Proces ciągły

Czy procesy zachodzące w przyrodzie mają charakter ciągły, czy też nasz świat podobnie jak komputer zmienia się skokowo, a jego ewolucja, na pozór ciągła, stanowi w istocie serię kolejnych bardzo drobnych kroków? W ciągu ostatnich 16 lat nastąpił duży postęp w poszukiwaniu odpowiedzi na te pytania. Teoria o intrygującej nazwie: pętlowa grawitacja kwantowa, przewiduje, że czas i przestrzeń rzeczywiście zbudowane są z dyskretnych fragmentów. Z obliczeń przeprowadzonych w ramach tej teorii wyłania się obraz zarazem prosty i piękny, który przyczynia się do pogłębienia naszego rozumienia paradoksalnych aspektów czarnych dziur i Wielkiego Wybuchu. Co najważniejsze, niektóre tezy tej teorii już niedługo można będzie zweryfikować empirycznie oparte na niej doświadczenia pozwolą stwierdzić, czy atomy przestrzeni faktycznie istnieją.

Od tego czasu pętlowa grawitacja kwantowa zyskała rangę pełnoprawnej dziedziny badawczej, którą rozwija wielu naukowców z całego świata. To wszystko umacnia nas w przekonaniu o słuszności ujęcia czasoprzestrzeni, które za chwilę przedstawię. Nasza teoria opisuje strukturę czasoprzestrzeni w najmniejszej możliwej skali, aby ją zatem zrozumieć, trzeba poznać jej przewidywania co do małych obszarów czasoprzestrzennych. Zasadniczą sprawą w fizyce kwantowej jest podanie, jakie wielkości fizyczne mają być przedmiotem pomiaru. W tym celu rozważmy pewien obszar wyznaczony przez jego granicę B [ilustracja poniżej]. Granica ta może mieć charakter materialny, na przykład ścianki metalowego pudelka, bądź też czysto geometryczny, jak w przypadku horyzontu zdarzeń czarnej dziury (określonego jako powierzchnia, spod której nic, nawet światło, nie może się wydostać na zewnątrz).

Chodzi o to, że efekty kwantowe występują przede wszystkim w mikroskali, oddziaływania grawitacyjne zaś są istotne jedynie w przypadku dużych mas w normalnych okolicznościach trudno o jednoczesne spełnienie obu tych warunków. Oprócz tego niedostatku danych empirycznych mamy tu również do czynienia z poważnym problemem natury pojęciowej otóż ogólna teoria względności Einsteina ma charakter całkowicie klasyczny, a nie kwantowy. Aby fizyka była logicznie spójna jako całość, potrzebna jest teoria, która jednoczyłaby mechanikę kwantową i ogólną teorię względności. Tę poszukiwaną od lat teorię nazwano kwantową teorią grawitacji. A ponieważ ogólna teoria względności dotyczy geometrii czasoprzestrzeni, kwantowa teoria grawitacji będzie zarazem kwantową teorią czasu i przestrzeni. Fizycy opracowali zestaw procedur matematycznych pozwalających na wyprowadzanie teorii kwantowych z teorii klasycznych. Choć wielu teoretyków podejmowało próby zastosowania tych standardowych technik do ogólnej teorii względności, początkowo wyniki były niezbyt zachęcające.

TEORIĘ pętlowej grawitacji kwantowej sformułowałem wraz z moimi współpracownikami, usiłując odpowiedzieć na od lat nurtujące fizyków pytanie czy możliwa jest kwantowa teoria grawitacji? Aby wyjaśnić, dlaczego problem ten jest tak istotny oraz co ma wspólnego z dyskretną strukturą prze strzeni i czasu, należy pokrótce wyjaśnić, czym są teoria kwantów i teoria grawitacji. Mechanika kwantowa powstała w pierwszych dziesięcioleciach XX wieku w związku z badaniami potwierdzającymi realność atomowej struktury materii. Z jej równań wynika, że pewne wielkości, na przykład energia atomu, mogą przybierać jedynie określone wartości. Teoria ta doskonale pozwala przewidywać właściwości i zachowanie atomów, wchodzących w ich skład cząstek elementarnych oraz działających między nimi sil. W dziejach nauki nie było dotąd równie udanej teorii umożliwiła ona zrozumienie zjawisk z zakresu chemii, fizyki atomowej i subatomowej, elektroniki, a nawet biologii.

Krajowa Konferencja Bezpieczeństwa Biznesu - Business Continuity Plan (Planowanie Ciągłości Działania) to jedna z najbardziej zn…

Czytaj więcej

Można się nam na rynku wszelkiego rodzaju agencje bankowe. Są to miejsca, w których można złożyć wniosek kredytowy, można też do…

Czytaj więcej

Dzisiejsza gospodarka – a w Polsce liczne reformy mające na celu nieco nas ucywilizować – wymagają dobrego podejścia ze strony o…

Czytaj więcej

Krajowa Konferencja Menadżerów i Nauki to pomysł na to, by skupić wokół jednego projektu zarówno przedsiębiorców, menadżerów, a …

Czytaj więcej