Kas teadsite, et raskust ei saa veel seletada?

Oleme oma elu iga päev gravitatsiooni mõjul. Lihtsamate toimingute tegemisel, mida võite ette kujutada, olgu hommikul voodist tõusmine või juuste kammimine, oleme selle jõu mõjul. Temaga sünnist saati elades oleme kohandanud kehasid, nii et teda koheldakse igapäevaelus kui äärmiselt loomulikku.

1

Arvestades kõiki tehnoloogia arenguid, on meile raskust juba ammu seletatud, eks? Mitte päris seal. Kõigist universumi jõududest on seda teaduslikult kõige keerulisem selgitada. Põhjuste mõistmiseks peate natuke teadma relatiivsustegurist ja kvantmehaanikast.

Tavaline mall

On olemas standardmudel, mis püüab kirjeldada nelja põhilist koostoimet, kuid praeguseks oli teaduslikult seletatav vaid kolm. Lisaks gravitatsioonile on tugevad ja nõrgad põhituumajõud, mis subatomilisel tasemel hoiavad osakesi koos, ja laetud osakestega seotud elektromagnetiline jõud.

Ainus raskusjõud, millel pole vastandit, st kõik need kolm varieeruvad tõuke- ja tõmbejõudude vahel. Pealegi on see kõige nõrgem, kahe positiivselt laetud prootoniga, mille elektromagnetiline tõrjuv jõud on 10–36 korda suurem kui gravitatsioon, meelitades samu osakesi.

2

Isaac Newton suutis töötatud ajani kogu saadud teadmised sünteesida ja sõnastada universaalse gravitatsiooni seaduse - väidetavalt pärast puu otsast kukkunud õuna nägemist. Tema sõnul tõmbab suvalist kahte osakest gravitatsiooniliselt jõud, mis on otseselt proportsionaalne nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.

See kõlab keeruline, kuid sobib suurepäraselt langevate õunte ja muude triviaalsete elementidega. Probleem algab siis, kui väga suured või väikesed elemendid asetatakse samasse võrrandisse, muutes raskeks näiteks aatomite või mustade aukude raskusjõu määramise.

Relatiivsus ja kvantmehaanika

Gravitatsiooni seletuste konflikt algab siis, kui kasutatakse kahte parimat teooriat selle kohta, kuidas universum käitub: relatiivsusteooria ja kvantmehaanika. Üksikute elementide vastasmõju põhjal leiab Quantum Mechanics, et aja möödumine ja ruumi kuju on enamasti fikseeritud.

Relatiivsusteooria ütleb, et kõik need interaktsioonid toimuvad kosmoseaja ruumis, arvestades, et see võib nende tekkimisel painduda. Niisiis, vaadeldes footoni ja elektroni vahelist gravitatsioonijõudu, tuleb kaaluda mitmeid aspekte, kuna nende vahel pole mitte ainult kvant interaktsioonid, vaid ka kõik kaudsed kosmose-aja konfiguratsioonid.

Lihtne illustratsioon kurvitsast

Ruumi-aja kumeruse lihtne illustratsioon

Teadlased üritavad leida raskusjõu seletust, näiteks Gravitoni-nimeliste osakeste võimalikku olemasolu, mis vastutaks jõu eest, kuid seni pole ükski olemasolev uurimisseade osakesi tuvastada suutnud. Lõpuks ei pruugi me gravitatsiooni seletada, nagu on juba tehtud teiste jõududega, sest see on jõud, mis loomulikult tekib universumi kõigist osadest.

Nii nagu film ilmub arvutiarhiivist või näidend toimub paljude inimeste töö kaudu, on võib-olla gravitatsioon kõigi meie ümber eksisteerivate ja esinevate pisiasjade interaktsiooni tulemus. Teadusuuringud otsivad meile jätkuvalt seda uskumatut ja looduslikku tugevust.