Grawitacja nie istnieje

Ciężko jest sobie wyobrazić bardziej fundamentalny i wszechobecny aspekt życia na Ziemi niż grawitacja. Ale co, jeśli to wszystko jest iluzją lub efektem ubocznym czegoś, co odbywa się na dalszych poziomach rzeczywistości?

Tak uważa 48-letni Erik Verlinde, znany teoretyk, profesor fizyki na Uniwersytecie w Amsterdamie, którego twierdzenie, że grawitacja jest w rzeczywistości iluzją, powoduje niekończące się sprzeczki między fizykami lub przynajmniej tymi, którzy utrzymują, że rozumieją, o co chodzi…

Odwracając logikę, która przyświecała trzem wiekom nauki, utrzymuje w artykule zatytułowanym “On the Origin of Gravity and the Laws of Newton”, że siła grawitacji jest konsekwencją praw termodynamiki.

– Dla mnie grawitacja nie istnieje – mówi Verlinde, który pojechał ostatnio do USA, by ogłosić swoje spostrzeżenia. Verlinde należy do grupy fizyków, którzy uważają, że nauka postrzega grawitację w zły sposób i że jest coś bardziej podstawowego, z czego dopiero “wyłania się” ta siła. Tak samo jak zbiorowe zachowanie poszczególnych inwestorów wpływa na giełdę papierów wartościowych lub mechanika atomów na elastyczność.

Postrzeganie grawitacji w ten sposób może, jak utrzymują naukowcy, rzucić trochę światła na niektóre nurtujące kwestie, tj. ciemna energia (swego rodzaju przeciwieństwo grawitacji, które wywołuje rozszerzanie się wszechświata) lub ciemna materia (która jest niezbędna, do powstawania galaktyk).

Włosy lubią się skręcić, gdy jest ciepło i wilgotno. W naturze jest o wiele więcej okoliczności, w których włosy się kręcą niż sytuacji, w których pozostają proste. Natura lubi wybór. Żeby więc wyeliminować te możliwości i wyprostować włosy, musisz użyć siły.

Zapomnij o zakrzywionej przestrzeni albo przerażającej sile przyciągania z oddali, opisanych przez równania Newtona tak dokładnie, że można dzięki nim nawigować wśród pierścieni Saturna. Siła, którą nazywamy grawitacją, jest po prostu produktem ubocznym inklinacji przyrody do maksymalizowania chaosu.

Część światowej sławy fizyków nie rozumie publikacji Verlinde’a, wielu podchodzi do tych nowinek sceptycznie. Ale część równie znamienitych naukowców twierdzi, że Verlinde dostarczył świeżego spojrzenia na problemy nurtujące od lat naukowców – przestrzeń, czas i grawitację – nawet, jeśli jeszcze nie znalazł na nie odpowiedzi.

– Zainspirował wiele ciekawych dyskusji. To bardzo interesująca kolekcja idei, która dotyka spraw, których nie rozumiemy w naszym wszechświecie – mówi Andrew Strominger z Uniwersytetu Harvarda.

Verlinde z pewnością nie zwariował. Wraz ze swoim bratem Hermanem, profesorem z Uniwersytetu Princetown, są znanymi bliźniakami. Urodzili się w 1962 r. w Woudenberg (Holandia). Inspiracją do ich dalszych wspólnych dociekań stała się seria programów emitowanych w telewizji w latach 70., które mówiły o fizyce cząstek elementarnych i czarnych dziurach.

W latach 70 XX wieku Jacob Bekenstein z Uniwersytetu Hebrajskiego i Stephen Hawking z Uniwersytetu Cambridge odkryli tajemnicze powiązanie między czarnymi dziurami i termodynamiką (czarne dziury to obiekty astronomiczne, będące źródłem na tyle silnego pola grawitacyjnego, że niemożliwe jest przesłanie przezeń na zewnątrz żadnej informacji – def. za PWN) . W 1974 roku Hawking odkrył, że kiedy weźmiemy pod uwagę efekty kwantowe, czarne dziury rozjaśnią się i ostatecznie eksplodują.

Te wybuchające czarne dziury (na razie w teorii, bo w rzeczywistości nie zaobserwowano takich przypadków) pokazały nową odsłonę natury. Czarne dziury są w efekcie hologramami – jak motywy 3-D, które są na kartach bankowych. Wszystkie informacje na temat tego, czego brakuje w środku, są zakodowane na ich powierzchni.

“Reguła hologranów” zakłada, że wszyscy być może jesteśmy odbiciem procesów zachodzących w odległej dwuwymiarowej przestrzeni. Juan Maldacena jako przykład takiej zależności przywołuje model wszechświata przypominający puszkę zupy. Wszystko, co dzieje się wewnątrz puszki (także grawitacja), jest zakodowane na etykiecie na zewnętrznej warstwie puszki, gdzie jest o jeden wymiar mniej. 

Thanu Padmanabhan z Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics w Pune w Indiach zajął się tematem “indukowanej grawitacji” w kilku swoich publikacjach w ciągu ostatnich lat. Padmanabhan uważa, że związek z termodynamiką sięga o wiele dalej niż równania Einsteina.

Kiedy Erik Verlinde przygotowywał się do powrotu z wakacji, które w zeszłym roku spędzał na południu Francji, został okradziony. Złodziej zabrał laptopa, klucze, paszport, wszystko. “Musiałem zostać tydzień dłużej” – wspomina. “I wtedy wpadłem na pomysł”.

Jego brat otrzymał serię e-maili. W pierwszym Erik napisał, że musi zostać dłużej. W drugim, że wpadł na coś interesującego. W trzecim – że wie, jak wyprowadzić prawa Newtona z pierwszej zasady. “Co się tam dzieje?”, “Co on wypił?” – zastanawiał się brat bliźniak.

Kiedy następnego dnia rozmawiali, wszystko nabrało sensu, przynajmniej dla Hermana. “To interesujące, w jaki sposób konieczność zmiany planów prowadzi do zupełnie innych przemyśleń” – powiedział.

Wyobraź sobie wszechświat jako pudełko z literkami do gry Scrabble. Jest tylko jeden szyk liter, który układa się w słowa Gettysburg Address, ale liczba kombinacji, które nie mają najmniejszego sensu, jest astronomiczna. Wstrząśnij tym pudełkiem. To tylko wzmoże nieporządek i spowoduje rozmycie informacji, ponieważ litery ułożą się w zupełnie inne konfiguracje. Czy to może być grawitacja?

Podczas lunchu w Nowym Jorku Verlinde zastanawiał się nad swoimi doświadczeniami z ostatnich 6 miesięcy. Powiedział, że po prostu poddał się intuicji. “Kiedy ta idea pojawiła się w mojej głowie, byłem bardzo podekscytowany; wpadłem nawet w euforię” powiedział Verlinde. “Rzadko zdarza się szansa powiedzenia czegoś nowego o prawach Newtona” – dodał. Mówił, że przyjaciele zachęcali go, by “wyszedł przed orkiestrę” i że nie ma nic do stracenia. “Jeśli ktoś mi udowodni, że się mylę, i tak czegoś się nauczymy. Zignorowanie tego byłoby najgorszą rzeczą, jaka mogłaby się przydarzyć” – dodał.

Podczas rozmowy z fizykami w Nowym Jorku ktoś powiedział Verlinde, że nowa teoria grawitacji jest jak “nowe szaty cesarza”.