Neviditelný čert

Nová teorie by mohla konečně učinit „kvantovou gravitaci“ realitou

rubrika: Populárně naučný koutek

Fyzikální „teorií všeho“ se svým způsobem už zabýval Albert Einstein. V rámci obecné teorie relativity se však soustředil pouze na gravitaci, přičemž nebral v úvahu kvantovou fyziku. V sedmdesátých letech se ke světu začala klubat teorie superstrun, která je čistě matematická. Základním kamenem Vesmíru prý nejsou bodové částice s nulovými rozměry, nýbrž jednorozměrné (otevřené resp. uzavřené) struny, které vibrují různými způsoby, odpovídajícími různým druhům elementárních částic. Předpokládá se, že se tímto způsobem se mohou skloubit všechny čtyři základní interakce – gravitační, elektromagnetickou a silnou a slabou nukleární – do jedné Teorie všeho. Zpočátku to však silně pokulhávalo. Jistým řešením se ukázalo umístit struny do desetirozměrného prostoru – devět prostorových a jeden časový. Všechny nadbytečné prostorové rozměry jsou však natolik svinuté, že se nedají experimentálně jakýmkoli způsobem detekovat. Teorie superstrun sice jakžtakž funguje, není však schopna vygenerovat všechno, co umí kvantový standardní model. Nedávno se v odborném fyzikálním časopisu objevil článek, který nastiňuje vytvoření dlouho očekávané „teorie všeho“ spojením gravitace s kvantovým světem.

Lucifer

Fyzikové vyvinuli nový přístup k řešení jednoho z nejúpornějších problémů teoretické fyziky: sjednocení gravitace s kvantovým světem. V nedávném článku publikovaném v časopisu Reports on Progress in Physics vědci nastínili novou formulaci gravitace, která by mohla vést k plně kompatibilnímu kvantovému popisu – aniž by bylo nutné používat další rozměry nebo exotické vlastnosti, které vyžadují spekulativnější modely, jako je teorie superstrun. Tato teorie však stále zdaleka není prokázána pozorováním.

Jádrem návrhu je přehodnocení chování gravitace na základní úrovni. Zatímco elektromagnetické, slabé a silné síly jsou popsány pomocí kvantové teorie pole – matematického rámce, který zahrnuje neurčitost a dualitu vlny a částice – gravitace zůstává stranou. Obecná teorie relativity, Einsteinova teorie gravitace, je čistě klasická teorie, která popisuje gravitaci jako deformaci geometrie časoprostoru hmotou a energií. Pokusy o spojení kvantové teorie s obecnou relativitou však často narážejí na fatální matematické nesrovnalosti, jako je například nekonečná pravděpodobnost.

Nový přístup reinterpretuje gravitační pole způsobem, který odráží strukturu známých kvantových teorií pole. Místo zakřivení časoprostoru je gravitace zprostředkována čtyřmi vzájemně propojenými poli, přičemž každé z nich je podobné poli, které řídí elektromagnetismus. Tato pole reagují na hmotnost podobně jako elektrická a magnetická pole na náboj a proud. Rovněž interagují mezi sebou navzájem a s poli standardního modelu způsobem, který reprodukuje obecnou relativitu na klasické úrovni a zároveň umožňuje důsledně zahrnout kvantové efekty.

Protože nový model odráží strukturu zavedených kvantových teorií, vyhýbá se matematickým problémům, které v minulosti bránily snahám o kvantifikaci obecné teorie relativity. Podle autorů jejich rámec vytváří dobře definovanou kvantovou teorii, která se vyhýbá běžným problémům – jako jsou nefyzikální nekonečnosti pozorovatelných veličin a záporné pravděpodobnosti fyzikálních procesů – které obvykle vznikají při kvantifikaci obecné relativity pomocí konvenčních, přímočarých metod.

Hlavní výhodou tohoto přístupu je jeho jednoduchost. Na rozdíl od mnoha modelů kvantové gravitace, které vyžadují nezjištěné částice a další síly, se tato teorie drží známého terénu. Rozdíly ve srovnání s mnoha jinými teoriemi kvantové gravitace spočívají v tom, že naše tato nepotřebuje další rozměry, které zatím nemají přímou experimentální podporu. A navíc nepotřebuje žádné volné parametry nad rámec známých fyzikálních konstant. To znamená, že teorii lze testovat, aniž by bylo nutné čekat na objevení nových částic nebo revizi stávajících fyzikálních zákonů. Jakékoli budoucí experimenty s kvantovou gravitací lze přímo použít k testování jakýchkoli (připravovaných) předpovědí teorie.

Navzdory slibným vlastnostem je model stále v počáteční fázi. Ačkoli předběžné výpočty ukazují, že se teorie chová dobře při obvyklých kontrolách konzistence, úplný důkaz její konzistence je třeba teprve vypracovat. Kromě toho je třeba tento rámec teprve aplikovat na některé z nejhlubších otázek gravitační fyziky, jako je skutečná povaha singularit černých děr nebo fyzika velkého třesku. Teorie zatím není schopna řešit tyto hlavní výzvy, ale má potenciál tak učinit v budoucnu.

Experimentální ověření se může ukázat jako ještě nepolapitelnější. Gravitace je nejslabší ze známých sil a její kvantové aspekty jsou neuvěřitelně jemné. Přímé testy kvantových gravitačních efektů jsou mimo dosah současných přístrojů. Protože teorie neobsahuje žádné nastavitelné parametry, může jakýkoli budoucí experiment, který bude zkoumat kvantové gravitační chování, potenciálně potvrdit – nebo vyloučit – nový návrh.

