GRAVITATEA

Gravitatia se bate cu teoria cuantica. Nu incape in Modelul Standard. De parca n-ar fi suficient, nimeni n-a detectat particula care este responabila. Asadar, ce este gravitatia?

Efectele acestui fenomen fizic sunt observabile. Prin acest fenomen corpurile fizice se atrag reciproc, cu o forta a carei intensitate depinde de masele acestora si distanta dintre ele. Gravitatia este una din cele patru interactiuni fundamentale din natura cunoscute.

Gravitatia este descrisa de teoria relativitatii generalizate la scara macroscopica, insa se poate aplica cu mare exactitate si legea atractiei universale a lui Newton, din mecanica clasica. Legea atractiei universale spune ca oricare doua corpuri actioneaza unul asupra celuilalt cu o forta de atractie direct proportionala cu masele celor doua corpuri si invers proportionale cu patratul distantei dintre ele.

Ceea ce reprezinta un mister, este natura si motivul existentei acestei forte. Desi este observat pretutindeni, fenomenul nu este elucidat. Valoarea greutatii unui corp este direct proportionala cu masa lui si este orientata spre centrul Pamantului. Este vorba de aceeasi forta ce ne tine pe noi pe Pamant, de aceeasi forta ce face ca Luna sa orbiteze in jurul Pamantului, sau a Pamantului sa orbiteze in jurul Soarelui. Coeficientul de proportionalitate se numeste acceleratie gravitationala si este egal cu acceleratia unui corp care cade liber in campul gravitational al Pamantului.

Datorita gravitatiei, noi existam astazi. Reprezinta forta care a dus la aparitia tuturor planetelor si satelitilor naturali, prin atractia reciproca dintre particulele de materie care se roteau in jurul unei stele. Chiar si in cadrul unei galaxii, stelele si sistemele stelare sunt mentinute impreuna datorita gravitatiei, iar evolutia intregului Univers este la randul ei dictata de forta de gravitatie dintre particulele de materie existente.

Einstein a sustinut ca cele trei dimensiuni ale spatiului si dimensiunea timpului sunt unite intr-o singura structura de spatiu-timp. Deformarea sau curbarea structurii spatiu-timp, in geometria cu patru dimensiuni, creeaza gravitatia. Pamantul se mentine pe orbita pentru ca urmeaza curburile din structura spatiului cauzate de prezenta Soarelui. Einstein a numit aceasta imagine noua a gravitatiei “relativitatea generala”. Catastrofa disparitiei Soarelui produce unde gravitationale care se deplaseaza pana la Pamant, cu viteza luminii, si atunci se schimba traiectoria. Teoria relativitatii generale (1916) a lui Einstein, ilustreaza macrouniversul ca o tesatura elastica pe care o pot deforma si intinde stelele si planetele. Aceste deformari si curburi creeaza ceea ce simtim a fi gravitatie. Atractia gravitationala ce tine Pamantul pe orbita in jurul Soarelui este consecinta faptului ca planeta noastra urmeaza curburile si contururile pe care Soarele le creeaza in structura spatiala.

Teoria corzilor

Teoria corzilor este cea mai populara teorie cuantica a gravitatiei. Conform teoriei corzilor, gravitonii responsabili cu gravitatia, sunt ochiuri inchise, fara terminatii cu care sa se fixeze si pot trece in alte dimensiuni, slabind forta gravitatiei in raport cu celelalte forte. In anul 1984, Michael Green si John Schwarz erau convinsi ca teoria corzilor era corecta, ca corzile pot descrie gravitatia si celelalte forte, deci pot unifica forte diferite. Fizicienii teoreticieni ca Ed Witten considera in 1995 ca extra dimensiunile adaugate permit unei coarde sa se intinda, formand ceva ca o membrana, sau un “brain” (creier). O p-brana este un obiect spatio-temporal care este o solutie a ecuatiilor lui Einstein la energii joase in Teoria Corzilor. Densitatea sa energetica este cea a unui camp negravitational inchis intr-un subspatiu p-dimensional al spatiului cu 9 dimensiuni al teoriei (super)corzilor. (Care “traiesc” intr-un spatiu cu 9 dimensiuni spatiale si una temporala).

Desi efectele gravitatiei sunt colosale, la nivel atomic, interactiunile gravitationale sunt mult mai slabe decat cele nucleare sau decat cele electromagnetice. Gravitatia este cea mai slaba dintre cele 4 forte fundamentale.

Teoria cea mai populara care ofera raspunsuri la aceste mistere este teoria stringurilor. Daca aceasta va fi confirmata sau infirmata, speram ca vom vedea dupa rezultatele experimentelor de la Large Hadron Collider.

Large Hadron Collider se afla in cautarea raspunsurilor. Cercetatorii spera sa poata obtine pe cale artificiala particulele responsabile pentru gravitatie, numite gravitoni. Daca acest lucru se va intampla, am putea detecta aparitia lor in cele trei dimensiuni accesibile noua. Gravitonii, daca vor fi produsi, nu vor sta “in lumea noastra” decat pentru cateva clipe, ca mai apoi sa dispara in cele mai misterioase dimensiuni ascunse simturilor noastre.