Så her er noget vildt at tænke over.
Forestil dig dette: Du holder et atom – ét enkelt, lille atom – og du gør noget ved det, så det eksisterer på to steder på samme tid. Det er kvantesuperposition, og det er en af de ting, der lyder fuldstændig skør, indtil man husker, at atomer faktisk gør dette hele tiden, når man ikke kigger.
Nu slipper du det.
Hvad sker der?
Det er præcis det, et hold fysikere lige har testet, og ærligt talt? Svaret, de fandt, er både indlysende og absolut fascinerende på samme tid.
De to konger af fysikken (som ikke kommer godt ud af det med hinanden)
Lad mig forklare, hvorfor dette eksperiment er vigtigt, for det involverer to af de største ting inden for hele videnskaben, der ikke spiller sammen.
På den ene side har du kvantemekanikken – teorien, der forklarer, hvordan atomer og små partikler opfører sig. Den er mærkelig, den er modintuitiv, og den fungerer smukt. Partikler kan være i flere tilstande på én gang. De kan tunneler gennem vægge. De kan være forbundet på måder, der får Einstein selv til at føle sig utryg (han kaldte det berømt for "spøgelsesagtig virkning på afstand").
På den anden side har du Einsteins tyngdelovsteori – den generelle relativitetsteori. Det er teorien, der forklarer, hvorfor ting falder, hvordan planeter kredser, og hvorfor tiden bevæger sig forskelligt afhængigt af, hvor hurtigt du bevæger dig, eller hvor tæt du er på et massivt objekt. Den er elegant, den er blevet bevist rigtig utallige gange, og den beskriver universet på kosmisk skala.
Her er problemet: Disse to teorier hader hinanden.
Jeg mener, de hader ikke bogstaveligt talt hinanden – det er fjollet – men fysikere har brugt næsten et århundrede på at forsøge at kombinere dem til én samlet teori, og ingen er lykkedes med det endnu. De fungerer hver især perfekt inden for deres egne domæner, men i det øjeblik man forsøger at anvende begge på samme tid, bryder tingene sammen.
Det er som at have to venner, der hver især er fantastiske, men som bliver til en komplet katastrofe, når de er i samme rum sammen.
Hvad gjorde disse videnskabsfolk egentlig?
Eksperimentet, der blev offentliggjort i Science Advances, blev ledet af forskere fra Ben-Gurion University of the Negev, Ulm Universitet og Oxford Universitet – inklusive den legendariske Roger Penrose, der bogstaveligt talt har vundet en Nobelpris for sit arbejde inden for fysik.
Det, de byggede, kaldes et kvante-Galileo-interferometer. Jeg ved, jeg ved – det er mange fancy ord. Men her er den simple version:
De tog skyer af rubidiumatomer (superkolde, næsten ved det absolutte nulpunkt) og delte hvert atoms kvantebølge i to separate baner. Den ene bane blev holdt på plads af omhyggeligt kontrollerede magnetfelter. Den anden bane fik lov til at falde frit, ligesom en bold, du har kastet op i luften.
Så – her er den seje del – bragte de de to baner tilbage sammen og observerede, hvordan bølgerne interfererede med hinanden.
Tænk på det som at slippe to småsten i en dam på lidt forskellige tidspunkter og se, hvordan ringene interagerer. Forskellen i disse ringer fortæller dig noget om, hvad der skete med hver sten under dens lille rejse.
Ækvivalensprincippet får et kvanteløft
Nu kommer Einstein tilbage i billedet.
Einsteins ækvivalensprincip er en af grundpillerne i hans tyngdelovsteori. Den grundlæggende idé er smuk og enkel: Tyngdekraft og acceleration er umulige at skelne fra hinanden. Hvis du er i et lukket rum, kan du ikke afgøre, om du føler vægt, fordi du står på Jorden, eller fordi rummet accelereres gennem rummet. En person i frit