Κβαντική Βαρύτητα Αϊνστάιν : Δεύτερος ριζοσπαστικός δρόμος για μια Θεωρία των Πάντων

Άρθρο,  Δεκέμβριος 2008

Martin ReuterΟ Martin Reuter, φυσικός στο πανεπιστήμιο του Mainz, έχει κι αυτός τις ιδέες του για τη Θεωρία του Παντός. Ανέπτυξε μια θεωρία που την ονομάζει "κβαντική βαρύτητα Αϊνστάιν", που ξεκίνησε όταν σταμάτησαν οι πρώτες προσεγγίσεις για την κβαντική βαρύτητα.

Μετά την επιτυχημένη συγχώνευση της κλασικής θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού με την κβαντική θεωρία για τη δημιουργία της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής τη δεκαετία του '40, την επέκτειναν κατάλληλα για να δουλέψει μαζί με την ισχυρή και την ασθενή πυρηνική δύναμη. Είχαν έτσι την ελπίδα ότι θα μπορούσαν να "κβαντοποιήσουν" την βαρύτητα. Η ιδέα τους απέτυχε παταγωδώς, εξαιτίας του τρόπου συμπεριφοράς της βαρύτητας σε μικρές κλίμακες. Σε όσο πιο μικρές αποστάσεις πάμε η ισχύς της βαρύτητας αυξάνεται, όμως η βαρύτητα συγχρόνως δρα στον εαυτό της, δημιουργώντας ένα βρόχο ανάδρασης που στέλνει τη βαρυτική δύναμη στα ύψη. Τελικά, η ικανότητα της γενικής σχετικότητας να περιγράψει τη δομή του σύμπαντος διαλύεται.

Έτσι, οι περισσότεροι φυσικοί κατευθύνθηκαν προς άλλες κατευθύνσεις, κυρίως προς την κατεύθυνση της θεωρίας χορδών. Ο Martin Reuter, ωστόσο, αισθάνθηκε ότι πολύ γρήγορα εγκατέλειψαν τις μεθόδους που είχαν δουλέψει όταν τις εφάρμοσαν σε κάθε άλλη δύναμη στη φύση. Σκέφτηκε δε μια ιδέα που είχε προταθεί από το φυσικό Steven Weinberg τη δεκαετία του '70: ότι σε εξαιρετικά μικρές κλίμακες, θα μπορούσε να υπάρχει ένα «σταθερό σημείο» στο οποίο η ισχύς της βαρύτητας να μην αυξάνει πια, ανεξάρτητα από το πόσο πολύ κάνετε ζουμ. Υπάρχει μια αιτία να πιστεύουμε πως αυτό θα μπορούσε να δουλέψει. Η κβαντική χρωμοδυναμική, η θεωρία που εξηγεί πώς η ισχυρή πυρηνική δύναμη δρα στα κουάρκ και γκλουόνια, λέει ότι η ισχυρή δύναμη μειώνεται σε ολοένα και πιο μικρές κλίμακες έως ότου φθάσει σε ένα σταθερό σημείο, όπου γίνεται μηδέν. Αν υπάρχει ένα παρόμοιο σημείο και για την βαρύτητα, αυτό θα σημαίνει ότι η φυσική θα είναι σε θέση να περιγράψει το βάρος προς τις μικρότερες αποστάσεις, δηλαδή προς την κβαντική σφαίρα.

Όταν ο Weinberg βέβαια πρότεινε αυτή την ιδέα, οι φυσικοί δεν είχαν τα μαθηματικά εργαλεία για να υπολογίσουν αυτό το σταθερό σημείο στις τέσσερις διαστάσεις του χωρόχρονου της γενικής σχετικότητας, παρά μόνο σε μικρότερες διαστάσεις. Τότε προς τα τέλη της δεκαετίας του 1990 ο Reuter ανέπτυξε μια τέτοια μέθοδο. Οι υπολογισμοί που έκανε ήταν προσεγγιστικοί, αλλά έδειχναν ότι μπορεί, πράγματι, να κρύβεται ένα τέτοιο σταθερό σημείο για τη βαρύτητα στις εξισώσεις. "Προσωπικά, είμαι απόλυτα πεπεισμένος ότι υπάρχει," λέει ο ίδιος.

Κατά μυστηριώδη τρόπο, στην Κβαντική Βαρύτητα του Αϊνστάιν, ο χωρόχρονος στις μικρότερες κλίμακες είναι φράκταλ και ο αριθμός των διαστάσεων συρρικνώνεται από τις γνωστές τέσσερα σε δύο. Αυτό θυμίζει την άλλη θεωρία που είδαμε, τον Αιτιώδη Δυναμικό Τριγωνισμό (CDT), γεγονός που οδηγεί κάποιους να αναρωτιούνται εάν πρόκειται για δύο περιγραφές της ίδιας θεωρίας. "Τελικά οι δύο προσεγγίσεις θα μπορούσαν να αποδειχθούν ισοδύναμες," λέει ο Reuter.

Ο Reuter ονόμασε τη θεωρία του Κβαντική Βαρύτητα Αϊνστάιν QEG επειδή είναι μια άμεση, χωρίς διακοσμητικά στοιχεία, κβαντοποίηση της γενικής σχετικότητας λίγο πολύ όπως την έγραψε ο Αίνστάιν, με το μετρικό τανυστή σαν την κύρια μεταβλητή.

Εκτός όμως από τα πλεονεκτήματα της, ότι η βαρύτητα δεν εξαφανίζεται σε μικρές κλίμακες όπως γίνεται στη Γενική Σχετικότητα, η θεωρία αυτή πρέπει να απδείξει ότι η ισχύς της βαρύτητας γίνεται σταθερή στις μικρές διαστάσεις.

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Πως να κατασκευάσετε το Σύμπαν της Renate Loll
Αιτιώδης δυναμικός τριγωνισμός: Πρώτος  ριζοσπαστικός δρόμος για μια Θεωρία των Πάντων
Κβαντικό μοντέλο γραφημάτων : Τρίτος ριζοσπαστικός δρόμος για μια Θεωρία των Πάντων
Εσωτερική σχετικότητα : Τέταρτος ριζοσπαστικός δρόμος για μια Θεωρία των Πάντων

Home