Ο Erik Verlinde εξηγεί τη νέα του άποψη για τη βαρύτητα
Ας είμαστε ειλικρινείς. Η σκοτεινή ύλη είναι πόνος στην άκρη. Οι αστρονόμοι προσπάθησαν να εξηγήσουν γιατί πρέπει να υπάρχει και να υπάρχει σε τεράστιες ποσότητες, αλλά παραμένει κρυμμένο. Αγνωστος. Εκπέμποντας καμία ορατή ενέργεια, αλλά προφανώς αρκετά ισχυρή για να διατηρεί τους γαλαξίες σε σμήνη από το θόρυβο ελεύθερο όπως τα άγρια άλογα, είναι παντού σε τεράστιες ποσότητες. Ποια είναι τα πράγματα - άξονες, WIMPS, gravitinos, Σωματίδια Kaluza Klein?
Εκτιμάται ότι το 27% του συνόλου της ύλης στο σύμπαν είναι αόρατο, ενώ τα πάντα, από τα σάντουιτς PB&J έως τα κβάζαρ αντιπροσωπεύουν μόλις το 4,9%. Αλλά μια νέα θεωρία της βαρύτητας που προτείνει ο θεωρητικός φυσικόςErik Verlinde του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ βρήκε έναν τρόπο να απαλλαγεί από τα ενοχλητικά πράγματα.
Σε αντίθεση με την παραδοσιακή άποψη της βαρύτητας ως θεμελιώδους δύναμης της φύσης, η Verlinde την βλέπει ως αναδυόμενη ιδιοκτησίατου χώρου. Η εμφάνιση είναι μια διαδικασία όπου η φύση χτίζει κάτι μεγάλο χρησιμοποιώντας μικρά, απλά κομμάτια, έτσι ώστε η τελική δημιουργία να εμφανίζει ιδιότητες που τα μικρότερα κομμάτια δεν έχουν. Πάρτε μια νιφάδα χιονιού. Η περίπλοκη συμμετρία μιας νιφάδας χιονιού ξεκινά όταν ένα σταγονίδιο νερού παγώνει σε ένα μικροσκοπικό σωματίδιο σκόνης. Καθώς η αυξανόμενη νιφάδα πέφτει, οι υδρατμοί παγώνουν πάνω σε αυτόν τον αρχικό κρύσταλλο, τοποθετώντας φυσικά σε μια εξαγωνική (έξι όψεων) δομή εξαιρετικής ομορφιάς. Η αίσθηση της θερμοκρασίας είναι ένα άλλο αναδυόμενο φαινόμενο, που προκύπτει από την κίνηση μορίων και ατόμων.
Το ίδιο και με τη βαρύτητα, η οποία σύμφωνα με τον Verlinde, προκύπτει από εντροπία. Όλοι γνωρίζουμε για εντροπία και ακατάστατα υπνοδωμάτια, αλλά είναι λίγο πιο λεπτό από αυτό. Εντροπία είναι ένα μέτρο διαταραχής σε ένα σύστημα ή με άλλα λόγια, ο αριθμός των διαφορετικών μικροσκοπικών καταστάσεων που μπορεί να είναι ένα σύστημα. Μία από τις πιο όμορφες περιγραφές της εντροπίας που έχω ακούσει έχει να κάνει με τη θερμότητα που ακτινοβολεί το σώμα μας. Καθώς αυτή η ενέργεια διαλύεται στον αέρα, δημιουργεί μια πιο άτακτη κατάσταση γύρω μας, ενώ ταυτόχρονα μειώνει την προσωπική μας εντροπία για να διασφαλίσει την επιβίωσή μας. Εάν δεν απαλλαγούμε από τη θερμότητα του σώματος, τελικά θα αποδιοργανωθούμε (υπερθέρμανση!) Και θα πεθάνουμε.
