A może fizyka: piętrowa konstrukcja teorii, cząstek, pól, grawitacji i energii — to tylko cień rzucany przez coś głębszego? A może to po prostu czysta, wręcz zimna geometria? Tam nie ma masy, nie ma koloru, nie ma czasu. A mimo to zna odpowiedzi na pytania, których nawet nie umiemy jeszcze dobrze zadać.
Fizyka ów koncept zaczyna traktować całkiem serio. I jeśli okaże się, że ten kierunek jest właściwy — cała dotychczasowa mapa służąca do "pojmowania naszej rzeczywistości" pójdzie do kosza. W zamian dostaniemy coś o wiele bardziej niepokojącego: świat jako struktura, a nie zdarzenie.
Fizyka ma kryzys. Teoria strun zaplątała się w swoje własne wymiary. Model standardowy nie wyjaśnia ciemnej materii ani grawitacji. Wielu fizyków — i tych na froncie cząstek, i tych z uniwersytetów w Cambridge czy Princeton — wie, że tkwimy w ślepej uliczce. Eksperymenty kosztują miliardy, a odkrycia ledwo wstrząsają wykresami.
W całym tym krajobrazie geometria pojawia się nie jako dekoracja, ale jako kandydat na tron. Może cała fizyka nie jest zbudowana z cząstek, ale z relacji między nimi? Może cząstki to tylko efekty uboczne struktur geometrycznych?
Jeżeli to by się udało, doszłoby do przeformułowania całej fizyki w ramach "języka", który nie potrzebuje czasoprzestrzeni, by wyjaśniać zjawiska.
Nima Arkani-Hamed i Jaroslav Trnka zszokowali świat, gdy pokazali, że można opisać procesy zderzeń cząstek bez diagramów Feynmana. Bez czasoprzestrzeni. Bez kwantowego żargonu. Ich rozwiązaniem był amplituhedron — geometryczny obiekt, którego objętość odpowiada prawdopodobieństwom konkretnych zderzeń.
Zgodnie z intuicją, nie powinien on być tak skuteczny. Ale działa. Lepiej, szybciej i skuteczniej, niż wszystko, co mieliśmy dotąd. W świecie fizyki, gdzie każdy przecinek trzeba uzasadnić równaniem, amplituhedron nie pasuje do niczego, ale działa doskonale. Tyle że na razie tylko dla bardzo prostych scenariuszy. To natomiast jest problem, który jest do rozwiązania.
W fizyce teoretycznej jest według niektórych krytyków za dużo hipotez, za mało dowodów. Geometria nie jest tu więc fanaberią, lecz próbą powrotu do matematycznej elegancji.
Niezwykle kontrowersyjnym jest pomysł o tym, że czasoprzestrzeń nie jest pierwotna. Że nie istnieje, dopóki nie pojawi się obserwator. Albo — że jest tylko skutkiem ubocznym. Tak właśnie traktuje ją podejście oparte na twistorach i spinorach — struktury geometryczne, które nie są osadzone w czasoprzestrzeni, tylko ją generują. To jakby powiedzieć: dopiero gdy patrzysz, świat się układa. To tak, jak z renderowaniem świata w grze. Dla oszczędzania zasobów, świat "ładuje się" wtedy, gdy spoglądasz w konkretną stronę.
Jeśli geometria okaże się rozwiązaniem naszych problemów, fizyka przestanie być samodzielną opowieścią o cząstkach i zacznie być opowieścią o strukturach. I to wywróci do góry nogami wszystko: od sposobu planowania eksperymentów, przez definicję "czasu", po pytanie o początek wszechświata. Bo skoro zupełnie zmienimy podstawy, to jak będziemy mogli zaakceptować stary porządek właściwie wszystkiego, co wypracowaliśmy w ramach niedoskonałych modeli?
Szczególnie owo podejście podoba się tym, którzy chcą prostoty. Tym, którzy nie wierzą w nadmiar bytów. Ale jednocześnie boli tych, którzy zainwestowali życie w teorię strun, supersymetrię i inne karkołomne teorie. Czyli chodzi o swego rodzaju... sentyment. Sentymenty w nauce muszą jednak oprzeć się twardym faktom.
Czytaj również: Fizyka kwantowa „nie widzi różnicy” między przeszłością, a przyszłością
Jeśli ten kierunek jest słuszny, teoria wszystkiego nie objawi nam się cudownie w równaniach. Ale będziemy znacznie bliżej jej wypracowania. Połączymy wreszcie mechanikę kwantową z grawitacją tak, jak marzą o tym całe pokolenia fizyków od ujawnienia się owego podstawowego problemu. Czy tego potrzebujemy? Jak najbardziej. Czy jesteśmy w stanie to zrobić? Prawdopodobnie tak. Czy to zmieni mój, Twój świat? Być może nie. Ale czy zmieni świat w ogóle? Bezsprzecznie.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
