Kaiken teoria vai vain kaunis harha?
Teemme tiivistä yhteistyötä Luulajan teknillisen yliopiston tietojenkäsittelytieteen, sähkötekniikan ja avaruustekniikan laitoksen kanssa, ja täten koin asialliseksi kirjoittaa muutaman vapaamuotoisen sanan säieteoriasta, josta on tullut lähes kaikkien huulilla oleva trendisana.

Mistä tässä sitten on oikeastaan kyse? No, ongelmana tänä päivänä on, että joudumme nojaamaan kahteen erilliseen teoriaan, jolla selitämme kaiken olemassa olevan. Eli, kvanttiteoriaan, joka kuvaa tarkasti hiukkasten ja muiden todella pienten asioiden käyttäytymisen, sekä Albert Einsteinin kehittämään yleiseen suhteellisuusteoriaan, joka kuvaa tähtien, galaksien ja koko kosmoksen mittakaavaa. Nämä kaksi teoriaa eivät yksinkertaisesti sovi yhteen, ja juuri tässä makaa ongelmamme. Meillä ei siis ole kehystä, joka selittäisi koko tunnetun maailmankaikkeuden yhdellä kertaa.
Perusongelmana on painovoima. Se on ainoa luonnon perusvoima, jota kvanttiteoria ei pysty selittämään, ja samalla se on suhteellisuusteorian vahvinta aluetta. Haaveena onkin ollut teoria, joka sitoisi yhteen kaikki neljä luonnonvoimaa. Eli, sähkömagnetismin, vahvan ja heikon vuorovaikutuksen sekä painovoiman.
Säieteoria lupaa tehdä juuri tämän. Hiukkasten sijaan säieteoria väittää, että kaiken pohjalla ovat äärettömän pienet säikeet, jotka värähtelevät eri tavoin – ja juuri nämä värähtelyt näyttäytyvät meille tunteminamme atomeina, elektroneina ja kvarkkeina – sekä kaikkena muuna, jonka tiedostamme.
Säieteorian mukaan ulottuvuuksia olisi joko 9, 10 tai jopa 25 kappaletta.
Mutta jotta säieteoria toimisi, on meidän tehtävä rohkea oletus. Meidän on oletettava, että emme elä maailmankaikkeudessa, jossa on kolme avaruuden ja yksi ajan ulottuvuus. Säieteorian mukaan ulottuvuuksia olisi joko 9, 10 tai jopa 25 kappaletta. Nämä ylimääräiset ulottuvuudet olisivat sitten käpertyneet niin tiukasti, ettemme huomaa niiden olemassaoloa. Näitä käpertymisiä voisi sitten myös tapahtua lukemattomilla eri tavoilla, joista jokainen tuottaisi oman aika-avaruutensa. Tästä seuraa, että säieteoria ei ennusta ainoastaan yhtä maailmankaikkeutta, vaan kokonaisen multiversumin, jossa omanlaisia maailmankaikkeuksia olisi lukematon määrä.
Monet pitävät juuri tätä säieteorian kohtalokkaana heikkoutena. Jos säieteoria voi tuottaa lukemattoman määrän omalaatuisia maailmankaikkeuksia, voi se myös näin ollen tuottaa lukemattoman määrän lähes minkälaisia tapahtumaketjuja tahansa. Jos kaikki tapahtumat ovat näin ollen mahdollisia, miten me tällöin voimme koskaan osoittaa jotain vääräksi?
Falsifioitavuus – eli mahdollisuus osoittaa teoria virheelliseksi – on tieteessä keskeinen vaatimus. Jos sitä ei ole, ei teoria kelpaa vakavasti otettavaksi tutkimussuunnaksi. Tästä syystä monet etsivät säieteorialle vaihtoehtoja.
Huomaa, että en tällä kirjoituksellani väitä olevani tämän asian kovan luokan asiantuntija. Minulta ei löydy tämän kehyksen haasteisiin vastauksia. Minulla on tähän asiaan liittyen ainoastaan kysymyksiä – ja niitä on paljon. Mutta ehkä juuri sinulta rakas lukijani löytyy vastauksia? Ehkä juuri sinulla on ratkaisu tämän hetken isoimpaan arvoitukseen? Toivon tämän kirjoituksen herättävän mielessäsi pohdintaa ja ajatuksia tämän asian tiimoilta. Olipa kyse sitten säieteoriasta, silmukkakvanttipainovoimasta tai jostakin muusta, näyttäisi kaiken teorian todellinen luonne pysyvän tällä hetkellä saavuttamattomana ja kiehtovana arvoituksena, johon tarvitaan kaikki saatavissa oleva apu.
Tom Tuunainen
TKI-kehittäjä