru a efectua o rotatie de 360 de grade in jurul axei sale.
Pamantul se roteste in jurul Soarelui pe o traiectorie eliptica, cu Soarele dispus intr-unul din focarele elipsei. Intr-o zi la momentul amiezii, Soarele se gaseste intr-un anumit punct pe care il vom considera ca referinta. Privind dintr-o pozitie foarte avantajoasa, putem vedea cum Pamantul executa o rotatie cu 360 de grade.
Insa, in timp ce se roteste in jurul axei sale, Pamantul se deplaseaza putin si pe orbita circumsolara. Astfel ca, dupa o rotatie de 360 de grade, Soarele nu mai este exact deasupra aceluiasi punct de pe Pamant deasupra caruia se afla la inceputul rotatiei, deci nu este chiar miezul zilei urmatoare. Punctul considerat ca referinta trebuie sa se roteasca ceva mai mult de 360 de grade pana se ajunge din nou la amiaza.
Rotatia de 360 de grade poarta numele de zi siderala, in timp ce rotatia intre doua amiezi consecutive (doua momente consecutive de inaltare maxima a Soarelui deasupra orizontului, pe bolta cereasca) se numeste zi solara.
Trebuie adaugat si ca viteza de rotatie a Pamantului scade gradat, iar lungimea zilei solare creste in consecinta, datorita mareelor cauzate de fortele gravitationale dintre Pamant si Luna. Lungimea medie a unei zile solare creste cu aproximativ 1.4 milisecunde intr-un secol. Acum doua miliarde de ani, anul avea cam 750 de zile!
Sa vorbim si despre ziua-lumina, perioada din cadrul celor 24 de ore in care afara este lumina. Din cauza refractiei si difuziei luminii solare in atmosfera terestra, cerul este luminat chiar si atunci cand Soarele este putin sub linia orizontului, dar durata zilei-lumina se refera la intervalul de timp in care discul solar se gaseste la orizont sau deasupra liniei acestuia. Astfel ca ziua incepe in momentul in care discul solar apare in timpul rasaritului si se termina atunci cand discul solar dispare, la asfintit.
La ecuator duratele zilei si noptii difera cu doar cateva minute, dar la diferite distante inspre nord sau sud de ecuator, lungimea zilei variaza in functie de anotimp, cu cele mai lungi, respectiv cele mai scurte, zile fiind la solstitii.
La poli, odata ce Soarele rasare, acesta ramane pe bolta cereasca pentru sase luni inainte de a apune. Pe parcursul fiecarei zile el descrie un cerc complet pe bolta cereasca.
Deoarece viteza Pamantului pe orbita circumsolara variaza, Soarele este la nord de ecuator pentru o perioada cu aproape 4 zile mai mare decat o jumatate de an, iar durata medie a zilei in emisfera nordica o depaseste pe cea din emisfera sudica cu cateva minute.
In emisfera nordica, Cercul Polar de Nord reprezinta cea mai sudica latitudine unde avem 24 de ore consecutive de lumina naturala macar o data pe an. In emisfera sudica, Cercul Polar de Sud reprezinta cea mai nordica latitudine unde macar o data pe an avem lumina naturala pentru cel putin 24 de ore, incontinuu.
18. Precizati cu aproximatie durata temporala a anului terestru (in functie de zile). Care sunt factorii care determina aceasta durata?
R: Anul terestru este dat de o rotatie completa a Pamantului in jurul Soarelui. Pare destul de simplu, dar exista o problema. Pamantul nu revine in punctul de plecare dupa efectuarea unei rotatii complete. Asa ca ne putem intreba, si pe buna dreptate, cum de stim cand incepe sau se termina anul?
Stim cu toti ca anul are 365 de zile, ca la fiecare 4 ani avem de-a face cu un an bisect, de 366 de zile sau ca durata unui an este legata de miscarea de revolutie a Pamantului in jurul Soarelui.
Miscarea stelelor si a Soarelui pe bolta cereasca sunt folosite pentru a determina durata anului terestru.
Perioada de revolutie a Pamantului in jurul Soarelui ce determina durata anului, cuprinde aproximativ 366.26 zile siderale, respectiv in jur de 365.26 zile solare.
Anul sideral
Una dintre variantele de raspuns este anul sideral ce raporteaza orbita circumsolara la stelele indepartate. Perceputa de pe Terra, miscarea circumsolara creeaza impresia ca Soarele se misca printre constelatiile zodiacale pe o traiectorie numita ecliptica. Cand Soarele revine la punctul initial, a trecut un an sideral. Aceasta miscare este dificil de observat in mod direct, deoarece nu putem vedea stelele ziua, atunci cand Soarele se afla pe bolta cereasca.
