Text vyšiel pôvodne v magazíne Quark.
Neraz sa pri nových objavoch dočítame, že fyzika sa otriasa v základoch. Pravda je však taká, že fyzika na svojich základoch stojí veľmi pevne a len tak ju niečo nerozhodí.
Keď niečo funguje priveľmi dlho a priveľmi dobre, prirodzene sa v tom začnú hľadať chyby.
Možno aj preto fyzici volajú po revolúcii podobnej tej, ktorú priniesla kvantová mechanika a teória relativity pred sto rokmi, a veľa úsilia sa venuje hľadaniu takzvanej novej fyziky. Jedným zo smerov v tomto úsilí je hľadanie zmien v hodnotách fyzikálnych konštánt.
Odolávanie s nedostatkami
Štandardný model (ŠM) časticovej fyziky je jedným zo základných kameňov, na ktorých súčasná (stará) fyzika stojí. Popisuje svet subatomárnych, t. j. elementárnych častíc a troch základných interakcií medzi nimi, okrem gravitácie.
Najbližšie, ako sa dostanete k Veľkému tresku. Navštívili sme Veľký hadrónový urýchľovač Čítajte Je to nesmierne úspešný model, ktorý riadi takmer všetko od našej každodennej skúsenosti s okolitým svetom až po deje vo veľkých urýchľovačoch. ŠM odolal desaťročiam všemožných testov a predpovedal napríklad existenciu kvarkov t a c, gluónov a aj Higgsovho bozónu dlho pred tým, než boli experimentálne pozorované. Funguje tak dobre, až si vyslúžil prívlastok štandardný.
Vieme však, že tento model nie je úplný a je nevyhnutné ho rozšíriť.
Najväčšou dierou v ňom je chýbajúca gravitácia, ale vieme aj o ďalších nedostatkoch – napríklad nepopisuje ani tmavú hmotu, tmavú energiu či hmotnosti neutrín.
Aktuálne mnoho odborníkov vyvíja viacero rozšírení ŠM a konkurenčných modelov. Známe a populárne sú napríklad teória superstrún, supersymetria, kvintesencia atď. Každá z týchto nových teórií však so sebou prináša iné predpovede pre javy za hranicou ŠM, a preto dôsledné pozorovania a merania takýchto javov môžu v konečnom dôsledku udať smerovanie k tej správnej teórii všetkého.
Podobne veľké čísla
Jedným z takýchto fenoménov, ktorý si vyslúžil veľa pozornosti, sú zmeny v hodnotách fundamentálnych fyzikálnych konštánt. Fundamentálne konštanty sú také veličiny, ktoré nie je možné odvodiť zo žiadneho teoretického základu, je možné ich iba odmerať. Ich hodnoty sú nám dané.
Z pohľadu ŠM ide o fixné číselné parametre, ktoré v tomto modeli vystupujú. Túto sadu tvorí 21 parametrov – fundamentálnych konštánt, ktoré zahŕňajú rýchlosť svetla, Planckovu konštantu, hmotnosti elementárnych častíc a parametre medzičasticových interakcií.
Sú však tieto konštanty skutočne konštantné?
Podobnú otázku si kládol už Paul Dirac (1902 – 1984) v 30. rokoch 20. storočia. Všimol si totiž, že konštanty zložené do bezrozmerných veličín, neraz naberajú hodnoty podobne veľkých čísel.
Napríklad pomer elektromagnetickej a gravitačnej sily medzi protónom a elektrónom v atóme vodíka má hodnotu asi 10^39. Zároveň vek vesmíru, teda 13,8 miliardy rokov, vyjadrený v atómových jednotkách pre čas, má takmer rovnakú hodnotu, teda 10^39.
Paul Dirac to nepovažoval za náhodu a predpokladal, že gravitačná sila sa mení v čase a postupne slabne úmerne veku nášho vesmíru. Vysvetlil by tak, prečo je v súčasnosti v porovnaní s elektromagnetickou silou a oboma jadrovými silami taká slabá.
