Sot, në trevjetorin e ndarjes nga jeta të anëtarit të Asamblesë së Akademisë së Shkencave të Shqipërisë, në nderim të kujtimit dhe të veprës shkencore që la, botojmë këtë artikull të tij – nga më të fundmit – duke falënderuar familjen për dhënien e tij për botim

– Teza “Verlinde”* është një nga risitë shkencore dhe zhvillim shumë i rëndësishëm në fizikën teorike bashkëkohëse dhe të ardhmerisë së saj. Pas përpjekjeve të shumta që shkencëtarët bënë gjatë shekullit XX për të bashkuar gravitetin me mekanikën kuantike, në vitin e fundit të dhjetëvjeçarit të parë të shekullit XXI vjen teza e teoricienit Erik Verlinde sipas të cilës graviteti nuk është forcë themelore, por rrjedhojë e kontabilizimit të informacionit në ekrane holografike.

Ky përfundim, i parashtruar në një artikull me formula të thjeshta që të kujtojnë artikujt e Ajnshtajnit të vitit 1905 mbi teorinë e relativitetit, si për nga thjeshtësia, ashtu edhe për idetë përmbysëse, është objekt bërë diskutimi i qarqeve shkencore në Europë, përtej oqeanit dhe më gjerë**. Dr. Erik Verlinde e paraqiti tezën e tij edhe së fundi në konferencën e kordave “Geneziss” e organizuar në Shkollën Federale Politeknike të Lozanës (Zvicër), më 26 nëntor 2010. Konferenca u la hapësirë të pakufizuar pyetjeve dhe komenteve të të pranishmëve, të cilët debatuan gjatë me dr. Verlinden.

I. Parimi holografik nuk është i ri (t Hooft 1993) dhe as entropia e vrimave të zeza (Hoking 1971). Por ajo që Verlinde vëren është se duke përdorur parimin holografik (shih shtojcën A: Vrimat e zeza dhe parimi holografik) mund të derivohet forca gravitacionale. Verlinde pohon se risia e teorisë së tij është origjina entropike e gravitetit. Në këtë mënyrë ai shpjegon origjinën e parimit të njëvlefshmërisë së gravitetit me inercinë: dukuri të njëjta që rrjedhin prej së njëjtës forcë entropike, duke këmbëngulur “Për mua graviteti nuk ekziston si forcë themelore”***. Për më tepër, edhe forcat e tjera nuk janë themelore, por të derivueshme prej kryqëzimit të gjendjeve kuantike të makrobotës.

Në rast se kjo teori është e verifikueshme, atëherë, së pari, duhen vrojtuar efektet entropike të daljes prej barazpeshës termike në pjesë të ndryshme të Universit dhe së dyti, teoria duhet të ketë fuqi parashikuese. Në fakt, autorë të tjerë, përpara disa kohësh, parimin holografik e kanë përdorur për të shpjeguar origjinën e energjisë së errët. Me llogaritje elementare mund të nxirret se konstanta kozomlogjike ka vlerën e parashikuar prej vlerësimeve të mbështetura në sfondin kozmik të mikrovalëve. Në këtë mënyrë zgjidhet dilema e energjisë së errët: Universi zgjerohet në mënyrë osmotike duke shtyrë horizontin e vet, përtej të cilit hapësira nuk është formuar ende. Energjia e errët rezulton të jetë një “super vrimë e zezë” e cila “tërheq” dhe zgjeron Universin për një arsye të thejshtë: zmadhimin e entropisë së vet.

Edhe sikur teoria e Verlindes të jetë e vërtetë, ajo mbetet, ashtu si edhe është, një teori makroskopike. Me gjithë dekurajimin e madh që u bëhet teorive mikroskopike të gravitetit, do jetë shumë e vështirë të ndalohen përpjekjet për t’u thelluar në teorinë e kordave që gravitetin e përmban si forcë themelore të unifikuar me forcat e tjera (shih shtojcën B: Teoria e kordave dhe unifikimi i forcave).

Një ndër eksperimentet më të mëdha të të gjitha kohrave, Goditësi i Madh i Hadroneve (Large Hadron Collider), pritet të ngacmojë shkallë energjitike të panjohura më parë. Një gjë është shumë e qartë: nëse LHC arrin të prodhojë vrima të zeza, atëhere do jetë shumë e vështirë të hedhësh poshtë teorinë e kordave. Në të kundërt, graviteti do vazhdojë të mbetet jashtë teorive mikroskopike dhe origjina e masës së leptoneve (elektronet, myonet, tauonet) do të mbetet një mister i përjetshëm.

II. Shtojca A : Teoria e kordave dhe unifikimi i forcave

Ngritja e parimit holografik në piedestalin e parimeve themelore nuk do të ishte e mundur pa rolin e jashtëzakonshëm që ka luajtur teoria e kordave. Kjo teori bashkon të gjitha forcat, ato gravitacionale, elektromagnetike, bërthamore dhe ato të rrezatimeve radioaktive. Por e le enigmatike origjinën e kordave si shkallë lirie. Ajo e sheh gravitonin si një korde të mbyllur, që leviz edhe përtej hapësirës së dukshme me tri permasa; ndërsa grimcat e tjera elementare janë produktet e lëkundjes se kordave të hapura.