Totusi, daca privim cerul inaintea fiecarui rasarit de Soare, miscarea anuala este foarte usor perceptibila. Ultimele stele care rasar nu sunt mereu aceleasi, iar dupa una-doua saptamani se observa o deplasare catre in sus a acestora.
Anul tropical
O alta posibilitate este masurarea lungimii anului in conformitate cu trecerea anotimpurilor. Din cauza inclinatiei axei de rotatie a Pamantului, pozitia Soarelui pe bolta cereasca se schimba de la o zi la alta pe parcursul unui an. Daca fotografiem Soarele la pranz pe parcursul zilelor unui an, putem observa ca acesta urmeaza pe bolta cereasca o traiectorie aparenta, numita analema (ce este o diagrama care da declinatia Soarelui si ecuatia timpului pentru orice zi a anului).
In zilele in care inclinatia fata de Soare (spre sau dinspre acesta) este maxima, durata zilei-lumina atinge la randu-i un maxim, respectiv un minim. Aceste zile se numesc solstitii, iar Soarele va fi pe analema in stanga sus, respectiv in dreapta jos. In zilele cand inclinatia planetei este perfect laterala fata de Soare, ziua si noaptea au durate egale. Acestea sunt echinoctiile, iar Soarele va fi la acest punct de intersectie pe analema:
Timpul in care Soarele parcurge distanta intre doua echinoctii de primavara reprezinta un an tropical. Astfel masurat, anul dureaza 365 de zile solare, 5 ore, 48 de minute si 46 de secunde.
19. Precizati care este argumentul Sfantului Ioan Damaschin pentru faptul ca nu se poate masura durata temporala a primelor trei zile ale creatiei.
R: Sfantul Ioan Damaschin spune ca “inainte de intemeierea lumii, cand nu era soare care sa desparta ziua de noapte, nu era un veac care sa se poata masura.” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 1.)
20. Pentru a putea vorbi de timp in general, precum si despre durata temporala a zilelor creatiei asa cum apar ele descrise in Sfanta Scriptura in Facere cap 1, ce trebuie sa precizam mai intai?
R: Intrucat timpul in univers nu este absolut ci relativ, pentru a putea vorbi despre timp este necesar sa precizam observatorul, intrucat din sistemul de referinta atasat acestuia se face masurarea timpului.
Din nefericire, o greseala des intalnita la oameni este aceea de a considera timpul ca fiind absolut (invariabil, constant, fix) si independent de creatie, insa teoria relativitatii demonstreaza ca in realitate timpul este relativ (variabil) si in stransa legatura cu creatia (depinzand de aceasta).
Astfel, nu creatia depinde de timp (orbita Pamantului, miscarea de revolutie a planetei Pamant in jurul Soarelui ce determina durata anului si miscarea de rotatie a planetei Pamant in jurul propriei axe ce determina durata zilei, nu sunt facute de Creator sa depinda de o durata temporala prestabilita), ci timpul (durata zilei si a anului) e facut de Dumnezeu sa depinda de creatie, fiind in stransa legatura cu aceasta. Ziua este considerata perioada de rotatie a Pamantului in jurul axe sale si are aproximativ 24 de ore. (In cultul crestin, ziua liturgica nu incepe cu miezul noptii, ca in masuratoarea laica a timpului, ci cu seara. Ziua liturgica este intervalul de timp de 24 de ore dintre doua apusuri consecutive si este mostenita din traditia iudaica de masurare a timpului). Pe toate planetele sistemului nostru solar exista zile, insa doar pe planeta Pamant ziua are o durata de 24 de ore. Pe alte planete durata zilei este diferita. Spre exemplu pe planeta Venus o zi are 5832 ore, adica 243 de zile pamantene, iar pe planeta Saturn ziua are 10,65 ore adica 0,44 zile pamantene.
Sfintii Parinti, ne invata ca noi nu putem calcula timpul decat dupa iesirea omului din Rai (primul an in Hronografele bisericii, este anul iesirii lui Adam din Rai). Argumentele lor pentru faptul ca “nu putem calcula” timpul inainte de iesirea lui Adam din Rai erau in principal doua. Primul argument, era ca noi nu stim cat erau de lungi “zilele” creatiei, intrucat scriptura afirma ca Soarele si Luna au fost facute de Creator doar in a patra zi de la inceputul creatiei, iar o zi reprezinta pentru noi un interval de douazeci si patru de ore, cand Pamantul efectueaza o miscare de rotatie in jurul axei sale (si in acelasi timp se misca si pe orbita in jurul Soarelui), deci in primele trei zile cand nu era creat inca Soarele, o zi nu avea douazeci si patru de ore (privit din sistemul de referinta al omului). Al doilea argument era ca omul, in Rai, nemuritor fiind prin har inainte de caderea in pacat, percepea timpul altfel si, deci, toata perioada de timp petrecuta de om in nemurire e considerata in Geneza ca o singura zi.
