Blíží se konec fyziky? Zákony vesmíru nám brání poznat zákony vesmíru!

„Už pár příštích let nám prozradí, jestli budeme moci zvětšovat naše porozumění přírodě, anebo – poprvé v dějinách vědy – budeme stát před otázkami, na něž neexistují odpovědi,“ popsal problém fyzik Harry Cliff z CERNu na svém TED Talku v Ženevě. Proč se podle něj i dalších špičkových vědců ocitla fyzika v takové slepé uličce? „Protože zákony fyziky další poznání neumožňují…“

Cliff se opírá o dva argumenty, oba se týkají dvou základních čísel vesmíru. Obě čísla mají „na svědomí“ existenci té podobu vesmíru, v němž žijeme; kdyby byla jen trošičku jiná, byl by vesmír prázdný, bez hvězd planet a určitě bez života.

Problém první: Higgsovo pole

První z čísel, o nichž Cliff mluví, je síla tzv. Higgsovo pole, neviditelné energetické pole zatím nezměřené síly, které pokrývá celý vesmír. Když se některé částice pohybují Higgsovým polem, získávají hmotnost – týká se to například elektronu. Zkrátka bez této interakce bychom zde nebyli.

Fyzici jsou si v podstatě jistí, že Higgsovo pole existuje, a to od roku 2012, kdy v CERNU oznámili objev existence Higgsova bosonu – tedy částice, jež je projevem Higgsova pole. V teorii nemůže být boson bez pole…

Války

Ztracené atomové bomby: kam se poděly a kdo je má?

Higgsovo pole má však řadu problematických stránek, které fyziky nepřestávají udivovat. Čím? Podle teorie by mělo existovat ve dvou fázích: vypnuté a zapnuté. Jenže pozorování ukazuje, že zřejmě existuje v jiné podobě – „lehce zapnuté“. Proč je tak slabé, si však fyzici nejsou schopní vysvětlit. Jeho hodnota je však extrémně důležitá: kdyby byla jiná – a to jen malinko – nemohly by existovat hmotné objekty ve vesmíru. Vědci doufají, že odpověď najdou díky dalším pokusům v CERNu.

Problém druhý: Síla temné energie

Další problém je ještě závažnější – jeho jméno je temná energie. Tato síla by měla být zodpovědná za zrychlování rozpínání vesmíru; poprvé byla měřena roku 1998. Problém je, že fyzici netuší, co ta temná energie je… Zatím nejvíce akceptovanou hypotézou je, že jde o energii prázdného prostoru – vakua.

Pokud by to byla pravda, mělo by být snadné to ověřit. Pochopitelně se o to teoretičtí fyzici pokusili, ale s velmi znepokojivým výsledkem: hodnota temné energie by měla být 10 120x silnější než astronomicky pozorujeme… „Ten rozdíl je tak monstrózně gigantický, že to prostě hlava nebere,“ popsal Cliff problém. Tohle číslo je totiž větší než jakékoliv jiné, s nímž astronomie pracuje – je dokonce větší než počet atomů ve vesmíru.

Věda a technika

Energie zadarmo je tady! Fúzní reaktor poprvé funguje

Toto číslo je sice pro teoretické fyziky průšvih, ale pro lidstvo je požehnání – kdyby se totiž vesmír řídil našimi předpoklady, síla temné energie by celý vesmír roztrhala na kusy.

Problém největší: Možná nikdy nezískáme odpovědi

To, že tyto otázky existují, ještě není takový problém. Opravdová tragédie je ale možnost, že díky vlastnostem vesmíru na ně nikdy nezískáme odpovědi – prostě proto, že to nejde.

Jediná možnost je podle Cliffa ta, že náš vesmír je jen jeden z mnoha miliard dalších. Zní to sice fantaskně, ale fyzici o tom uvažují. Problém je, jak najít důkazy? Ty by bylo možné nelézt například ve formě zatím neznámých částic, které by potvrdily různé doposud exotické teorie jako třeba teorii strun – která s existencí mnoha vesmírů počítá.

Jediné místo, kde se takové částice, a tedy i důkazy dají najít, je právě CERN – a navíc už jen dva nebo tři roky. Potom totiž bude urychlovač LHC na dlouhou dobu odstaven kvůli opravám a úpravám. Jestli nic nenajdeme do té doby, bude to podle Cliffa začátek konce.

„Pro fyziku by to byla úplně nová etapa. Éra, v níž bychom věděli, že ve vesmíru jsou podivné jevy, které nedokážeme vysvětlit. Éra, ve které bychom měli náznaky o existenci mnohovesmíru, jenž leží zcela mimo náš dosah. A také éra, ve které bychom neměli odpověď na otázku, proč něco existuje – místo aby nebylo nic…“ dodává poněkud depresivně Cliff.

Věda a technika

Záhadná temná energie: máme 5 let na její objevení