Když matematika náhodou potvrdí i ty nejbláznivější teorie

Fyzici už desítky let bojují s jedním velkým problémem. Mají dvě úspěšné teorie, které se spolu prostě nesnesou. Einsteinova obecná teorie relativity skvěle popisuje gravitaci ve velkém měřítku. Kvantová mechanika zase vysvětluje chování nejmenších částic. Když je ale dáte dohromady, vzniká chaos.

Problém s gravitační částicí

Všechny ostatní síly v přírodě mají své posly. Elektromagnetismus přenášejí fotony. Silnou jadernou sílu zase gluony. Gravitace ale žádný takový posel nemá. Fyzici o něm mluví jako o gravitonu, ale zatím ho nikdo neobjevil. Bez toho není možné spojit gravitaci s kvantovou teorií a vytvořit skutečnou teorii všeho.

String theory, která ne a ne odejít

Už v šedesátých letech přišel někdo s nápadem, který zněl naprosto šíleně. Co když jsou všechny částice a síly vlastně jen vibrující struny? Různé vzorce vibrací by pak vytvářely různé částice. Myšlenka byla odvážná a slibovala řešit spoustu problémů. Jenže vyžadovala, aby vesmír měl deset dimenzí místě čtyř, které vidíme. A hlavně – nedávala žádné předpovědi, které by se daly ověřit v laboratoři. Po velké popularitě v devadesátých letech se proto dostala na vedlejší kolej.

Nový přístup z Caltechu

Tým pod vedením Clifforda Cheunga z Caltechu zkusil něco jiného. Namísto toho, že by začali se string theory, si vybrali jen čtyře základní pravidla, podle kterých by se měl vesmír chovat. Patří mezi ně jednotkovost pravděpodobností, stejná platnost fyzikálních zákonů všude a chování při extrémně velkých energiích. A nakonec i požadavek na jednoduchost matematického popisu.

Výsledek je překvapivý. Když tyto pravidla aplikovali na matematiku, objevily se přesně ty rovnice, které string theory předpovídala už dříve. Dvě klíčové funkce – Venezianoova a Virasoro-Shapirova – se objevily zcela přirozeně.

Co to vlastně znamená

Tento výsledek není důkazem, že string theory je pravdivá. Nešlo o žádný pokus v laboratoři. Tyto hypotetických struny jsou tak malé, že je nemůžeme přímo pozorovat. Ale ukazuje se, že string theory není jen náhodný nápad. Může vycházet přirozeně z jednoduchých předpokladů o fungování vesmíru.

Proč by nás to mělo zajímat

Fyzici stále hledají tu teorii všeho. Tento výsledek nenå vede příma k cíli, ale naznačuje, že směr můžeme mít správný. A zároveň ukazuje, jak i složité myšlenky mohou vycházat z jednoduchých začátků. To je něco, kter<|eos|>