A janë Hapësira dhe Koha të ndashme apo të vazhdueshme?

Ndaj një kilometër përgjysmë dhe përftohet një gjysmë kilometri. Ndaj gjysmën e kilometrit, përftimi është një çerek, e kështu me radhë, derisa arrin të shkëpusësh një gjatësi më të shkurtër se diametri i një atomi. A mund të vazhdojmë pafundësisht kjo ndarje, apo diku në fund do të arrijë një kufi: shenja më e shkurtër ndarëse në vizoren universale? Suksesi i disa teorive bashkëkohore të gravitetit kuantik mund të varen nga përgjigja e kësaj pyetje. Por rebusi zë fill të paktën 2500 vite të shkuara, me paradokset e menduara nga filozofi grek Zenoni i Elea-s, i cili mbeti i panjohur nga shekulli i 5-të para erës sonë deri në fillim të viteve 1800. Megjithëse paradokset janë zgjidhur tashmë, pyetjet që ata vendosën – a ka një njësi gjatësie, e cila mund të arrijë në pikën që s’mund të ndahet më? – vazhdon. Më i famshmi i paradokseve të Zenoni është ai i Akilit dhe breshkës në garë. Breshka niset më herët se Akili i shpejtë. Akili duhet ta arrijë – të paktën kjo është ajo që duhet të ndodhë në një garë në botën reale. Por Zenoni mbron idenë që Akili nuk e arrin kurrë breshkën, sepse aq kohë sa i duhet Akilit të arrijë pikën e nisjes së breshkës, edhe breshka ka lëvizur përpara. Ndërsa Akili ndjek breshkën për të përshkuar largësinë shtesë, breshka lëvizur më tej. Sado që ta provojë, Akili përherë mbërrin vetëm pozicionin e breshkës pasi ajo e braktisur atë, dhe ai nuk e arrin kurrë. Sigurisht, në jetën reale, garën e fiton Akili. Kështu, argumentonte Zenoni, supozimi mbi të cilin qëndron ky skenar duhet të jetë i gabuar. Në mënyrë specifike, Zenoni kishte bindjen që hapësira nuk është e pandashme pafundësisht, por ka një njësi të vogël të mundshme largësie. Kjo e lejon Akilin të bëjë një hap përfundimtar për të tejkaluar largësinë e breshkës, duke zgjidhur kështu paradoksin.

U deshën më shumë se dy mijë vjet për të zhvilluar matematikën e nevojshme, por sot e dimë që argumenti i Zenoni ishte qartësisht gabim. Pasi matematikanët mësuan si të mbledhin një numër të pafundmë hapash në mënyrë progresive më të vegjël, ata llogaritën çastin e saktë kur Akili parakalon breshkën, duke vërtetuar se kjo nuk zgjat përgjithmonë, edhe nëse hapësira është e ndashme pafundësisht.

Paradoksi i Zenonit është zgjidhur, por pyetja nëse ka apo jo një njësi më të vogël të mundshme të largësisë ka mbetur. Sot, disa fizikanë mendojnë se ekzistenca e minimumit absolut të largësisë do të ndihmonte të shmangte një tjetër lloj pakuptimësie logjike; infinitet që dalin kur fizikanët synojnë një kuantet në versionin e Relativitetit të Përgjithshëm të Ajshtajnit, që do të thotë, një teori e “gravitetit kuantik. Kur fizikanët u përpoqën të llogarisnin probabilitetet në teorinë e re, integralet u kthyen në pafundësi, një rezultati që më padobishëm s’bëhej. Në këtë rast, infinitet nuk ishin gabime por pasojë e dukshme e zbatimit të teorisë së kuanteve në gravitet. Por duke vendosur një njësi minimale të gjatësisë, njëlloj si Zenoni, teoricienët mund t’i reduktojnë infinitet në numra të fundmë të menaxhueshëm. Një mënyrë për të pasur largësi të fundme është ndarja e hapësirës dhe kohës në copa, duke e bërë kështu të ndashme: Zenoni do të ishte i kënaqur.

Dhe ne mund të ngatërrohemi. Ndërsa të gjitha qasjet ndaj gravitetit kuantik sjellin një largësi minimale në një mënyrë apo një tjetër, jo të gjitha qasjet e bëjnë këtë me anë të “ndarjes” – që do të thotë, duke “copëzuar” hapësirën dhe kohën. Në disa nga teoritë e gravitetit kuantik, largësia minimale del nga “një rezolucion i kufizuar”, pa nevojën e ndarjes. Mendoni studimin e mostrave me mikroskop, për shembull. Zmadho pak si tepët dhe ndesh rezolucionin e kufizuar përtej të cilit imazhet bëhen të mjegullt. Dhe nëse zmadhoni një foto dixhitale, më në fund shikoni elementët e fotos: zmadhimi i mëtejshëm nuk jep mëtejshëm nuk zbulon detaje të tjera. Në të dyja rastet rezolucioni ka një kufi, por në rastin e dytë ndodh për shkak të ndarjes.

