... eta halako batean sokak agertu ziren
Pasatu den mendean fisikak izan duen aurrerakada edozein txunditzeko modukoa izan da. Mekanika kuantikoaren eta erlatibitate orokorraren bitartez, gizakiak bizi den unibertsoaren aurpegi ezezagunenak bistaratu ditu.
Bere ausardian hain urrun joan da, ezen kasik unibertsoaren jaiotza ere deskribatu ahal izan duen. Baina puntu horretan zailtasun handi batekin egin du topo: erlatibitate orokorraren eta mekanika kuantikoaren arteko ezinikusia. Bi horien arteko tirabirak konpontzeko jaio zen, hain zuzen ere, soken teoria. Eta bere garapenean, ondorio pentsaezinetara eraman gaitu. Beraz, sar gaitezen gizakiaren adimenak asmaturiko abentura kitzikagarri horretan.
Soken teoriaren oinarriak
Denok ezagutzen ditugu elektroiak eta protoiak, ezta? Joan den mendean, protoiak quark izeneko partikulaz osaturik daudela ere ikusi genuen. Horrela, elektroiak eta quarkak materiaren adreiluak direla esan izan da, hots, oinarrizko partikulak, zatiezinak, beste inolako egiturarik gabeak. Hori da mekanika kuantikoak dioena, baina soken teoriak ez du berehalakoan onartuko. Azken horren arabera, oinarrizko partikula deiturikoak ez dira soka dimentsiobakar txiki batzuen bibrazio-egoeren agerpen bat besterik (1. irudia). Beste modu batera esanda, unibertsoaren adreiluak hamar dimentsioko espazio-denboran bibratzen duten dimentsio bakarreko soka txiki batzuk dira! Horrela esanda, bat-batean kontzeptu berri eta ezezagun pilo baten aurrean jartzen gara. Baina lasai, astiro-astiro askatuko baitugu anabasa izugarri hau.
Aipaturiko premisa horien gainean, soken teoriak naturan behatzen ditugun lau indar eremu nagusientzat azalpen bat eta bakarra eskaini nahi digu, hain desiratua den eremuen bateratze-teoria bilakatuz. Lau eremu horiek grabitatorioa, elektromagnetikoa, nuklear bortitza eta nuklear ahula dira (eremuen ezaugarriak eta teoriak 1. diagraman). Nola lor dezakegu, ordea, bateratzea soken teoriaren bidez? Erantzuna ulertzeko, jo dezagun orain arte topatu diren arazoak aztertzera.
Erlatibitate orokorra vs mekanika kuantikoa. Arazoak bistaratzen
Bi teoria horiek, formulatuta dauden moduagatik, ezin dira bata bestearekin erabili. Alde batetik, erlatibitate orokorrak espazio-denboraren geometria darabil eremu grabitatorioaren eraginak azaltzeko. Bestalde, mekanika kuantikoak partikula indar eramaileak jartzen ditu hainbat elkarrekintzaren protagonista gisa, geometria arbuiatuz. Partikula horiek bosoi deiturikoak dira eta horien existentzia esperimentalki frogatua dago (1. diagrama). Hori dela eta, eremu grabitatorioaren bosoia ere jada postulatua izan da: grabitoia. Baina naturak oraindik ez digu hori ikusten utzi; are gehiago, erlatibitate orokorrak ez du bere ekuazioetan partikula horrentzat lekurik uzten, eta hor sortzen dira arazoak.
Bestalde, badago oso oinarrizko printzipio bat mekanika kuantikoan: Heisenberg-en ziurgabetasunaren printzipioa. Horren arabera, partikula baten posizioa eta momentua (masa x abiadura) ezin dira une jakin baterako zehaztu. Momentua zehazteko zehaztasun handiagoak posizioan ziurgabetasun handiagoa dakar, eta alderantziz. Ondorioz, badaude espazioan fluktuazio kuantiko deituriko desoreka-egoera batzuk. Horiek espazio hutsean, masa eta eremurik gabe, agertzen dira, eta benetan agerikoak dira distantziak oso-oso txikiak direnean (10–33 cm=Planck-en distantzia. Kontuan izan espazioan distantzia txikiagoak aztertzeak, hots, zehazteak, momentuan ziurgabetasun handiagoa dakarrela, eta horrek espazio hutsean masak sortzea dakar. Mekanika kuantikoak masen sorrera hori bermatzen du. Hortik datoz fluktuazioak.
Fluktuazio horiek eremu guztietan dute eragina, grabitatorioan barne. Hona hemen bi teorien arteko arazorik handiena. Erlatibitate orokorraren arabera, espazio-denboraren kurbadurak zehazten du erakarpen grabitatorioa. Kurbadura hori masaren funtzioan dago, hots, masa handiagoa duten gorputzek kurbadura handiagoa sortuko dute eta erakarpena indartuko da. Baina espazio-denbora huts bat, inongo masarik gabea, laua da. Horrek aurrez aurre egiten du topo fluktuazio kuantikoekin. Eremu grabitatorioan, Planck-en distantziara fluktuazioak oso nabarmenak dira mekanika kuantikoan. Horrek erlatibitate orokorraren esparruan espazio-denboraren kurbadura handiak sorrarazten ditu, bere postulatuen aurka joanez. Beraz, distantzia oso txikiak eta masa handiak inplikatzen dituzten arazoetan —zulo beltzen bihotza eta unibertsoaren sorrera kasu— erlatibitate orokorra eta mekanika kuantikoa batera erabili beharrean aurkitzen gara, baina ezinezkoa zaigu arestian azaldu dugunagatik. Ez da ahantzi behar eremuen bateratze-teoria baten bilaketan ere arazo hori oso garrantzitsua dela, grabitatea beste hiru indarrekiko ezberdina izango bailitzateke bi formulazio ezberdin horiek kontuan hartuta. Urteetan zehar ezin izan zaie arazo horiei aurre egin, baina halako batean, sokak agertu ziren.
Gorka Azkuneren lana osorik irakurtzeko egizu hemen klik.
Gorka Azkuneren lanak saria jaso zueneko berria eman genuen Uztarria.com-en, eta Uztarria aldizkarian ere elkarrizketatu genuen.