Nejčastější otázky

Existuje graviton? Jestli ano, proč nebyl nikdy zachycen? Jak se to slučuje s Einsteinovou vírou, že gravitace je opravdu zakřivením časoprostoru?
Ptá se Nick z USA

Nejprve co to vlastně graviton je.

V mikroskopickém měřítku všechny fundamentální síly ve vesmíru pracují na principu výměny „částic“. Foton je nositelem elektromagnetismu. Mikroskopicky řečeno, statická elektřina ve vaší prádelně je vaše ponožka, která si přehazuje fotony tam a zpět s vaší pračkou. Energie v čerstvě vyprané ponožce obsahuje obrovské množství fotonů, ale jsou tu i mnohem jemnější interakce, ve kterých jsou přítomny jen jednotlivé fotony. Slabé jaderné síly mají nosiče pojmenované W a Z bosony, které byly objeveny teprve nedávno, protože jsou velmi těžké, a tak je složité je vyrobit v urychlovačích. Silné jaderné síly jsou neseny gluony, které ještě nebyly přímo detekovány a pravděpodobně ani nikdy nebudou vzhledem ke způsobu jejich kombinace. Ale částice hmoty jsou uspořádány ve skupinách přesně tak, jak se dalo předpokládat z kombinačních pravidel pro gluony, a to je považováno za silný důkaz jejich existence.

Protože ostatní síly pracují s výměnou částic, předpokládáme, že gravitace dělá to samé, a tyto nosiče nazýváme gravitony. Z makroskopických vlastností gravitace lze zjistit vlastnosti gravitonu. Například by měl být nehmotný, protože gravitace má nekonečný dosah. Nekombinuje se jako gluony a měl by tedy být volný a v principu i detekovatelný.

Ve skutečnosti bude trvat ještě hodně dlouho, než někdo zachytí graviton. Pro nějaký viditelný efekt jich je potřeba velmi mnoho, protože gravitace je nejslabší z fundamentálních sil. Zdá se to divné vzhledem k tomu, že nás gravitace drží celý život na zemi, ale z mikroskopického hlediska je to pravda. Dva elektrony jsou od sebe odpuzovány elektrickou silou mnohem více, než jsou gravitační silou přitahovány. Lze tak zaznamenat pouze věci, které zahrnují velké množství gravitonů. Zde kolektivní efekt převáží mikroskopický efekt, což naznačuje existenci jednotlivých částic.

Takže jak toto zapadá do Einsteinovy představy o gravitaci jako o geometrii? Existují představy, že graviton samotný je kolektivním efektem, který se ukazuje, pokud určitým způsobem zkroutíme strukturu časoprostoru. Ale celá otázka o tom, jak kvantová mechanika (která zahrnuje práci s částicovými nosiči) zapadá do obecné relativity je stále otevřená.