Një nga rezultatet më spektakolare të teorisë së kordave janë ekranet holografike mbi të cilat mbështeten kordat e hapura. Sidoqoftë, kjo teori, e quajtuar edhe teoria e shekullit XXI, që ka qenë në gjendje të shpjegojë më së miri edhe vrimat e zeza, mund të bëhet e panevojshme në prani të forcës entropike.

Deri me sot vetëm teoria kuantike e fushës ka mundur të bashkojë të gjitha forcat perveç gravitetit. Ajo është një godinë tepër e ndërlikuar brenda së cilës bashkëjetojnë teoria speciale e relativitetit dhe teoria kuantike. Ajnshtajni ka refuzuar gjithnjë teorinë kuantike dhe besonte në gjeometrizimin e fizikës. Si për ironi të fatit, teoria e gravitetit e Ajnshajnit ka qenë e pamundur të kuantizohet për shkak të jolinearitetit thelbësor të saj.

III. Shtojca B: Vrimat e zeza dhe parimi holografik

Fakti se vrima e zezë përpin rrezatimet dhe trupat që i afrohen asaj çon në uljen e entropisë së Universit dhe si rrjedhim bie në kundërshtim me parimin e dytë të termodinamikës. Bekenshtajn arriti të shpjegojë më 1973 këtë paradoks duke përfunduar se informacioni për gjendjen vëllimore të vrimës së zezë ruhet në sipërfaqen e saj .

Në këtë rast sipërfaqja e vrimës së zezë shërben si hologramë për të ruajtur informacionin.

Kur një trup gjendet shumë pranë vrimës së zezë në distanca një gjatësi vale të Komptonit, λ=ħ/mc, (ku ħ=h/2π është konstanta e reduktuar e Plankut, m masa që i shtohet vrimës së zezë dhe c shpejtësia e dritës), atëhere ai mund të quhet pjesë e vrimës së zezë. Ky supozim zgjidh paradoksin ngaqë në këtë rast kemi rritje të entropisë së vrimës së zezë sipas formulës:

ΔS = k Δx/λ,

ku k është konstanta e Bolcmanit. Prej termodinamikës dihet se forca entropike, si p.sh. ajo e osmozës etj., jepet me anë të barzimit:

F = TΔS/Δx

Mirëpo sipas Njutonit forca e rëndesës është F=GmM/R2, ku G konstanta gravitacionale e Njutonit, M masa e vrimës së zezë, R rrezja e vrimës së zezë. Duke shfrytëzuar barazimet e mësipërme (detyrë për të gjithë lexuesit që kanë mbaruar shkollën 9-veçare!) del se GM/R2 = kT c/ħ:

Nga termodinamika dimë se energjia e vrimës së zezë për shkallë lirie është:

E/N = kT/2,

ku N është numri i shkallëve të lirisë ose njësive të informacionit që nevojiten për të përshkruar vrimën e zezë;

Nga relativiteti dihet se E=Mc2. Duke zëvendësuar marrim përfundimisht:

4πR2/N = Gh/c3.

Meqë ana e djathtë përbëhet prej madhësish konstante, del se numri i njësive të informacionit për të përshkruar vrimën e zezë është në përpjestim të drejtë me sipërfaqen e vrimës së zezë. Kjo do të thotë se informacioni për gjendjen vëllimore të vrimës së zezë ruhet në sipërfaqen e saj. Në këtë rast sipërfaqja e vrimës së zezë shërben si hologramë për të ruajtur informacionin. Ky është përfundimi i njohur i Bekenshtajnit.
_____________________________
* Dr. Erik Petër Verlinde është një nga shkencëtarët, teoricien që i është përkushtuar teorisë së kordave. Ka lindur më 21 janar 1962 në Woudenberg. Prej shumë vitesh punon në Institutin e Fizikës Teorike të Universitetit Amsterdam të Hollandës.
** Verlinde për here të parë e parashtroi tezën tij më 8 dhjetor 2009 në një konferencë shkencore, organizuar nga Instituti holandez Spinoza; më 6 janar 2010 detë e kësaj teze i pasqyroi në media nën titullin “Në origjina të gavitetit dhe ligjet e Njutonit”dhe më pas në një intervistë, dhënë gazetës “De Volskrant”. Gjatë ditëve të qëndrimit në Nju Jork, kur i ishte përkushtuar takimeve të organizuara me fizikanë e teoricienë të kësaj fushe, gazeta “New York Times” e 12 korrikut 2010 në rubriken “Lajme shkencore” tërhiqte vëmendjen e qarqeve shkencore me një shkrim me idenë: Dr. Enrik Verlinde thotë: “Për mua graviteti nuk ekziston”, çka u parapriu 261 komenteve.
*** Gazeta “New York Times”, 12 korrik 2010.
Nga Akademia e Shkencave të Shqipërisë