Lidé zřejmě mají neodolatelný sklon hledat strukturu v chaosu, význam v nesmyslném hemžení a skryté symetrie v bezbřehé temnotě vesmíru. Za jedno takové odhalení bývá považována Bekensteinova hranice (Bekenstein bound), kterou počátkem osmdesátých let vytyčil izraelský teoretický fyzik Jacob Bekenstein. Jde o myšlenku, podle které nejsou entropie, informace a gravitace izolované, ale naopak do hloubky navzájem propojené.
Bekenstein přišel s radikálním nápadem, podle něhož entropie, dlouho považovaná za abstraktní míru neuspořádanosti, je vlastně kvantita ukotvená v časoprostoru. Podle Bekensteinovy hranice není entropie jakéhokoliv fyzického systému bezbřehá, ale je omezená jeho energií a nejmenším prostorem ve tvaru kulovité plochy, sféry, do něhož se vejde.
Bekenstein tehdy rozčeřil vodu. Fyzici dodnes na Bekensteinově hranici pracují a snaží se z ní vytěžit víc. Teoretičtí fyzici kvantové gravitace Ahmed Farag Ali z americké Essex County College a Aneta Wojnar z Complutense University of Madrid se snaží zobecnit Bekensteinovu hranici a zvolili přístup, kdy přeformulovali celkovou energii jako relativistickou hmotu. Využili toho, že ve fyzice černých děr je hmota těsně spjatá se Schwarzschildovým poloměrem a nahradili hmotu odpovídajícím gravitační poloměrem.
Namísto entropie chápané v souvislosti s nejmenší sférou obklopující dotyčný systém autoři studie dospěli k toroidální struktuře, jejíž vnitřní poloměr je Schwarzschildovým poloměrem a vnější poloměr odpovídá Bekensteinově nejmenší sféře. Přiznávají, že je inspirovalo to, co pozorujeme ve vesmíru. Vesmír, jak se zdá, nemá zálibu v perfektních sférách. Namísto toho, podle Aliho a Wojnarové, má vesmír raději spirály, víry a toroidní toky. Ostatně i DNA je dvojitá šroubovice, jak argumentuje Ali.
##seznam_reklama##
Toroidální formulace entropie by mohla mít zásadní vliv na kvantovou mechaniku. Jde o to, že vlastně mění Heisenbergův princip neurčitosti na strukturu. Zdánlivá hemživá náhodnost kvantové mechaniky je podle této představy projevem uspořádanosti. Také z toho plyne, že prostor a čas nejsou kontinuální způsobem, jak si obvykle představujeme, ale podléhají toroidálním omezením (toroidal constraints).
Ali s Wojnarovou jsou přesvědčeni, že vliv toroidální entropie sahá daleko za hranice fyziky kvantové gravitace. Objevuje se v toroidálním pohybu hurikánů, zakřivení mořských vln, v uspořádání elektromagnetických polí nebo třeba ve struktuře subatomárních interakcí. Podle nich je ve spirále cosi univerzálního, co tkví ve způsobu, jak se vyvíjí energie, hmota a prostor.
Podle Aliho nabízí toroidální entropie mimo jiné i zajímavé řešení problému s kosmologickou konstantou. Těch problémů je víc, Ali má na mysli Vacuum catastrophe, tragikomický rozdíl mezi předpovědí energie vakua z kvantové teorie pole a pozorovanou hodnotou této energie, který činí asi 50 až 120 řádů. Pokud se totiž začlení toroidální hranice entropie do výpočtů energie vakua, šílený rozpor zmizí. To naznačuje, že by energie vakua vesmíru mohla souviset s toroidální strukturou, což by změnilo chápání temné energie. Takže, otázka zní – miluje vesmír spirály?
Video: A solution for Cosmological Constant problem
Video: Stars in Modified Gravity - Dr. Aneta Wojnar
Video: Meet Our Scientists - Ahmed Farag Ali
Literatura