Vo svojej novej knihe Knocking on Heaven's Door teoretička Harvardskej univerzity Lisa Randallová skúma, ako môže fyzika zmeniť naše chápanie základnej podstaty sveta. Myslí si, že v blízkosti našej známej reality môže existovať ďalší rozmer, skrytý, s výnimkou bizarného vysychania gravitačnej sily, ako ju vidíme. Uvažuje tiež o zložení temnej hmoty, neviditeľných častíc, ktoré formovali rast celého vesmíru. Tieto myšlienky, kedysi jediná provincia spisovateľov fikcie, čelia skutočným testom v novej generácii experimentov. Citlivé detektory teraz túžia po temnej hmote, zatiaľ čo najzložitejší vedecký stroj, aký bol kedy vytvorený, veľký hadrónový urýchľovač (LHC), ktorý sa nachádza pod hranicou Švajčiarska a Francúzska, rozbíja subatomárne častice do seba takmer rýchlosťou svetla.
Z tohto príbehu
[×] ZATVORENÉ
Fyzikka Lisa Randall verí, že v blízkosti našej známej reality môže existovať ďalšia dimenzia, skrytá s výnimkou bizarného vysychania sily gravitácie, ako ju vidíme. (Boston Globe prostredníctvom Getty Images) 
Fotogaléria
Súvisiaci obsah
- Sprievodca galaxiou Lisy Randallovej
- Hľadáte neutrína, častice ducha prírody
- Black Hole Rap
Aké boli vaše hlavné ciele pre novú knihu?
Jedným z cieľov bolo opísať vedu, o ktorú sa dnes zaujímam: fyziku, ktorá sa odohráva na LHC, a hľadať temnú hmotu. Chcel som však tiež objasniť povahu vedy: čo to znamená byť správny a nesprávny, čo to znamená robiť merania, a úlohy neistoty, rizika a tvorivosti.
Máte pocit, že komunita fyziky je na pokraji nájdenia niečoho pozoruhodného?
Určite dúfam. Máme dobrú šancu [s LHC] vidieť Higgsovu časticu, ktorá nám hovorí, ako elementárne častice získavajú hmotu. Medzi ďalšie hlboké problémy patrí symetria času a času a to, či existujú ďalšie dimenzie. Naozaj máme šancu preniknúť do týchto predmetov.
Existuje tu veľa bizarných nápadov, od teórie strún až po „vetvu“ ďalších dimenzií hneď vedľa našej vlastnej. Prečo by sme mali tieto myšlienky považovať za viac ako vymyslené konštrukty?
Určite nežiadam nikoho, aby prevzal vieru z myšlienok, ktoré predstavujem. To je časť bodu knihy: veda postupuje a my systematicky končíme novými myšlienkami a vysvetleniami, vychádzajúce z ľudských mier, ktoré poznáme, až po také vzdialené, že je ťažké mať o nich intuíciu. Aj veda je proces, ktorý koriguje samy seba, čo sa očakáva od nedávneho oznámenia neutrín, ktoré sa môže pohybovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla.
Môžete opísať podstatu vašej predstavy o ďalších rozmeroch?
Vo vesmíre by mohlo byť viac ako tri dimenzie, ktoré poznáme. Sú pred nami nejakým spôsobom ukryté, možno preto, že sú malé alebo zdeformované. Ale aj keď sú neviditeľné, mohli by ovplyvniť to, čo skutočne pozorujeme vo vesmíre. Jediným okom, ktoré nevidíme, je veľa vecí, ktoré sa ukázali byť založené v skutočnosti.
Extra dimenzie by mohli byť relevantné pre jednu z otázok, na ktorú sa snažíme odpovedať na LHC: ako častice získavajú svoju hmotu a prečo majú hmotnosti, ktoré robia, ktoré sú omnoho menšie, ako by od fyzikov očakávali. Takže naša myšlienka je, že existuje taká ďalšia dimenzia, že masy by boli veľké na jednom mieste a malé na inom. Inými slovami, gravitácia môže byť na jednom mieste slabšia a na inom silnejšia. Ak je to tak, mohlo by to byť prirodzené vysvetlenie toho, prečo sú častice také, aké sú, a prečo je gravitácia omnoho slabšia ako ostatné elementárne sily, ktoré pozorujeme.
Tento ďalší rozmer by sa mohol od nás oddeliť miliónmi biliónmi biliónov centimetra. Je to paralelný, ale neprístupný vesmír?
Interaguje s našimi dimenziami iba prostredníctvom gravitácie. A gravitácia je extrémne slabá. Elementárna častica pri bežných energiách má zanedbateľnú gravitačnú silu. Ale na LHC, ak je táto myšlienka správna, videli by sme dôkazy o tejto mimoriadnej dimenzii. Častice môžu prenášať impulz do extra dimenzie, a to by sa dalo skutočne pozorovať.
Nie je to však niečo, čo by ste považovali za „paralelný vesmír“?
Technicky by to mohlo existovať paralelne s naším vesmírom. Nie je to však len uhlíková kópia nášho vesmíru, o ktorej si mnohí ľudia myslia, keď počujú túto vetu.
Ak fyzici nájdu solídne dôkazy o ďalších dimenziách, ako by to ovplyvnilo náš pohľad na vesmír a naše miesto v ňom?
Môžete mať veľmi exotické základné javy, ale stále by boli v súlade s bežnými pravidlami, ktoré poznáme. Na určitej úrovni to nič nemení. Znamená to však, že na určitej hlbokej základnej úrovni existuje oveľa bohatší vesmír. Je len úžasné vedieť, z čoho je náš vesmír vyrobený.
LHC označujete za „úžasný úspech“.
