Ефектът на Верлинде: защо гравитацията може да не е това, което изглежда
Физиците ревизират връзката сред черните дупки и основите на Вселената.
Теорията за ентропийната гравитация предлага коренно нов метод за разглеждане на една от главните сили на природата. Според тази идея гравитацията може да не е съществена мощ, а зараждащо събитие, сходно на триенето или топлината, което не съществува единствено по себе си на микроскопично равнище, а поражда вследствие на взаимоотношения на по-дълбоко равнище на физиката. Тази концепция има капацитета освен да предефинира законите на природата, само че и да даде отговор на загадката на тъмната материя, която въздейства върху държанието на галактиките и звездите.
Терминът „ ентропиен “ тук демонстрира връзката на гравитацията с термодинамиката и ентропията – свойството на системите да се стремят към безпорядък. Пример за това е температурата, която се дефинира от придвижването на частиците, само че сама по себе си не съществува на равнището на обособената молекула. По сходен метод теорията допуска, че гравитацията може да е свойство на пространство-времето, проявяващо се посредством взаимоотношения на по-фундаментално равнище.
Идеите, че гравитацията може да е ентропийна, стартират да се появяват още през 70-те години на предишния век, когато е намерено, че черните дупки изпускат топлинно лъчение. Това събитие, наречено излъчване на Хокинг, допуска връзка сред термодинамиката и гравитацията. Учените видяха, че черните дупки, които са обекти на чиста гравитация, се подчиняват на термодинамичните закони, като че ли имат температура и ентропия, което допуска съществуването на дълбока връзка сред тези феномени.
През 2009 година холандският физик Ерик Верлинде предлага догадка, свързваща гравитацията с квантовата информация, закодирана на границите на Вселената. Този метод, учреден на концепцията за холографията, допуска, че цялата физика на нашия четириизмерен свят може да бъде отражение на процеси, протичащи върху триизмерна повърхнина. Верлинде комбинира тази концепция със законите на термодинамиката, с цел да интерпретира още веднъж класическата и релативистката гравитация като резултат от статистически взаимоотношения, които основават образа на силата.
Ключова характерност на теорията за ентропийната гравитация е догатката, че в среди с ниска компактност на материята гравитацията може да прояви отклонения от известните закони на Нютон и Айнщайн. Така да вземем за пример в такива среди гравитационната мощ понижава линейно, а не съразмерно на квадрата на дистанцията, както е разказано в класическата физика. Това отклоняване може да изясни държанието на звездите в галактиките и гравитационните аномалии, които нормално се приписват на тъмната материя. Теорията също по този начин допуска, че резултатите на гравитацията могат да бъдат изменени от тъмната сила, която изпълва Вселената.
Тестовете и наблюденията обаче демонстрират смесени резултати. В някои случаи хипотезата е в положение да изясни държанието на галактиките, само че в други прогнозите ѝ се отклоняват доста от наблюденията. Например изчисленията на Верлинде за галактическите купове дадоха шестократна неточност по повод плътността на материята. Теоретичната основа на теорията също е съмнителна, защото изводите ѝ зависят от доста догатки, в това число хипотезата за холографската природа на Вселената и термодинамичните свойства на нейната повърхнина.
Въпреки това теорията на ентропийната гравитация остава скъп принос към физиката. Нейните хрумвания съчетават няколко метода, в това число квантовата механика, термодинамиката и общата доктрина на относителността, като оферират нови вероятности за проучване на Вселената. Дори и да се окаже, че тя бърка, нейните концепции биха могли да залегнат в основата на по-точни модели, които да обяснят държанието на гравитацията и природата на тъмната материя.
Учените не престават да ревизират хипотезата, изследвайки дали тя може да планува феномени, които са отвън обсега на класическите модели. Такива теории тласкат физиката към нови открития, даже в случай че самите те се окажат задънени улици. Както и при други революционни концепции, всеки крах може да бъде стъпка към по-дълбоко схващане на законите на природата.
