Magnet, který porazil Zemi

Pojďme si povědět něco, co vám navždy změní pohled na magnety na lednici.

Vemte jeden z těch malých magnetů, které používáte na účtenky z obchodu. Teď přiložte kancelářskou svorku. Cítíte to? Magnet tu svorku bez námahy zvedá a drží ji proti celé gravitační síle obrovské planety.

Když se nad tím zamyslíte, je to docela šílené. Země je obrovská. Mluvíme o čísle kolem 6,6 sextilionu tun. A přesto ten malinkatý magnet na vaší lednici vyhrává souboj, aniž by se zapotil.

Fyzikové si nad tím lámu hlavu už dlouho. Gravitace je totiž v porovnání s ostatními silami podezřele slabá. A nemyslím tím trochu slabší. Je to propastný rozdíl.

Čísla, která berou dech

Pojďme si to uvést na pravou míru pomocí čísel, která se skoro nedají pochopit.

Vezměme atom. Srovnejme sílu, kterou elektron přitahuje k protonu pomocí elektromagnetismu, a sílu gravitace. Elektromagnetická síla vyhrává v poměru přibližně jedna ku miliardě miliard miliard miliard.

Jednička a za ní 39 nul.

Jinak řečeno: kdyby elektromagnetická síla byla Empire State Building, gravitace by byla... no, v podstatě jeden jediný elektron. Ve velmi, velmi malém měřítku.

A to, co fyziky nenechává spát: nikdo pořádně neví, PROČ je gravitace tak zoufale slabá.

Myšlenka, která zamotá hlavu

Tady to začíná být opravdu zajímavé.

V roce 1998 tři fyzikové — Nima Arkani-Hamed, Savas Dimopoulos a Gia Dvali — přišli s něčím, co zní jako scénář ze sci-fi. Co když gravitace ve skutečnosti není slabá? Co když jen PŮSOBÍ slabě, protože uniká do rozměrů, které nevidíme?

Představte si to takhle. Rozsvítíte v malé místnosti a světlo rychle vyplní prostor, působí jasně. Ale ve velkém skladišti? Stejné světlo se rozptýlí a působí slaběji, protoď má mnohem víc místa kam expandovat.

Tito fyzici navrhli podobnou věc pro gravitaci. Zatímco elektromagnetismus a další síly jsou uvězněny v našich třech rozměrech prostoru, gravitace možná má přístup k více. Ke skrytým rozměrům. K extra směrům, které naše oči ani přístroje nedokážou zachytit.

Gravitace tedy není slabá — je naředěná. Rozptýlená do více rozměrů, než jsme schopni vnímat.

Proč to dává smysl

Tady přichází ta lepší část. Matematika totiž vychází.

Pravděpodobně si pamatujete ze školy, že povrch koule roste s druhou mocninou poloměru. Zdvojnásobíte vzdálenost od zdroje světla a světlo se rozptýlí na čtyřikrát větší plochu. Slábne odpovídajícím způsobem.

Ale to je proto, že žijeme ve třech rozměrech. Kdybychom existovali ve dvou rozměrech, obklopovali bychom věci kruhy místo koulí. Obvod kruhu roste pouze s poloměrem — mnohem pomaleji než povrch koule.

To znamená, že síly se chovají různě podle toho, v kolika rozměrech působí. A pokud má gravitace k dispozici extra rozměry, do kterých může proudit, přirozeně se v našem třírozměrném výseku reality jeví jako slabší.

Hledání mikroskopických černých děr

Jak ale vědci tuhle šílenou myšlenku vůbec testují?

Tady přichází to vzrušující: pokud existují malinkaté skryté rozměry, možná najdeme důkaz ve formě neuvěřitelně malých černých děr.

Tady je ta logika. Normálně vznikají černé díry, když masivní hvězdy zkolabují pod vlastní gravitací. Ale pokud gravitace zesílí na velmi, velmi malých škálách — menších než cokoli, co jsme kdy zkoumali — pak by bylo možné vytvořit černé díry s mnohem menším množstvím hmoty.

Fyzikové je aktivně hledají pomocí částicových urychlovačů jako je Velký hadronový srážeč. Kdyby je našli, bylo by to přímým důkazem, že extra rozměry existují.

Co by to znamenalo

Představte si na chvíli, že je tato teorie správná. To znamená, že právě teď, zatímco toto čtete, gravitace vašeho těla přitahuje objekty v rozměrech, které nevidíte. Tah vaší hmoty se rozšiřuje do neviditelných směrů, ředí se víc, než jsme si kdy dokázali představit.

Je to podivná myšlenka, že? Síla, která drží vaše nohy na zemi, která udržuje planety na oběžných drahách, která formuje osud galaxií — možná je jen šepotem svého skutečného já, unikajícím do realit, které jsme ještě neobjevili.

Žijeme v třírozměrné bublině, zatímco skutečná podstata gravitace funguje způsoby, které si sotva dokážeme představit.

Nevím jak vy, ale já už na magnet na lednici budu koukat úplně jinak. To, co se zdá obyčejné, může být jen náznakem něčeho hluboce podivného na vesmíru, který nazýváme domovem.