Οι μαύρες τρύπες και οι χωροχρονικές ιδιομορφίες (ανωμαλίες) έχουν διαδραματίσει έναν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην εξήγηση μερικών από τα μεγαλύτερα μυστήρια της αστρονομίας, αλλά και σε δημοφιλείς σειρές επιστημονικής φαντασίας, καθώς και σε βιβλία. Ωστόσο, το νεότερο μοντέλο της κβαντικής βαρύτητας, που αναπτύχθηκε από το νομπελίστα φυσικό Gerard ‘t Hooft’s, δεν έχει κανένα χώρο για αυτό το είδος των δομών. Εν ολίγοις, η νέα θεωρία αναφέρει ότι, προκειμένου να εξηγηθούν ορισμένα πράγματα, τα δύο αυτά φαινόμενα δεν πρέπει να υπάρχουν.
Το νέο μοντέλο προέκυψε από την ανάγκη να ενώσουμε τις γνώσεις που έχουμε για τον κόσμο της μεγάλης κλίμακας με εκείνες των αλληλεπιδράσεων της μικρής κλίμακας μεταξύ των σωματιδίων. Ουσιαστικά, για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι φυσικοί έχουν προσπαθήσει να ενώσουνε τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν με την κβαντική μηχανική, μια θεωρία που εξηγεί πώς αλληλεπιδρούν τα υποατομικά σωματίδια. Μία από τις πλέον υποσχόμενες μεθόδους που θα μπορούσε να επιτρέψει στο μέλλον την ενοποίηση τους είναι η γνωστή θεωρία των χορδών, μια δέσμη ιδεών που προέρχονται από την κβαντική φυσική. Η δε θεωρία των χορδών δεν ακολουθεί πλέον την καθιερωμένη άποψη για την αιτία και το αποτέλεσμα.
Αυτό σημαίνει ότι στη θεωρία των χορδών αναδύεται η βαρύτητα, καθώς αυτή γεννάται από τη γενική εικόνα στις χορδές. Αυτό σημαίνει ότι η θεωρία του Gerard ‘t Hooft’s έχει μερικώς μόνο να κάνει με την αρχή της αιτίας-αποτελέσματος, και αυτό σημαίνει ότι ένα νέο είδος συμμετρίας πρέπει να καθιερωθεί για ολόκληρο το Σύμπαν. Μόλις γίνει αυτό, εμφανίζονται μερικές ενδιαφέρουσες παρενέργειες. Ο νομπελίστας φυσικός υποστηρίζει ότι, προκειμένου να διατηρήσει την ιδέα της αιτιότητας σε μια θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, θα πρέπει να αποδεχθούμε την ιδέα της συμμετρίας της κλίμακας. Κι αυτό, στην πραγματικότητα, σημαίνει ότι οι νόμοι της φυσικής, για παράδειγμα, είναι οι ίδιοι σε κάθε κλίμακα.
Η συμμετρία είναι μια ιδιότητα ενός συστήματος που παραμείνει αμετάβλητο κάτω από ένα ορισμένο μετασχηματισμού. Έτσι για παράδειγμα, οι νόμοι της φυσικής προέρχονται από την ιδέα ότι πρέπει να παραμείνουν σταθεροί σε οποιαδήποτε μεταβολή της θέσης ή της κατεύθυνσης στο χώρο. Και πράγματι είναι μια εξαιρετικά ισχυρή ιδέα.
Με λίγα λόγια ο ‘t Hooft για να διαφυλαχθεί η ιδέα της αιτιότητας σε μια θεωρία της κβαντικής βαρύτητας λέει ότι πρέπει να αποδεχθούμε την ιδέα της συμμετρίας της κλίμακας. Με άλλα λόγια, οι νόμοι της φυσικής να είναι οι ίδιοι σε κάθε κλίμακα.
Ο Hooft εισάγει επίσης την ιδέα της "συμπληρωματικότητας” μιας μαύρης τρύπας, που κατ ‘ ουσίαν δηλώνει ότι ένας ανεξάρτητος παρατηρητής, που βρίσκεται μέσα σε μια μαύρη τρύπα, βλέπει το Σύμπαν να διαφέρει σημαντικά από έναν παρατηρητή έξω από τη μαύρη τρύπα. "Αν προσθέσουμε αυτά στο σύνολο των μετασχηματισμών της συμμετρίας, τότε μαύρες τρύπες, χωροχρονικές ανωμαλίες και ορίζοντες εξαφανίζονται," υποστηρίζει ο φυσικός. Παραδέχεται, ωστόσο, ότι υπάρχουν ακόμα να γίνουν κάποιες τροποποιήσεις στη θεωρία του. Ο Hooft λέει ότι η σταθερά της βαρύτητας G του Νεύτωνα που προτείνει δεν είναι αμετάβλητη σε κλίμακα, εννοώντας πως τα αποτελέσματά της είναι διαφορετικά ανάλογα με την κλίμακα.
Ακόμα, ο Hooft υποστηρίζει, ότι δεν υπάρχει καμία διαφορά στη φυσική μεταξύ μεγάλης και μικρής κλίμακας. Λέει ότι οι διαφορές που βλέπουμε θα μπορούσαν να είναι το προϊόν άλλων παραγόντων που σπάζουν τη συμμετρία, και δημιουργούν μια ψευδαίσθηση της τάξης. Αυτή η ψευδαίσθηση μπορεί να είναι αυτό που μας οδηγεί να αντιλαμβανόμαστε διαφορετικά αποτελέσματα των διαφόρων παραγόντων, ανάλογα με την κλίμακα. Εάν αυτή η ιδέα του είναι αληθινή, τότε αν ενωθούν οι δύο θεωρίες μπορούν να γίνουν όλα τα άλλα περιττά (μαύρες τρύπες, χωροχρονικές ιδιομορφίες και ορίζοντες εξαφανίζονται). Σε αντάλλαγμα, θα διατηρηθεί η έννοια της αιτιότητας ανέπαφη.
Μπορείτε να υποστηρίξει τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας ανταλλαγής, αλλά το σημαντικό ερώτημα είναι αν το νέο σύμπαν του ‘t Hooft έχει σχέση με εκείνο στο οποίο ζούμε.
Σε απάντηση μπορούμε να πούμε ότι η ύπαρξη των μαύρων οπών είναι αποδεκτή από όλους. Οι αστρονόμοι μπορούν να δουν τα αποτελέσματά της βαρύτητας τους. Και ενώ κανείς δεν έχει παρατηρήσει άμεσα μια μαύρη τρύπα ή την ακτινοβολία Hawking που οι φυσικοί υποθέτουν ότι εκπέμπουν, λίγη αμφιβολία υπάρχει ότι τα αποδεικτικά στοιχεία είναι υπέρ της.
Πηγή: SoftPedia, arXiv Physics blog
Leave a Comment