Espazioaz eta denboraz (I)

César Tomé López

Gure espazioaren eta denboraren egungo ikuskeraren bilakaera, fisikaren garapenari estuki lotua, hiru garaitan banatu daiteke. Lehenengoan, absolutismoa deituko dugun garaian, Newtonen espazio eta denboraren kontzeptu absolutuak izan ziren nagusi. Bigarrenari espazio-denbora izena jarriko diogu, hain zuzen Minkowskiren kontzeptu hori nagusitu zelako. Azkenik, hirugarrena, egungo gure ideiei dagokiena, espazio- eta denbora-egitura dinamikoak izendatuko dugu: garai horretako ardatza Einsteinen egiturak dira, objektu materialekin elkarreraginean dauden eremu grabitazionalez eta beste eremu fisiko batzuez osatuak.

Absolutismoa

XVII. mendeak haustura ekarri zuen mundu materialaren hainbat ikuskera eskolastikorekin, horietako asko aristotelismotik jasoak baitziren, Tomas Akinokoaren bitartez. Horien artean zegoen espazio eta denbora substantziaren akzidente gisa ulertzea. Ideia horrek ez zion lekurik uzten hutsari, eta ziurtzat jotzen zuen denbora leku guztietan aldi berean bera zela; XVII.eko filosofo naturalek, ordea, nahiago zituzten atomismoa eta espazioari existentzia autonomoa aitortzen zioten beste sistema batzuk.

Horretan René Descartesen jarrera erdibidekoa izan zen. Ez zuen onartzen espazioa atal bereizezinen edukiontzi immaterial, infinitu eta mugiezina izan zitekeenik, baina uste zuen existentzia autonomoa zeukala, are materiala, hedadura gisa deskribatu eta materiarekin identifikatzen baitzuen. Hori zela eta, ez zuen hutsaren existentzia onartzen, Aristotelesekin plenumean bat egiten zuen, eta baieztapen hauek egiten zituen: mugimendua inpaktuz baino ezin zela transmititu, gorputz baten mugimendua soilik beste gorputz batzuekiko erlazioaren arabera neur zitekeela eta erabateko mugimenduak unibertsoan balio konstantea duela (egun momentua kontserbatzen dela esango genuke). Mugimenduaren kontserbazioak inertziaren printzipioa iradoki zion, zeinaren arabera higidura zuzen uniformea pausagunearen baliokidea baita; baina pausaguneak bere definiziorako erreferentzia-sistema mugiezina behar du eta, paradoxikoki, ez da bateragarria etengabeko mugimenduan dagoen unibertso kartesiarrarekin.

Mugimenduari buruzko bere teoria osatzean, Isaac Newtonek onartu zuen Descartesen inertziaren printzipioak zuen garrantzia, baina goitik behera aldatu zuen eta oinarri kontzeptual berriz hornitu zuen. Bere ustez, gorputz baten inertzia ez da gorputz horren mugimenduaren kontserbazioaren adierazpena, baizik eta masa bidez neurtzen den nolakotasuna; horrela, Newtonek bidea zabaldu zuen indarra (masa inerteari mugimendua dakarkion kanpoko zerbait) entitate primitibotzat hartu ahal izateko, alegia, gorputzak egon ala ez existitzen den zerbait. Baina inertzia-kontzeptuaren bertsio moldatua zentzuzkoa eta sendoa izan zedin, Newtonek derrigorrez onartu behar izan zuen atomisten hutsa ere entitate primitiboa zela.

Mugimendua soilik beste gorputz batzuekiko erlazioaren arabera gertatzen bada, orduan ez dugu espazio immaterial eta mugiezin bat behar erreferentzia-sistema gisa; baina mugimendu absolutua existitzen bada, orduan erreferentzia-sistema kontzeptu primitibo bat izan behar da (espazio absolutua).

Ideia hori argitzeko, Newtonek biratzen ari den ontzi barruko uraren mugimendua erabili zuen, espazio absolutuan errotazio baten ondorioz sortutako indar zentrifugoaren froga gisa. Newtonek espazio hori deskribatzean esan zuen, berezko ingurunean, kanpoko ezerekin harremanik izan gabe, beti berdin eta aldaezin mantentzen den entitatea zela. Era berean, eta askoz gehiago ere argudiatu gabe, Newtonek denbora absolutua egiazko denbora gisa definitu zuen, berez eta bere izaeratik abiatuta jariatzen dena, erregularki eta kanpoko ezerekin erlaziorik ezarri gabe. Newtonek ulertzen zuen espazio eta denbora absolutuak Jainkoaren ezaugarriak zirela, bata nonahikotasun jainkotiarra adieraziz eta bestea betierekotasun jainkotiarra.

Christiaan Huygens-ek eta Gottfried Leibniz-ek espazioa eta denbora entitate absolututzat hartzen zituen ikuspegi newtondarra kritikatu zuten. Huygens saiatu zen errotazioa objektu birakariaren parteen mugimendu erlatibo gisa interpretatzen, esanez parte horiek leku desberdinetara mugitzen direla norabide ezberdinak jarraituz, eta argudiatu zuen mugimendu erlatibo horrek sortzen zuela indar zentrifugoaren itxura Newtonen ontziaren esperimentuan. Baina argudio horrek ez zuen arrakastarik izan, zeren eta biraka dabilen erreferentzia-sistema batean parteak geldirik baitaude, baina indar zentrifugoa ez da desagertzen.

Leibnizek bereizezinen identitatearen eta behar besteko arrazoiaren printzipioak erabili zituen Newtonen espazio eta denbora absolutuak baztertzeko; askotan esan zuen, bere gisara, Newtonen espazio absolutu eta homogeneoan Jainkoak ez zukeela arrazoirik izango mundua sortu zuen moduan sortzeko eta ez beste mila modu posibleetan. Baina Leibnizek errotazioa mugimendu absolutuaren adibide gisa onartu behar zuenez, eta ez zuenez horren ordezko beste hipotesirik ematen, emaitza izan zen bere argudiatze metafisikoek ez zutela garaikideengan eragin handirik izan.

Newtonen osteko hurrengo bi mendeetan, filosofo naturalek espazio eta denbora absolutuak zientzia fisikoen oinarriak zirela onartu zuten. Immanuel Kant baino ez zen ausartu absolutismo newtondarra nabarmenki zalantzan jartzen. Bere eragin handiko ideien arabera, geuk inposatzen dizkiogu unibertsoari espazioa eta denbora, berau kokatzeko balio digun esparru moduan. Espazioaren a priori ikuskera kantiarra XIX. mendearen erdialdean utzi zen bertan behera, geometria ez-euklidiarrak aurkitzean. Alabaina, espazioari eta denborari buruzko bere argudio transzendenteak (esperientziarako aurrebaldintza gisa) berriro azaldu ziren Niels Bohr eta beste asko saiatu zirenean fisika kuantikoa behagarri klasikoetan finkatzen, espazioan eta denboran.

Egileaz: Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.

Itzulpena: Lamia Filali-Mouncef Lazkano

Hizkuntza-begiralea: Gidor Bilbao