Kvantumtér: A hurokkvantumgravitáció és a tér, az idő és az univerzum szerkezetének kutatása

Eredeti címe:

Quantum Space: Loop Quantum Gravity and the Search for the Structure of Space, Time, and the Universe

Könyv tartalma:

A kvantumelmélet és az általános relativitáselmélet világos tárgyalását ötvöző könyv az egyik első kísérlet a tér és az idő új kvantumelméletének magyarázatára.

Ma két rendkívül sikeres fizikai elmélettel vagyunk megáldva. Az első Albert Einstein általános relativitáselmélete, amely az anyag nagyléptékű viselkedését írja le egy görbült téridőben. Ez az elmélet az alapja az ősrobbanás kozmológiájának standard modelljének. A gravitációs hullámok felfedezése az amerikai LIGO obszervatóriumban (majd az olaszországi Virgo) csak a legfrissebb eredménye ennek az elméletnek.

A második a kvantummechanika. Ez az elmélet az anyag és a sugárzás tulajdonságait és viselkedését írja le a legkisebb skálákon. Ez az alapja a részecskefizika standard modelljének, amely kvarkok, elektronok és erőhordozó részecskék, például fotonok halmazaiból építi fel az univerzum összes látható alkotóelemét. A Higgs-bozon felfedezése a genfi CERN-ben csak a legutóbbi az elmélet számos győzelme közül.

De bár mindkettő nagyon sikeres, ez a két struktúra sok fontos kérdést hagy megválaszolatlanul. Emellett a tér és az idő két különböző értelmezésén alapulnak, és ezért alapvetően összeegyeztethetetlenek. Két leírásunk van, de tudomásunk szerint mindig is csak egy univerzum létezett. Amire szükségünk van, az a gravitáció kvantumelmélete.

Az ilyen elmélet megfogalmazására irányuló megközelítések elsősorban két utat követtek. Az egyik a húrelmélethez vezet, amely sokáig divatos volt, és amelyről sokat írtak. A húrelmélet azonban problémákba keveredett. Ebben a könyvben Jim Baggott "a kevésbé járt utat" írja le, egy olyan megközelítést, amely a relativitáselméletből indul ki, és a hurokkvantumgravitációnak nevezett struktúrához vezet. Baggott az elmélet két legjelentősebb alkotója, Lee Smolin és Carlo Rovelli pályafutásán és úttörő munkásságán keresztül meséli el a történetet.