Tiesitkö, ettei painovoimaa voida vielä selittää?

Olemme joka päivä elämämme painovoiman vaikutuksen alaisena. Suorittaessamme yksinkertaisimpia tehtäviä, joita voit kuvitella, nousevat aamulla sängystä tai kammata hiuksiasi, olemme kyseisen voiman vaikutuksessa. Eläessämme hänen kanssaan syntymästään lähtien, olemme mukauttaneet ruumiinsa niin, että häntä kohdellaan arjessa erittäin luonnollisena.

Kun otetaan huomioon kaikki tekniikan kehitys, ilmeisesti vakavuus on selitetty jo kauan sitten, eikö niin? Ei aivan siellä. Kaikista maailmankaikkeuden voimista on vaikeinta selittää tieteellisesti. Syiden ymmärtämiseksi sinun on tiedettävä hiukan relatiivisuudesta ja kvantimekaniikasta.

Vakiopohja

On olemassa vakiomalli, joka yrittää kuvailla neljää perustavanlaatuista vuorovaikutusta, mutta tähän mennessä vain kolme voitiin selittää tieteellisesti. Painovoiman lisäksi on olemassa vahvoja ja heikkoja perustavanlaatuisia ydinvoimia, jotka subatomisella tasolla pitävät hiukkaset yhdessä ja varautuneisiin hiukkasiin liittyvän sähkömagneettisen voiman.

Painovoima on ainoa, jolla ei ole vastakkaista, eli ne kaikki kolme vaihtelevat vasteen ja vetovoiman välillä. Lisäksi se on heikoin kaikista, sillä kahdella positiivisesti varautuneella protonilla on sähkömagneettinen heijastusvoima 10 - 36 kertaa suurempi kuin painovoima, joka houkuttelee samoja hiukkasia.

Isaac Newton pystyi syntetisoimaan kaiken saadun tiedon työhönsä saakka ja muotoilemaan universaalin painovoiman lain - oletettavasti nähtyään omenan putoamisen puusta. Hänen mukaansa kaikki kaksi hiukkasta vetoavat gravitaatiovoimalla voimalla, joka on suoraan verrannollinen niiden massien tuotteeseen ja käänteisesti verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.

Se kuulostaa monimutkaiselta, mutta toimii täydellisesti omenoiden ja muiden triviaalisten elementtien putoamisessa. Ongelma alkaa, kun hyvin suuret tai pienet elementit sijoitetaan samaan yhtälöön, mikä vaikeuttaa esimerkiksi atomien tai mustien reikien painovoiman määrittämistä.

Relatiivisuus ja kvanttimekaniikka

Painovoiman selitysten välinen ristiriita alkaa, kun käytetään kahta parasta teoriaa siitä, miten maailmankaikkeuden käyttäytyminen on: relatiivisuusteorian teoria ja kvanttimekaniikka. Yksittäisten elementtien vuorovaikutukseen perustuen Quantum Mechanics katsoo, että ajan kuluminen ja tilan muoto ovat enimmäkseen kiinteitä.

Suhteellisuusteoria sanoo, että kaikki nämä vuorovaikutukset tapahtuvat avaruusajan sisällä, ottaen huomioon, että se voi taipua, kun ne tapahtuvat. Joten kun tarkastellaan painovoimaa fotonin ja elektronin välillä, on otettava huomioon useita näkökohtia, koska niiden välillä ei ole vain kvanttiset vuorovaikutukset, vaan myös kaikki implisiittiset avaruusaika-konfiguraatiot.

Tutkijat yrittävät löytää selityksen painovoimalle, kuten esimerkiksi Graviton-nimisten hiukkasten olemassaololle, jotka vastaavat voimasta, mutta toistaiseksi mikään olemassa oleva tutkimuslaite ei ole pystynyt havaitsemaan hiukkasia. Loppujen lopuksi emme ehkä pysty selittämään painovoimaa, kuten on jo tehty muiden voimien kanssa, sillä se on voima, joka luonnollisesti syntyy kaikista maailmankaikkeuden osista.

Aivan kuin elokuva ilmestyy tietokonearkistosta tai näytelmä tapahtuu monien ihmisten työn kautta, painovoima on kenties kaikkien meidän ympärillämme olevien olemassa olevien ja esiintyvien pienten asioiden vuorovaikutuksen seurausta. Tutkimus jatkaa selityksen löytämistä meille tästä uskomatonta ja luonnollista vahvuutta.