Loading

З усіх сил у Всесвіті гравітація – це те, з чим ми знайомі найближче. Кожен раз коли ви встаєте з ліжка, піднімаєте чашку кави або навіть просто стоїте, ви відчуваєте її. Тому вас може здивувати, що з усіх сил у Всесвіті гравітацію також найважче пояснити з наукової точки зору. Щоб зрозуміти, чому, вам потрібно звернутися до теорії відносності та квантової механіки. Її таємниці досі намагаються розгадати вчені.

Гравітація хоче збити вас з пантелику

Гравітація є однією з чотирьох основних сил Стандартної моделі. Існує відомий комікс, де один персонаж намагається пояснити ці сили іншому герою, починаючи з простого уявлення гравітації і електромагнетизму. Він починає говорити про високий показник ядерної сили. Але як тільки добирається до низького його рівня, то може тільки незв’язно бурмотіти. В альтернативному тексті коміксу він говорить: «З цих чотирьох фундаментальних сил є одна, яку ми насправді не розуміємо». Інший персонаж починає відповідати: «Це високий або низький рівень ядерної сили … Це гравітація».

Це досить добре пояснює химерну природу того, що ми робимо і чого не розуміємо у Всесвіті. Ми можемо визначити, з чого складається матерія аж до субатомного рівня, і як висока і низька ядерна сила утримують ці частинки разом. Ми знаємо, що електромагнітна сила пов’язує заряджені частинки.

Найзагадковіша сила

Але що ж таке гравітація? Це абсолютно інша справа. Вона набагато слабкіше, ніж інші три сили. Наприклад, електромагнітна сила, відразлива два позитивно заряджених протона, в 1036 разів більше, ніж гравітація, яка зближує їх. І в той час як у будь-якої іншої сили є протилежність (поштовх і тяжіння), гравітація тільки притягує. Ця сила – сама таємнича з усіх, що у нас є.

Це не означає, що ми не розуміємо гравітації на практиці. Закони руху Ньютона відмінно працюють при падінні яблука і при прискоренні поїздів. Проблема в тому, що вони розпадаються, коли речі стають занадто маленькими або занадто великими, що ускладнює розуміння таких об’єктів, як атоми і чорні діри.

Відносність проти квантової механіки

Проблема з гравітацією зводиться до конфлікту між двома кращими правилами, які ми маємо: загальною теорією відносності Ейнштейна і квантової механікою. Остання проста, умовно кажучи. Вона зосереджується на взаємодіях між окремими речами і передбачає, що протягом часу і форма простору здебільшого фіксовані. Але теорія відносності говорить, що всі ці взаємодії відбуваються в структурі простору-часу, яка може згинатися і розтягуватися в залежності від того, що виробляє взаємодію.

Тому коли ви дивитеся на силу гравітації між, скажімо, фотоном і електроном, це дуже важливо враховувати. Ви повинні розуміти не тільки кожне можливе квантове взаємодія між ними, але також всі допустимі конфігурації базового простору-часу. А це досить складно. Уявити подібне можна за допомогою комп’ютерного моделювання. Хоча з гравітацією ми маємо справу щодня.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Top