Galerija

Teorija o pertlama

Da li se osećate krivim što nikada niste čuli za teoriju o pertlama? Ako ne, trebalo bi. Dobro, sada sam malo namerno karikirao, mislim da je na našem jeziku to prevedeno kao teorija o strunama, mada može biti i o nitima, vrpcama, kanapčićima, uzicama, pa na kraju i o pertlama. U svakom slučaju radi se o majušnim, uvijenim, ali kratkim vlaknima. Da li se radi o šnajderaju ili o šusteru, da ne kažem obućaru? Ništa dalje od toga. Radi se o strunama, koje niko nikada do sada nije ni video, ni izmerio, ni direktno ni indirektno, niti se predviđa da će ikome to poći za rukom u bliskoj budućnosti. No, i pored toga radi se o veoma kompleksnoj teoriji moderne fizike, post nuklearne, da budemo precizniji, koja je otpočela negde krajem šezdesetih godina dvadesetog veka, pa koja traje i sve do danas, sa većim i manjim uspesima, katkad u opasnosti da je potpuno napuste, a katkad trošeći sva sredstva budžeta odvojenih za nauku.

Sve je počelo davnih četrdesetih godina, kada su Albert Ajnštajn i neki drugi veliki fizičari pokušali da reše velike probleme nedoslednosti fizike. Naime, već u to vreme naučnicima je postalo sasvim jasno da opšta ili generalna teorija o relativnosti jako dobro rešava i opisuje zakone prirode kada se radi o makro nebeskim telima. Ajnštajn je bio veliki genije i Isak Njutn je bio veliki genije, samo je Ajnštajn bio malo veći, ili je jednostavno živeo nakon njega, pa je imao kome da se popne na ramena da vidi dalje. U svakom slučaju, popravio je zakone o gravitaciji i tako rešio mnoge nedoslednosti koje su posmatrane i izmerene nakon što je otkrivena Njutnova formula o gravitaciji. Sve što je bilo van mesta, naročito u astronomskim zapažanjima, odjednom se vratilo tamo gde treba, kada se primeni Ajnštajnova dopuna Njutnu, barem kada se radi o gravitaciji i orbitama. I neko vreme je sve izgledalo divno i bajno. Ali je kratko trajalo, jer u nekoliko poslednjih decenija života Ajnštajna, počele su da se grade baze nuklearnoj ili kvantnoj fizici i kada se počelo sa posmatranjem neverovatnih fenomena unutar samog atoma. S jedne strane uočeni fenomeni prkosili su, i prkose i dan danas, bilo kakvom intuitivnom načinu razmišljanja homo sapiensa. A s druge strane, bilo koje pravilo iz takoznave makro fizike, ili fizike velikih i sporih tela, kada bi se prebacilo u svet sićušnih čestica i velike brzine i kratkih rastojanja atomskog jezgra, jednostavno bi sva ta pravila postala neprimenjljiva. Kao i obrnuto. Kada bi se planete, zvezde i galaksije ponašale kao što se ponašaju elektroni, protoni, neutroni, gama čestice ili fotoni, živeli bismo u bizarnom svetu tako nerazumljivih apsurda, da bi najveći deo svoje energije trošili da ostanemo zdrave pameti i čiste svesti. Mada je i to relativna stvar, verovatno bi i naš um u tom slučaju bio posledica takve fizike, pa bi bio srodan sa takvim bizarnostima i ono što je danas nama čudno, bilo bi sasvim normalno. Deo naše svakodnevnice predstavljali bi sledeći fenomeni. Ako bismo bacili neki kamen:

a.) ne bismo znali gde će on pasti, već bismo samo mogli da predvidimo verovatnoću pada na neko određeno mesto
b.) kamen bi mogao otići bilo kuda, čak i u suprotnom smeru od onoga gde je bačen
c.) bilo bi moguće da kamen prvo padne na zemlju, pa se onda vrati u ruke onome ko ga je bacio

To su samo neki od primera zašto fizika makro-sveta ne važi u mikro-svetu i obrnuto. Ne treba biti genije ili vrhunski fizičar, da bi se uvidelo da je makro svet sačinjen od mikro sveta i da to nisu dva odvojena sveta gde svaki živi za sebe, već je sve to deo jedne celine. Pa kako je onda  moguće da ne postoje jedinstvena pravila koja regulišu i jedno i drugo na isti način? Odgovor je odavno postao jasan svima. Nije moguće, radi se o velikim i debelim greškama. Rečeno ovako, izgledalo bi prestrogo i nadmeno sa moje strane. Istina je malo komplikovanija. Zakoni makro-sveta su tačni i zakoni mikro-sveta su tačni, ali kako je moguće da dve tačne teorije budu u suprotnosti jedna sa drugom samo ako promenimo domen njihove primene? Odgovor je isto tako jednostavan. Sve formule su delimično tačne. Ako uzmemo Sunce za primer, možemo reći da je ono žuto, ili toplo i da je veliko i da se brzo kreće. To bi bile sve tačne izjave, ali nikako kompletne, Sunce je još hiljadu drugih stvari. Tako nekako je i sa formulama fizike. One tačno opisuju deo realnosti, čak pozamašan deo, ali nikako celinu, jednostavno nisu u stanju, još uvek, da shvate odnose između beskonačno velikog i beskonačno malog. Obe su teorije ne samo delimično tačne, već i delimično korisne, mnoge su primene moguće, čak i sa tako površnim znanjem.

Ima li čega manjeg od kvarka?

Ima li čega manjeg od kvarka?

