Stvarnost je daleko čudnija nego što nam se čini. Čak čudnija nego što možemo da zamislimo. Treba da budete naučnik, filozof ili umetnik da bi ste mogli samo da naslutite koliko je stvarnost čudna i neobična.  U nedavnom razgovoru, fizičari Brajan Koks i Nil deGras Tajson zaronili su u neke od najneverovatnijih koncepata moderne nauke, otkrivajući da se univerzum ponaša na načine koji prkose logici.

Zašto imate masu? 

Jedan od najdubljih koncepata u fizici je Higsovo polje, nevidljivo energetsko polje koje prožima čitav univerzum. Da bi se objasnio njegov efekat, koristi se elegantna analogija: zamislite da se nalazite na velikoj žurci u Los Anđelesu. Ako ste nepoznata osoba, možete se brzo kretati kroz gužvu da biste stigli do šanka. Vaša interakcija sa "poljem žurke" je minimalna.

Ali, šta se dešava kada Bijonse uđe u prostoriju? Ljudi se odmah okupljaju oko nje, usporavajući njeno kretanje. Ona se kreće mnogo sporije ka šanku jer neprestano interaguje sa gomilom. U ovoj analogiji, Bijonse ima veliku "masu na žurci". Ključna ideja je da masa nije unutrašnje svojstvo čestice, već rezultat njene interakcije sa Higsovim poljem. Čestice koje snažno interaguju sa poljem imaju veliku masu, dok one koje uopšte ne interaguju sa njim, poput fotona svetlosti, prolaze bez ikakvog otpora. Zato nemaju masu i putuju brzinom svetlosti. Ova jednostavna priča čini jedan od najapstraktnijih koncepata fizike iznenađujuće intuitivnim.

Univerzum se širi brže od svetlosti (i to je u redu)

Često čujemo da ništa ne može putovati brže od svetlosti. Pa kako je onda moguće da se galaksije na ivici vidljivog univerzuma udaljavaju od nas brzinom većom od svetlosne? Ovaj prividni paradoks ima jednostavno rešenje: te galaksije se ne kreću kroz svemir brže od svetlosti. Umesto toga, sam prostor-vreme – tkanje univerzuma – se rasteže.

Zamislite univerzum kao veliku, rastegljivu gumenu plahtu sa tačkama nacrtanim po njoj. Ako ravnomerno rastežete plahtu, udaljenost između dve veoma udaljene tačke može se povećati brže od brzine kojom bi se mrav kretao po njenoj površini. Tačke se ne kreću same po sebi, već ih nosi širenje same plahte. Slično tome, udaljene galaksije miruju u svom lokalnom delu prostora, dok se sam prostor između nas i njih širi. Naravno, na manjim, lokalnim udaljenostima, gravitacija može nadvladati ovo širenje – na primer, galaksija Andromeda se zapravo kreće prema nama. Ali na ogromnim, kosmičkim skalama, širenje pobeđuje. Ajnštajnova pravila o uzročnosti ostaju netaknuta, jer se nikakva informacija ne prenosi kroz prostor brže od svetlosti.

Kvantna isprepletenost: "Sablasna akcija na daljinu" koja ne može da pošalje poruku

Kvantna isprepletenost je jedan od najbizarnijih fenomena u prirodi. Zamislite da imate dva "kvantna novčića". Možete ih postaviti u isprepleteno stanje tako da, kada se izmere, uvek budu u suprotnim stanjima: ako je jedan pismo, drugi je glava, i obrnuto. Najčudniji deo je što ova veza opstaje bez obzira na udaljenost. Ako jedan novčić odnesete na drugu stranu galaksije, merenjem njegovog stanja trenutno određujete stanje drugog, stotinama hiljada svetlosnih godina daleko. Ovo nije samo teorija; Kina drži rekord u ispreplitanju čestica na udaljenosti od Zemlje do orbite.

Ajnštajn je to nazvao sablasnom akcijom na daljinu.

Intuitivno, deluje kao da bismo mogli da iskoristimo ovu trenutnu vezu za slanje poruka brže od svetlosti – na primer, Morzeovom azbukom. Međutim, postoji fundamentalno ograničenje. Iako je veza trenutna, ne možete je kontrolisati. Rezultat merenja vašeg novčića (pismo ili glava) je potpuno nasumičan. Ne možete ga naterati da bude "pismo" da biste poslali "tačku". Stoga, iako je veza trenutna, ona se ne može koristiti za prenos informacija, čime se čuva princip da informacija ne može putovati brže od svetlosti.

Najčudnija ideja od svih: Da li su prostor i vreme iluzija stvorena isprepletenošću?

Ova "sablasna akcija" je više od bizarnog kurioziteta kvantnog sveta. Neki fizičari sada veruju da bi to mogla biti sama nit od koje su satkani prostor i vreme. Ovde stvari postaju zaista divlje. Na samim granicama teorijske fizike, rađa se još radikalnija ideja poznata kao "ER = EPR". EPR se odnosi na rad Ajnštajna, Podolskog i Rozena o isprepletenosti, dok ER označava Ajnštajn-Rozenove mostove, poznatije kao crvotočine. Ova teorija sugeriše da bi dve isprepletene čestice mogle biti direktno povezane kroz crvotočinu – prečicu kroz prostor-vreme.

Implikacija je zapanjujuća: prostor-vreme kakvo poznajemo možda nije fundamentalna komponenta stvarnosti. Umesto toga, moglo bi biti emergentsko svojstvo. To ne znači da je prostor "iluzija", već da nije osnovni gradivni blok. On nastaje iz dubljeg nivoa realnosti, baš kao što "vlažnost" vode nastaje iz interakcija H₂O molekula, iako nijedan pojedinačni molekul nije vlažan. Ova ideja pomera granice našeg poimanja, sugerišući da je struktura stvarnosti možda fundamentalno sačinjena od informacija i veza, a ne od prostora i vremena.

Zaključak: Kosmos je čudniji nego što možemo zamisliti

Od Higsovog polja koje nam daje masu kroz interakciju, preko širenja samog tkiva svemira brže od svetlosti, do trenutnih kvantnih veza koje prkose udaljenosti, moderna fizika nam otkriva da je stvarnost daleko od naše svakodnevne intuicije. Ove ideje nas teraju da preispitamo temelje onoga što smatramo realnim, podsećajući nas da smo tek na početku razumevanja dubokih i elegantnih zakona koji upravljaju kosmosom. Ako su prostor i vreme samo posledica dubljih kvantnih veza, šta je onda zaista fundamentalna priroda stvarnosti?

YT