Ve světě, který je posedlý okamžitými výsledky a praktickými aplikacemi, se může zdát práce teoretických fyziků jako luxus. Otázky o povaze reality, kvantové gravitaci nebo o tom, co se děje uvnitř černých děr, znějí jako akademická cvičení bez reálného dopadu na náš život. A přesto je právě tento typ hlubokého, fundamentálního výzkumu motorem, který pohání lidský pokrok. Málokdo ztělesňuje tento paradox lépe než Dr. Sabine Hossenfelderová – špičková vědkyně, neúnavná popularizátorka a především nekompromisní kritička, která se nebojí klást nepříjemné otázky nejen vesmíru, ale i samotné vědecké komunitě.
Sabine Hossenfelder je německá teoretička, která dlouhé roky pracovala ve Frankfurtském institutu pro pokročilá studia. Její profesní život se odehrává v říši rovnic a myšlenkových experimentů, kde se snaží sjednotit dva pilíře moderní fyziky: Einsteinovu obecnou teorii relativity, popisující gravitaci a vesmír ve velkém měřítku, a kvantovou mechaniku, která vládne světu atomů a subatomárních částic. Je to jeden z největších a nejtěžších úkolů v celé vědě. Její práce je abstraktní, matematicky náročná a na první pohled naprosto odtržená od každodenních starostí.
Co ji však odlišuje od mnoha jejích kolegů, je její druhá tvář. Když zrovna nezkoumá základy reality, stává se z ní jedna z nejoriginálnějších a nejvlivnějších popularizátorek vědy naší doby. Prostřednictvím svého YouTube kanálu „Science without the Gobbledygook“ (Věda bez žvanění), své knihy „Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray“ (Ztraceni v matematice: Jak krása svádí fyziku na scestí) a nesčetných článků boří mýty, demystifikuje složité koncepty a nabízí veřejnosti syrový, nefiltrovaný pohled do zákulisí vědeckého bádání.
Její styl je nezaměnitelný. S kamennou tváří a suchým, často sžíravým humorem vysvětluje témata od temné hmoty přes kvantové počítače až po filozofii vědy. Nebojí se říct „nevíme“, což je v dnešní době touhy po jednoduchých odpovědích osvěžující. A co je nejdůležitější, nebojí se kritizovat vlastní obor. Ve své knize a přednáškách tvrdí, že se teoretická fyzika ztratila v honbě za „krásnými“ a „elegantními“ matematickými teoriemi, jako je supersymetrie, pro které neexistuje jediný experimentální důkaz. Tím, že nutí své kolegy k větší zodpovědnosti vůči ověřitelným předpovědím, plní roli jakéhosi svědomí moderní fyziky. Její přínos tak není jen v jejím vlastním výzkumu, ale i v udržování zdravého a kritického vědeckého prostředí.
Proč by nás to mělo zajímat? Spojení s GPS
Na tomto místě se mnoho lidí zeptá: „Dobře, ale k čemu to všechno je? Jak mi výzkum kvantové gravitace pomůže zaplatit složenky?“ Odpověď leží v historii a v jednom z nejužitečnějších vynálezů, který dnes nosí téměř každý v kapse: v systému GPS.
Když Albert Einstein na počátku 20. století formuloval svou obecnou teorii relativity, nedělal to s vidinou praktické aplikace. Byl poháněn čistou zvědavostí. Chtěl pochopit, jak funguje gravitace. Jeho teorie byla revoluční, elegantní a pro tehdejší svět naprosto „neužitečná“. Popisovala, jak hmota zakřivuje časoprostor a jak toto zakřivení vnímáme jako gravitaci. Jedním z podivných důsledků jeho teorie bylo, že čas plyne různě rychle v závislosti na síle gravitačního pole a rychlosti pohybu. Hodiny na vrcholu hory jdou nepatrně rychleji než hodiny u moře. Hodiny v rychle letícím letadle jdou o zlomek pomaleji než ty na zemi.
Po desetiletí to byla jen fascinující teoretická kuriozita. Pak ale přišla éra satelitů. Inženýři, kteří v 70. a 80. letech vyvíjeli Globální polohový systém (GPS), brzy narazili na problém. Satelity GPS obíhají Zemi ve výšce asi 20 000 kilometrů a pohybují se rychlostí téměř 14 000 km/h. Nacházejí se tedy v slabším gravitačním poli (což jejich hodiny zrychluje) a zároveň se pohybují velmi rychle (což jejich hodiny zpomaluje).
Když se oba tyto relativistické efekty sečtou, výsledkem je, že atomové hodiny na palubě satelitů GPS se oproti hodinám na zemském povrchu předbíhají asi o 38 mikrosekund každý den. To se může zdát jako zanedbatelné číslo, ale pro systém, který funguje na základě přesného měření času signálu, je to katastrofa. Bez korekce na základě Einsteinovy „neužitečné“ teorie by se chyba v určení polohy nasčítala tempem zhruba 10 kilometrů denně. Vaše navigace v autě by se stala naprosto bezcennou během několika hodin.
Dědictví pro budoucnost
Příběh GPS je dokonalou ukázkou toho, proč je práce vědců, jako je Sabine Hossenfelder, pro lidstvo nepostradatelná. Základní výzkum, poháněný touhou po poznání, je jako sázení stromů, v jejichž stínu nebudeme sedět my, ale až budoucí generace. Dnes nevíme, jaké praktické aplikace vzejdou z pochopení kvantové gravitace. Možná to povede k novým zdrojům energie, k cestování časem, nebo k technologiím, které si dnes nedokážeme ani představit. A možná také k ničemu. Ale riziko, že bychom se o to nepokusili, je příliš velké.
Sabine Hossenfelder a jí podobní vědci tak plní dvojí, klíčovou roli. Za prvé, posouvají hranice lidského poznání a kladou základy pro budoucí, dnes nepředstavitelné technologie. A za druhé, tím, že svou práci otevřeně a kriticky komunikují veřejnosti, budují most důvěry mezi vědou a společností. Učí nás, že věda není soubor neměnných dogmat, ale neustálý proces zkoumání, omylů a oprav.
Až tedy příště použijete GPS, abyste našli cestu, vzpomeňte si na Alberta Einsteina a jeho abstraktní rovnice. A až na internetu narazíte na video od Dr. Hossenfelderové, která s vážnou tváří vysvětluje paradox černých děr, vězte, že sledujete práci, která možná právě teď, v tichosti a bez fanfár, formuje svět našich vnoučat. Bez těchto odvážných myslitelů, kteří se noří do „neužitečných“ otázek, by neexistovaly ani ty nejužitečnější věci.