Iata deci cum cele sase zile ale creatiei nu aveau acelasi interval de timp si nicidecum nu aveau o durata de douazeci si patru de ore (privit din sistemul de referinta al omului).
Reamintim ca timpul este relativ, asa cum reiese clar si din Sfanta Scriptura (in Psalmul 89 o mie de ani este comparata fie cu o zi de 24 ore, fie cu o straja din noapte, adica 3 ore). Conteaza sistemul de referinta la care le raportam. Spre exemplu zilele creatiei din Sfanta Scriptura, pot fi de cateva secunde, privit dintr-un sistem de referinta, sau pot fi de miliarde si miliarde de ani privit din alt sistem de referinta. Intocmai ca in filmele documentare de la televizor, cand este filmata o floare cum infloreste, iar mai apoi se vizioneaza filmul la o viteza mult mai mare, astfel incat noi vedem in cateva secunde ceea ce in "timp real" a fost filmat in saptamani. Insa filmul se poate viziona si la viteza foarte mica si, astfel, putem vedea acest proces in miliarde de ani. Teoria Relativitatii demonstreaza ca nu exista sistem de referinta privilegiat, nu exista un timp absolut, ci fiecare observator are propria sa masura a timpului. Toate masuratorile, din orice sistem de referinta sunt corecte.
Prin an se intelege o perioada de timp necesara Pamantului pentru a efectua o rotatie completa (datorata miscarii de revolutie a Pamantului) in jurul Soarelui. Pe toate planetele sistemului nostru solar exista ani (intrucat se rotesc in jurul Soarelui), insa doar pe planeta Pamant anul are (o durata temporala de) aproximativ 365 de zile. Spre exemplu pe planeta Venus un an are 224,7 zile pamantene iar pe planeta Saturn un an are 29,4 ani pamanteni. In sistemul nostru solar, Soarele este cel care determina durata zilelor si a anilor pe toate planetele. (Nu Soarele creeaza timpul - Doamne fereste! – caci timpul este creat de Dumnezeu, ci soarele doar determina durata temporala a zilei si a anului, asa cum Soarele nu este nicidecum creatorul luminii, lumina fiind creata de Dumnezeu, ci este doar un luminator, “caci luminatorul nu este insasi lumina, ci cel care contine lumina” Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea a II-a, cap 7.)
21. Precizati care sunt cele doua postulate ale Teoriei Relativitatii Restranse. Cum au fost revizuite conceptele fundamentale ale fizicii teoretice, cum sunt timpul, distanta, masa, energia, cantitatea de miscare?
R: Postulatul fundamental al teoriei relativitatii este ca legile stiintei trebuie sa fie aceleasi pentru orice observator care se misca liber, indiferent de viteza lui. Acest lucru era adevarat pentru legile miscarii lui Newton, dar acum ideea a fost extinsa cuprinzand si teoria lui Maxwell referitoare la viteza luminii, astfel toti observatorii trebuie sa masoare aceeasi viteza a luminii, indiferent de cat de repede se misca ei. Cele mai cunoscute doua legi din teoria relativitatii sunt echivalenta masei si energiei, exprimata de faimoasa ecuatie a lui Einstein E=mc^2 (unde E este energia, m este masa, iar c este viteza luminii in vid si anume trei sute de milioane de metri pe secunda) si legea ca nici un corp (cu masa) nu se poate deplasa mai repede decat viteza luminii si nici nu poate atinge aceasta viteza.
Pentru a putea impaca mecanica clasica (newtoniana) cu electromagnetismul, Einstein a postulat faptul ca viteza luminii, masurata de doi observatori situati in sisteme referentiale inertiale diferite, este totdeauna constanta. Aceasta l-a condus la revizuirea conceptelor fundamentale ale fizicii teoretice, cum sunt timpul, distanta, masa, energia, cantitatea de miscare, cu toate consecintele care deriva. Astfel:
1.) orice obiect aflat in miscare devine mai scurt (contractat) pe directia sa de deplasare. (Acest efect poarta numele de contractie a lungimii).
2.) timpul se scurge mai lent la ceasurile aflate in miscare (dilatarea temporala).
