Rov­ni­ca, kto­rá by moh­la zjed­no­tiť dve naj­väč­šie fyzi­kál­ne teórie

Martina Ditrichová / 14. septembra 2016 / Zaujímavosti

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

Pridať komentár (0)