Αναδυόμενος ή εντροπική βαρύτητα, όπως ονομάζεται η νέα θεωρία, προβλέπει την ίδια ακριβώς απόκλιση στους ρυθμούς περιστροφής των αστεριών στους γαλαξίες που αποδίδονται σήμερα στη σκοτεινή ύλη. Η βαρύτητα αναδύεται κατά την άποψη του Verlinde από αλλαγές σε θεμελιώδη κομμάτια πληροφοριών που είναι αποθηκευμένα στη δομή του χωροχρόνου, το τετραδιάστατο συνεχές που αποκαλύφθηκε από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Με μια λέξη, η βαρύτητα είναι συνέπεια εντροπίας και όχι θεμελιώδους δύναμης.
Ο χωροχρόνος, που αποτελείται από τις τρεις γνωστές διαστάσεις εκτός από το χρόνο, είναι ευέλικτος. Μαζική στρέβλωση του 4-D υφάσματος σε λόφους και κοιλάδες που κατευθύνουν την κίνηση μικρότερων αντικειμένων κοντά. Ο Ήλιος δεν «τράβηξε» τόσο πολύ στη Γη, όπως οραματίστηκε από τον Ισαάκ Νεύτωνα, αλλά δημιουργεί ένα μεγάλο σκασίμα στο χωροχρόνο που η Γη κυλάει.
Σε ένα Άρθρο 2010Ο Verlinde έδειξε πώς ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα, ο οποίος περιγράφει τα πάντα, από το πώς πέφτουν τα μήλα από τα δέντρα έως τους μικρούς γαλαξίες που περιστρέφονται σε τροχούς μεγάλων γαλαξιών, προέρχεται από αυτά τα υποκείμενα μικροσκοπικά δομικά στοιχεία.
Η τελευταία του εργασία, με τίτλο Αναδυόμενη βαρύτητα και το σκοτεινό σύμπαν, ερευνά τη συνεισφορά της σκοτεινής ενέργειας στο μείγμα. Η εντροπία που σχετίζεται με τη σκοτεινή ενέργεια, μια ακόμη άγνωστη μορφή ενέργειας υπεύθυνη για την επιταχυνόμενη επέκταση του σύμπαντος, μετατρέπει τη γεωμετρία του χωροχρόνου σε ένα ελαστικό μέσο.
«Βρίσκουμε ότι η ελαστική απόκριση αυτού του μέσου« σκοτεινής ενέργειας »παίρνει τη μορφή μιας επιπλέον« σκοτεινής »βαρυτικής δύναμης που φαίνεται να οφείλεται στη« σκοτεινή ύλη »», γράφει ο Verlinde. "Έτσι, τα φαινόμενα σκοτεινής ύλης που παρατηρούνται είναι ένα απομεινάρια, ένα φαινόμενο μνήμης, της εμφάνισης του χωροχρόνου μαζί με τη συνηθισμένη ύλη σε αυτό."
Θα είμαι ο πρώτος που θα πει πόσο περίπλοκη είναι η ιδέα του Verlinde, τυλιγμένη σε εντροπία εμπλοκής, τανυστικά πεδία και την ολογραφική αρχή, αλλά η βασική ιδέα, ότι η βαρύτητα δεν είναι θεμελιώδης δύναμη, δημιουργεί έναν συναρπαστικό νέο τρόπο ένα παλιό πρόσωπο.
Οι φυσικοί προσπάθησαν εδώ και δεκαετίες να συνδυάσουν τη βαρύτητα με την κβαντική φυσική με λίγη επιτυχία. Και ενώ η θεωρία του Verlinde πρέπει σωστά να ληφθεί με έναν κόκκο αλατιού, μπορεί να προσφέρει έναν τρόπο να συνδυάσει τις δύο πειθαρχίες σε μια ενιαία αφήγηση που περιγράφει πώς τα πάντα, από τα πτώση των μήλων έως τις μαύρες τρύπες, συνδέονται σε μια συνεκτική θεωρία.