3.) dispare simultaneitatea evenimentelor (doua evenimente care par simultane unui observator, apar in momente diferite altui observator care se deplaseaza in raport cu primul).
4.) viteza luminii in vid devine viteza limita atat pentru obiecte, cat si pentru informatii.
5.) masa si energia unui corp (material) devin echivalente.
Relativitatea restransa nu tine cont insa de efectele gravitatiei.
22. Ce spune echivalenta masei si a energiei din Teoria relativitatii despre materie? Precizati exemple practice care se bazeaza pe acest principiu?
R: Materia este caracterizata prin doua marimi fundamentale: masa si energia. Masa este masura inertiei si a gravitatiei, iar energia este masura scalara a miscarii materiei. Astfel, energia si masa nu sunt doua lucruri total diferite (precum focul si apa spre exemplu), ci sunt doua forme de manifestare (prezentare) ale aceluiasi lucru, respectiv materia, asa cum spre exemplu, aburul si gheata sunt stari de agregare (moduri de prezentare) ale aceleasi substante, respectiv apa. Conform relatiei dintre masa si energie a lui Einstein, oricarei forme de energie a unui sistem fizic ii corespunde o masa inerta a sistemului.
Echivalenta masei si energiei, (E=mc^2), ne spune ca energia inmagazinata de un obiect in repaus cu masa m este egala cu masa respectiva inmultita cu patratul vitezei luminii in vid, aratand ca un corp are energie chiar si atunci cand este stationar, spre deosebire de mecanica newtoniana in care un corp care nu se afla in miscare nu are energie cinetica (insa el poate avea sau nu alte forme de energie inmagazinate in interior, cum ar fi energie termica sau energie chimica. Poate avea si energia potentiala ce poate fi sub diferite forme: de deformare, elastica, gravitationala, electrica, magnetica etc. Energia potentiala depinde numai de pozitia relativa a corpurilor din sistem si fata de sistemele din exterior. In mecanica newtoniana toate aceste energii sunt mult mai mici decat masa obiectului inmultita cu patratul vitezei luminii in vid.) In teoria relativitatii, toate energiile care se misca impreuna cu un obiect se aduna la masa totala a corpului obiectului, care masoara rezistenta acestuia la deviere. Atat energia cinetica, cat si cea potentiala au o contributie directa asupra masei. In teoria relativitatii scaderea energiei inseamna scaderea masei. Spre exemplu cand apa este incalzita intr-un cuptor cu microunde, se adauga o masa de aproximativ 10^-17 kilograme pentru fiecare Joule de caldura adaugat apei (Joule este unitatea de masura pentru energie in Sistemul International).
Cuvantul energie provine din limba greaca veche, ενέργεια (energhia) care inseamna activitate si este format din doi termeni, "εν" avand semnificatia "in" si "έργον" avand semnificatia „lucru”. In sensul folosit in fizica, sau, mai general, in stiinta, „energia” inseamna „potentialul care determina schimbari”.
Termenul de energie nucleara este folosit in doua contexte. Astfel, la nivel microscopic, energia nucleara este energia asociata fortelor de coeziune a nucleonilor data de interactiunea tare a protonilor si neutronilor din nucleele atomice. La nivel macroscopic prin energie nucleara se intelege energia electromagnetica eliberata (prin radiatie) datorita reactiilor de fuziune nucleara din stele si din bombele cu hidrogen, respectiv cea eliberata prin fisiune nucleara in bombele atomice si in aplicatiile civile (centrale nucleare).
Relatia E=mc² poate fi, deci, folosita pentru a calcula cata energie s-ar produce daca o cantitate de materie ar fi convertita in radiatie (care transporta energia) electromagnetica. Spre exemplu, masa materiei convertita in energie in cazul bombei de la Hirosima a fost mai mica decat 30 grame. (Conform relatiei lui Einstein, energia unui gram de materie este de 10^14 Joule). Nu trebuie, insa, sa confundam masa cu materia. Din punctul de vedere al fizicii, materia este sub forma de substanta (caracterizata prin masa) sau camp (caracterizat prin energie). Trasaturile caracteristice care definesc materia sunt: masa, necesarul de spatiu, structura interna si energia termica interna a materiei. Masa se defineste drept acea marime masurabila ce determina cantitatea de substanta continuta intr-un corp sau particula, determinabila la nivel macroscopic si masurata, de asemenea, macroscopic.