Në këto shembuj kufijtë mund të kalohen me teknologji imazhi më të mirë; kufijtë nuk janë përfundimtare. Por një rezolucion i kufizuar për shkak të sjelljes hapësirë-kohë do të jetë përfundimtar. Ky nuk mund të tejkalohet me teknologji më të mirë.

Kështu, një rezolucion i kufizuar duket i nevojshëm për të shmangur problemin me infinitet në zhvillimin e gravitetit kuantik. Por a mbetet hapësirë-kohë e lëmuar dhe vazhdueshme edhe në shkallët më të shkurtra të largësisë, apo bëhet e ashpër dhe i copëzuar? Studiuesit nuk bien dakord.

Në teorinë e spangos, për shembull, rezolucioni është i kufizuar nga shtrirja e spangove (me përafërsi, madhësia e një topi ku mund të futet spangoja), jo pse ka ndonjë lloj ndarje. Në një teori garash e quajtur gravitet kuantik i nyjës, nga ana tjetër, hapësira dhe koha ndahen në blloqe të ndashme i jep mundësi ndarjes në gjatësinë më të shkurtër të mundshme (shprehur në njësitë e gjatësisë Planck, rreth 10-35 metra), zona dhe volumi i hapësirë-kohës – blloqet e ndërtesave themelore të universit tonë. Një tjetër qasje ndaj gravitetit kuantik, “graviteti i sigurt i lakuar”, ka rezolucion të kufizuar, por jo të ndashëm. Një qasje tjetër, “vendosjet e zakonshme”, mbështetet posaçërisht te ndarshmëria.

Kjo nuk është e gjitha. Ajshtajni na mësoi se hapësira dhe koha bashkohen në një njësi: hapësirë-kohë. Shumica e fizikanëve e nderojnë idenë e Ajshtajnit, e kështu shumë nga qasjet ndaj gravitetit kuantik e marrin hapësirën dhe kohën ose të dyja të vazhdueshme ose të dyja të veçuara. Por disa disidentë mbrojnë idenë që njëra prej tyre është e ndashme.

Pra, si munden fizikanët të zbulojnë nëse hapësirë-kohë është e ndashme apo e vazhduar. Matja direkt e strukturës së pa vazhduar është e pamundur sepse është tejet e vogël. Por duke iu referuar disa modeleve, ndashmëria duhet të ndikojnë mënyrën e lëvizjes së grimcave në hapësirë. Nëse e vërtetë, kjo do të shtrembëronte imazhet nga objekte diellorë të largët, ose duke njollosur imazhin ose duke ndarë kohën e mbërritjes së grimcave të lëshuara njëkohësisht dhe përndryshe do të arrijnë njëkohësisht në Tokë. Astrofizikanët kanë shikuar për të dyja këto sinjale, por nuk kanë gjetur asnjë gjurmën më të vogël të grimcëzimit.

Edhe nëse ndikimet direkt mbi lëvizjen e grimcave janë të pamatshme, defektet në strukturën e ndashme mund të jenë ende të dukshme. Mendojeni hapësirë-kohën si një diamant. Edhe pa përsosmëritë e rralla në thurjet atomike e prishin aftësinë e kristalit të përcjellë në mënyrë të rregullt, të cilat do të shkatërrojnë tejdukshmërinë e diamantit. Dhe nëse etiketa e çmimeve në dyqanin e argjendarisë ju tregojnë diçka, kjo është përsosmëria është jashtëzakonisht e rrallë. E njëjta gjë ndodh me hapësirë-kohën. Nëse hapësirë-koha është e ndashme, atëherë ka papërsosmëri. Dhe nëse është e rrallë, kjo pa përsosmëri ndikon kalimin e dritës nëpër hapësirë. Askush nuk ka parë për këtë akoma, dhe unë kam planifikuar të filloj kërkimet muajt e ardhshëm.

Veç orientimit të zhvillimit të një teorie të gravitetit kuantik, gjetja e fakteve për ndashmërinë hapësirë-kohë – ose përjashtimin e tij – do të ishte gjithashtu një hap i përpara drejt zgjidhjes një paradoksi të kohëve moderne: problemin e humbjes së informacionit pët vrimat e zeza, të paraqitur nga Stephen Hawking më 1974. Ne e dimë që vrimat e zeza mund të mbledhin kaq shumë informacion, gjë që është një tregues tjetër për rezolucionin e kufizuar. Por ne nuk e dimë si vrimat e zeza e kodojnë informacionin e asaj çfarë bie brenda. Një strukturë e ndashme do të na jepte një njësi akumuluese të thjeshtë.

Humbja e informacionit të vrimës së zezë është një paradoks shqetësues që Zenonit do t’i kishte pëlqyer. Le të shpresojmë se nuk do të presim 2000 vjet për ta zgjidhur.

"Postbllok.com"