Десятки років тому Альберт Ейнштейн розробив теорію, згідно з якою простір, крім властивості кривизни, може ще й "скручуватися" під впливом великої гравітації.
Ця ідея, що отримала назву паралельної теорії гравітації, і від якої наукове співтовариство відмовилося на користь загальної теорії відносності та квантової механіки, потенційно все ж вирішує основні проблеми космології.
Наприкінці 20-х років Альберт Ейнштейн засумнівався у своїх висновках. На його думку, загальна теорія відносності, яка описує гравітацію як прояв кривизни простору-часу, "щось упустила".
Так, простір викривлений і скручений. Приймаючи за істину згорнутість простору, можна прийти до гіпотетичної "теорії всього".
Великий фізик, на жаль, не став заглиблюватися в цю ідею, і тому вона канула в Лету. Однак сьогодні, майже століття потому, деякі нерозв'язні астрофізичні проблеми (темна матерія і темна енергія, насамперед) змусили вчених поставити під сумнів усі раніше встановлені і прийняті теорії; можливо, ключ до розуміння лежить в іншій інтерпретації простору. А отже, фізики можуть переглянути забуту теорію Ейнштейна.
Нова теорія гравітації та ЗТВ
Якби простір одночасно і викривлявся, і скручувався, то багато складних проблем у фізиці зникли б миттєво.
За словами фізика Джона Вілера, загальна теорія відносності Ейнштейна, розроблена 1915 року, може бути підсумована кількома словами:
"Час і простір говорять матерії, як рухатися; матерія говорить простору-часу, як згинатися".
Уявіть собі натягнуте полотно батута, яке деформується під вагою поміщених на нього об'єктів: якщо полотно добре натягнуте, то світло об'єкта майже нічого не створить. З іншого боку, якщо ми додамо щось важче в центр, воно "потоне" в полотні, а легший об'єкт рухатиметься в бік важкого об'єкта.
Іншими словами, наявність матерії (маси) змінює геометрію просторового часу, і це спотворення, зі свого боку, вказує матерії, як рухатися.
Ще один важливий елемент загальної теорії відносності: принцип еквівалентності, згідно з яким ефекти гравітаційного поля локально ідентичні ефектам прискорення системи відліку спостерігача (гравітація і прискорення нерозрізнені).
Волею долі саме Ейнштейн та інші фізики-теоретики заклали основи квантової теорії, що дала змогу описати поведінку атомів і субатомних частинок, їхню взаємодію, а також деякі властивості електромагнітного випромінювання.
З цієї теорії випливає, що для конкретної частинки неможливе одночасне визначення положення і швидкості. Ейнштейн так і не зміг прийняти принцип невизначеності.
Зате народилася ідея альтернативної теорії електромагнетизму. У загальній теорії відносності чотиривимірна версія кривизни для опису простору-часу працює ідеально. Нова ідея полягала в тому, щоб розробити версію ЗТВ з використанням кручення і перевірити, чи зможе вона пояснити як гравітацію, так і електромагнетизм (на основі рівнянь Максвелла).
Передбачалося, що масивні і заряджені об'єкти змушують простір-час згинатися, причому трохи по-різному, породжуючи електромагнетизм і гравітацію.
Теорія, відома як "паралельна гравітація", була опублікована в 1928 році. І в кінцевому підсумку вона не змогла переконливо пояснити фізичну природу електромагнетизму.
Теорія струн і квантова механіка
У той час як загальна теорія відносності та квантова механіка користувалася всією увагою наукового співтовариства, інтерес до паралельної гравітації швидко ослаб. Так, теорія відносності, як і квантова теорія, підтверджуються численними дослідами і розрахунками. Але вони не можуть дати повного опису реальності, оскільки взаємно несумісні і безсилі перед деякими загадками Всесвіту.
Наприклад, загальна теорія відносності підтверджує існування чорних дір, але вона повністю руйнується, коли намагається описати їхні унікальні ядра. Так само неможливо описати гравітацію на субатомному рівні: тут домінує квантова механіка. Теорія відносно провалюється, коли необхідно описати гравітацію на ультракороткій відстані.
Ці дві теорії не здатні також пояснити прискорений темп розширення Всесвіту.
Більшість фізиків вірить, що тільки гіпотетична субстанція, темна енергія, здатна дати надійне рішення.
Крім того, швидкість розширення, постійна Габбла, є проблемою: два методи, що використовуються для її вимірювання - за розсіяним космічним фоном і за меншими зірками - дають протилежні результати. І одночасно породжують сумніви в самому факті розширення Всесвіту.
Тобто або у Всесвіті є невідома матерія, яка пояснює все, або гравітація працює не так, як ми думаємо.
Наразі фізики не вірять, що паралельна гравітація може об'єднати фізику, хоча вона може стати цікавим кандидатом на нову теорію гравітації, навіть більш солідну, ніж загальна теорія відносності.
Цікаво, що прихильники теорії струн активно використовують ідеї паралельної гравітації. Один із підходів до квантової гравітації свідчить, що всі сили й енергія Всесвіту походять із коливань невидимих струн. Згідно з цією логікою, паралельна гравітація може бути наслідком теорії струн.
Утім, є заковика з категоріями, формулами і цифрами: незрозуміло, як вивести віддалений паралелізм математики. Нам не вистачає опрацьованих математичних методів і математично операціоналізованих понять. Ось у чому проблема.
