Relatívne skoro po objave kvantovej mechaniky sa premýšľalo, na čo všetko by sa jej pravidlá mali vzťahovať. Mal by sa ňou okrem hmoty a polí riadiť aj samotný priestor?
Vyzeralo to ako dobrý nápad, ktorý z fyziky odstránil niektoré nepríjemné nekonečná. Mal však svoje prekážky, a tak sa na neho na desaťročia zabudlo. K slovu sa myšlienka kvantového priestoru dostala znovu v druhej polovici minulého storočia, keď sa ľudia začali zamýšľať nad kombináciou kvantovej a gravitačnej fyziky. Nápadov, ako to zrealizovať, bolo viac, experimentov, ktoré by medzi nimi dokázali rozlíšiť, menej. Dôvod je jednoduchý – kvantová povaha priestoru sa prejaví na takých energetických škálach, že na ich pozorovanie potrebujeme časticový urýchľovač s rozmermi našej Slnečnej sústavy.
Ak nedosiahneme obrovské energie, tak je efekt malinký. Jednou z možností, ako sa prejaví, je, že vysokoenergetické svetlo cestuje vákuom pomalšie než nízkoenergetické. Keď preletí jeden meter, oneskorí sa v závislosti od teórie a svojej energie o takú kvadriliardtinu sekundy. To je nepredstaviteľne malý a zatiaľ priamo netestovateľný efekt.
S týmto by sme nápad mohli schovať do zásuvky. Nezúfajte však, máme záchranu. Existujú fotóny, ktoré za život nepreleteli pár metrov či kilometrov, ale miliardy svetelných rokov. Drobný efekt sa tak dokáže sčítať, znovu v závislosti od presnej energie a teórie, na milisekundy až sekundy. A to už sa dá pozorovať.
Postup je takýto: najprv si počkáme na silný gama záblesk. Ide o vysokoenergetický intenzívny signál, ktorý je vidieť krížom cez celý (pozorovateľný) vesmír. Následne sa pozrieme, či niektoré fotóny predbehli iné. To je náročné, treba určiť, ktoré fotóny vyrazili naraz, ale v princípe dosiahnuteľné (napríklad vďaka netriviálnej krivke žiarivosti). Dopasujeme dáta do nachystaných rovníc a voilà, máme výsledok.
Na niečom podobnom sa pracuje už roky, výsledky sú zatiaľ mierne optimistické. Čaká sa na teleskop šitý na túto úlohu. Analýza už dostupných dát však naznačuje, že efekt spomaleného svetla vidíme, a dokonca silnejší, než sme čakali. To by bola dobrá správa. Zlá je, že k podobnému výsledku vedie viacero teórií: kvantová štruktúra priestoru, narušenie Lorentzovej symetrie, dvojšpeciálna relativita a iné ľubozvučné názvy. Takže ak sa aj efekt potvrdí, nebudeme vedieť, čo presne ho spôsobilo.
Na druhej strane sa javí, že máme na dosah ruky pozorovanie efektu, ktorý sme dlho považovali za nepozorovateľný a zároveň kľúčový na porozumenie vesmíru na fundamentálnej úrovni. Myslím si, že sa máme na čo tešiť.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.
