Συνέδριο Schwarzschild, Φρανκφούρτη, Ιούλιος 2017, Περίληψη
Στα Αγγλικά
2 Αυγούστου 2017
Επέστρεψα από το συνέδριο Karl Schwarzschild, που διεξήχθη στη Γερμανία στο επιφανές FIAS, το Frankfurt Institute for Advanced Studies.
Έκανα πολλές σκέψεις για το περιεχόμενο του ποστέρ μου και τελικά αποφάσισα να παρουσιάσω το σύστημα εξισώσεων πεδίου που έχω αναπτύξει.
Ένα κείμενο δεν συμβαδίζει με το κεντρικό θέμα του συνεδρίου, που εστιάζεται στη "φυσική των μαύρων τρυπών". Αυτό είναι ένα θέμα που είχα σκεφτεί να εξετάσω, αλλά το άρθρο που δημοσίευσα το 2015 στο Modern Physics Letters A:
J.P. Petit & G. D’Agostini:
Ακύρωση της κεντρικής ιδιομορφίας της λύσης Schwarzschild με φυσική διαδικασία αντιστροφής μάζας.
Mo. Phys. Lett. A, τόμος 30, αριθμός 9 (2015)
ήταν αυτό που πλησίαζε περισσότερο το θέμα. Επειδή υπήρχε μια μαύρη πίνακα δίπλα στο ποστέρ μου, έγραψα εκεί τα κύρια σημεία του άρθρου:
Αυτό άμεσα έλαβε την προσοχή. Συνέλεξαν φωτογραφίες και σχηματίστηκε μια ομάδα. Ένας άντρας περίπου 60 ετών, ένας "senior researcher", άμεσα εξέφρασε την αμφιβολία του για το ότι όλα τα ιδιομορφικά σημεία της μετρικής λύσης που βρήκε ο Schwarzschild το 1916, που χρησιμοποιείται ως βάση για τη θεωρία της μαύρης τρύπας, μπορούν να απαλειφθούν με μια μοναδική αλλαγή μεταβλητής. Επειδή δεν φορούσε όπως άλλοι ένα σήμα, συμπέρανα ότι έπρεπε να είναι μέλος του FIAS, του Frankfurt Institute for Advanced Science, που φιλοξενούσε το συνέδριο. Ακολουθεί η αλλαγή μεταβλητής:
Τέλος, μια κριτική! Για να καθαρίσω τα πράγματα, έβαλα γρήγορα όλες τις λεπτομέρειες του υπολογισμού σε ένα φύλλο που έδωσα στον ειδικό μου, ο οποίος το διάβασε για δέκα λεπτά, καθισμένος σε μια καρέκλα.
Όλοι περίμεναν την απόφασή του. Τελικά μου επέστρεψε το φύλλο με ένα σημάδι συμφωνίας, αλλά με τη μεγαλύτερη απορία. Νομίζω ότι σκέφτηκε: "Δεν έχω δει ποτέ αυτό τίποτα. Υπάρχει απαραίτητα ένα λάθος που δεν βλέπω. Θα το δω αργότερα."
Προσπάθησα να τον αποσπάσω από αυτό το πρόβλημα, που εγείρει την ερμηνεία του αποτελέσματος του Karl Schwarzschild το 1916 (το συνέδριο ονομαζόταν "Συνέδριο Karl Schwarzschild"!). Τον ρώτησα αν είχε διαβάσει το αρχικό άρθρο που δημοσιεύτηκε στα Προσθήκες της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών:
K. Schwarzschild:
Über das Gravitational eines Massenpunkets nach der Einsteineschen Theory.
Sitzber. Preuss. Akad. Wiss. Berlin, σελ. 189–196 (13 Ιαν. 1916). Αγγλική μετάφραση από S. Antoci και A. Loinger στο arXiv:physics/9905030 (12 Μαΐου 1999)
καθώς και το δεύτερο άρθρο, που δημοσιεύτηκε λίγες εβδομάδες αργότερα, μόλις μερικούς μήνες πριν από το θάνατό του:
K. Schwarzschild:
Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus incompressibler Flüssigkeit nach Einsteinsechen Theorie.
Preuss. Akad. Wiss. Berlin, σελ. 189–196 (24 Φεβρ. 1916). Αγγλική μετάφραση από S. Antoci στο arXiv:physics/9912033 (16 Δεκ. 1999)
Μου αποκάλυψε ότι δεν τα είχε διαβάσει ποτέ (...) προσθέτοντας:
-
Διαβάζεις τα Γερμανικά;
-
Όχι, απλώς είχα πρόσβαση σε αγγλικές μεταφράσεις, πρόσφατες πράγματι (1999), για έγγραφα που είναι τώρα εκατό χρόνια παλιά. Έχω αυτά τα έγγραφα στο κινητό μου. Θέλετε να τα εξετάσουμε μαζί; Υπάρχει επίσης ένα πολύ σημαντικό κείμενο που δημοσίευσε ο David Hilbert το Δεκέμβριο του 1916 και στο οποίο επαναλαμβάνει αυτή τη δουλειά του Schwarzschild.
