Mohol by jediný výskyt zmeniť všetko?

V tomto fascinujúcom videu s Curtom Jaimungalom sa ponoríme do oblasti teoretickej fyziky a zaoberáme sa myšlienkou, ako by jediný pozorovaný jav mohol potenciálne narušiť základné piliere Einsteinovej všeobecnej teórie relativity. Jaimungal predstavuje hypotetický scenár, v ktorom by sme mohli vidieť rozdelené žiarenie svetla bez prítomnosti materiálu – niečo, čo je v súčasnom chápaní relativity nemožné. Ak by sa to stalo, mohlo by to znamenať koniec jednej z najúspešnejších teórií vo vede.

Kľúčové poznatky

• Rozdelené žiarenie: Jaimungal predstavuje myšlienku, že keby sme pozorovali rozdelené svetelné lúče (podobne ako pri dvojlome) v prázdnom priestore, mohlo by to vyvrátiť všeobecnú teóriu relativity.
• Lorentzova metrika: Táto teória predpokladá, že svetlo sa šíri v zakrivenom priestoročase podľa Lorentzovej metriky. Rozdelenie žiarenia by toto porušilo.
• Fenomenológia a modely: V prípade takého objavu by teoretickí fyzici museli vyvinúť nové matematické modely, pravdepodobne založené na tenzoroch vyššieho rádu, aby vysvetlili pozorovanie.
• Schrödingerova perspektíva: Jaimungal spomína nemeckého fyzika Erwina Schrödingera a jeho myšlienky o spojeniach ako základnej štruktúre priestoru-času namiesto metriky, čo je v súčasnosti dominantný pohľad.
• Globálna hyperbolickosť: Podmienka globálnej hyperbolickosti je kľúčová pre konzistenciu teórie a jej schopnosť popisovať príčinné vzťahy.

Rozdelené svetlo a koniec relativity?

Predstavte si, že by sme sa raz v budúcnosti pozreli do vesmíru a zbadali niečo nevídané – žiarenie svetla, ktoré sa rozdeľuje na dve samostatné lúče bez prekážky. To je presne scenár, ktorý Jaimungal predkladá ako myšlienkový experiment. Podľa súčasnej všeobecnej teórie relativity, ktorá opisuje gravitáciu ako zakrivenie priestoročasu, by takéto niečo nemalo byť možné. Svetlo sa šíri v prázdnom priestore po priamych líniách a jeho trajektória je ovplyvnená len gravitačnými silami masívnych objektov.

Ak by sme však videli rozdelené svetelné lúče, znamenalo by to, že Lorentzova metrika – základný matematický rámec relativity – neplatí. To by viedlo k zásadnému prehodnoteniu našich predstáv o priestore a čase.

Hľadanie novej teórie: Fenomenológia a tenzory

Čo by sme mohli robiť, keby sa takýto scenár stal skutočnosťou? Jaimungal navrhuje, že by sme museli vyvinúť nový matematický model. Teoretickí fyzici by sa museli uchýliť k tzv. fenomenológii – hľadaniu najjednoduchšieho modelu, ktorý dokáže vysvetliť pozorovanie.

Jednou z možností by bolo použiť tenzory vyššieho rádu ako základ geometrie priestoru-času. Tenzor je matematický objekt, ktorý opisuje viacero veličín a ich vzájomné vzťahy. Použitím tenzora štvrtého rádu s určitými symetriami by sme mohli vytvoriť model, ktorý by umožnil rozdelenie svetelných lúčov.

Schrödinger a spojenia: Alternatívny pohľad na priestoročas

Jaimungal tiež spomína nemeckého fyzika Erwina Schrödingera, ktorý mal v minulosti podobné myšlienky. Schrödinger navrhoval, že základnou štruktúrou priestoru-času nie je metrika (ako predpokladá Einstein), ale skôr spojenia – matematické objekty, ktoré opisujú, ako sa vektory menia z bodu na bod v priestore.

Podľa Schrödingera by spojenia mohli poskytnúť hlbšie pochopenie priestoročasu a umožniť nám popísať jav, ktorý je v súčasnosti neznámy. Jeho myšlienky však vtedy nepriniesli revolúciu vo vede.

Záver: Príprava na nepoznané

Jaimungalova práca ukazuje, že teoretickí fyzici sú pripravení aj na takéto extrémne scenáre a aktívne hľadajú spôsoby, ako by mohli naše súčasné poznatky o vesmíre rozšíriť. Aj keď je myšlienka rozdeleného žiarenia v prázdnom priestore len hypotetická, zdôrazňuje dôležitosť otvorenosti novým možnostiam a neustáleho skúmania hraníc nášho poznania.

Referencie a odkazy:

• Curt Jaimungal Substack: https://curtjaimungal.substack.com

Približne 131 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.66 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.