Evenimentul fizic. Simultaneitatea si ordinea cronologioca in mecanica clasica nerelativista

Evenimentul fizic. Simultaneitatea si ordinea cronologioca in mecanica clasica nerelativista

In general orice fenomen poate fi considerat ca o succesiune de evenimente ce au loc in diferite puncte de spatiu la diferite momente de timp, intr-o corelare dictata de expresia legilor fizicii. In domeniul fenomenelor mecanice, constituentii sunt reprezentati de evenimente mecanice. Din punct de evdere cinematic, studiul unui fenomen se rezuma la precizarea pozitiilor din spatiu la diferite momente din timp, a tuturor evenimentelor care-l compun.

Pentru descrierea desfasurarii unui fenomen in raport cu un sistem de referinta apar considertii suplimenatre referitoare la notiunea de simultaneitate in mecanica clasica nerelativista. Astfel descrierea desfasurarii unui fenomen presupune precizarea coordonatelor spatiale la diferite momente de timp pentru toate evenimentele care-l compun sau altfel spus, precizarea parametrului "t" pentru evenimente ce pot fi situate in diferite puncte din spatiu. Pentru aceasta este necesara plasarea cate unui "ceasornic" (instrument de masurat timpul) in fiecare punct din spatiu. Aceste ceasornice vor indica ceea ce se numeste "timp local". De exemplu, ceasornicul C_o din punctul 0 va indica timpul in acest punct, iar ceasornicul C_P din punctul P, va indica timpul din acest punct). Daca modalitatile de masurare a timpilor locali ar fi alese arbitrar, practic ar fi imposibila descrierea fenomenului pe baza evenimentelor care-l compun. Pentru asigurarea unei astfel de descrieri unitare sunt necesare precizari suplimentare cu privire la mersul identic al ceasornicelor din diferite puncte, precum si la modul de sincronizare a indicatiilor lor. Mersul identic al ceasornicelor situate in diferite puncte din spatiu este asigurat de proprietatea de omogenitate a spatiului in raport cu desfasurarea fenomenelor fizice, admisa ca si postulat in fizica clasica newtoniana. Pentru a descrie sincronizarea ceasornicelor din diferite puncte din spatiu, este necesara introducerea notiunii de simultaneitate. Pentru doua evenimente E_{1 si} E₂ situate in acelasi punct P din spatiu, simultaneitate este evidenta, in sensul ca ea este asigurata de indicatia parametrului "t" de catre ceasornicul C_P cu privire la cele doua evenimente este aceeasi :

t₁ [E₁(P)] = t₂[E₂(P)] (2.6)

Acelasi criteriu poate fi utilizat si in cazul a doua evenimente ce au loc in puncte diferite din spatiu: evenimentul E₁ in punctul P iar evenimentul E₂ in punctul Q , caz in care ceasornicele locale C_P si C_Q ar trebui sa aiba aceeasi indicatie:

t₁[E₁(P)] = t₂[E₂(Q)] (2.7)

Se pune problema realizarii efective a unei astfel de sincronizari. In mecanica newtoniana, in acord cu timpul absolut independent de desfasurarea fenomenelor, momentul origine t_o poate fi ales acelasi pentru toate ceasornicele, iar sincronizarea lor este presupusa "instantanee" in toate punctele de spatiu. Daca o astfel de sincronizare ar fi realizata cu semnale, viteza acesteia ar trebui sa fie infinita. Doar o astfel de viteza ar fi in acord cu sincronizarea instantanee din mecanica newtoniana ("viteza gandului") ar fi in acord cu timpul introdus in studiul mecanicii de Newton. Dupa cum a aratat mai tarziu A. Einstein, astfel de semnale de sincronizare nu exista, el utilizand pentru sincronizare ceasornicelor semnale electromagnetice (lumina) de viteza avand valoare foarte mare, dar finita: C= 3.10⁸ m/s . Acesta este si motivul pentru care principiul de corespondenta al teoriei relativitatii restranse cu mecanicxa newtoniana este aproximatia C→∞, deoarece in aceste aproximatie poate fi realizata sincronizarea instantanee a tututror ceasornicelor in acord cu timpul absolut al lui Newton.

Un alt aspect fundamental al timpuluinewtonian care curge uniform de la trecut spre viitor independent de desfasurarea fenomenelor, il constituie acela ca introduce o relatie de ordine cauzala stricta intre evenimentele ce compun un fenomen. In acest sens daca doua evenimente E₁ si E₂ compun un fenomen si t₁(E₁)< t₁(E₂) aceasta ordinecauzala in care E₁ este cauza si E₂ efect. Va fi pastrata indiferent de punctul din care se face observatia. Aceasta ordine cauzala stricta este ridicata in fizica newtoniana la rangul unui principiu macroscopic al cauzalitatii, conform caruia ordinea cronologica intre experimentele ce compun un fenomen este invarianta, fiind independenta de sistemul de referinta din care se studiaza.