Erik Verlinde explică noua sa viziune asupra gravitației
Sa fim cinstiti. Materia întunecată este o durere în fund. Astronomii au mers foarte mult pentru a explica de ce trebuie să existe și să existe în cantități uriașe, totuși rămâne ascuns. Necunoscut. Nu emite energie vizibilă, dar aparent suficient de puternică pentru a împiedica galaxiile din ciorchini să se dezlănțuie ca caii sălbatici, este peste tot în cantități mari. Care sunt lucrurile - axioni, muierilor, gravitino, Particule de Kaluza Klein?
S-a estimat că 27% din toată materia din univers este invizibilă, în timp ce totul, de la sandvișurile PB&J până la quasars reprezintă doar 4,9%. Dar o nouă teorie a gravitației propusă de fizicianul teoreticErik Verlinde de la Universitatea din Amsterdam a descoperit o modalitate de a se dispensa de lucrurile neplăcute.
Spre deosebire de viziunea tradițională a gravitației ca forță fundamentală a naturii, Verlinde o consideră ca o proprietate emergentăde spațiu. Emergence este un proces în care natura construiește ceva mare folosind piese mici, simple, astfel încât creația finală prezintă proprietăți pe care biții mai mici nu le au. Ia un fulg de zăpadă. Simetria complexă a unui fulg de zăpadă începe atunci când o picătură de apă îngheață pe o particulă minusculă de praf. Pe măsură ce fulgul în creștere scade, vaporii de apă se îngheață pe acest cristal original, aranjându-se în mod natural într-o structură hexagonală (cu șase fețe) de o frumusețe deosebită. Senzația de temperatură este un alt fenomen emergent, care rezultă din mișcarea moleculelor și atomilor.
La fel și cu gravitația, care, după Verlinde, apare din entropie. Cu toții știm despre entropie și dormitoare dezordonate, dar este ceva mai subtil decât asta. entropia este o măsură a tulburării într-un sistem sau, altfel spus, numărul de stări microscopice diferite în care se poate afla un sistem. Una dintre cele mai cool descrieri ale entropiei pe care am auzit-o are legătură cu căldura pe care o radiază corpul nostru. Pe măsură ce energia se disipează în aer, creează o stare mai dezordonată în jurul nostru, reducând în același timp propria noastră entropie personală pentru a ne asigura supraviețuirea. Dacă nu am scăpa de căldura corporală, în cele din urmă am deveni dezorganizați (supraîncălziți!) Și vom muri.
Emergent sau gravitația entropică, așa cum se numește noua teorie, prezice exact aceeași abatere a ratelor de rotație a stelelor din galaxiile atribuite în prezent materiei întunecate. Gravitatea apare în viziunea lui Verlinde din modificările elementelor fundamentale de informații stocate în structura spațiului-timp, acel continuum în patru dimensiuni dezvăluit de teoria generală a relativității a lui Einstein. Într-un cuvânt, gravitația este o consecință a entropiei și nu o forță fundamentală.
Spațiul-timp, care cuprinde cele trei dimensiuni familiare pe lângă timp, este flexibil. Masa transformă țesătura 4-D în dealuri și văi care direcționează mișcarea obiectelor mai mici din apropiere. Soarele nu „atrage” atât de mult pe Pământ, cât a fost prevăzut de Isaac Newton, dar creează un mare pucker în spațiu-timp pe care Pământul se învârte în jurul său.
Într-o Articolul 2010, Verlinde a arătat cum legea de gravitate a lui Newton, care descrie totul de la felul în care merele cad din copaci până la galaxii mici care orbitează mari galaxii, derivă din aceste blocuri de construcție microscopice.
Ultima sa lucrare, intitulată Gravitatea emergentă și universul întunecat, intră în contribuția energiei întunecate la amestec. Entropia asociată cu energia întunecată, o formă încă necunoscută de energie responsabilă de accelerarea expansiunii universului, transformă geometria spațiului într-un mediu elastic.
„Constatăm că răspunsul elastic al acestui mediu„ energie întunecată ”ia forma unei forțe gravitaționale„ întunecate ”în plus, care pare să se datoreze„ materiei întunecate ”, scrie Verlinde. „Deci fenomenele de materie întunecată observate sunt o rămășiță, un efect de memorie, al apariției spațiu-timpului împreună cu materia obișnuită din ea.”
Voi fi primul care va spune cât de complex este conceptul lui Verlinde, înfășurat într-o entropie de legătură arcanică, câmpuri de tensiune și principalul holografic, dar ideea de bază, că gravitația nu este o forță fundamentală, creează o nouă modalitate fascinantă de a privi un chip vechi.
Fizicienii au încercat zeci de ani să concilieze gravitația cu fizica cuantică cu puțin succes. Și, în timp ce teoria lui Verlinde ar trebui să fie luată pe bună dreptate cu un bob de sare, el poate oferi o modalitate de a combina cele două discipline într-o singură narațiune care descrie modul în care totul, de la căderea merelor până la găurile negre, este conectat într-o singură teorie coerentă.
