Amendamente la legea gravitatiei

Putine imagini din istoria stiintei au farmecul celei a lui Galileo Galilei lasand ghiulele de tun sa cada din turnul inclinat din Pisa. Nu s-a putut stabili cu certitudine daca astronomul si matematicianul din secolul al XVII-lea a facut, cu adevarat, acest fenomen, dar principiul pe care el l-a stabilit a supravietuit: facand abstractie de rezistenta aerului, toate obiectele, indiferent de compozitia sau greutatea lor, cad pe Pamant cu aceeasi acceleratie.

Un secol mai tarziu, Isaac Newton s-a folosit de descoperirea lui Galileo pentru a-si formula teoria asupra gravitatiei universale – teoria folosita inca si azi in calculele necesare trimiterii de nave spatiale spre planete indepartate. Astazi, insa, fizicienii pun sub semnul intrebarii insesi bazele acestei mari sutructuri intelectuale, o lucrare publicata, in Physical Review Letters, sugereaza existenta unei forte a naturii necunoscuta pana acum, care ar actiona in sens invers gravitatiei, facand obiectele sa cada cu viteze diferite.

Fizicienii au identificat patru forte. Gravitatia – cea mai slaba – atrage toate masele una catre alta: ea face merele sa cada si mentine planetele pe orbita. Electromagnetismul, o forta de atragere si respingere, sta la baza chimiei, determinand totul, de la parfumul florii pana la gandurile omului. Forta nucleara slaba genereaza unele tipuri de radioactivitate, in timp ce cea puternica uneste particulele dintr-un nucleu atomic. Fizicienii au crezut ca aceste patru forte sunt suficiente pentru a explica toate fenomenele naturale, inclusiv nasterea Universului. Totusi, experiente recente au ridicat probleme in sfera aceasta atat de ordonata. La suprafata Pamanatului forta gravitationala pare sa fie cu circa 1 la suta mai mica decat in adancurile minelor – procent alarmant de ridicat in cazul unei “constante” fizice. Mai mult, unele experiente in domeniul particulelor subnucleare s-au soldat cu rezultate bixare. Ephraim Fishbach de la Universitatea Purdue, coordonatorul experimentului amintit in primul paragraf, declara ca examinarea celor doua anomalii mentionate a condus la concluzia ca ele sunt de origine comuna, respectiv ambele sunt datorate existentei unei a cincea forte a naturii.

1. O picatura de apa, un pahar de sticla si o ghiulea sunt lasate sa cada, in acelasi moment, intr-o camera aflata sub vid. Gravitatia actioneaza in mod egal asupra tuturor.

2. Hipersarcina actioneaza in sens invers gravitatiei si face obiectul sa cada cu viteze diferite.

3. Picatura de apa atinge solul prima. Atomul ei numara cei mai putini protoni si neuroni, de aceea ea este supusa hipersarcinii cu valoarea mai mica. Paharul de sticla e compus din atomi cu mai multi protoni si neutroni. El atinge solul al doilea. Cel mai incet cade ghiuleaua de fier, care are nucleele cele mai dense dintre cele trei obiecte.

Echipa de cercetatori de sub conducerea lui Fshbach a revizuit un experiment facut in 1909 de un om de stiinta ungur, Roland von Eotvos. Eotvos a comparat intensitatile cu care gravitatia atrage spre Pamant obiecte de compozitii diferite, aparent confirmand concluzia lui Galileo. Impreuna cu trei absolventi de la Universitatea Purduesi cu Samuel Aronson, de la Bookhaven National Laboratory, Fishbach reinterpreteaza, acum, dateke obtinute de Eotvos, descoperind diferente semnificative intre acceleratia caderii spre Pamant a seului si a cuprului, spre exemplu, diferente pe care Aronson le califica drept “surprinzator de izbitoare”.

Pentru a explica diferentele, fizicienii aduc in discutie o forta contra-gravitationala numita hipersarcina. Mai slaba decat gravitatia, ea isi exercita influenta la distante ce nu depasesc 180 metri, fiind o forta de respingere intre protonii si neutronii diferitelor obiecte, ca urmare, unele materiale  - cum ar fi fierul - , care au un numar mare de protoni si neutroni, sunt respinse de Pamant mai puternic decat o cadere de apa, de exemplu. Avand mai putine asemenea particule, apa va cadea pe Pamant mai repede decat fierul.

Unii cercetatori familiarizati cu aceste probleme avertizeaza, insa, ca vor fi necesare multe experiente pentru ca hipersarcina sa-si poata ocupa locul in randul fortelor naturii. Fishbach sugereaza refacerea experimentului lui Galileo cu instrumentele practice ale timpului nostru, pentru a vedea daca, intr-adevar, obiectele cu o compozitie diferita cad cu viteze diferite. Este, de asemenea, posibil sa se detecteze o particula specifica hipersarcinii, tinand cont de faptul ca tuturor celorlalte forte le sunt asociate astfel de particule (desi desi gravitonul nu a fost inca identificat). Se presupune ca “hiperfotonii” in cauza ar fi suficient de raspanditi in spatiul cosmic pentru a opri expansiunea Universului, facandu-l sa se “surpe” – adica provocand exact inversul “exploziei primare” din care a luat nastere.