Onko maailmankaikkeuden syntyä kuvaava alkuräjähdys sittenkin pomppu?

Luonnontieteellinen perustutkimus on yksinkertaisesti sitä, että tutkijat ovat kiinnostuneita siitä, miten jokin toimii. Yleensä tällainen tutkimus johtaa sovelluksiin jälkikädessä, eikä niitä voi ennalta arvailla. Yksi parhaita esimerkkejä on se, miten teoreettinen hiukkasfysiikka on johtanut www-sivustojen syntyyn.  

Kesäkuussa 2016 Helsingin yliopistossa kokoontuu puolen sataa fysiikan perustutkimuksen asiantuntijaa aiheenaan kvanttigravitaatio eli painovoima monta kertaluokkaa atomia pienemmillä etäisyyksillä. Kvanttigravitaatiossa on tarkoitus yhdistää paras tuntemamme teoria painovoimasta, eli yleinen suhteellisuusteoria, parhaan pienten etäisyyksien teoriamme kanssa, eli kvanttimekaniikkaan.

Toimivaa teoriaa ei vielä ole

Kvanttigravitaatiota on kuitenkin parempi kutsua nimellä ongelma kuin teoria, koska toimivaa teoriaa ei ole tähän päivään mennessä kukaan vielä esittänyt.

- Kvanttigravitaatio on monimutkainen kokonaisuus, jota on monesti vaikea avata edes toisille fyysikoille. Vähintään jo siksi, että kvanttigravitaatioon liittyy vaikeita perustavanlaatuisia filosofisia kysymyksiä kuten "mitä on aika ja paikka?", sanoo Miklos Långvik, joka on kvanttigravitaation tutkija ja yksi kokouksen järjestäjistä.

Koska liikkeen kuvaamiseen tarvitaan aika ja paikka, kysymykset ajan ja paikan olemuksesta fysiikassa nousevat esiin kvanttigravitaatioteoriaa pohdittaessa. Esimerkiksi kysymykset menneisyyden, nykyhetken tai tulevaisuuden reaalisuudesta ovat monesti kiinnostaneet kvanttigravitaation parissa työskenteleviä.

Vaikka yhtään täysin toimivaa ja hyvin ymmärrettyä kvanttigravitaatioteoriaa ei ole vielä rakennettu, näyttävät jotkut yritelmistä johtavan esimerkiksi alkuräjähdyksen vaihtumiseen alkupompuksi ja geometristen suureiden kuten pinta-alan ja tilavuuden esiintymiseen diskreeteissä kvanteissa.

Helsingin yliopistossa tutkijat työstävät tällä hetkellä aineen mahdollista ilmenemismuotoa mahdollisessa kvanttigravitaatioteoriassa nimeltä silmukkagravitaatio.

Kokouksen kotisivu ohjelmatietoineen: www.hip.fi/qg_helsinki

Kuva: Miklos Långvik

Lisätiedot: Tutkijatohtori Miklos Långvik, Helsingin yliopiston fysiikan laitos, miklos.langvik@helsinki.fi

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, @MinnaMeriTenhu, 050 415 0316, minna.merilainen@helsinki.fi