Hijerarhijski nivoi materije:

1. Makroskopski nivo – materija
2. Molekularni nivo
3. Atomski nivo – protoni, neutroni i elektroni
4. Nivo delova atoma – elektroni
5. Nivo delova atoma – kvarkovi
6. Nivo struna

Naravno, to naučnicima nije bilo dovoljno, i zato su zavrnuli rukave, zarezali svoje mastiljave olovke i krenuli, decenijama da se bave traženjem svetog naučnog grala ili-ti traganjem za unifikacionom teorijom, ili teorijom svega. Za, publiku, koja se već uspavala do sada, odmah bih je probudio, sa vešću da se do toga došlo, barem na teorijskom planu, i da danas postoji takav jedan kandidat koji pretenduje na kraljevsko presto fizike o svemu, i to je M-teorija, ili ujedinjena teorija 5 varijanti teorija o strunama, koju je predložio, između ostalih, Edvard Viten (Edward Witten). Teorija o strunama je matematička teorija, koja se bavi usaglašavanjem heterogenih modela slabe i jake nuklearne sile, elektromagnetizma i gravitacije. Razlika između matematike i fizike je bila uvek jasna. U matematici je sasvim dozvoljeno pretpostaviti da neki prostor može biti definisan sa hiljadu dimenzija. Jednostavno se napiše simbol i broj dimenzija. I nikom ništa. U fizici, cilj je da teorija odgovara eksperimetima i zapažanjima, direktnim ili indirektnim i ako se ne mogu pronaći hiljadu dimenzija, matematički model koji bi pretpostavio takvu realnost našeg Svemira bi bila čista odbačena besmislica. Dakle, teorija o strunama, pokušava da, koristeći se složenim matematičkim aparatom, opiše ovaj naš realni svet, ne pokušava da žonglira sa apstraktnim n-dimenzionalnim svetovima iz zabave. Ukratko, M-teorija ili superstring teorija ili teorija o membranama i strunama tvrdi matematičkim jezikom da su sva energija i materija, koji su lice i naličje istog fenomena sledeće:

1.) realan svet u kome živimo nije sačinjen o naših intuitivnih 4 dimenzija, već 11
2.) da bi se opisao ovaj naš svet, neophodno je da postoje i drugi, paralelni svetovi, jedno bez drugog ne može
3.) sve 4 osnovne sile, nisu drugo već 4 pojavna oblika interakcija energije u zavisnoti od konteksta primene i jedna od posledica je i rađanje pojma kvantne gravitacije
4.) sve elementarne čestice, elektroni, protoni, neutroni, kvarkovi, sve čestice zračenja, fotoni i tako dalje, nisu drugo do, rečeno metaforičkim jezikom, note koje sviraju najelementarnije „čestice“, odnosno strune koje vibriraju na određenim frekfencijama. Kada vibrira na jedan način struna postaje elektron, kada vibrira na drugi način postaje proton i tako dalje. Jedna nota za svaku česticu.

Protivnici, M-teorije, koji su isto tako vrsni fizičari, kažu da je to sigurna teorija, ali to tvrde na podrugljiv način. Nije sigurna zato što je tačna, već je sigurna zato što se bavi trenutno nemerljivim entitetima, pa se ne može dokazati da je ni tačna ni netačna na empirijski način. Nema druge, samo će vreme pokazati da li je ova teorija tačna ili nije. Naime, teorija o strunama, je decenijama patila od „akademske prljavštine“, odnosno, bila je plen unutrašnjih matematičkih protivrečnosti. Danas, izgleda, da se većina naučnika, bilo njenih pristalica, bilo njenih protivnika slaže da je ta teorija postala „čista“, odnosno formalno matematičko logički stabilna i neprotivrečna, ali to nije dokaz da ona predstavlja sliku realnog sveta. Matematika, može predložiti beskonačan broj formalno tačnih teorija, koje mogu biti potpuno bez ikakve relacije sa prirodom. Sama neprotivrečnost matematičkog modela nikada nije bila garancija. Da bi se dala prava potvrda potrebni su eksperimentalni rezultati koji to potvrđuju. Kao dobra vest, može da posluži Ajnštajnova teorija čije posledice nisu bile sve potvrđene onda kada je ona bila objavljenja. Neke posledice njegove teorije su demonstrirane više decenija nakon toga. String Teorija je mlada i pred njom stoje veliki testovi. Ali, nije malo to što je već matematički konzistentna. Ono što je sasvim moguće očekivati je da će neka buduća posmatranja, iziskivati popravljanje današnjeg modela, ne toliko da ga čine formalno tačnijim, već da sliku modela pribiliže realnosti. Teorija struna je jedna od mogućih projekcija realnosti. Nije isključeno da će jednom biti čak i odbačena, ne zato što je netačna, pa čak ni zato što nije slika realnosti, već samo zato što možda ne budemo u stanju da je empirijski dokažemo. Ali, to je cena metoda. Fizika se mora baviti fenomenima koji se kad tad mogu empirijski potvrditi. Ako se to nikada ne bi desilo, string teorija bi ostala samo komplikovana i zanimljiva spekulacija u nekom metafizičkom svetu apsolutnih istina. Možda i tačna, ali bez naše mogućnosti da to saznamo.

Ja pišem vama, a vi meni recite šta mislite. Voleo bih da saznam o…

Advertisements
od Markus Maki Objavljeno u nauka

One comment on “Teorija o pertlama

  1. Povratni ping: Свемир ни из чега | Markus Maki

Zatvoreno za komentare.