Snem teoretických fyziků je zjednodušení platných komplikovaných teorií. Bylo by jím spojení všech čtyřech sil, působících na vesmír, do jedné jediné síly. Teorie by tak popisovala podstatu této síly a zároveň každou z nich.
Tento sen se zatím bohužel nesplnil. Existují teorie, které popisují jednotlivé síly, existují dokonce teorie, které umějí propojit některé z nich, ale propojit všechny do jednoho jednolitého obrazu vesmíru se zatím nepodařilo.
Fotony (částice, zprostředkující elektromagnetismus) nemají klidovou hmotnost a pohybují se vždy rychlostí světla. W- a z- bozony (částice, zprostředkující slabou jadernou sílu) mají relativně velkou klidovou hmotnost, asi 90x vetší než proton, jsou proto pomalé a pohybují se rychlostí daleko nižší.
Experimenty potvrdily, že při teplotě kolem 1015 K mizí rozdíly mezi těmito druhy částic. Stačí tedy zjevně vhodně definovat podmínky systému (vysoká teplota) tak, aby obě síly splynuly do jedné, tzv. „elektroslabé síly“.
Spojení eletroslabé síly se silnou jadernou interakcí
Při tisícinásobném zvýšení teploty, tedy kolem 1018 K, se dá s oběma silami teoreticky sjednotit i silná jaderná interakce. V praxi to znamená, že na samém počátku vesmíru, v době, kdy byl vesmír ještě velice malý, horký a měl vysokou hustotu, působila určitá „pra-síla“, která se při postupném ochlazování systému „rozštěpila“na výše zmíněné tři síly.
Pokus o spojení všech čtyřech sil – GUT (velká všeobecná teorie)
Dalším krokem k vytvoření sjednocené teorie sil by mělo být začlenění gravitace.
U ní situace bohužel není tak jednoduchá. Gravitace se od ostatních sil liší tím, že svým působením mění časoprostor. Na to, aby se přesto dala spojit s ostatními silami, které tento vliv nemají, musí teorie zahrnovat vice, než tři prostorové dimenze.
O sjednocení všech čtyř sil se pokouší string teorie. Částice v jejím pojetí nejsou klasickými částicemi, ale vibracemi časoprostoru. Zatímco klasická string teorie popisuje 5 - 11 dimenzí, super string teorie jich zná například už 27.
Dobrá teorie je ta, která dělá ověřitelné předpovědi. Když neobstojí při experimentálním ověření, dá se teorie dál korigovat a vylepšit natolik, aby odpovídala realitě pokusů. Jak dokázat neviditelné, doplňkové dimenze?
Ve vesmíru prokazatelně pozorujeme pouze tři prostorové dimenze. Pokud by měly existovat další, musely by být mikroskopické, tedy tak malé, že se ve větších měřítcích, ve kterých pozorujeme realitu, neprojevují. Teoreticky by mohlo být možné, že tyto doplňkové dimeze hrály roli při velkém třesku, kdy velikost vesmíru odpovídala jejich malému rozměru. Při jeho dalším rozpínání by pak ztratily význam.
Vědci se takovéto dimenze snaží najít a potvrdit experimenty s velice citlivými lasery. Hledají odchylky od gravitačního zákona v malých prostorových vzdálenostech. Všechny výsledky těchto experimentů jsou zatím ... negativní.
Pokud je velikost doplňkových dimenzí na hranici planckova světa (10 -35 m), nebudou nejspíš prokázány nikdy. Na této hranici se začíná projevovat jev, kterému říkáme neurčitost. Vlastnosti začínají splývat a stávají se nedefinovatelnými.
Část velkého vesmírného jízdního řádu
je dodnes zahalena tajemstvím.
A možná tomu tak zůstane i nadále.
Tento sen se zatím bohužel nesplnil. Existují teorie, které popisují jednotlivé síly, existují dokonce teorie, které umějí propojit některé z nich, ale propojit všechny do jednoho jednolitého obrazu vesmíru se zatím nepodařilo.
Spojení elektromagnetismu se slabou jadernou interakcí
Fotony (částice, zprostředkující elektromagnetismus) nemají klidovou hmotnost a pohybují se vždy rychlostí světla. W- a z- bozony (částice, zprostředkující slabou jadernou sílu) mají relativně velkou klidovou hmotnost, asi 90x vetší než proton, jsou proto pomalé a pohybují se rychlostí daleko nižší.
Experimenty potvrdily, že při teplotě kolem 1015 K mizí rozdíly mezi těmito druhy částic. Stačí tedy zjevně vhodně definovat podmínky systému (vysoká teplota) tak, aby obě síly splynuly do jedné, tzv. „elektroslabé síly“.
Spojení eletroslabé síly se silnou jadernou interakcí
Při tisícinásobném zvýšení teploty, tedy kolem 1018 K, se dá s oběma silami teoreticky sjednotit i silná jaderná interakce. V praxi to znamená, že na samém počátku vesmíru, v době, kdy byl vesmír ještě velice malý, horký a měl vysokou hustotu, působila určitá „pra-síla“, která se při postupném ochlazování systému „rozštěpila“na výše zmíněné tři síly.
Pokus o spojení všech čtyřech sil – GUT (velká všeobecná teorie)
Dalším krokem k vytvoření sjednocené teorie sil by mělo být začlenění gravitace.
U ní situace bohužel není tak jednoduchá. Gravitace se od ostatních sil liší tím, že svým působením mění časoprostor. Na to, aby se přesto dala spojit s ostatními silami, které tento vliv nemají, musí teorie zahrnovat vice, než tři prostorové dimenze.
O sjednocení všech čtyř sil se pokouší string teorie. Částice v jejím pojetí nejsou klasickými částicemi, ale vibracemi časoprostoru. Zatímco klasická string teorie popisuje 5 - 11 dimenzí, super string teorie jich zná například už 27.
Věc má ale ne jeden - má dokonce několik “háčků”.
Dobrá teorie je ta, která dělá ověřitelné předpovědi. Když neobstojí při experimentálním ověření, dá se teorie dál korigovat a vylepšit natolik, aby odpovídala realitě pokusů. Jak dokázat neviditelné, doplňkové dimenze?
Ve vesmíru prokazatelně pozorujeme pouze tři prostorové dimenze. Pokud by měly existovat další, musely by být mikroskopické, tedy tak malé, že se ve větších měřítcích, ve kterých pozorujeme realitu, neprojevují. Teoreticky by mohlo být možné, že tyto doplňkové dimeze hrály roli při velkém třesku, kdy velikost vesmíru odpovídala jejich malému rozměru. Při jeho dalším rozpínání by pak ztratily význam.
Vědci se takovéto dimenze snaží najít a potvrdit experimenty s velice citlivými lasery. Hledají odchylky od gravitačního zákona v malých prostorových vzdálenostech. Všechny výsledky těchto experimentů jsou zatím ... negativní.
Pokud je velikost doplňkových dimenzí na hranici planckova světa (10 -35 m), nebudou nejspíš prokázány nikdy. Na této hranici se začíná projevovat jev, kterému říkáme neurčitost. Vlastnosti začínají splývat a stávají se nedefinovatelnými.
Část velkého vesmírného jízdního řádu
je dodnes zahalena tajemstvím.
A možná tomu tak zůstane i nadále.
Žádné komentáře:
Okomentovat