Nový výzkum naznačuje, že klasická gravitace – druh popsaný Einsteinovou teorií obecné relativity – může mít schopnost zamotat hmotu, i když gravitace sama o sobě není v podstatě kvantová. To zpochybňuje naše chápání toho, jak gravitace interaguje s kvantovým světem, a vyvolává fascinující otázky o povaze reality na její nejzákladnější úrovni.
Fyzici po desetiletí usilovali o jednotnou teorii, která by harmonicky sjednotila dva pilíře moderní fyziky: kvantovou mechaniku, která řídí podivné chování částic na atomární a subobjemové úrovni, a obecnou relativitu, která popisuje velkorozměrovou strukturu vesmíru a gravitační sílu jako zakřivení časoprostoru.
Klíčovým kamenem úrazu v tomto úsilí je myšlenka kvantové gravitace. Tento hypotetický koncept naznačuje, že gravitace, stejně jako jiné základní síly, existuje v diskrétních balíčcích nazývaných gravitony. Na rozdíl od fotonů (světelných kvant) nebyly gravitony nikdy přímo pozorovány a jejich existence zůstává teoretická. Někteří fyzici dokonce zpochybňují nutnost gravitace vůbec kvantovat.
Ke složitosti se přidává myšlenkový experiment navržený fyzikem Richardem Feynmanem v roce 1957, který dlouho sloužil jako potenciální vodítko k objevu kvantové gravitace. Feynman si představoval umístění objektu – řekněme jablka – do speciálního stavu zvaného kvantová superpozice, kde existuje na mnoha místech současně až do okamžiku pozorování. Představení druhého objektu a pozorování, zda jeho gravitační interakce s jablkem „superpozice“ přetrvává i poté, co je superpozice prvního jablka zničena, by podle Feynmana naznačovalo přítomnost kvantové gravitace.
Toto propletení – záhadné spojení mezi dvěma částicemi bez ohledu na vzdálenost – se v moderních interpretacích Feynmanova experimentu vysvětluje výměnou virtuálních gravitonů. Fyzici Joseph Aziz a Richard Hole z Royal Holloway College, University of London, však nyní odhalili nový obrat. Tvrdí, že i bez kvantové gravitace by klasická gravitace mohla potenciálně zamotat hmotu jiným mechanismem.
Jejich myšlenka je založena na virtuálních částicích, dočasných fluktuacích, které se objevují a mizí podle pravidel kvantové teorie pole. Aziz a Houle naznačují, že tyto virtuální částice mohou zprostředkovat zapletení mezi objekty a působí jako prostředníci, i když samotné gravitační pole zůstává klasické. Představte si dva lidi, kteří si šeptají tajemství prostřednictvím třetí osoby, která předává zprávy – i když původní odesílatelé nejsou přímo příbuzní, propletou se prostřednictvím tohoto prostředníka.
Toto “kvazi-zapletení” nebude tak silné jako zapletení zprostředkované kvantovými gravitony a jeho účinky budou pravděpodobně slabší než ty, které se předpovídají pro skutečnou kvantovou gravitaci. Pozorování těchto jemných korelací mezi částicemi by mohlo potenciálně odlišit tyto dva scénáře v budoucích experimentech.
Zatímco myšlenka klasické gravitace způsobující zapletení se může zdát kontraintuitivní, Aziz a Houle zdůrazňují, že to nutně nevylučuje kvantovou gravitaci. Jednoduše naznačuje další možný způsob, jak prozkoumat komplexní interakci gravitace a kvantového světa.
Experimentální testování tohoto konceptu zůstává významnou výzvou a vyžaduje neuvěřitelně přesné řízení systémů, aby se minimalizovaly vnější vlivy, které by mohly narušit křehké kvantové stavy (fenomén známý jako dekoherence).
Práce Azize a Houlea však otevírá nové cesty výzkumu a rozšiřuje hranice našeho chápání gravitace. Jejich výsledky zdůrazňují možnost neočekávaných spojení mezi zdánlivě oddělenými sférami fyziky a zdůrazňují obrovské neznámé, které stále leží v srdci vesmíru. Hledání kvantové gravitace pokračuje, poháněno objevy, jako je tento, které nás nutí přehodnotit samotnou povahu reality.