Technologicky je to prehliadka sily. Skutočnosť, že táto vec funguje, je úžasná. Hľadáme veľmi zriedkavé udalosti, takže potrebujete veľmi presný, veľmi dobre zrozumiteľný stroj, ktorý im umožní a detektory pochopiť, čo vidíte. Potrebujete extrémne množstvo energie zamerané na veľmi malú oblasť, aby sa tieto zrážky stali, čo umožní priamym zrážkam čiastkových protónov - kvarkov a gluónov. A keď tak urobia, môžu vytvárať nové formy ťažšej hmoty.
Mnoho ľudí sa obávalo, že LHC vytvorí čiernu dieru pohlcujúcu planétu.
Vedci to brali veľmi vážne a túto možnosť vylúčili nielen teoreticky, ale aj pri pohľade na zrážky kozmického žiarenia, ktoré vytvárajú ten istý druh energie. Žijeme vo svete, kde existuje veľa rizík, a je najvyšší čas začať vážne brať o to, z ktorých by sme mali mať obavy. Fyzici ukázali, že tento konkrétny nie je riziko.
Ponúkate priamu diskusiu o náboženstve a jeho kompatibilite s vedou. Prečo ste sa rozhodli túto tému otvoriť?
Skoro som musel v knihe Knocking on Heaven's Door . Existuje však skutočný zmätok v tom, čo to znamená byť správnym a nesprávnym - rozdiel medzi tým, čo sú duchovné viery a čo je veda. Cítil som, že ak chcem vysvetliť vedu, je dôležité vysvetliť tieto rozdiely. Chcel som vážne brať rôzne názory na vesmír, ktoré majú ľudia, ale povedať, že v skutočnosti existujú rozdiely.
Napísal si: „Náboženská časť tvojho mozgu nemôže konať súčasne s vedeckou. Sú jednoducho nekompatibilné.“
Keď hovorím, že sú nekompatibilné, mám na mysli niečo veľmi špecifické: Duchovné presvedčenie založené na niečom, čo nie je založené na skutočnom materiáli alebo príčine a následku - spôsoby, ktorým vedecky rozumieme - je iba odlišné od vedy. Je to veľmi konkrétne vyhlásenie.
Keď sa rozprávate s verejnosťou, ktorá populárna mylná predstava o fyzike vás najviac zasiahne?
Snažíte sa ma dostať do problémov! Je to pravdepodobne nadmerná aplikácia kvantovej mechaniky. Ľudia si myslia, že to vysvetľuje veci, ktoré nemôže. O kvantovej mechanike je veľa záhad, väčšinou však vznikajú pri veľmi podrobných meraniach v kontrolovaných nastaveniach.
Obrovské detektory LHC označujete za umelecké diela. Je sondovanie povahy vesmíru rovnako estetické ako vedecké?
Umenie a veda sa obracajú na niektoré rovnaké kreatívne inštinkty. Je tu ocenenie niečoho väčšieho ako my, o čom sa domnievam, že ide o umenie aj vedu. Vo vede však môžete mať krásny nápad a môže to byť len zlé - nie preto, že je to matematicky nekonzistentné, ale preto, že nie je realizované vo svete.
Text ste napísali pre operu „Hypermusický prolog: Projektívna opera v siedmich rovinách“, ktorá mala premiéru v roku 2009 v Centre Pompidou v Paríži. Ako sa to stalo?
Skladateľ [Hector Parra] mi napísal, aby som sa opýtal, či sa chcem zapojiť. Bola to zaujímavá príležitosť skúmať križovatku vedy a umenia novým spôsobom. Umenie často odráža myšlienky doby. Naozaj sa mi páčilo pracovať s umelcami, ktorí si to vážia a ktorí začleňujú vedu do novej veci - ale nielen spôsobom, ktorý ju kopíruje. Vyskytli sa veľké kreatívne výzvy, ako napríklad to, ako na scéne reprezentujete vyššie dimenzie.
Opera mala obsadenie dvoma osobami, minimalistický scénograf s abstraktnými projekciami a partitúrou, ktorá bola digitálne upravená miestami. Sedenie v publiku muselo byť pre vás celkom zážitkom.
Pracujem na ceruzke a papieri alebo na počítači, takže vlastne bolo vidieť niečo, čo spievali fantastickí speváci, spievajúci hudobníci a nádherný súbor. Časti, ktoré sa pohybovali tam a späť medzi mimorozmerným svetom a naším svetom, boli skutočne skvelé. Hector si myslel, že [môj výskum] by mu dal nahliadnuť do spôsobov, ako vytvoriť rôzne druhy hudby, a skutočne to urobil. Myslím, že som bol požiadaný, aby som dal viac fyziky, ako by som mal v ideálnom prípade, a nakoniec bola hudba veľmi abstraktná. Bola to však skvelá hudba a boli chvíle, ktoré boli skutočne krásne.
V názve a texte knihy robíte hravé hudobné referencie, od polície a Suzanne Vega po Beatlesa a Boba Dylana. Ste veľký fanúšik populárnej hudby?
Mám túto záhadnú schopnosť, keď mi slová zostávajú v hlave, takže počujem pieseň a často sa stáva, že sa texty automaticky použijem neskôr. Nemusí to byť pôvodný zámer slov, ale niekedy pekne zapadajú do toho, čo sa snažím povedať.
Čo bude pre teba ďalšie vo vede?
Skúmal som myšlienky, ktoré spájajú temnú hmotu s bežnou hmotou. Existuje úžasná skutočnosť, že energia prenášaná temnou hmotou vo vesmíre je asi šesťkrát vyššia ako energia prenášaná bežnou hmotou. Otázka znie, prečo je to tak? [Pomer] mohol byť úplne iný. Takže sa pozerám na spôsoby, ako môžu tieto dva typy látok súvisieť, čo by vysvetľovalo náhodné prípady.
