Před sto lety zažila fyzika rychlou řadu průlomů, které zásadně změnily naše chápání vesmíru. Nicméně v poslední době se zdá, že tento obor dosáhl vrcholu. Stejné základní otázky, které před sto lety maturovaly vědce, nás stále znepokojují dodnes. Zejména záhady temné hmoty, skutečný význam kvantové mechaniky a neuchopitelná harmonie mezi gravitací a kvantovou fyzikou zůstávají nevyřešené.
Nedávno se objevila naděje s prací Jonathana Oppenheima, profesora kvantové teorie na University College London. Oppenheimova jedinečná perspektiva přitáhla mou pozornost, protože sdílíme intelektuální historii zkoumání černých děr a informačního paradoxu, který je s nimi spojen. Zatímco se naše cesty odlišují v otázce kořenové příčiny problému, Oppenheimova návrh obviňovat gravitaci nabízí zajímavou možnost.
Oppenheim navrhuje jednoduchou, ale radikální myšlenku: zavedení náhodnosti do gravitace, podobně jako do předvídatelnosti kvantové mechaniky. Na rozdíl od jiných základních sil, jako je elektromagnetismus a silné a slabé jáderné síly, které jsou popsány kvantovými procesy, gravitace zůstává klasickou teorií, jak ji popisuje Einsteinova obecná teorie relativity. Ta se drží determinismu, kde lze budoucí události odvodit ze minulých událostí. Naopak kvantová mechanika se přiklání k náhodnosti a vnitřním neurčitostem.
Einstein, zapřísáhlý zastánce determinismu, věřil, že náhodnost kvantové mechaniky naznačuje základní nedokonalost této teorie. Jeho nadějí bylo najít klasickou teorii, která by plně vysvětlila fungování vesmíru. Navzdory empirickému úspěchu obecné relativity však neumí řešit určité situace v přírodě, ve kterých se uplatňují kvantové vlastnosti.
Například vezměme slavný experiment se dvěma štěrbinami a elektronem. Tyto částice vykazují vlnově-částicovou dualitu, což znamená, že mohou projít oběma štěrbinami současně. Pokud však elektrony mají hmotnost, která vytváří gravitační přitažlivost, jak lze tuto jejich současnou přítomnost na dvou místech vysvětlit obecnou relativitou? Teorie nestíhá poskytnout odpověď.
Podobné obtíže vznikají při pokusech porozumět jevům jako jsou černé díry a Velký třesk. Einsteinovy matematické přístupy jednoduše nemohou zvládnout tyto extrémní případy. Fyzici dlouho hledají teorii, která by mohla sladit kvantovou mechaniku s gravitací, známou jako „kvantová gravitace“.
Ačkoli byly v 30. letech 20. století podniknuty pokusy o formulaci kvantové teorie gravitace, tyto snahy nakonec selhaly. Richard Feynman a Bryce DeWitt mezi jinými zkoumali možnosti kvantizace gravitace pomocí stávajících matematických rámců. Bohužel výsledná teorie, známá jako perturbativně kvantizovaná gravitace, se ukázala jako nedostatečná, když byla rozšířena na extrémní scénáře.
Navzdory výzvám Oppenheimův návrh zavedení náhodnosti do gravitace otevírá nové cesty zkoumání. Přijetím nepředvídatelné povahy kvantové mechaniky a jejím spojením s gravitací bychom konečně mohli najít řešení dlouho existujících problémů, které sužují fyziky po celé století. Ačkoli je před námi náročná cesta, s Oppenheimovou prací jako inspirací můžeme obnovit naše úsilí o rozluštění záhad vesmíru a vytvořit nové chápání fyziky.
The source of the article is from the blog macholevante.com