Vă cine să credeţi sau nu, dar ştiinţa încă nu poate explica pe deplin gravitaţia!

27 vizualizari

Dintre toate forțele din Univers, gravitația este cea cu care suntem cei mai familiarizați. De fiecare dată când ieșim din pat, ridicăm o ceașcă de cafea sau chiar stăm pe un scaun, simțim efectele ei. Așadar, poate vă ca surprinde să învățați că din  toate forțele din Univers, gravitația este și cel mai dificil de explicat din punct de vedere științific. Pentru a înțelege de ce, va trebui să aruncăm o privire în domeniul relativității și al mecanicii cuantice.

Gravitația este una dintre cele patru forțe fundamentale ale modelului standard al fizicii. Celelalte trei sunt: electromagnetismul, forţa nucleară slabă şi forţa nucleară tare. Putem identifica materia care se află până la nivelul subatomic și cum forța nucleară slabă și cea tare țin împreună aceste particule. Știm, de asemenea, că forța electromagnetică leagă particulele încărcate.

Dar gravitaţia? Gravitaţia este o altă mâncare de peşte. În primul rând, ea este cu mult mai slab decât celelalte trei forțe. Forța electromagnetică care împinge doi protoni încărcați pozitiv, de exemplu, este de 1.036 ori mai puternică decât forța gravitației care le trage împreună. Și în timp ce celelalte 3 forţe au câte un opus (împins şi tras), gravitaţia este forţa care doar trage. Oare de ce este ea mai specială şi nu avem aceeaşi simetrie?

Asta nu înseamnă că nu înțelegem gravitaţia în termeni practici. Legile mișcării lui Newton funcționează perfect pentru căderea merelor din copac și acceleraţia trenurilor. Problema apare atunci când lucrurile devin prea mici sau prea mari, ceea ce face greu să înțelegi lucruri precum atomii și găurile negre.

Problema gravitației este dată de conflictul între cele două reguli de explicare a Universului: teoria generală a relativității a lui Einstein și mecanica cuantică. Această mecanică cuantică este una simplă; ea se concentrează asupra interacțiunilor dintre lucrurile individuale și presupune că trecerea timpului și forma spațiului sunt fixe în cea mai mare parte. Dar teoria relativităţii spune că toate aceste interacțiuni se întâmplă în cadrul ţesăturii spaţiu-timp, care se poate „îndoi” sub acţiunea gravitaţiei. Aşadar, când ne uităm la forța gravitaţiei dintre, să zicem, un foton și un electron, trebuie să luăm în considerare nu numai o interacțiune cuantică posibilă între ele, ci și toate configurațiile posibile ale ţesăturii spaţiu-timp.

Oamenii de știință au venit cu o soluţie: existenţa unei particule teoretice numite „graviton”, dar până acum detectoarele noastre cele mai puternice nu au găsit dovezi pentru existența ei. Alții spun că gravitaţia ar putea fi o formă de inseparabilitate cuantică. Dar probabil cel mai bun motiv pentru care nu putem explica gravitaţia, în modul în care putem explica celelalte trei forțe, este dat de faptul că gravitaţia nu este o forță individuală, ci ceva care în mod natural apare din toate celelalte părți ale Universului. În același mod în care un joc video apare din biții unui cip de calculator, gravitaţia poate fi doar rezultatul tuturor lucrurilor mici care se întâmplă în jurul nostru.

Foto: NASA/JPL-Caltech