Complexitatea uimitoare a gravitației. Cât de mult știm, de fapt, despre această forță fundamentală?
Gravitația este, probabil, cea mai cunoscută dintre cele patru forțe fundamentale. Aceasta ne influențează în fiecare moment al vieții noastre și pare și cel mai ușor de înțeles. La un nivel de bază este forța care permite Soarelui să mențină planetele pe orbitele lor și forța care ne ține pe Pământ. Însă, simplitatea aparentă a gravitației ascunde un fenomen profund, subtil și complex.
Când Newton a propus modelul său de gravitație universală, a fost extrem de criticat. Cum poate Luna „să detecteze” prezența Pământului și „să știe” că va fi trasă într-o anumită direcție? Totuși, din moment ce modelul lui Newton a fost atât de precis realizat, problema acțiunii-la-distanță a fost în mare parte dată uitării, asta pentru că oamenii de știință din acele vremuri nu au reușit să deslușească pe deplin fenomenul. Indiferent de modul în care masele ajung să se influenţeze reciproc, pe baza modelului lui Newton se putea calcula mișcarea acestora. O altă dificultate a ajuns să fie problema cu 3 corpuri. Calculul mișcării gravitaționale a oricăror două mase a fost simplu, dar mișcarea a trei sau mai multe mase a fost imposibil de calculat exact în acea vreme.
La începutul anilor 1900 s-a constatat că, de fapt, gravitaţia nu este o forță. În modelul lui Einstein, gravitaţia nu este o forță, ci mai degrabă o deformare a spațiului-timp. Practic, masa îi spune spațiului cum să se curbeze, iar spațiul îi spune masei cum să se deplaseze. Relativitatea generală nu este doar un truc matematic pentru a calcula, în mod corect, forța gravitaţională cu care interacţionează obiectele. Aceasta face predicții unice cu privire la comportamentul luminii și materiei, care sunt diferite de predicţiile bazate pe ideea că gravitaţia este o forţă. Într-adevăr, spațiul se curbează și, în consecinţă, obiectele sunt deviate şi nu mai urmează o traiectorie dreaptă, ca şi cum asupra lor ar acţiona o forță.
Astăzi, putem descrie cu exactitate mișcările stelelor și ale planetelor. Problema apare atunci când dorim să descriem obiecte mici cu gravitație puternică, cum ar fi primele momente ale Big Bang-ului. Fără o teorie completă a gravitației cuantice nu vom înțelege pe deplin primele momente ale Universului. Știm din observații că Universul timpuriu a fost foarte mic și foarte dens. Conform relativităţii generale, aceasta însemnă că Universul a început ca o singularitate. Cu toate acestea, cei mai mulți cosmologi nu cred că Universul a început ca o singularitate, dar fără o teorie a gravitației cuantice nu putem fi siguri.
Constanta cosmologică este în acord cu ceea ce observăm, dar există și alte modele teoretice pentru energia întunecată care respectă datele observaţionale. În cazul în care energia întunecată se datorează într-adevăr constantei cosmologice, atunci constanta trebuie să aibă o valoare foarte apropiată de zero, de aproximativ 10-122. De ce ar avea o constantă o valoare atât de apropiată de zero? De ce ar exista această constantă dacă relativitatea generală nu o impune? Încă nu știm aceste aspecte…
Citiți și:
Einstein, confirmarea finală – undele gravitaţionale
Ecourile ce au fost descoperite în undele gravitaţionale sfidează în mod evident teoria relativităţii generale a lui Einstein
Cosmosul fără Gravitație (I)
yogaesoteric
23 aprilie 218