Dvě strany mince vibrují na jedné struně

Albertu Einsteinovi se nikdy nepodařilo vytvořit jednotnou teorii, která by vysvětlila celý svět v jedné koherentní struktuře. V průběhu století výzkumníci spojili tři ze čtyř známých fyzikálních sil do toho, co nazývali Standardní model. Zůstává však ještě čtvrtá síla, gravitace, která do této záhady tak úplně nezapadá.

Nebo možná je?

Díky objevům a závěrům fyziků spojených se slavnou americkou Princetonskou univerzitou se nyní rýsuje stín šance na sladění Einsteinových teorií se světem elementárních částic, kterému vládne kvantová mechanika.

Přestože to ještě není „teorie všeho“, práce provedené před více než dvaceti lety a stále doplňované odhalují úžasné matematické vzorce. Einsteinova teorie gravitace s ostatními oblastmi fyziky - především se subatomárními jevy.

Všechno to začalo stopami nalezenými v 90. letech Igor Klebanov, profesor fyziky na Princetonu. I když ve skutečnosti bychom měli jít ještě hlouběji, v 70. letech, kdy vědci zkoumali nejmenší subatomární částice tzv kvarky.

Fyzikům připadalo zvláštní, že bez ohledu na to, s jakou energií se protony srazily, kvarky nemohly uniknout – vždy zůstaly uvězněné uvnitř protonů.

Jedním z těch, kteří na tomto problému pracovali, byl Alexandr Poljakovtaké profesor fyziky na Princetonu. Ukázalo se, že kvarky jsou „slepeny“ tehdy nově pojmenovanými částicemi chval mě. Nějakou dobu se výzkumníci domnívali, že gluony mohou tvořit „řetězce“, které spojují kvarky. Polyakov viděl souvislost mezi teorií částic a teorie struale nedokázal to doložit žádnými důkazy.

V pozdějších letech začali teoretici naznačovat, že elementární částice jsou ve skutečnosti malé kousky vibrujících strun. Tato teorie byla úspěšná. Jeho vizuální vysvětlení může být následující: stejně jako vibrující struna v houslích generuje různé zvuky, vibrace strun ve fyzice určují hmotnost a chování částice.

V roce 1996 Klebanov spolu se studentem (a později doktorandem) Steven Gubser a postdoktorand Amanda Peetová, použil teorii strun k výpočtu gluonů a poté výsledky porovnal s teorií strun pro.

Členové týmu byli překvapeni, že oba přístupy přinesly velmi podobné výsledky. O rok později Klebanov studoval rychlost absorpce černých děr a zjistil, že tentokrát se přesně shodují. O rok později slavný fyzik Juan Maldasena našli shodu mezi speciální formou gravitace a teorií popisující částice. V následujících letech na tom pracovali další vědci a vyvinuli matematické rovnice.

Aniž bychom se pouštěli do jemností těchto matematických vzorců, vše dopadlo na skutečnost gravitační a subatomární interakce částic jsou jako dvě strany téže mince. Na jedné straně je to rozšířená verze gravitace převzatá z Einsteinovy obecné teorie relativity z roku 1915. Na druhé straně je to teorie, která zhruba popisuje chování subatomárních částic a jejich interakce.

V Klebanovově práci pokračoval Gubser, který se později stal profesorem fyziky na... Princetonské univerzitě, samozřejmě, ale bohužel před několika měsíci zemřel. Byl to on, kdo v průběhu let tvrdil, že velké sjednocení čtyř interakcí s gravitací, včetně použití teorie strun, může posunout fyziku na novou úroveň.

Matematické závislosti se však musí nějak experimentálně potvrdit, a to je mnohem horší. Zatím neexistuje žádný experiment, jak to udělat.