Spre deosebire de masa, conceptul de „camp” este cu siguranta unul destul de abstract, intrucat nu are nici macar masa si poate sa nu existe deloc in materie. In ciuda aspectului abstract, putem da un exemplu destul de practic, cu care majoritatea dintre noi suntem familiarizati:magnetii. Desi, aparent nu exista nici o legatura directa intre doua bucati separate de magnet, exista cu siguranta o forta de atractie sau de respingere in functie de orientarea lor relativa. Aceasta „forta” nu are nici culoare, nici masa, nici miros, iar daca nu am observa interactiunile dintre ei, nici nu am sti ca exista. In cadrul fizicii, interactiunile ce au loc in spatiul dintre magneti poarta numele de campuri magnetice. Daca plasam pilitura de fier in jurul unui magnet, putem observa (re)orientarea acesteia in jurul liniilor de camp; in acest fel putem avea o indicatie vizuala a prezentei campului magnetic. Din experienta de zi cu zi suntem familiarizati si cu campurile electrice. Un exemplu este electricitatea statica ce explica modul in care materiale precum sticla si matasea se atrag dupa ce au fost in prealabil frecate una de cealalta. Fizicienii includ aceste interactiuni in domeniul campurilor electrice generate de doua corpuri ca rezultat al dezechilibrului de electroni dintre ele. Este suficient sa spunem ca prezenta unei diferente de potential (tensiuni) intre doua puncte duce la aparitia unui camp electric in spatiul liber dintre acestea.
Campurile au doua caracteristici principale: forta si fluxul. Forta reprezinta cantitatea de impingere pe care un camp il exercita la o anumita distanta, iar fluxul reprezinta cantitatea totala, sau efectul, campului prin spatiu. Forta si fluxul campului sunt aproximativ similare tensiunii (impingere) si curentului (curgere) printr-un conductor. Fluxul unui camp poate intampina rezistenta in spatiu precum un curent intampina rezistenta intr-un conductor.
23. Care au fost primii atomi ai materiei (ordinare) si din ce sunt ei constituiti? Unde anume si in urma carui proces s-au sintetizat atomii din sistemul periodic (Mendeleev)?
R: Primii atomi ai materiei (ordinare) au fost cei de hidrogen. Atomul de hidrogen este cel mai simplu atom, el fiind format dintr-un singur proton ce constituie nucleul sau si un singur electron.
In stele, in urma fuziunii atomilor de hidrogen, se formeaza atomii de heliu (care sunt mai grei si coboara spre centul stelei) si se elibereaza o cantitate de energie (sub forma de radiatie electromagnetica). Presiunea cauzata de forta gravitationala este din ce in ce mai mare pe masura ce ne apropiem de centrul stelei, iar atomii de heliu ce coboara ajung la un nivel la care presiunea este suficienta pentru a fuziona rezultand atomi mai grei. Astfel se sintetizeaza, prin fuziune atomica, atomi din in ce mai grei (spre exemplu: aluminiu, carbon, titan, fier) pe masura ce ne apropiem de centrul stelei. Interiorul este format dintr-o succesiune de straturi (precum o ceapa) din ce in ce mai putin calde si mai putin dense spre exterior, compuse din diferiti atomi din ce in ce mai grei. Fierul este ultimul element chimic ce se poate sintetiza in stele intrucat este cel mai greu atom ce se sintetizeaza prin fuziune atomica exoterma (adica, in urma reactiei de fuziune se elibereaza energie prin radiatie electromagnetica). Ceilalti atomi (spre exemplu: argint, platina, aur, mercur) ai caror atomi sunt mai grei decat fierul, se sintetizeaza doar la sfarsitul ciclului de viata al stelelor in timpul exploziei, numita supernova. Aceasta deoarece reactiile de fuziune pentru producerea atomilor mai grei decat fierul sunt endoterme (adica consuma energie) si doar in timpul exploziilor supernove se genereaza suficienta energie pentru declansarea acestor reactii de fuziune.
Soarele este steaua sistemului nostru solar si este o sfera avand diametrul de aproximativ 1,4 milioane km aflata la o distanta de aproximativ 150 milioane km de Pamant. In Soare, prin reactiile termonucleare, atomii de hidrogen fuzioneaza rezultand atomii de heliu si radiatie electromagnetica, reactie de fuziune care are loc la o temperatura minima de 3 milioane Kelvin. Viteza de conversie a hidrogenului in heliu este de aproximativ 4,26 milioane tone pe secunda. Energia solara ajunge pe Pamant prin spatiul cosmic in cuante de lumina (energie electromagnetica majoritatea in domeniul vizibil si infrarosu, iar o mica parte in domeniul ultraviolet) in aproximativ 8,3 minute.
