Prema ovoj teoriji, gravitacija nije temeljna sila, već manifestacija dubljih i skrivenih procesa.
Ideja o emergentnoj gravitaciji (emergent gravity) i dalje je u fazi razvoja, oslanjajući se na brojne pretpostavke u svojim kalkulacijama kako bi bila primjenjiva. Unatoč mješovitim rezultatima eksperimentalnih istraživanja tijekom godina, teoretski fizičar Erik Verlinde 2009. godine iznio je radikalni prijedlog za reformulaciju gravitacije. Prema njegovoj teoriji, gravitacija nije temeljna sila, već manifestacija dubljih i skrivenih procesa. No, kako prenosi space.com, nakon 15 godina, eksperimentalna podrška za ovu ideju ostala je oskudna. Pitanje koje se postavlja je: što slijedi?
Koncept emergentne gravitacije
Koncept emergencije široko je rasprostranjen u fizici. Primjerice, temperatura nije inherentno svojstvo plinova; ona je rezultat nebrojenih mikroskopskih sudara. Posjedujemo alate koji povezuju ove mikroskopske sudare s temperaturom, zahvaljujući grani fizike poznatoj kao statistička mehanika, koja ove veze čini jasnim. Međutim, u nekim područjima, veze između mikroskopskih ponašanja i emergentnih svojstava nisu tako očite. Na primjer, iako razumijemo osnovne mehanizme superprovodljivosti, procesi koji na mikroskopskoj razini dovode do pojave superprovodljivosti na visokim temperaturama još su nam nepoznati.
Verlindova teorija inspirirana je promatranjima Stephena Hawkinga i Jacoba Bekensteina iz 1970-ih, prema kojima se mnoga svojstva crnih rupa mogu opisati pomoću zakona termodinamike. Zakoni termodinamike, pak, su emergentni, proizlazeći iz mikroskopskih procesa. Za Verlindea, ovo nije bila samo slučajnost, već naznaka da bi gravitacija kakvu percipiramo mogla biti rezultat nekih dubljih fizičkih procesa.
Prvu verziju svoje teorije Verlinde je objavio 2009. godine, naglasivši da za razumijevanje emergentnih svojstava nije nužno poznavati te dublje procese, budući da već raspolažemo s alatima, poput statističke mehanike, za njihov opis. Primjenjujući ove tehnike na gravitaciju, Verlinde je došao do alternativne formulacije ovog fenomena. S obzirom na to da je gravitacija povezana s konceptima kretanja, inercije, prostora i vremena, iz toga proizlazi da je i naš cijeli svemir emergentan iz tih istih dubljih procesa.
Početni odziv na ovu teoriju bio je suzdržan; iako je preformuliranje poznatog zakona fizike zanimljivo, to samo po sebi nije pružilo dublje uvide. Međutim, 2016. godine, Verlinde je proširio svoju teoriju, otkrivši da svemir koji uključuje tamnu energiju prirodno rezultira novim emergentnim svojstvom prostora, omogućavajući mu da djeluje unutarnjim pritiskom u područjima niske gustoće.
Ovo otkriće izazvalo je veliko zanimanje, pružajući alternativno objašnjenje za tamnu tvar– misterioznu, nevidljivu materiju za koju se vjeruje da čini većinu mase svake galaksije. Iako je hipoteza tamne tvari objasnila mnoga promatranja, od rotacijskih brzina zvijezda unutar galaksija do evolucije najvećih struktura u svemiru, misteriozna čestica još uvijek nije identificirana.
Uloga gravitacije
U Verlindovoj interpretaciji emergentne gravitacije, gravitacija se u područjima niske gustoće – praktički bilo gdje izvan Sunčevog sustava – ponaša drugačije od očekivanog prema Einsteinovoj teoriji opće relativnosti. Na velikim udaljenostima, sam prostor generira prirodni pritisak koji uzrokuje da se materija zgusne više nego što bi to bilo uobičajeno. Ova ideja bila je posebno zanimljiva jer je astronomima dala priliku testirati novu teoriju. Uključivanjem ove nove teorije gravitacije u modele strukture i evolucije galaksija moguće je uočiti razlike u odnosu na modele temeljene na tamnoj materiji.
No, tijekom godina, rezultati eksperimenta bili su raznoliki. Neki rani testovi davali su prednost emergentnoj gravitaciji nad tamnom tvari kada je riječ o rotacijskim brzinama zvijezda, dok novija promatranja nisu pokazala prednost. Tamna tvar objašnjava mnogo više od rotacijskih brzina galaksija; testovi provedeni unutar galaktičkih skupova pokazali su da emergentna gravitacija zaostaje.
To, međutim, nije kraj za teoriju emergentne gravitacije. Budući da je ideja još uvijek u ranoj fazi razvoja i oslanja se na brojne pretpostavke, teško je procijeniti hoće li njezina predviđanja o ponašanju galaksija i skupova točno odražavati stvarne učinke emergentne gravitacije. Astronomi nastavljaju razvijati strožije testove, uključujući analizu podataka iz kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, kako bi temeljito ispitali teoriju.
Za sada, možemo reči da emergentna gravitacija ostaje fascinantna ideja. Ako se pokaže točnom, potrebno je temeljito preispitati naše razumijevanje prirodnog svijeta, gledajući gravitaciju, kretanje i čak temeljnije koncepte, poput vremena i prostora, kroz prizmu emergencije iz složenijih interakcija. Za sada, to ostaje samo intrigantna teorija. Samo vrijeme i detaljna promatračka istraživanja pokazat će jesmo li na pravom putu.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
