Problem, który wymyka się możliwości doświadczalnej weryfikacji i potrafi niejednego fizyka na skraj rozpaczy doprowadzić, to próba odpowiedzi na pytanie o tkankę budującą Wszechświat. Z czego właściwie wszystko wokół nas się składa? Próby rozprawienia się z tym utrudnia fakt, że najlepsze dostępne teorie stoją w sprzeczności z obserwacjami wszechświata.

 

Jak kule na trampolinie

- Ogólna Teoria Względności (OTW) Alberta Einsteina wyjaśnia geometrię czasoprzestrzeni [zdarzenia zlokalizowane w dowolnym czasie i dowolnej przestrzeni trójwymiarowej – red.]  jako trampolinę na którą spada kula do kręgli; planety niczym owe kule zakrzywiają powierzchnię, tworząc wypukłości. Gdyby obok położyć małą kulkę, potoczyłaby się wzdłuż krzywizny ruchem zbliżonym do orbitujących planet. Tutaj więc orbity nie wynikają z działania siły grawitacji a zakrzywienia czasoprzestrzennego – zauważa magazyn Vice

Wszystko zgadzało się, gdy teorię przykładano do małego wycinka czasoprzestrzeni. Gdy jednak Einstein próbował odnieść swoją teorię do większego obszaru, całego Wszechświata, nic nie pasowało. Zaproponował więc pojęcie stałej kosmologicznej. Oznaczana wielką literą lambda (Λ), będąca niezależną od czasu i przestrzeni ”poprawiała” OTW w wyjaśnianiu modelu kosmologicznego Wszechświata jako czegoś niezmiennego. Stała kosmologiczna reprezentowała coś na wzór antygrawitacji, antymasy czy antyenergii.

Po tym, jak w 1929 roku potwierdzono, że Wszechświat rozszerza się, zakwestionowano wprowadzenie stałej a sam Einstein nazwał ja swoim największym błędem. Dla tamtego rozumienia modelu wszechświata faktycznie wydała się sztucznym tworem. 60 lat później, poprzez obserwację dalekich supernowych zaczęto traktować rozszerzanie się Wszechświata jako proces stale przyśpieszający a stała kosmologiczna (lub jej inna wersja) nagle okazała się niezbędna do wyjaśniania rzeczywistości. Tak doszliśmy do Teorii Kwantowej Grawitacji.

Coś, co dotąd uważano za pustą przestrzeń we Wszechświecie nagle zaczęto uznawać za pełną tajemniczej antyenergii. Problem w tym, że w pełnym obrazie Wszechświata tej dodatkowej energii zdaje się brakować. Zatem albo jest ona dobrze ukryta, albo jej natura jest nam zupełnie obca. I tutaj właśnie współcześni fizycy zrywają się ze swojej empirycznej smyczy i zaczynają snuć opowieści o tym, co może istnieje.

- Fizycy teoretyczni próbują pogodzić znane i zbadane z przypuszczanym poprzez badanie struktury czasoprzestrzeni w najmniejszej możliwej skali. Dochodzą wówczas do zaskakującego wniosku: czasoprzestrzeń nie jest tą płaszczyzną trampoliny a raczej pianą, spienionym chaosem bąbli – wyjaśnia magazyn Vice.

 

O co chodzi z tą pianą?

Szukając możliwie prostego sposobu przedstawienia tej chyba najbardziej szalonej teorii współczesnej fizyki podpieramy się wyjaśnieniem z popularnonaukowego bloga ”Fizyka Dla Laika

- Teoria Kwantowej Grawitacji przewiduje, że czasoprzestrzeń jest wrzącą pianą malutkich obszarów, gdzie miniaturowe wymiary rozwijają się i zwijają w siebie same, w bardzo szybkim tempie pojawiają się i znikają. Eric Perlman z Florida Institute of Technology stwierdził, że "bąbelki" w kwantowej pianie są kwadryliony razy mniejsze niż skala atomowa; pojawiają się na niewyobrażalnie małą ilość czasu. A sama czasoprzestrzeń fluktuuje nieustannie. Normalnie przestrzeń jest płaska, ale w pewien przypadkowy, nie dający się przewidzieć sposób, ulega zmianom […] po prostu, zmienia się, jak bąbelki na piwie – pisze autor bloga.