D. Hilbert:
"Die Grundlagen der Physik (Zweite Mitteilung)"
(EN) "The Foundations of Physics (Second Communication)"
(FR) "Les Fondements de la Physique (Seconde Communication)"
Προτίμησε να αποφύγει, προσθέτοντας ότι δεν γνώριζε επίσης αυτό το άλλο κείμενο (...).
Στην πραγματικότητα, αυτό που μπόρεσα να διαπιστώσω στη Φρανκφούρτη ήταν ότι οι "άνθρωποι των μαύρων τρυπών" δεν γνωρίζουν απλώς τα θεμελιώδη κείμενα από τα οποία προέκυψαν τα έργα που επιθυμούν να αναπτύξουν. Κατά τη διάρκεια μιας κεντρικής ομιλίας, μπροστά σε όλους τους συνέδριους
Juan Maldacena
, μια "φυσική φιγούρα" των σύγχρονων εξελίξεων της θεωρίας των μαύρων τρυπών, άρχισε λέγοντας (αναπαράγεται στην πλακέτα που εκδόθηκε για το συνέδριο):
Juan Maldacena
- Η λύση Schwarzschild μας έχει προκαλέσει σύγχυση για περισσότερο από εκατό χρόνια και μας έχει αναγκάσει να επιδιορθώσουμε τις απόψεις μας για το χώρο και το χρόνο. Μας έχει οδηγήσει σε μια πιο ενδελεχή κατανόηση της θεωρίας του Einstein. Πειραματικά, εξηγεί πολλές αστροφυσικές παρατηρήσεις. Τα κβαντικά της μερικά έχουν αποτελέσει πηγή θεωρητικών παραδόξων που μας αναγκάζουν να κατανοήσουμε καλύτερα τη σχέση μεταξύ της γεωμετρίας του χωροχρόνου και της κβαντικής μηχανικής.
Μετάφραση:
- Η λύση Schwarzschild ήταν για ένα αιώνα μια πηγή σύγχυσης και μας ανάγκασε να επιδιορθώσουμε τον τρόπο που σκεφτόμαστε το χώρο και το χρόνο. Μας έχει οδηγήσει σε μια καλύτερη κατανόηση της θεωρίας του Einstein. Πειραματικά εξηγεί ένα σειρά αστροφυσικών παρατηρήσεων. Τα κβαντικά της μερικά έχουν προκαλέσει θεωρητικά παράδοξα που μας αναγκάζουν να κατανοήσουμε καλύτερα τη σχέση μεταξύ της γεωμετρίας του χωροχρόνου και της κβαντικής μηχανικής.
Ποια είναι η πραγματική εφαρμογή;
Πρώτα απ' όλα υπήρξε η "ανακάλυψη" της "ακτινοβολίας του Hawking". Στην πραγματικότητα, όλα βασίζονται στην ιδέα μιας σύνδεσης μεταξύ Γενικής Σχετικότητας και Κβαντικής Μηχανικής. Όμως γνωρίζουμε ότι... αυτή η σύνδεση δεν έχει ποτέ πραγματοποιηθεί (η βαρύτητα αρνείται με αποφασιστικότητα να την κβαντοποιηθεί, κάτι που θα οδηγούσε στην περιγραφή ενός γραβιτονίου, σωματίδιο με σπιν 2, που παραμένει ακόμη απούσιο στην αναφορά).
Οι σύγχρονοι θεωρητικοί τελικά πείστηκαν ότι αυτό το φανταστικό είναι πραγματικότητα. Επικαλούμενοι ένα κβαντικό φαινόμενο πλησίον του ορίζοντα των μαύρων τρυπών, ο Hawking "έδειξε" ότι αυτές μπορούν να χάνουν ενέργεια, "ακτινοβολούν". Αυτό άμεσα δημιούργησε το "παράδοξο του ορίζοντα του σύμπαντος". Πράγματι, σε αυτά τα αντικείμενα που ονομάζονται μαύρες τρύπες, η δομή θα πρέπει να εξαφανιστεί, να τρισμαχτεί. Άρα οι μαύρες τρύπες είναι "μηχανές που καταστρέφουν την πληροφορία". Ο Maldacena στη συνέχεια παρουσίασε την πρόοδο που επιτεύχθηκε σχετικά με τη "θερμοδυναμική των μαύρων τρυπών". Ειδικότερα υπενθύμισε ότι "έχει δειχθεί ότι η εντροπία των μαύρων τρυπών είναι ανάλογη με την επιφάνειά τους".
Με άλλα λόγια, από τις τελευταίες δεκαετίες όλη η προσοχή των θεωρητικών έχει επικεντρωθεί στο πώς θα μπορούσαμε να περάσουμε το παράδοξο της πληροφορίας. Έχετε ακούσει πιθανότατα για το "firewall" και άλλα παρόμοια. Στα τελευταία του έργα, ο Maldacena επικαλείται ένα νέο "κλειδί": την "ενταγκλή" ("entanglement"). Ένας έννοια από την κβαντική μηχανική και το διάσημο παράδοξο Einstein-Podowlski-Rosen (EPR), που περιγράφη