24. Precizati care sunt cele 3 stadii finale corespunzatoare sfarsitului ciclului de viata al unei stele?
R: Principiul de excluziune, descoperit de fizicianul austriac Wolfgang Pauli, spune ca particulele de materie nu pot ocupa simultan aceeasi pozitie in spatiu-timp. Particulele purtatoare de forta nu asculta de principiul de excluziune.
Stadiile finale pentru o stea:
1. „pitica alba” (o stea mica, de marime comparabila cu Pamantul; dar unde o cantitate de materie de marimea unui ou cantareste cateva tone). Aceasta stea se raceste, stralucirea ei scade incetul cu incetul, pana se stinge. Nu mai ramane din ea decat o "pitica neagra", prea rece ca sa mai straluceasca. Steaua pitica alba este tinuta in echilibru de gravitatie pe de o parte si de principiul de excluziune intre atomii materiei pe de alta parte.
2. Dupa explozia denumita supernova, nu mai ramane din stea decat miezul si in functie de masa pe care o are acesta devine stea de neutroni (diametrul de aproximativ numai 20 de kilometri, cantarind pana la 500 de milioane de tone pe centimetru cub). Pulsarii sunt stele neutronice care se invartesc foarte repede in jurul propriilor lor axe, emitand un fascicul de unde radio sau alte radiatii. Steaua neutronica este tinuta in echilibru de gravitatie pe de o parte si de principiul de excluziune intre neutronii materiei pe de alta parte.
3. “gaura neagra". O gaura neagra este o singularitate de densitate infinita si curbura infinita a spatiu-timpului. Acest obiect are o asemenea forta de atractie (gravitatie), incat "inghite" tot ceea ce trece pe langa el, retinand chiar si propria sa lumina. Gaurile negre reprezinta unul din foarte putinele cazuri din istoria stiintei, in care teoria a fost elaborata foarte detaliat ca model matematic, inainte de a exista vreo dovada experimentala a corectitudinii sale. In prezent astronomii au descoperit numeroase gauri negre.
25. Explicati teologia ortodoxa cu privire la natura omului, pornind de la urmatoarele citate ale Sfantului Pavel:
“duhul mintii voastre” (Efeseni 4,23);
“despartitura sufletului si duhului” (Evrei 4,12);
“intreg duhul vostru si sufletul vostru si trupul vostru sa se pazeasca” (I Tesaloniceni 5,23).
“Sunt si trupuri ceresti si trupuri pamantesti; dar alta este slava celor ceresti si alta a celor pamantesti. […] Se seamana trup firesc, inviaza trup duhovnicesc. Daca este trup firesc, este si trup duhovnicesc. Precum si este scris: "Facutu-s-a omul cel dintai, Adam, cu suflet viu; iar Adam cel de pe urma cu duh datator de viata“ ” (I Corinteni 15,40-45.)
R: Omul nu are doar un suflet simplu (cu activitate psihica, emotii sufletesti: bucurie, tristete, iubire, ura etc. ) precum au animalele, ci a primit un suflet spiritual (cugetator, ganditor, rational, deci cu constiinta existentei fiintiale si nemuritor, cu posibilitatea unei vieti duhovnicesti) direct de la Dumnezeu, fiind astfel o creatura directa a Lui.
Astfel ,doar minte face diferenta intre om si animale caci “omul in cinste fiind n-a priceput; alaturatu-s-a dobitoacelor celor fara de minte si s-a asemanat lor”. (Psalmul 48,12,21.)
Astfel, pentru om, duhul si sufletul nu sunt nicidecum doua entitati deosebite, ci una singura; in timp ce prin suflet se intelege, in general, sediul emotiilor, principiul vital (care il au si animalele), duhul (spiritul) este partea superioara, fina, a sufletului omului, capabila de a se pune in contact cu Sfantul Duh si de a-I deveni salas.
Antropologia Paulina face distinctii terminologice intre psyhè = suflet, pnēuma = duh (partea superioara a lui psyhè), si nóos (noūs) = minte, cugetare, inteligenta, ratiune (partea superioara a lui pnēuma si cea mai fina a lui psyhè), toate in opozitie cu sárx = carne (ca materie) si sōma = trup (forma organizata a lui sárx).
