Gravitația misterioasă

Erik Verlinde, fizician teoretic la Universitatea din Amsterdam și om de știință de renume internațional în teoria corzilor, a făcut o teză surprinzătoare la o întâlnire a Spinoza-Instituut olandeză anul trecut. În prezentarea sa și mai târziu în publicația sa de la începutul acestui an, el a explicat că gravitația ar putea fi de fapt explicată prin conceptele de teorie a informației și termodinamică.

Știm de la Newton că două corpuri sunt atrase unul de celălalt proporțional cu masa lor și forța dintre ele scade odată cu pătratul distanței. În teoria generală a relativității, Einstein a explicat că un obiect cade la pământ, deoarece masa planetei noastre curbează spațiul-timp înconjurător. Cu toate acestea, aceste teorii descriu doar efectele gravitației, dar nu explică natura acesteia. Pe de altă parte, Verlinde încearcă să descrie gravitația însăși, care spune că provine din diferența de informații dintre două mase și împrejurimile lor. El a emis ipoteza că gravitația este o forță entropică. Când un corp cu masă mai mică la o distanță de o masă mai mare se mișcă, entropia, adică conținutul informațional al suprafeței holografice dintre cele două mase se schimbă. Această modificare a informațiilor poate fi legată de o schimbare a energiei sistemului.

Ipoteza că gravitația este o forță entropică, nu nouă, datează de la mijlocul anilor 1970, când Stephen Hawking și Jacob Beckenstein au formulat termodinamica găurilor negre. În anii 1990, laureatul Nobel Gerard a fost dezvoltat în continuare de Hooft și Leonard Susskind, introducând așa-numitul principiu holografic. În urma acestor lucrări teoretice, Verlinde și-a descris propria ipoteză a naturii gravitației. După cum spune el, „sunt convins că gravitația este un fenomen derivat din proprietățile fundamentale ale spațiului și timpului”. Potrivit acestuia, gravitația nu este o caracteristică internă a corpurilor, ci un fenomen precum fluiditatea apei. Moleculele individuale nu sunt „lichide” în sine, ci doar dezvoltă în mod colectiv această proprietate. Deci, susține Verlinde, gravitația este un efect fizic care rezultă din interacțiunea combinată de masă, spațiu și timp.

Acestea nu sunt ușor - de fapt, foarte greu de digerat - concepte. Dar să recunoaștem, teoria corzilor este cel puțin la fel de greu de înțeles pentru omul „obișnuit”. În orice caz, o proporție semnificativă de fizicieni pare să fi fost de acord cu noua abordare. Foarte prestigiosul „t Hooft, de exemplu, este gata să accepte abordarea Verlinde, deși adaugă că trebuie încă dezvoltat și rafinat în mod semnificativ. El consideră ideea pozitivă că „spre deosebire de majoritatea fizicienilor din teoria corzilor, Erik Verlinde operează cu concepte fizice reale precum masa și forța și nu matematica abstractă”.

Desigur, au existat teorii până acum pentru a explica natura gravitației. Unii oameni încearcă să explice cu particule ipotetice speciale numite gravitoni, ei cred că transportă gravitația. Punctul slab al propunerii este că, deocamdată, nu există dovezi ale existenței acestor particule și este oarecum o reminiscență a întregii teorii a eterului de mult pierdută.

Fără îndoială atrăgătoare este teoria lui Verlinde prin simplitatea și aproximarea sa fizică, chiar dacă multe detalii trebuie încă clarificate. Există cei care condamnă simplitatea matematicii, spunând că este puțină, pentru că între timp funcționează cu concepte extrem de complexe, în timp ce alții dau vina direct că întreaga teorie se învârte.

În orice caz, teoria este încurajatoare și să fim siguri că ceea ce a eșuat pe Newton, Einstein - să explice natura gravitației - este poate secolul XXI. secolului, poate cu ideea propusă de Erik Verlinde.

De la entropie la gaura neagră

Entropia este unul dintre conceptele de bază ale termodinamicii care a fost introdus în secolul al XIX-lea. introdus în a doua jumătate a secolului (1865) de germanul Rudolph Clausius. Entropia caracterizează tulburarea sistemelor materiale. Conform termodinamicii, condiții din ce în ce mai probabile apar în natură (de exemplu, fluxul de căldură din corpul abandonat, neîncălzit în corpul mai rece), adică procesele spontane, non-intervenționale în natură sunt ireversibile. Orice fel de energie poate fi transformată în căldură, în timp ce căldura poate fi transformată doar parțial în alte tipuri de energie. Entropia și tulburarea în creștere duc la „moartea prin căldură” a lumii. Entropia este, de asemenea, un concept de bază al teoriei informației, aici este folosit ca o măsură a ordinii sistemelor, prin urmare are un semn negativ (numit și negentropie).

Principiul holografic este o proprietate particulară a gravitației cuantice și a teoriei șirurilor, introdusă pentru a descrie termodinamica găurilor negre de Gerard 't Hooft, un om de știință premiat cu Nobel în 1999, și apoi descris mai exact de Leonard Susskind de la Universitatea Ebraică din Ierusalim.coleg. Teoria este că întregul univers poate fi gândit ca o structură informațională bidimensională „pictată” la orizontul cosmic, iar cele trei dimensiuni pe care le percepem dau o reprezentare reală doar la dimensiuni macroscopice și energii mici.