Fysiikan suurimpia ratkaisemattomia kysymyksiä on, miten näennäisen yhteensopimattomat gravitaatio ja kvanttifysiikka yhdistyvät kvanttigravitaation teoriaksi. Alan menestyneimmät asiantuntijat ovat työskennelleet aiheen parissa vuosikymmeniä, mutta tuhansista julkaisuista huolimatta kvanttigravitaation selittävää kaiken teoriaa ei ole näkynyt eikä kuulunut, paitsi teoreetikon haaveissa.

Teorian puuttumisen lisäksi kvanttigravitaation vaikeutena on sen kokeellinen testaaminen. Gravitaation kvantti-ilmiöiden kun pitäisi tulla näkyviin vasta ns. Planckin energialla eli alkuräjähdyksen kaltaisissa ääriolosuhteissa. Planckin energia on karkea suuruusluokkaennuste, joka saadaan yhdistämällä gravitaation ja kvanttifysiikan tunnetut luonnonvakiot energianlaatuiseksi luvuksi.

Suurin toivomme saavuttaa Planckin skaala onkin katsoa menneisyyteen, kohti alkuräjähdystä. Kiitos säteilyn rajallisen nopeuden, menneisyyteen katsominen onnistuu katsomalla riittävän kauas.

Teoriasta tiedämme, että alkuräjähdyksestä saapuu kaiken sorttista säteilyä, mm. neutriinoita, sähkömagneettista ja gravitaatiosäteilyä. Alkuräjähdys säteilee siis korvaamatonta tietoa perimmäisistä luonnonlaeista. Ongelma on heikon signaalin havaitseminen kaiken kohinan keskeltä.

Sähkömagneettista mikroaaltotaustaa on havaittu jo 60-luvulta lähtien ja tästä säteilystä on erityisesti viime vuosikymmenten tarkkuusmittausten myötä tullut merkittävimpiä kosmologisia havaintolähteitä. Havaitsemamme mikroaaltotausta ei kuitenkaan ole lähtöisin aivan maailmankaikkeuden korkeaenergisimmistä varhaisvaiheista, joten sen sisältämä tieto alkuräjähdyksestä on epäsuorempaa kuin vaikkapa (toistaiseksi) havaitsemattoman gravitaatiotaustasäteilyn kuljettama informaatio.

Meidän ei kuitenkaan välttämättä tarvitse nähdä Planckin skaalan syvyydelle alkuräjähdykseen, jotta voisimme saada havaintotietoa kvanttigravitaatiosta ja kaiken teoriasta. Nimittäin energia ei jakaudu kaikkien hiukkasten kesken tasan, vaan jakaumalla on matala- ja korkeaenergiset häntänsä. Tämä jää huomiotta, kun lasketaan vain keskiarvoihin perustuvia suuruusluokka-arvioita.

Hiukkasten energiajakauman häntä näkyy esimerkiksi Einsteinin selittämässä Brownin liikkeessä, kun pölyhitu saa potkuja erityisen korkeaenergisiltä molekyyleiltä.

Toinen esimerkki ovat ns. Oh My God -hiukkasina tunnetut erityisen korkeaenergiset kosmiset säteet, joita on onnistuttu havaitsemaan toistakymmentä vuodesta 1991 lähtien. 

Havaittujen OMG-hiukkastenkin energiat ovat tosin jääneet miljoonia kertoja Planckin energiaa pienemmäksi. Tämä ei ole yllättävää, sillä nykymaailmankaikkeutemme keskienergia jää useita miljardeja miljardeja miljardeja kertoja Planckin skaalaa pienemmäksi.

Mutta mitä lähempänä varhaisen maailmankaikkeuden keskienergia on Planckin skaalaa, sitä paksummaksi Planckin energialle ulottuva energiajakauman häntä käy. Toisin sanoen, mitä nuoremmasta maailmankaikkeudesta on kyse, sitä yleisemmäksi Planckin energialle yltävät varsinaiset OMFG-hiukkaset käyvät. Sitä todennäköisempää on myös, että tällaiset harvinaislaatuiset korkeaenergiset piikit jättävät jälkensä myös siihen säteilyyn joka saapuu meidän havaintolaitteisiimme.

Juuri tämä energiajakauman häntä voi olla paras toivomme testata kaiken teoriaa.

Kommentit (4)

WSolsticeHOu
Liittynyt3.1.2016
Viestejä3618

"Fysiikan suurimpia ratkaisemattomia kysymyksiä on, miten näennäisen yhteensopimattomat gravitaatio ja kvanttifysiikka yhdistyvät kvanttigravitaation teoriaksi. Alan menestyneimmät asiantuntijat ovat työskennelleet aiheen parissa vuosikymmeniä, mutta tuhansista julkaisuista huolimatta kvanttigravitaation selittävää kaiken teoriaa ei ole näkynyt eikä kuulunut, paitsi teoreetikon haaveissa."

Eikä tule näkymään, eikä kuulumaan!!!

Vetäviä voimia ei voi selittää koska niitä ei ole olemassa.

onesimpleprinciple edellä aikaansa

https://youtu.be/tGnYTvS6nBA

...

Ikuista kierrätystä. Mr. Nice Pressure

nunnunnuu

"Fysiikan suurimpia ratkaisemattomia kysymyksiä on, miten näennäisen yhteensopimattomat gravitaatio ja kvanttifysiikka yhdistyvät kvanttigravitaation teoriaksi. " Minun vastaukseni on että ne eivät yhdisty mitenkään koska ne ovat todellakin yhteensopimattomat. Yhteensopimattomuudesta on jo vuosikymmenien todistusaineisto: jos jokin ei millään onnistu, sekin on enenevää todistusaineistoa. Esimerkiksi jos nelikulmaisen palikan hakkaaminen reikään ei sadassa vuodessa onnistu, voidaan kenties päätellä että palikka ei sovi reikään!

"Alan menestyneimmät asiantuntijat ovat työskennelleet aiheen parissa vuosikymmeniä" miten heidän menestymisensä alallaan ilmenee kun kerran he epäonnistuvat vuosikymmenestä toiseen? H.C.Andersenin satua mukaillen: kuka paljastaisi fyysikoiden uudet vaatteet?

Eusa
Liittynyt16.2.2011
Viestejä14379

https://m.youtube.com/watch?v=yzqJ8VkL3fQ

Seth kuvailee hyvin omankin asenteeni kvanttigravitaatioon. Ei se ole tarpeellinen. Gravitaatio voi olla inertian emergenssi ja vain muutossignaaleilla on merkitystä.

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

Seuraa 

Rajankäyntiä

Teppo Mattsson on kosmologiaan ja suhteellisuusteoriaan erikoistunut teoreettisen fysiikan tutkija, joka harrastaa matkailua tieteenalojen välisillä rajaseuduilla. Blogi on matkakertomus näiltä retkiltä.

Teemat

Blogiarkisto

Kategoriat