Zdroj: Live Science, New theory could finally make 'quantum gravity' a reality – and prove Einstein wrong

22.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Mozkové čipy

rubrika: Populárně naučný koutek

Chytrým mobilům zvoní hrana. Za pár let je nahradí zcela nová technologie. A tou bude samotné lidské tělo. Na novinkách pracují tři techničtí vizionáři – Mark Zuckerberg, Elon Musk a Bill Gates. Cílem je svět bez chytrých telefonů, kdy dojde k propojení mozku s počítačem. Mozkové čipy mohou pomáhat při léčbě psychických onemocnění, jako je deprese, schizofrenie nebo epilepsie. Zároveň dokážou pomoct lidem s omezením pohybu, kterým usnadní každodenní činnosti. Otázkou ale zůstává, jak velké bezpečnostní a etické riziko s sebou tato technologie přinese.

Lucifer

19.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Bohouš

rubrika: Pel-mel

Bohouš je postava z komiksů a románů Jaroslava Foglara týkajících se Rychlých šípů. Byl členem Bratrstva kočičí pracky a vyznačoval se především tím, že měl hlavu vždy ukrytou pod kapucí. Asi se za svůj vzhled styděl, a tak se maskoval. Není to nic nového. Různé typy Bohoušů se vždy vyskytovaly a uskupovaly do part. Některé z nich občas nabyly takové velikosti, že ovládly celou společnost. A pak to už přestávala být sranda. Kovaní fašisti, nacisti, komunisti a další zavedli totalitní režim a všechny, kdo se nepřizpůsobili, nelítostně likvidovali.

Lucifer

16.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Neustálý dohled moderního života může zhoršovat funkci našeho mozku

rubrika: Populárně naučný koutek

Žijeme v době neustálého dohledu. Psychologický výzkum ukazuje, jak to může změnit naše vnímání světa – a to i nevědomě. Sledování nemění jen naše chování, ale podle desítek let výzkumů proniká i do naší mysli a ovlivňuje naše myšlení. A nová studie nyní odhaluje, jak sledování ovlivňuje nevědomé zpracování v našem mozku. V této době sledování vědci tvrdí, že tato zjištění vyvolávají obavy o naše kolektivní duševní zdraví.

Lucifer

13.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Klíčem k cestě do hlubokého vesmíru by mohly být veverky

rubrika: Populárně naučný koutek

Na Popular Science jsem nalezl článek, který se zabývá hibernací veverek. Když jsem zadal do Google „veverka hibernace“, nalezl jsem článek Opravník obecně oblíbených omylů o veverkách,  v němž se píše: Těžko říct, kde vznikl mýtus, že veverka obecná upadá přes zimu do hibernace; za pravdivý ho ale považuje přinejmenším polovina populace. Veverka se ale do zimního spánku neukládá a kvůli absenci listí na stromech je v zimních měsících dokonce častěji pozorovatelná než ve zbytku roku. V článku Veverky hibernují... se zase píše: Technicky vzato, veverky neupadají do zimního spánku v tradičním smyslu, jako to dělají svišti. Místo toho veverky drasticky omezují svou aktivitu (svým způsobem hibernují) a tráví většinu času ve svých hnízdech, známých také jako klasy. Toto období odpočinku během nejchladnějších měsíců jim pomáhá šetřit energii, protože jídla jsou vzácnější a nízké teploty vyžadují více energie na regulaci tepla. Pojednání na Popular Science tuto záležitost poněkud vysvětluje. Na konci následujícího textu je uveden odkaz na článek, v němž jsou zmíněny zdroje vědeckého výzkumu.

Lucifer

10.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Zombifikace hmyzu

rubrika: Populárně naučný koutek

Na Live Science jsem objevil článek, který se zabývá se taktikami, jež paraziti používají k manipulaci s jinými živočichy. Zombie jsou všude kolem nás – tedy zombie hmyz. Představa někoho, kdo se navenek tváří důvěrně, ale je manipulován nějakou vnější silou, takže své chování nemá pod kontrolou, je děsivá. V přírodě existuje mnoho příkladů tohoto typu manipulace s chováním – parazité, kteří nejenže infikují a zabíjejí své hostitele, ale zároveň aktivně mění jejich chování způsobem, který hostiteli vůbec neprospívá.

Lucifer

07.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Kdy bylo vynalezeno pivo?

rubrika: Pel-mel

Pivo je kvašený alkoholický nápoj, jeden z nejstarších alkoholických nápojů na světě, nejrozšířenější alkoholický nápoj a třetí nejoblíbenější nápoj po vodě a čaji. Pivo se vyrábí vařením a kvašením škrobů z obilných zrn – nejčastěji ze sladového ječmene, používá se však také pšenice, kukuřice, rýže a oves. Kvašením škrobových cukrů v mladině vzniká etanol a nasycení oxidem uhličitým (karbonizace). Většina moderních piv se vaří s chmelem, který dodává hořkost a další příchutě a působí jako přírodní konzervační a stabilizační činidlo. Na Live Science jsem objevil, článek, kdy a kde bylo vynalezeno pivo.

Lucifer

04.05.2025, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Prvomájová meditace

rubrika: Pel-mel

Je první máj roku 2025. Když jsem se ráno probudil ve čtyři hodina, byla ještě tma. Ne úplná. Náznaky rozednívání se začínaly nepatrně projevovat. Vzpomněl jsem si na vrcholné dílo českého literárního romantismu, kterým je lyrickoepická báseň Karla Hynka Máchy Máj. Začíná takto: „Byl pozdní večer – první máj – večerní máj – byl lásky čas.“ A já měl teprve brzké ráno.

Lucifer

01.05.2025, 07:43:56   Publikoval Luciferkomentářů: 0