Unifikacja teorii

Przeprowadzane w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych obliczenia wskazywały, że unifikacja teorii kwantów i ogólnej teorii względności być może będzie niemożliwa. Zrodziło to spekulacje, że potrzebne jest coś radykalnie nowego jakieś dodatkowe postulaty lub reguły niewynikające ani z mechaniki kwantowej, ani z ogólnej teorii względności bądź też wprowadzenie nowych typów cząstek, pól czy też struktur matematycznych. Sądzono, że w ten sposób uda się wreszcie stworzyć kwantową teorię, która w przybliżeniu klasycznym sprowadzać się będzie do ogólnej teorii względności. Aby nie narażać na szwank przewidywań mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności, owe egzotyczne struktury miałyby ujawniać się w eksperymentach jedynie w skrajnych przypadkach, gdy efekty kwantowe i grawitacyjne są równie silne. Podejmowane w tym duchu próby stały się podstawą do opracowania rozmaitych koncepcji, jak teoria twistorów, geometria nieprzemienna czy supergrawitacja.

W tym samym czasie, gdy powstawała fizyka kwantowa, Albert Einstein opracował swoją ogólną teorię względności, czyli teorię grawitacji, w której oddziaływania grawitacyjne są konsekwencją zakrzywienia przez materię czasu i przestrzeni (tworzących łącznie „czasoprzestrzeń"). Zachodzi tu pewna analogia z kulą bilardową umieszczoną na gumowej błonie, po której toczy się mała kulka. Wyobraźmy sobie, że kule są Słońcem i Ziemią, dwuwymiarowa błona zaś odpowiada trójwymiarowej przestrzeni. Duża kula tworzy w błonie zagłębienie, które odchyla tor malej kulki, powodując jej przybliżanie się do dużej kuli, jak gdyby przyciągała ją jakaś siła. Podobnie każde ciało materialne lub koncentracja energii zaburza geometrię czasoprzestrzeni, w wyniku czego tory innych cząstek czy promieni świetlnych ulegają odchyleniu. To właśnie zjawisko nazywamy grawitacją. Mechanika kwantowa i ogólna teoria względności Einsteina zostały niezależnie od siebie i z nadzwyczajną dokładnością potwierdzone doświadczalnie. Jednak żaden z tych eksperymentów nie dotyczył zakresu zjawisk, w którym znaczącą rolę odgrywałyby efekty wynikające z obydwu tych teorii.

Dużą popularność wśród fizyków zyskała teoria strun, która postuluje, że oprócz trzech wymiarów, znanych z codziennego doświadczenia, przestrzeń fizyczna ma sześć lub siedem dotąd nigdy niezaobserwowanych wymiarów. Przewiduje ona także istnienie olbrzymiej liczby nowych rodzajów cząstek elementarnych i sil, które również nie doczekały się jeszcze empirycznego potwierdzenia. Niektórzy sądzą, że teoria strun zostanie zastąpiona przez nową, szerszą teorię, zwaną Mteorią [patrz: Michael J. Duff „Powrót teorii strun”; Świat Nauki, kwiecień 1998], ale niestety owa hipotetyczna teoria nie przybrała dotąd żadnego konkretnego kształtu, toteż zdaniem wielu fizyków i matematyków należy rozważyć również inne alternatywne propozycje, z których bodajże najbardziej dopracowaną jest właśnie nasza pętlowa grawitacja kwantowa.

Nie ma jak to rodzic, który pomaga dziecku w nauce. Tak się w ostatnich latach przyzwyczailiśmy do zwalania wszelakich zadań edu…

Czytaj więcej

Wielu marzy, być choć raz w życiu pojechać do Vegas. To miasto hazardu. Miliony kolorowych billboardów, świecących neonów oraz s…

Czytaj więcej

Kiedy jesteśmy tylko pracownikami przedsiębiorstwa, to pracujemy tyle, ile mamy zapisane na umowie o pracę i wracamy beztrosko d…

Czytaj więcej

Skoro mowa o pieniądzach i rynkach finansowych, nie sposób wręcz przy tej okazji nie wspomnieć o giełdach. Pod pojęciem giełdy r…

Czytaj więcej