Czy przestrzeń jest czymś w rodzaju morza?

A co, jeśli wszystko jest tylko zmarszczką na czymś, czego nie widzimy?

Popatrz na falę biegnącą przez staw. Fala jest prawdziwa. Możesz zmierzyć, jak szybko się porusza i ile ze sobą niesie. Ale fala nie jest rzeczą, która leży na wodzie. Fala jest czymś, co woda robi.

A teraz zadaj dziwne pytanie. Co, jeśli elektron jest właśnie taki? Nie maleńka cegiełka, tylko wzór w czymś głębszym. Część fizyków traktuje ten pomysł poważnie, a doszli do niego przez bardzo zimne ciecze.

Co wiemy na pewno

Schłodź hel wystarczająco mocno, a zmieni się w ciecz. Schłodź go jeszcze bardziej, a stanie się nadcieczą. Nadciecz płynie zupełnie bez tarcia. Rozkręć ją raz, a będzie krążyć dalej i dalej.

Rosyjsko-fiński fizyk Grigorij Wołowik poświęcił takim cieczom całą swoją pracę. Zauważył coś zaskakującego. Matematyka opisująca zmarszczki wewnątrz nadciekłego helu wyglądała dziwnie znajomo. Wyglądała niemal dokładnie jak matematyka cząstek w naszym własnym wszechświecie.

Co więcej, ciecze potrafią naśladować grawitację. Spraw, żeby ciecz płynęła szybciej, niż poruszają się jej własne fale. Właśnie zbudowałeś horyzont. Dźwięk nie może z niego uciec, tak jak światło nie może uciec z czarnej dziury. W 2016 roku Jeff Steinhauer zmierzył słabą poświatę wyciekającą z takiego laboratoryjnego horyzontu.

Co naukowcy sprawdzają właśnie teraz

I tu pojawia się wielki pomysł. Może nasza własna przestrzeń też jest nadcieczą. Każda cząstka byłaby wtedy zmarszczką na niej. Naukowcy sprawdzają ten pomysł i daleko mu jeszcze do rozstrzygnięcia.

Test jest sprytny. Prawdziwa ciecz ma stan spoczynku, czyli swój sposób na to, żeby stać w miejscu. Gdyby przestrzeń była cieczą, zostawiłoby to ślad. Światło różnych kolorów powinno biec z odrobinę różną prędkością.

Dlatego astronomowie obserwują ogromne błyski zwane rozbłyskami gamma, oddalone o miliardy lat świetlnych. Po tak długiej podróży nawet malutka różnica pokazałaby się jako opóźnienie. Naukowcy zmierzyli to bardzo starannie. Kolory docierają razem.

Ten wynik ma znaczenie. Wyklucza proste wersje tego pomysłu. Ostrożne wersje przeżyły i to właśnie tam przeniosła się praca.

Dlaczego to ważne

Kryje się tu nagroda. Zsumuj energię, którą powinna mieścić pusta przestrzeń, a wyjdzie ci olbrzymia liczba. Potem popatrz, co astronomowie naprawdę widzą, i wyjdzie ci liczba malutka. Te dwie liczby różnią się w sposób wręcz oszałamiający.

To jedno z największych otwartych pytań w całej fizyce. Nadciekła przestrzeń mogłaby odpowiedzieć na nie zgrabnie. Nikt nie musiałby podkręcać liczb, żeby wszystko się zgadzało.

Twoja kolej

Gdybyś był zmarszczką, czy mógłbyś kiedykolwiek odkryć, na czym się marszczysz? Jaki eksperyment mogłaby w ogóle zrobić zmarszczka?

Nikt tego nie rozstrzygnął. Pomiary robią się coraz dokładniejsze. Może kolejny wykonasz właśnie ty.