Forrás: Új világtudat |  2021.05.02.

Az anyag alkotja az univerzumot, de mi alkotja az anyagot? Ez a kérdés régóta foglalkoztatja azokat, akik gondolkodnak rajta, különösen a fizikusokat. A fizika legújabb tendenciáit tükrözve Jeffrey Eischen és Larry M. Silverberg gépészmérnök professzor az anyaggal kapcsolatos legújabb elképzelést tárták a világ elé.

A két mérnök javaslata szerint az anyag nem részecskékből vagy hullámokból áll, mint ahogy régen gondolták, hanem energia töredékekből épül fel.

Az ókori görögök az anyag öt építőelemét különböztették meg - alulról felfelé: föld, víz, levegő, tűz és éter. Az éter volt az az anyag, amely betöltötte az eget, és megmagyarázta a csillagok mozgását, ahogyan azt a Föld nézőpontjából megfigyelték.

Ezek voltak az első legalapvetőbb elemek, amelyekből fel lehetett építeni egy világot. A fizikai elemekről alkotott felfogásunk csaknem 2000 éven át nem változott meg drámai módon.

Körülbelül 300 évvel ezelőtt Sir Isaac Newton bemutatta azt az elképzelést, hogy minden anyag részecskéknek nevezett pontokból épül fel. Százötven évvel ezután James Clerk Maxwell bevezette az elektromágneses hullámot - a mágnesesség, az elektromosság és a fény mögöttes és gyakran láthatatlan formáját.

A részecske a mechanika építőköve és az elektromágnesesség hulláma volt, és közmegegyezés született arról, hogy a részecske és a hullám az anyag két alkotóeleme. A részecskék és a hullámok együtt mindenféle anyag építőköveivé váltak.

Ez óriási fejlemény volt az ókori görögök öt eleméhez képest, de még mindig hibás volt. Egy híres kísérletsorozatban, amelyet kétrés-kísérletnek neveznek, a fény néha részecskeként, máskor pedig hullámként viselkedett.

És bár a hullámok és részecskék elméletei és matematikája lehetővé teszi a tudósok számára, hogy hihetetlenül pontos előrejelzéseket adjanak az univerzumról, a szabályok a legnagyobb és a legkisebb lépték esetében már nem működnek.

Einstein az általános relativitáselméletében próbálta orvosolni ezt a problémát. Az akkori rendelkezésére álló matematikai eszközök felhasználásával Einstein jobban meg tudott magyarázni bizonyos fizikai jelenségeket, és megoldotta a tehetetlenséggel és a gravitációval kapcsolatos régóta fennálló paradoxont is. De ahelyett, hogy javított volna a részecskéken vagy a hullámokon, megszüntette őket, mivel a tér és az idő meghajlását javasolta.

Az újabb matematikai eszközök segítségével Eischen és Silverberg egy új elméletet mutatott be, amely képes pontosan leírni az univerzumot. Ahelyett, hogy az elméletet a tér és az idő meghajlására alapozták volna, úgy gondolták, hogy létezhet olyan építőelem, amely alapvetőbb, mint a részecske és a hullám.

A tudósok értik, hogy a részecskék és a hullámok létezése ellentétesek egymással, mivel a részecske az anyag forrása, amely egyetlen ponton létezik, és a hullámok mindenütt léteznek, kivéve az őket létrehozó pontokat. Eischen és Silverberg úgy vélték, logikus értelemben vett kapcsolat áll fenn közöttük.

Áramlás és az energia töredékei

Elméletük egy új alapgondolattal kezdődik - az energia mindig "átáramlik" a tér és az idő régióin.

Gondoljunk az energiára úgy, mint ami olyan vonalakból áll, amelyek kitöltik a tér és az idő egy részét, beáramlanak ebbe a régióba, és soha nem kezdődnek, soha nem érnek véget és soha nem keresztezik egymást.

Az áramló energiavezetékek univerzumának ötletéből kiindulva egyetlen építőelemet kerestek az áramló energiához. Azt remélték, hogyha megtalálják és definiálni tudnak egy ilyen dolgot, azt felhasználhatják arra, hogy pontosan megjósolják az univerzumot a legnagyobb és a legkisebb léptékben.

Számos építőelem közül választhattak matematikailag, de egy olyat kerestek, amelynek megvannak a részecske és a hullám jellemzői egyaránt - úgy koncentrálódnak, mint a részecske, de térben és időben is eloszlanak, mint a hullám. A válasz egy olyan építőelem volt, amely úgy néz ki, mint egy energia koncentrációja - olyan, mint egy csillag -, amelynek energiája a legnagyobb a középpontban, és amely egyre távolabb kerül a középponttól.

Nagy meglepetésükre felfedezték, hogy csak korlátozottan lehet leírni az áramló energia koncentrációját. Ezek közül csak egyet találtak, amely az áramlás matematikai meghatározásának megfelelően működik. Ezt energiatöredéknek nevezték el. A matematika és a fizika rajongói számára ez A = -⍺ / r, ahol az "⍺" az intenzitás, és "r" a távolságfüggvény.

Az energia töredékét az anyag építőelemeként felhasználva felépítették a fizikai problémák megoldásához szükséges matematikát. Az utolsó lépés a tesztelés volt.

Vissza Einsteinhez, hozzáadva az egyetemességet

Több mint 100 évvel ezelőtt Einstein a fizika két legendás problémájához fordult az általános relativitáselmélet érvényesítéséhez: a Merkúr pályáján mindig tapasztalható enyhe éves eltolódás - vagy precesszió - és a Nap apró fényhajlítása.

Ezek a problémák a méretspektrum két szélső pontján voltak. Sem az anyag hullám- vagy részecske-elmélete nem oldhatná meg őket, de az általános relativitáselmélet igen. Az általános relativitáselmélet meghajlította a teret és az időt oly módon, hogy a Merkúr pályája elmozdult és a fény pontosan olyan mértékben hajlott meg, mint amit a csillagászati megfigyelések láttak.

A Merkúr precesszió problémájához a Napot egy hatalmas álló energia töredékként, a Merkúrt pedig egy kisebb, de még mindig hatalmas, lassan mozgó energia töredékként modellezték. A fény hajlítási problémájához a Napot ugyanígy modellezték, de a fotont a fénysebességgel mozgó apró energia töredékként adták meg. Mindkét feladatban kiszámolták a mozgó töredékek pályáit, és ugyanazokat a válaszokat kapták, mint amelyeket az általános relativitáselmélet jósolt, ami megdöbbentette a két mérnököt.

Vagyis munkájuk megmutatta, hogyan képes egy új építőelem pontosan modellezni a testeket a hatalmasaktól a miniatűrökig. Ahol a részecskék és a hullámok már nem működnek, az energia építőelem töredékek igen. A töredék egyetlen potenciálisan univerzális építőelem lehet, amelyből matematikailag modellezhető a valóság, és frissíthető az emberek gondolkodásmódja a világegyetem építőköveiről. (1)

(1) - https://theconversation.com/fragments