Carlo Rovelli: Todellisuus ei ole sitä miltä se näyttää : Kohti kvanttigravitaatiota

Osta kirja itsellesi

Siirtyminen seuraaville sivuille tarkoittaa luopumista lähes varmoista asioista rakentuneen avaruusaluksemme turvasta ja heittäytymistä tuntemattomaan.

Haluatko nyrjäyttää käsityksesi maailmasta? Tämä kirja on loistava opus juuri siihen!

Fyysikoiden haaveena on jo pitkään ollut ymmärtää koko maailma ja selittää se yhdellä, kaiken kattavalla teorialla. Yhtenäisteoriaa on metsästetty pitkään ja monilta eri suunnilta, mutta moneen kertaan kokeellisesti päteviksi todetut kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria eivät vaikuta oikein yhteensopivilta. Yksi mahdollisista teorioista näiden yhdistämiseen on kvanttigravitaatio.

Italialainen teoreettinen fyysikko Carlo Rovelli jatkaa kirjassaan Todellisuus ei ole sitä miltä se näyttää pidemmälle joitain niistä poluista, joita aloitteli jo kirjassaan Seitsemän lyhyttä luentoa fysiikasta. Tällä kertaa Rovelli aloittaa aivan alusta. Kirjan aluksi käydään läpi ajan ja avaruuden ajattelun muutos antiikin ajoista suhteellisuusteoriaan ja kvantteihin; kaikki mitä pitää tietää pohjaksi ymmärtääkseen kirjan varsinaisen pihvin.

Kvanttigravitaatio on siis yksi mahdollisuus yhdistää näennäisen ristiriitaiset suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka, mutta se vaatii ajattelutavan muutoksen, joka normaalijärjellä tuntuu jokseenkin käsittämättömältä. Materia, hiukkaset, ilmenevät konkreettisesti vain vuorovaikuttaessaan toisten hiukkasten (tai oikeastaan kenttien) kanssa, muutoin ne ovat kenttiä. Kvantittuneita kenttiä. Aika on sekin vain yksi kvantittunut kenttä muiden joukossa.

Kvanttigravitaation pohjalta aika ja avaruus ovat vain illuusioita ja havaintomme niistä vain karkea näkymä kvantittuneiden alkeisprosessien kuhinaan. Kvanttigravitaatiossa kaikki – siis todellakin aivan kaikki – on lopulta vain päällekkäisten, kvantittuneiden kenttien ilmentymää, jolloin palaset loksahtavatkin kohdilleen:

Yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka eivät siis loppujen lopuksi olekaan niin jännitteisessä suhteessa kuin miltä aluksi on vaikuttanut. Tarkemmin katsottuna ne ovat kauniissa sopusoinnussa keskenään: kaareutuvaa avaruutta kutovat avaruudelliset vuorovaikutussuhteet kutovat yhteen myös kvanttimekaniikan järjestelmät. Aika ja avaruus muuttuvat yhteensopiviksi ja liittyvät yhteen, saman kolikon eri puoliksi, kun ne nähdään kvanttikentän ilmentyminä ja ymmärretään, että kvanttikentät voivat olla olemassa ilman niille ulkoista tausta-avaruutta.

Samalla maailmankaikkeus pelastuu yleisen suhteellisuusteorian äärettömyyksiltä – äärettömän pieneltä pisteeltä ennen alkuräjähdystä, mustien aukkojen singulariteeteilta ja muilta vastaavilta. Ne saadaan kyllä suhteellisuusteoriassa kuriin laskuteknisellä matemaattisella kikkailulla, mutta kvanttigravitaatiossa sitäkään ei tarvita.

Jos olet lukenut niin sanottua modernia fysiikkaa vaikkapa lukiossa sen verran, että hyväksyt valon dualistisen aalto-hiukkas-luonteen ja siihen liittyvän sähkömagneettisen kentän, muiden hiukkasten ymmärtäminen kenttinä on vain pieni askel. Kenttien kvantittumisen sisäistäminen oli ainakin itselleni kirjan haastavin pala, mutta Rovelli selvittää asiat mainiosti.

Rovelli esittelee kirjassaan hienosti myös sen, miten uusi tieteellinen ymmärrys rakentuu vanhan päälle; uusia näkökulmia hakien ja toisilla aloilla hankittuja tietoja yhdistäen ja yleistäen. Jättiläisetkin seisovat jonkun muun hartioilla.

Matematiikkaa ja yhtälöitä kirjassa on minimaalisesti. Rovelli esittelee yhden yhtälön: yleisen suhteellisuusteorian, joka esittää koko maailmankaikkeuden muutamassa kirjaimessa. Yksinkertaisesti ja lähestulkoon kauniisti, kuten kuuluu.

Kvanttigravitaation paljastama maailma on uusi ja outo. Se on yhä täynnä mysteerejä, mutta se on johdonmukainen selkeydessään ja kauneudessaan.

Toivotan mielenkiintoista matkaa mysteerimaailmaan!

close

Tilaa Kirjavinkit sähköpostiisi

Haluatko saada uudet kirjavinkit sähköpostiisi joka maanantai? Tilaa uutiskirjeemme tästä!

Tilaamalla uutiskirjeen hyväksyt, että lähetämme sinulle sähköpostia ja lisäämme sähköpostiosoitteesi osoiterekisteriimme. Voit peruuttaa tilauksesi koska tahansa. Kirjavinkit.fi:n rekisteriseloste.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Aikaisempia kirjavinkkejä

Ladataan lisää luettavaa...