Terminologia Paulina trebuie citita si inteleasa astfel: "trup carnal" (sárx) este carnea ce alcatuieste atat trupurile oamenilor cat si cele ale animalelor, care desi este din aceeasi materie, este diferita ca aspect in functie de specie, carnea fiecarei specii (om, pesti, pasari, animale) avand particularitatile ei, insa nu este diferita ca structura (atomica, moleculara); "trup" (sóma) este forma organizata, cu forma specifica, a materiei carnale; "trup firesc" (psyhikós) este trupul omului inzestrat cu suflet viu, dar care traieste doar la nivelul afectelor si pasiunilor, prada labilitatii psihologice; iar "trup duhovnicesc" (pneumatikós) este trupul omului transfigurat prin inviere, asemanator cu trupul inviat al lui Iisus Hristos, liber nu numai de materia coruptibila, ci si de labilitatea psihologica, dominat de propriul sau duh in comuniune cu Duhul Sfant, devenit capabil sa participe la slava lui Dumnezeu.
Singura caracteristica comuna a celor doua firi, cea dumnezeiasca si cea umana, este ratiunea intrucat omul a fost facut „dupa chipul” (Facerea 1,26) lui Dumnezeu,“adica ganditor si liber” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea IV-a, cap 4), si “dupa asemanarea” (Facerea 1,26) ,“adica desavarsit in virtuti atat cat este cu putinta firii omenesti” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea IV-a, cap 4), caci forma au doar cele materiale din Univers, iar Dumnezeu fiind mai presus de Univers nu are cum sa aiba forma.
Astfel Sfantul Ioan Damaschin, spune: “asadar, Cuvantul lui Dumnezeu s-a unit cu trupul prin intermediul mintii, care sta la mijloc intre curatenia lui Dumnezeu si grosolania trupului. Caci mintea este puterea conducatoare a sufletului si a trupului. [...]Mintea s-a facut lacas Dumnezeirii unite cu ea dupa ipostasa, dupa cum si trupul” (Sf. Ioan Damaschin - Dogmatica, Cartea VI-a, cap 6.)
Sf. Ioan Damaschin, in “Dogmatica”, in Cartea II-a la cap 12, marturiseste: “Lumea spirituala este inrudita cu El, caci inrudita cu Dumnezeu este firea rationala care se poate sesiza numai cu mintea.” Astfel in om “[…] Sufletul este o substanta vie, simpla, necorporala, prin natura sa invizibila ochilor trupesti, nemuritoare, rationala, spirituala, fara de forma; se serveste de un corp organic si ii da acestuia puterea de viata, de crestere, de simtire si de nastere. Nu are un spirit deosebit de el, ci spiritul sau este partea cea mai curata a lui. Caci ceea ce este ochiul in trup, aceea este spiritul in suflet. [...] Trebuie sa se stie ca facultatile oricarei vietuitoare se impart in facultati sufletesti, facultati vegetative si facultati vitale.”
Hristos Domnul spune clar ca "Duhul este cel ce da viata; trupul nu foloseste la nimic” (Ioan 6,63) subliniind ca maretia omului, "chipul si asemanarea" (Facera 1,26-27) lui cu Dumnezeu este exclusiv in sufletul sau. Trupul omului (ca si cel al animalelor), e facut din pamant ca "sa se intoarca in pamant cum a fost, iar sufletul sa se intoarca la Dumnezeu, Care l-a dat” (Ecclesiaticul 12,7). Invierea mortilor (Marcu 12,25) va fi cu trup si suflet la a doua venire a Domnului Iisus Hristos. Tot Domnul ne avertizeaza "Nu va temeti de cei ce ucid trupul, iar sufletul nu pot sa-l ucida; temeti-va mai curand de acela care poate si sufletul si trupul sa le piarda in gheena." (Matei 10,28.)
26. Precizati ce este ADN-ul si care este rolul lui?
R: ADN (acidul dezoxiribonucleic). Notiunea de acid dezoxiribonucleic desemneaza una dintre cele mai complexe molecule organice, substanta care se gaseste in fiecare celula a corpului unei fiinte vii si care este esentiala pentru identitatea oricarui organism. ADN-ul are rol de stocare a informatiei, continand instructiunile pentru construirea altor componente ale celulelor: moleculele de ARN, proteine...
Segmentele ADN care poarta informatia genetica sunt numite gene. Alte secvente ADN au rol structural sau sunt implicate in reglarea folosirii acestei informatii genetice.
Din punct de vedere chimic, ADN-ul este constituit din doi polimeri lungi, constituiti din unitati simple numite nucleotide.
Acidul dezoxiribonucleic are o structura de dublu helix -- forma nu influenteaza functia, in esenta o "scara" dreapta ar fi identica din punct de vedere functional, insa dublul helix economiseste spatiu. "Scara" este alcatuita din doua lanturi organice elastice ce sunt conectate prin "trepte". "Treptele" sunt de fapt doar de patru feluri, unind perechi de baze azotate, ce pot fi patru tipuri diferite de molecule organice, adenina (notata A), citozina (C), guanina (G) si timina (T); Literele (baze) din structura spiralei ADN-ului, luate cate 3, formeaza structuri codificate care indica ce aminoacizi trebuie combinati pentru a forma o proteina.
