Czym jest Filozofia cząstki elementarnej? Czy da się stworzyć uniwersalną teorię Wszystkiego, czy da się stworzyć teorię, która łączyłaby grawitację z mechaniką kwantową? Na razie to się nie udaje. Są pewne pomysły, w jaki sposób rozwiązać ten problem. Być może, rozwiązania należy szukać w inny sposób, konieczne tu będzie inne podejście. Kluczem może okazać się pojęcie "czasu". Pomimo tego, że nasz "czas" ma nie podważalną pozycje w naszej otaczającej na Rzeczywistości, wydaje się, że relatywizm pojęcia "czasu" musi się dokonywać w zależności od punktu widzenia. Czy zatem powinniśmy zająć się innym pojęciem, które może zmienić nasze podejście - to Filozofia cząstki elementarnej.
Czy Filozofia cząstki elementarnej jest może być przydatna? Pojęcie "Czasu" może mieć inne interpretacje dla Mikro-świata cząstek elementarnych. Pojęcie "czasu" dla naszego Uniwersum może mieć również inną interpretację. Ta sama sytuacji dotyczy również Makro-świata. Jeśli zatem kluczem jest "czas", a właściwie zmiana jego interpretacji w zależności od punktu widzenia, to być może w Mikro-świecie - w świecie cząstek elementarnych powinniśmy najpierw zająć się punktem widzenia z perspektywy właśnie mikro-świata - to Filozofia cząstki elementarnej. Oznacza to, że z punktu widzenia świata cząstek elementarnych wszystko może wyglądać inaczej, niż z naszej perspektywy - to właśnie Filozofia cząstki elementarnej.
Ogólna teoria względności Alberta Einsteina święci triumfy już od ponad stu lat. Dzięki niej udało się przewidzieć m.in. istnienie czarnych dziur i opisać początki Wszechświata. Einstein miał rewolucyjny pomysł: grawitacja nie działa jak wszystkie inne siły, ale ugina czasoprzestrzeń. Potężny obiekt – taki jak np. Słońce – sprawia, że planety krążą wokół niego w zakrzywionej czasoprzestrzeni. Potężne siły grawitacji wpływają również na czwarty wymiar: czas. Może on biec w różnym tempie w zależności od miejsca we Wszechświecie. Pokazano to m.in. w filmie „Interstellar”.
Wszystkie elementy teorii Einsteina mają wspólny mianownik: jest nim przewidywalność. Ogólna teoria względności pozwala dokonywać precyzyjnych pomiarów i na ich podstawie formułować wnioski o tym, co się działo i co jeszcze zdarzy się w kosmosie. Jej przeciwieństwem jest druga wielka teoria fizyczna XX wieku: mechanika kwantowa. U jej podstaw leży zupełnie przeciwne założenie, niż przyjął Einstein. Głosi ono, że światem najmniejszych składowych materii – cząstek elementarnych – rządzi nieoznaczoność.
Czy jest elektron? Na to niby proste pytanie odpowiedź może być bardzo skomplikowana. Jeśli spróbujemy ustalić, gdzie znajduje się elektron, zachowuje się on jak cząstka. W innym przypadku – pozostawiony sam sobie – przypomina falę. Co więcej, z zasady nieoznaczoności Heisenberga wynika, że w żadnych okolicznościach nie dowiemy się o elektronie wszystkiego. Możemy poznać jego położenie lub prędkość. Jednak nie obie te rzeczy naraz.
Mechaniką kwantową rządzą niewiadome, immanentne składowe tej teorii. Wydaje się ona całkowitym przeciwieństwem einsteinowskiej teorii grawitacji. Ma jednak z nią coś wspólnego. To sprawdzalność. Zasady mechaniki kwantowej zostały wielokrotnie dowiedzione eksperymentalnie. Zupełnie tak samo jak teoria grawitacji.
Nic dziwnego, że naukowcy od dawna próbują połączyć obie te teorie. Okazało się to jednak nadzwyczaj trudne. Matematyka jednej nie „skleja się” z matematyką drugiej. Jak bardzo jest to skomplikowane, opisuje książka Rogera Penrose’a „Moda, wiara i fantazja w nowej fizyce Wszechświata”. Mimo to badacze próbują stworzyć tzw. kwantową teorię grawitacji.
Na razie kandydatki na tę teorię wszechrzeczy są dwie. Jedna to rozwijana od kilku dziesięcioleci teoria strun. Zakłada ona, że wymiarów jest więcej niż cztery, a cząstki to struny drgające w 11 albo nawet 26 wymiarach. Jej mniej znana konkurentka to pętlowa grawitacja kwantowa, opracowana m.in. przez Carla Rovelliego. Tu z kolei przyjęto założenie, że czasoprzestrzeń składa się ze splecionych, skończonych węzłów, które stanowią jakby włókienka w tkaninie materii.
Obie te teorie mają wspólną cechę. Próbują „skwantować” grawitację. A może jednak wcale nie należy tego robić? Może czasoprzestrzeń jest klasyczna – jak chciał Einstein – i nie należy doszukiwać się w niej żadnych manifestacji świata kwantowego?
Tak właśnie uważa prof. Jonathan Oppenheim z Kolegium Uniwersyteckiego w Londynie (UCL). Na łamach czasopisma naukowego „Physical Review X” opublikował on pracę, w której proponuje zupełnie nową kandydatkę na teorię unifikacji. To tzw. postkwantowa teoria klasycznej grawitacji. Rewolucyjnie postuluje ona, że należy odrzucić założenie przewidywalnego upływu czasu. Oppenheim proponuje, by przyjąć, że tempo upływu czasu w kosmosie może się zmieniać w sposób przypadkowy.
