Fyzika trpí disociativní poruchou identity. Obecná teorie relativity kraluje nad “velkým” měřítkem, kde gravitace ohýbá časoprostor v širokých obloucích. Kvantová mechanika ovládá „malé“ částice, které se chaoticky vznášejí v oblaku pravděpodobností.
Tyto dva obory fyziky si však odmítají podat ruku.
Více než století jsme byli ve slepé uličce. Jak spojit hladké zakřivení vesmíru s hranatým, digitálním charakterem kvantových zákonů? Existují desítky teorií, které se snaží toto spojení prosadit. Kvantová gravitace, teorie strun, smyčková kvantová gravitace. Většina z nich usiluje o totéž: rozložit samotný časoprostor na jeho nejmenší prvky. Vytvořte časoprostorové kvantum.
Jonathan Openheim s tímto přístupem nesouhlasí.
Fyzik z University College London, Openheim, navrhuje cestu, o kterou se nikdo jiný nezdá, že by ji zajímala. Říká tomu postkvantová gravitace.
Čas není hladký
Podstata myšlenky se zdá být kontraintuitivní. Možná se časoprostor vůbec neskládá z malých bloků. Možná je to kontinuální. Hladký. V zásadě. Žádná kvanta pro strukturu vesmíru.
Ale tady je hlavní bod. Pokud spustíte matematiku na tomto předpokladu – pokud umožníte hladkému časoprostoru interakci s kvantovými částicemi, poli a silami, které jsou určitě kvantované – výstup je něco zvláštního.
Nehoda.
Nebo spíše otřesy času.
Přemýšlejte o tom, jak prožíváte čas. Plyne to dopředu. Vteřina sem, minuta tam. Hladký. Předvídatelný. Openheimovy rovnice nám říkají, že na mikroskopické úrovni tyto sekundy trhají. Tikání univerzálních hodin není synchronizováno. Ty kolísají. Tento efekt je jemný a my ho necítíme. Ale běh času se stává nepředvídatelným. Stává se roztřeseným.
“To by se stalo na měřítkách příliš malých pro naši pozornost, ale načasování by bylo “nestabilní”.”
Proč? Openheim neví.
Rovnice to vyžadují, ale nenaznačují fyzikální příčinu. Skrytá částice? Chyba v měření? Tuto nehodu zatím nespojuje s konkrétním mechanismem. To je samozřejmě problém. Ale podle Openheim je to také funkce. Tyto výkyvy vysvětlují, proč nám kvantový svět vypadá tak, jak vypadá.
Řeší problém měření. Jde o podivné pravidlo kvantové fyziky, podle kterého existuje systém v několika stavech současně, dokud se na něj nepodíváte, a poté okamžitě zaujme jeden konkrétní stav. Schrödingerova kočka. Mrtvý a živý. Dokud neotevřete krabici. Náhodné kolísání časoprostoru může být právě tím důvodem, proč si kočka musí vybrat svůj osud.
Openheim připouští, že vědecká komunita má tendenci touto myšlenkou pohrdat. On je pravděpodobně jediný, kdo věří, že by to mohla být pravda.
Můžeme to dokázat?
Dobrá zpráva pro skeptiky: lze to ověřit.
To je vzácné. Mnoho teorií gravitace jsou elegantní matematické konstrukty, které se vznášejí nad experimentálním testováním. Jsou krásné, ale nedosažitelné. Postkvantová gravitace klesne dostatečně nízko, aby se dotkla země.
Giuseppe Fabiano z Lawrence Berkeley National Laboratory říká, že testovatelnost je důležitější než samotná teorie. “Dokud to dělá předpovědi, které mohu testovat v laboratoři, je to užitečné.”
Experimenty jsou primitivní. Odebírají se dvě mše. Síla gravitační přitažlivosti mezi nimi je měřena s neuvěřitelnou přesností. Obecná teorie relativity spojuje prostor a čas s gravitací. Pokud je časová část této rovnice nestabilní, měla by být nestabilní i gravitace.
“Uvidíme tuto nepředvídatelnost při měření gravitace.”
Zatím to neděláme.
Vytváření senzorů takové přesnosti je projekt dlouhý desítky let. Teprve nedávno jsme potvrdili, že takové experimenty jsou teoreticky možné. Technické překážky jsou obrovské. Vědci se ale shodují: za pokus to stojí.
Proč? Protože pokud má Openheim pravdu, všechno se změní. Gravitace je už smolař. Je slabší než zbytek sil. Nezapadá do standardního modelu. Ale realita v paradigmatu postkvantové gravitace naznačuje, že to není jen otázka míry slabosti nebo odlišnosti – je to otázka kvality. Je zásadně jiná.
Přepsali bychom dějiny vesmíru. Vyřešení konfliktu mezi relativitou a kvantovou mechanikou by bylo příjemným bonusem, ale to je vedlejší vůči samotnému šoku. Vesmír, kde se čas potácí na hranici vnímání? Kde realita nemá pevný základ?
Matematika se sčítá. Plánují se experimenty. Jedinou proměnnou, která zůstává, je, zda jsme připraveni na odpověď, která nepřichází v pěkném balení.
Možná si budeme muset ještě dlouho počkat, než zjistíme, jak pevný čas skutečně je.
