Istotne przeoczenie

W POŁOWIE LAT OSIEMDZIESIĄTYCH nasz zespól, w którego skład wchodzili m.in. Abhay Ashtekar, pracujący teraz w Pennsylvania State University Ted Jacobson z University of Maryland oraz Carlo Rovelli, obecnie w Université de la Méditerranée w Marsylii, podjął ponownie kwestię unifikacji mechaniki kwantowej z ogólną teorią względności za pomocą standardowych metod. Wiedzieliśmy już, że podczas badań prowadzonych w latach siedemdziesiątych przeoczono pewien niezwykle istotny aspekt. We wszystkich obliczeniach zakładano bowiem, że geometria przestrzeni jest ciągła i gładka, niezależnie od tego, w jak malej skali ją rozpatrujemy, dokładnie tak jak traktowano materię, zanim odkryto atomy. Niektórzy z naszych mentorów wskazywali, że jeśli odrzucić to założenie, wszystkie owe dawne rachunki są nic nie warte. Staraliśmy się zatem przeprowadzić obliczenia w taki sposób, aby nie wymagały postulatu ciągłości i gładkości przestrzeni. Zależało nam również, aby nie przyjmować żadnych założeń wykraczających poza zweryfikowane empirycznie zasady teorii kwantów i ogólnej teorii względności.

Jeszcze 100 lat temu większość ludzi w tym i większość uczonych była przekonana, że materia jest ciągła. I choć już w starożytności niektórzy myśliciele spekulowali, że gdyby podzielić materię na dostatecznie drobne fragmenty, to okazałoby się, iż zbudowana jest ona z malutkich niepodzielnych J cegiełek atomów, nikt nie sądził, by kiedykolwiek dało się je zaobserwować. Dziś, gdy potrafimy już oglądać pojedyncze atomy i badać właściwości wchodzących w ich skład cząstek elementarnych, granularna struktura materii jest dla nas czymś oczywistym. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat fizycy i matematycy zaczęli zadawać sobie podobne pytania dotyczące przestrzeni. Czy przestrzeń jest ciągła, jak uczą nas w szkole, czy też przypomina utkaną z włókien tkaninę? Czy gdybyśmy tylko byli w stanie badać ją w wystarczająco małej skali, mielibyśmy do czynienia z „atomami” przestrzeni, elementarnymi objętościami, których nie da się już dalej podzielić? A co z czasem?

Opieraliśmy się zwłaszcza na dwóch fundamentalnych zasadach ogólnej teorii względności. Pierwsza z nich, tzw. zasada niezależności od tła, głosi, że geometria czasoprzestrzeni nie jest ustalona raz na zawsze, lecz przeciwnie jest czymś dynamicznym, nieustannie ewoluującym. Aby wyznaczyć tę geometrię, należy rozwiązać równania dla danego rozkładu materii i energii. Nawiasem mówiąc, teoria strun w swoim aktualnym kształcie nie jest wcale niezależna od tła jej równania opisują strunę umieszczoną w z góry określonej klasycznej (czyli niekwantowej) czasoprzestrzeni. Druga zasada, znana pod wyszukaną nazwą niezmienniczości względem dyffeomorfizmów, związana jest ściśle z niezależnością od tła. Zasada ta głosi, że w ogólnej teorii względności, w odróżnieniu od wcześniejszych teorii, przy opisie czasoprzestrzeni i sformułowaniu równania możemy dowolnie obierać współrzędne.

Czy procesy zachodzące w przyrodzie mają charakter ciągły, czy też nasz świat podobnie jak komputer zmienia się skokowo, a jego …

Czytaj więcej

Handel międzynarodowy jest bardzo ważną częścią gospodarki naszego kraju oraz całego świata. Dzięki nim bowiem mamy dostęp do ba…

Czytaj więcej

Budowa złącza spawanego Złącze spawane jest to wydzielona część wyrobu w której poszczególne jego części są połączone za pomocą …

Czytaj więcej

 Krajowa Konferencja Menadżerów i Nauk, która od czterech lat skupia wokół siebie badaczy mechanizmów rządzących gospodarką, ek…

Czytaj więcej