Întrebarea pare atât de simplă, încât devine aproape copilărească: o bară metalică traversează Canalul Mânecii, legând țărmul britanic de cel francez. Ții un capăt în mână, prietenul tău pe celălalt. Tragi brusc. Simte el mișcarea în aceeași clipă? Intuiția te împinge spre un „da” hotărât.
E metal solid, rigid, un singur bloc. Numai că această certitudine, împărtășită de aproape oricine, ascunde o eroare fundamentală despre natura materiei. Dacă efectul s-ar transmite instantaneu de la un capăt la celălalt, am încălca limita de viteză a universului.
Nimic nu poate depăși lumina: 299.792.458 metri pe secundă nu e o recomandare, ci o lege care ne structurează realitatea. Nici materia, nici o undă electromagnetică, nici măcar informația nu pot trece de această barieră.
Un răspuns „simțit” pe loc ar însemna că un efect fizic a străbătut 33 de kilometri în timp zero, adică la o viteză infinită. Ar fi un sistem de comunicare mai rapid decât lumina, incompatibil cu relativitatea restrânsă și sursă de paradoxuri temporale care apar doar în ficțiune.
Poate te gândești atunci la o variantă mai „cuminte”: mișcarea se propagă la viteza luminii. Pentru 33 de kilometri, ar dura 0,00011 secunde. Sună rezonabil, dar nici această ipoteză nu e corectă.
Realitatea e mai lentă și, tocmai de aceea, mai interesantă: ne obligă să redefinim ce înseamnă un obiect solid. La scara noastră, o bară metalică pare un bloc compact, continuu.
Dar la scară microscopică, se dezvăluie altceva: o rețea cristalină de atomi – nuclee înconjurate de electroni – ținuți împreună de forțe electromagnetice, între care predomină golul. Ceea ce mâna percepe ca „masă” este, de fapt, un schelet de particule aflate în interacțiune.
Când tragi de un capăt, nu pui în mișcare instantaneu întregul ansamblu. Exerciți o forță asupra primei „straturi” de atomi, care împinge următorul strat, care la rândul lui îl împinge pe următorul, și tot așa. Perturbarea se propagă prin rețea sub forma unei unde mecanice.
Iar viteza acestei unde este viteza sunetului în acel material. Iar viteza sunetului depinde profund de mediul pe care îl străbate. În aer, este în jur de 340 m/s. În apă, urcă la aproximativ 1.500 m/s.
În solide, poate fi mult mai mare, pentru că o mică variație de densitate generează forțe mult mai puternice decât într-un gaz – un efect al „rigidității” materialului, legat de modulul de compresibilitate. În fier, de pildă, sunetul călătorește cu aproximativ 5.130 m/s.
Aplicând acest lucru la bara imaginară peste Canalul Mânecii – cea mai mică distanță fiind de 33 de kilometri – calculul devine simplu: 33.000 împărțit la 5.130 înseamnă 6,43 secunde. Prietenul de pe țărmul celălalt va simți smucitura abia după mai bine de șase secunde.
Rapid, fără îndoială, dar departe de instantaneu. Și, mai important, de aproximativ 58.000 de ori mai lent decât lumina, care ar fi parcurs aceeași distanță într-o zecime de miime de secundă.
Această experiență de gândire arată cât de ușor ne poate înșela intuiția când părăsim scara obiectelor obișnuite. La nivelul unei linguri sau al unei șurubelnițe, mișcarea pare să se transmită pe loc. La scara zecilor de kilometri, însă, își impune regulile arhitectura invizibilă a materiei.
Solidele nu sunt monoliți, ci structuri atomice elaborate, catedrale la scară microscopică în care informația călătorește de la un atom la altul cu viteza sunetului din acel material.
Data viitoare când ții o bară metalică în mână, amintește-ți: sub degete se ascunde un univers de interacțiuni în care fiecare gest se propagă ca o undă printr-un ocean de particule.
