Rovnica, ktorá by mohla zjednotiť dve najväčšie fyzikálne teórie

  • Rovnica, ktorá konečne spojí dve najväčšie fyzikálne teórie – všeobecnú teóriu relativity a kvantovú mechaniku červých dier? Sami o sebe obidve fungujú perfektne. Vedcom sa však doteraz nepodarilo skĺbiť ich. Matematika skrátka nefungovala.
shutterstock_25016035
  • Rovnica, ktorá konečne spojí dve najväčšie fyzikálne teórie – všeobecnú teóriu relativity a kvantovú mechaniku červých dier? Sami o sebe obidve fungujú perfektne. Vedcom sa však doteraz nepodarilo skĺbiť ich. Matematika skrátka nefungovala.

Teoretický fyzik zo Stanfordu prišiel s novou rovnicou, ktorá môže byť kľúčom k rozlúsknutiu tohto problému. Tvrdí, že riešenie by sa mohlo nachádzať v bizardnom časopriestore červých dier – tunelov, kde sa všetko správa úplne inak ako u nás na Zemi. Čas a priestor sa tu neriadia našimi zákonmi.

wormhole-shutterstock_221751379-webonly

foto:space-engine.wikia.com

Rovnica vyzerá zdanlivo jednoducho. Ale iba na prvý pohľad. Nemá numerické hodnoty, ale je reprezentovaná kľúčovými hráčmi na poli teoretickej fyziky.
ER = EPR

Skratka ER na ľavej strane znamená Einstein a Nathan Rosen a odkazuje na tézu o červých dierach, ktorú spoločne vypracovali v roku 1935. Podľa nej sa červým dieram hovorí aj Einstein-Rosenove mosty. EPR na pravej strane reprezentuje dielo Einsteina, Rosena a Borisa Podolskeho, v ktorom spoločne opísali kvantovú previazanosť častíc.

entanglement-how-it-all-began-the-epr-paradox

foto:entangledphysics.com

Už v roku 2013 fyzik Leonard Susskind zo Stanfordu a Juan Maldacena z Princetonu vyhlásili, že tieto dve tézy by vlastne mohli opisovať tú istú vec a celkom pekne by to aj sedelo. Toto nenapadlo ani samotného Einsteina, ktorý na oboch intenzívne pracoval.

V Einsteinovej teórii všeobecnej relativity, sú červie diery tunely medzi dvoma miestami vo vesmíre. Podľa nej, ak spadneš do červej diery na jednej strane, na druhej sa objavíš prakticky okamžite, aj keby bola vzdialená tisícky svetelných rokov. Názov červia diera sa vysvetľuje na základe analógie k červovi, ktorý sa z jedného bodu povrchu jablka prehrýza samotným jablkom na iný bod na jeho povrchu, nepohybuje sa teda dvojrozmerne po povrchu, ale používa trojrozmernú skratku práve červou dierou. A červie diery nie sú len portálmi medzi dvoma miestami, ale aj dvoma časmi. Ako raz povedal známy popularizátor vedy Carl Sagan: „Môžeš sa ocitnúť niekde inde vo vesmíre a aj niekedy inokedy v čase.“

Kvantová previazanosť zas opisuje spôsob, akým vedia dve častice na seba pôsobiť. Vedia sa spojiť až do takej miery, že v podstate zdieľajú svoju existenciu. Ich kvantové stavy už nepopisujeme nezávisle, stanú sa „jedným“. To znamená, že ak sa niečo stane jednej takejto častici, okamžite to ovplyvní aj druhú, s ktorou je previazaná. Môže byť pokojne vzdialená na míle a svetelné roky ďaleko.

screen-shot-2015-10-23-at-3-36-58-pm

foto:www.techinsider.io

Tak a teraz už len tieto dve teórie skombinovať…

Susskind vo svojej téze predkladá hypotetický scenár, kde máme Alicu a Boba a zväzky previazaných častíc. Z dvojíc previazaných častíc si jednu vezme Alica a druhú Bob, tak aby každý mal jednu z páru. Potom poletia vo svojich hypotetických hypersonických tryskáčoch každý na opačný koniec vesmíru. Keďže je nekonečný, aspoň na dve veľmi vzdialené miesta. Potom na svojich separovaných pozíciách, Alica a Bob rozbijú naraz svoje častice s takou silou, že vytvoria dve separované čierne diery. Výsledkom, podľa Susskinda, by mali byť dve čierne diery spojené obrovským červím tunelom.

„Ak ER=EPR je správne tvrdenie, červia diera by mala prepojiť tieto čierne diery. Prepojenie tým pádom môže byť opísané použitím geometrie červých dier,“ tvrdí vedec Tom Siegfried v Science News. „Ešte pozoruhodnejšia je možnosť, že dve previazané subatomické častice osamote, sú samy o sebe nejakým spôsobom prepojené akousi kvantovou červou dierou,“ dodáva.

„Odkedy sú červie diery pokrivením geometrie časopriestoru – popísané v Einsteinových gravitačných rovniciach – ich identifikácia s kvantovou previazanosťou by mohla byť prepojením medzi gravitáciou a kvantovou mechanikou.“

einstein-rosen-bridge2

foto:motls.blogspot.com

Má Susskind pravdu? Jeho tvrdenie sa ešte nedá potvrdiť ani vyvrátiť. Zatiaľ je zverejnené na portáli arXiv.org, kde je verejne skúmané ostatnými vedcami. Na oficiálne vedecké posúdenie si ešte budeme musieť počkať.

Ale ako poznamenal Siegfried, Susskind nie je jediný, kto sa vydal po tejto stope. Tento rok prišiel s podobnou hypotézou aj tím fyzikov z Caltech, keď sa pokúšali ukázať, ako môžu byť zmeny v kvantových stavoch spojené s krivkami v časopriestorovej geometrii. Tvrdia v nej, že najprirodzenejší vzťah medzi energiou a zakrivením časopriestoru v tomto ponímaní, je daný Einsteinovou rovnicou všeobecnej relativity.

„Tvrdenie, v tej najdramatickejšie znejúcej hypotéze, je, že gravitáciu (zakrivenie časopriestoru spôsobené energiou a hybnosťou) nie je ťažké zahrnúť do kvantovej mechaniky – je to automatické, alebo aspoň tá najprirodzenejšia vec, čo môžeme očakávať,“ obhajuje svoju tézu Sean M. Carrol z tímu vedcov z Caltechu.

Takto vyzerá profesor Susskind.

susskind_photo

foto:theoreticalminimum.com

Čoskoro sa uvidí, či je predpoklad ER = EPR správny. V každom prípade Susskind poskytol podnet na veľmi zaujímavé úvahy a diskusiu. „Podľa mňa je zjavné, že rovnica je pravdivá. Je to obrovská vec a musí ovplyvniť objavy a interpretácie kvantovej mechaniky,“ píše a dodáva, že ak má pravdu ,,kvantová mechanika a gravitácia sú prepojené oveľa viac ako sme si predstavovali.“

 

zdroj: sciencealert.com, zdroj titulnej fotografie: space.com

Najnovšie video

Fontech

ĎALŠIE ČLÁNKY Z FONTECH.SK

Fontech