1. Kedy a ako ste sa prvý raz stretli s Einsteinovou Všeobecnou teóriou relativity?
2. Aký je jej najvýznamnejší prínos?
3. A čo je pre vás jej najzaujímavejšia myšlienka?
Každý deň budeme publikovať odpoveď jedného vedca.
Dušan Bruncko, Ústav experimentálnej fyziky SAV, CERN
1. Ako študent na gymnáziu. Hlavným dôvodom bol fakt, že som chcel vedieť, aký je rozdiel medzi špeciálnou a všeobecnou teóriou relativity. A aký je? Špeciálna teória relativity je vlastne teória merania. Všetky efekty v nej predpovedane sú reverzibilne, teda „vždy sa pozorovateľ vie vrátiť tam, kde začal".
Zjednodušene povedané všetky predpovedané efekty (kontrakcia dĺžky, dilatácia času, ...) sú len dôsledkom faktu, že rýchlosť svetla je konečná, a teda len tento fakt zapríčiňuje vyššie zmienené javy. Teda, ak napríklad pred štartom rakety pozorovateľ nameria jej dĺžku veľkosti L0 a pre letiacu raketu nameria jej dĺžku L1, kde L1<L0, potom, ak raketa pristane, pozorovateľ znovu nameria jej dĺžku L0. Pričom mlčky vychádzame z predpokladu, že pozorovateľ meria vždy správne...
Vyššie uvedené tvrdenie ale už pre všeobecnú teóriu relativity neplatí: dĺžky L0 a L1 budú vždy rôzne.
2. Najskôr by som chcel odkázať na dve poznámky pod touto odpoveďou.
No myslím si, že je to princíp ekvivalencie, čo zjednodušene znamená, že v každom bode vieme nájsť vzťažnú sústavu, kde gravitačná sila je vykompenzovaná inerciálnou (zotrvačnou) silou. Inak povedané, gravitácia je „len" iným prejavom topológie priestoru.
Tento princíp však v poslednom období stojí pred ťažkou skúškou, ktorú predstavuje kombinácia čiernej diery so svojím horizontom udalostí (po prekonaním tohto horizontu „niet návratu") a s takzvanými kvantovo-združenými časticami spolu s Hawkingovým žiarením, ktorého sú produktom: nech máme dve kvantovo-mechanický združené častice (anglický entanglement), jedna z nich nech je v čiernej diere, teda prekročila horizont udalostí, druhá nech je „nad" ňou.
Kým častica v čiernej diere „vie" všetko o častici mimo nej, už to nie je pravda pre časticu mimo horizontu udalostí (teda „nad" čiernou dierou), inak by vlastne horizont udalostí nebol tým, za čo ho považujeme. To evokuje otázku: ako sa „zabezpečí" princíp ekvivalentnosti?
Tento príklad ho narúša. Myslím si, že je to ťažký hlavolam.
Poznámky:
Hawkingove žiarenie síce ešte nikto experimentálne nepozoroval, ale jedná sa (zjednodušenie) o prípad, keď „nad" čiernou dierou, ktorá funguje ako veľmi silné pole, sa generuje napríklad pár častíc, pričom nepružným rozptylom takýchto častíc na tomto poli sa energia medzi vzniknutými časticami nerovnomerne rozdelí - väčšiu časť energie „si vezme" častica, ktorá oblasť čiernej diery opustí, a menšiu časť energie, ktorá do čiernej diery vletí.
Častica, ktorá dostane väčšiu energiu, si ju „berie" zo spomínaného poľa, a teda de facto z čiernej diery. Toto je nateraz (podľa mojich vedomostí) jediný spôsob ako „odčerpávať" energiu z čiernej diery.
Entanglement, čiže kvantovo-mechaničke združenie je efekt, ktorý v prípade dvoch takto zviazaných častíc spôsobí, že obidve častice všetko o „sebe vedia", a to bez ohľadu na vzdialenosť, ktorá medzi nimi je.
3. Odpoveďou na túto otázku je skôr to, čo všeobecná teória relativity evokuje, a tým, zdá sa, je, že riešenie vyššie uvedeného hlavolamu môže tkvieť v pochopení entanglementu, ktorý je zrejme priamym dôsledkom takzvaných Bellových nerovností. Hovoria, že nás svet nie je lokálny, ale globálny.
Efekt entanglementu dnes vieme experimentálne bezpečne overiť, a platí. Ale pravdou je aj to, že mu moc nerozumieme.