ADN-ul se gaseste practic in orice celula (de la organisme unicelulare cum ar fi bacteriile, protozoarele pana la organismele pluricelulare (fungi, animale sau vegetale), precum si, in structura interna a unor virusuri. Structura ADN-ului este unica nu numai pentru o specie anume ci si pentru orice individ al oricarei specii animale sau vegetale.
Intrucat trupul tuturor vietuitoarelor, inclusiv al omului, este facut din pamant (materie, molecule, atomi) avand acelasi principiu de viata biologica, toate vietuitoarele ar trebui sa fie dotate cu structuri similare care sa execute procesele de baza ale vietii. Si intr-adevar sunt astfel dotate. La nivel celular si mai jos, la nivelul moleculelor care sustin si executa procesele elementare ale vietii biologice, toate formele de viata de pe Terra prezinta aceleasi molecule care permit functionarea organismelor vii. Indiferent de specie, polinucleotidele (precum ADN-ul si ARN-ul), polipeptidele (precum proteinele) si polizaharidele (precum amidonul si glucoza) sunt identice. ADN-ul, ARN-ul si proteinele au toate aceleasi formule chimice in ciuda faptului ca exista sute de aranjari posibile ale elementelor structurale (proprietatea numita chiralitate). Toate formele de viata folosesc aceleasi patru molecule (adenina, citozina, timina, guanina) in cadrul structurii ADN-ului, desi puteau fi utilizate mai bine de o suta. Toate formele de viata se reproduc prin duplicarea moleculei ADN. Notiunea de acid dezoxiribonucleic (ADN) desemneaza una dintre cele mai complexe molecule organice, substanta care se gaseste in fiecare celula a corpului unei fiinte vii si care este esentiala pentru identitatea oricarui organism. Are rol de stocare a informatiei, continand instructiunile pentru construirea altor componente ale celulelor: moleculele de ARN, proteine etc. Segmentele ADN care poarta informatia genetica sunt numite gene. Proteinele prezente in cadrul tuturor formelor de viata de pe Terra contin aceiasi 20 de aminoacizi in cadrul structurii proprii, desi exista in jur de 400 care ar fi putut fi folositi.
27. Argumentati cu citate scripturistice de ce numarul speciilor (vietatile biologice vegetale si animale) nu este constant si nici limitat la cel al “zilelor creatiei”, insa omul este cununa creatiei?
R: Viata biologica apare din pamant (materie) la porunca lui Dumnezeu (Facera 1,11-31) in timpul „zilelor” creatiei, insa avand in vedere ca Dumnezeu (Cel ce a facut timpul) este atemporal si Cuvantul Sau este atemporal, aceasta porunca este atemporala deci nu se limiteaza doar la perioada de timp a „zilelor” creatiei. Aceasta inseamna ca speciile de vietati vegetale si animale apar si dispar in timp, iar numarul speciilor nu este limitat doar la cel din perioada „zilelor” creatiei si nici nu este constant. Toate sunt conform planului lui Dumnezeu.
Astfel, atata timp cat va exista, pamantul (planeta Pamant) asculta de porunca lui Dumnezeu si nu sustine doar viata biologica cu un numar limitat de specii, ci da (creeaza conditiile pentru aparitia unor) specii noi, dupa legea (vietii biologice) pusa de Dumnezeu in natura (caci materia nu are viata in sine si nu poate crea viata de la sine).
Omul este cununa creatiei si centrul ei, astfel universul este antropocentric, mai exact Hristocentric (si nu geocentric sau heliocentric. Universul nu are centru spatio-temporal). Omul nu are doar viata biologica si psihologica asemenea vietatilor animale (in functie de complexitatea speciei evident, caci nu toate animalele au emotii sufletesti: bucurie, tristete, depresie etc.), ci este singura fiinta (specie) de pe Pamant care are si viata duhovniceasca prin sufletul sau spiritual si nemuritor, intru Duhul Sfant. Prin Sfintele Taine ale Bisericii, omul dobandeste Duhul Sfant care se salasluieste in duhul (mintea, spiritul sufletului) omului.
Eugen Gantolea
Despre autor
Eugen Gantolea
Pentru a putea adăuga comentarii trebuie să fii membru al altmarius !
Alătură-te reţelei altmarius