− Tempo upływu czasu zmienia się losowo i waha w czasie – mówi Oppenheim cytowany przez „Guardiana”. Dodaje jednak, że czas nigdy nie cofałby się.
Taki pomysł ma jedną ważną konsekwencję. Powoduje mianowicie, że przestaje istnieć założona przez Einsteina przewidywalność. Jej brak jest fundamentem nowej teorii. I to natychmiast wywołało kontrowersje.
− Spekulacje są mile widziane, zwłaszcza jeśli można je przetestować – zauważył prof. Rovelli na łamach „Guardiana”. − Ale większość spekulacji okazuje się błędna. To dobrze, że Oppenheim bada tę możliwość (…). Jednak wielkie twierdzenia o „nowej teorii łączącej grawitację Einsteina z mechaniką kwantową” wydają mi się nieco przesadzone – skomentował naukowiec.
Zgodnie z naukową tradycją Rovelli oraz Geoff Penington, orędownik teorii strun, założyli się z Oppenheimem o to, że jego teoria jest fałszywa. Naukowcy przyjęli, że szanse na to wynoszą 5000:1. Zgodnie ze spisanymi regułami zakładu, jeśli Oppenheim udowodni, że ma rację, otrzyma 5000 przedmiotów własnego wyboru. Takich, z których każdy 21 stycznia 2021 r. nie było warty więcej niż 20 pensów. Jeśli przegra, a czasoprzestrzeń okaże się jednak kwantowa, zwycięzcy otrzymają po jednym takim przedmiocie.
Co ciekawe, ten zakład może zostać w przyszłości rozstrzygnięty. Na łamach czasopisma „Nature Communications” ukazała się bowiem jednocześnie praca, w której Zach Weller-Davies, były doktorant Oppenheima, proponuje, jak udowodnić jego teorię.
Weller-Davies zakłada, że jeśli tempo upływu czasu losowo fluktuuje, musi to znajdować odbicie w zmianach zachodzących w całej czasoprzestrzeni. A dokładnie – w masie różnych obiektów. Na przykład standard kilograma mierzony w różnych momentach może mieć nieznacznie mniejszą lub większą wagę. Jeśli udałoby się wykazać, że jego masa nie jest stała, tylko zmienia się w określonym zakresie, byłby to dowód na prawdziwość koncepcji Oppenheima.
To nie koniec propozycji eksperymentalnych. Naukowcy uważają, że losowe fluktuacje czasoprzestrzeni dałoby się również uchwycić, wprowadzając ciężkie atomy znajdujące się w dwóch różnych miejscach w stan kwantowej superpozycji.
Pierwszy z proponowanych testów jest prosty koncepcyjnie. Oba wymagają niezwykłej precyzji. − Eksperymenty mające na celu sprawdzenie natury czasoprzestrzeni będą wymagały wysiłku na dużą skalę. Jednak mają ogromne znaczenie dla zrozumienia podstawowych praw natury – komentuje prof. Sougato Bose z UCL. − Wierzę, że są w zasięgu ręki.
Co to oznacza? – Być może poznamy odpowiedź w ciągu najbliższych 20 lat – dodaje badacz. Trzech uczestników zakładu 5000:1 musi więc uzbroić się w cierpliwość. A wszyscy czekający na teorię rozwijającą koncepcje Alberta Einsteina – wraz z nimi.
https://www.national-geographic.pl/artykul/pojawil-sie-pomysl-na-polacznie-teorii-einsteina-i-mechaniki-kwantowej-tempo-uplywu-czasu-moze-skakac-231205020735
Jeśli świat cząstek jest nieprzewidywalny, to Filozofia cząstki elementarnej w zupełnie inny sposób opisuje zjawiska cząstek niż opis zjawisk z naszego punktu widzenia. Może dlatego określenie "Filozofia cząstki elementarnej" jest bardziej adekwatne niż pojęcie fizyka Cząstek Elementarnych. Filozofia cząstki elementarnej wprowadza dodatkowe atrybuty dla mikro-świata oprócz praw fizyki. To tak, jakbyśmy rozważali zjawiska mikro-świata z punktu widzenia cząstki elementarnej. Oznacza to, że nie wystarczy tylko nam opis z naszego punktu widzenia.
Filozofia cząstki elementarnej oprócz samych praw fizyki, musiałaby by rozważać aspekt pojęcia "czasu" dla mikro-świat, a to już nie do końca da się pogodzić z naszym podejściem do mikro-świat z naszego punktu widzenia. Filozofia cząstki elementarnej musi zatem wyodrębnić i definiować osobnymi pojęciami świat cząstki elementarnej, niezależnie od tego, czy jest to zgodne z naszym postrzeganiem otaczającej nas Rzeczywistości - naszego Wszechświata.
Filozofia cząstki elementarnej zatem musi dysponować zupełnie innych opisem zjawisk, pojęć, definicji, Paradygmatów a być może nawet praw fizyki, które by tylko obowiązywały właśnie w mikro-świecie cząstek. Filozofia cząstki elementarnej musi zatem uwzględniać szery opis samego otoczenia świata cząstek. Coś, co w świecie cząstki elementarnej wydaje się być klarowne i spójne, niekoniecznie w naszym świecie musi być przewidywalne. Z naszego punktu widzenia świat cząstki elementarnej może być po prostu nieoznaczony - nieprzewidywalny. Dlatego Filozofia cząstki elementarnej to zupełnie inny opis miejsca, które należy opisać zupełnie inaczej w opozycji do naszego opisu Wszechświata.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz