Vedeli ste, že gravitáciu zatiaľ nemožno vysvetliť?

Každý deň nášho života sme pod vplyvom gravitácie. Pri vykonávaní najjednoduchších aktivít, aké si viete predstaviť, či už ráno vstávame z postele alebo si česáme vlasy, sme pod vplyvom tejto sily. Tým, že sme s ňou žili od narodenia, sme si prispôsobili telá, vďaka čomu sa jej deň čo deň považuje za niečo veľmi prirodzené.

Berúc do úvahy všetky technologické pokroky, ktoré máme, bola gravitácia evidentne vysvetlená už dávno, však? Nie celkom tam. Zo všetkých síl vo vesmíre je najťažšie vedecky vysvetliť. Aby ste pochopili dôvody, musíte vedieť niečo o relativite a kvantovej mechanike.

Štandardná šablóna

Existuje štandardný model, ktorý sa pokúša opísať štyri základné interakcie, ale doteraz sa dajú vedecky vysvetliť iba tri. Okrem gravitácie existujú silné a slabé základné jadrové sily, ktoré na subatomickej úrovni držia častice pohromade a elektromagnetická sila súvisiaca s nabitými časticami.

Gravitácia je jediná, ktorá nemá opak, čo znamená, že všetky tri sa líšia medzi silami odporu a príťažlivosti. Okrem toho je to najslabší zo všetkých, pričom dva pozitívne nabité protóny majú elektromagnetickú odpudivú silu 10 až 36-krát väčšiu ako gravitácia priťahujúce rovnaké častice.

Isaac Newton dokázal syntetizovať všetky získané vedomosti až do doby, keď pracoval a sformuloval zákon univerzálnej gravitácie - pravdepodobne po tom, ako uvidel jablko padajúce zo stromu. Podľa nej sú akékoľvek dve častice gravitačne priťahované silou, ktorá je priamo úmerná súčinu ich hmotnosti a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi.

Znie to komplikovane, ale funguje perfektne na padajúce jablká a iné triviálne prvky. Problém začína, keď sú veľmi veľké alebo malé prvky umiestnené do rovnakej rovnice, čo sťažuje napríklad určenie gravitačnej sily pre atómy alebo napríklad čierne diery.

Relativita a kvantová mechanika

Konflikt medzi vysvetleniami gravitácie začína, keď sa používajú dve z najlepších teórií správania sa vesmíru: teória relativity a kvantovej mechaniky. Kvantová mechanika sa na základe interakcie medzi jednotlivými prvkami domnieva, že plynutie času a tvar priestoru sú väčšinou pevné.

Teória relativity hovorí, že všetky tieto interakcie sa odohrávajú v štruktúre časopriestoru, vzhľadom na to, že sa môže pri ich vzniku ohnúť. Takže pri pohľade na gravitačnú silu medzi fotónom a elektrónom je potrebné vziať do úvahy niekoľko bodov, pretože medzi nimi nie sú len kvantové interakcie, ale aj všetky predpokladané konfigurácie časopriestoru.

Vedci sa snažia nájsť vysvetlenie gravitácie, napríklad možnú existenciu častíc nazývaných Graviton, ktoré by boli zodpovedné za túto silu, ale zatiaľ žiadne existujúce výskumné zariadenie nebolo schopné túto časticu zistiť. Nakoniec možno nebudeme schopní vysvetliť gravitáciu, ako sa to už stalo s ostatnými silami, pretože je to sila, ktorá prirodzene vzniká zo všetkých častí vesmíru.

Rovnako ako sa film objavuje v počítačovom archíve, alebo sa hra odohráva prostredníctvom práce mnohých ľudí, možno gravitácia je výsledkom interakcie všetkých malých vecí, ktoré existujú a vyskytujú sa okolo nás. Výskum pokračuje v hľadaní vysvetlenia tejto neuveriteľnej a prirodzenej sily pre nás.