Sabrinu Pasterski zovu novim Einsteinom, traži odgovore koje ni on nije pronašao

Kako povezati gravitaciju i kvantnu fiziku u jedinstveno objašnjenje svemira, pitanje je kojim se bavi Sabrina Gonzalez Pasterski, teorijska fizičarka na kanadskom Institutu za teorijsku fiziku Perimeter. Prije istraživanja crnih rupa i prostor-vremena, pažnju je privukla sasvim drugačijim poduhvatom – kao tinejdžerka sastavila je vlastiti avion i samostalno letjela.

Danas na tom institutu vodi Inicijativu za celestijalnu holografiju, istraživački projekt koji je Fondacija Simons podržala grantom od osam miliona dolara. Okupljeni naučnici pokušavaju razviti matematičke pristupe koji bi pomogli u razumijevanju veze između gravitacije i kvantne teorije.

Pasterski je rođena 1993. godine u Chicagu, a interesovanje za letenje pokazala je još kao djevojčica. Časove letenja počela je pohađati s devet godina, nakon čega je poželjela saznati i kako se avioni izrađuju.

Oko dvanaeste godine započela je sastavljanje aviona iz kompleta dijelova. Posao je daleko prevazilazio uobičajeni školski projekt. Godinama je sklapala letjelicu, prilagođavala njen dizajn i rješavala tehničke zahtjeve potrebne za siguran let. U izradu i rad na avionu uložila je stotine sati.

Letjelicu je završila kada je imala približno 14 godina, a tokom tinejdžerskog perioda počela je i samostalno letjeti. Bavljenje avijacijom povezalo ju je sa zrakoplovnom i svemirskom industrijom te joj kasnije otvorilo prilike za rad s NASA-om i Boeingom. Ipak, njena interesovanja postepeno su se usmjerila prema fizici.

Na Massachusetts Institute of Technology, poznatiji kao MIT, upisala se sa 17 godina, prvobitno zainteresovana za inženjerstvo aviona i svemirskih letjelica. Tokom studija sve više su je privlačila složena pitanja o prirodi i zakonima koji njome upravljaju, pa se okrenula teorijskoj fizici.

Studij je završila s maksimalnim prosjekom 5,00, na vrhu programa fizike na MIT-u. Obrazovanje je nastavila na Harvardu, gdje je 2019. godine doktorirala fiziku. Tokom tog perioda sarađivala je s fizičarem Andrewom Stromingerom.

U središtu njenog rada našli su se gravitacija i matematički zakoni kojima se opisuje svemir. Bavila se i gravitacijskim valovima te pojavom poznatom kao „spin memory effect“.

Pitanja koja danas istražuje proizlaze iz odnosa dvije temeljne fizikalne teorije. Einsteinova opća teorija relativnosti opisuje gravitaciju kroz utjecaj masivnih objekata, poput zvijezda i planeta, na prostor i vrijeme. Naučnicima je omogućila razumijevanje pojava koje sežu od kretanja planeta do crnih rupa.

Kvantna mehanika, s druge strane, objašnjava ponašanje atoma, čestica i drugih osnovnih sastavnih dijelova materije. Iako su obje teorije opsežno provjeravane, one se ne uklapaju potpuno jedna u drugu. Još ne postoji u potpunosti razvijena teorija koja bi gravitaciju i kvantnu fiziku objedinila u istom okviru. Taj izazov poznat je kao problem kvantne gravitacije.

Pasterski nije pronašla konačno rješenje tog problema. Njen rad dio je šireg naučnog nastojanja da se, istraživanjem matematičkih ideja, bolje razumije ponašanje gravitacije na kvantnom nivou.

Jedan od glavnih pravaca kojim se bavi jeste celestijalna holografija. Istraživači ispituju mogu li se informacije o našem svemiru opisati teorijom koja ima manje dimenzija.

Za približavanje te ideje može poslužiti hologram, koji na dvodimenzionalnoj površini pohranjuje informacije o trodimenzionalnoj slici. Naučnici istražuju bi li sličan matematički princip mogao pomoći u objašnjenju svemira.

Takav pristup ne podrazumijeva da je svemir doslovno slika niti da je svijet oko nas iluzija. Riječ je o proučavanju načina na koji se mogu predstaviti informacije o prostor-vremenu i fizičkim događajima.

Inicijativa koju Pasterski vodi na Perimeteru povezuje istraživače kvantne gravitacije, matematičke fizike i srodnih oblasti. Uz podršku Fondacije Simons, cilj im je dalje razvijati ovo područje i pronaći nove načine proučavanja odnosa gravitacije i kvantne teorije.

Avion koji je izradila kao tinejdžerka, izuzetan uspjeh na MIT-u i doktorat s Harvarda donijeli su joj pažnju još u mladosti. Pojedini mediji zbog tih dostignuća nazivaju je „novim Einsteinom“. U dostavljenom tekstu, međutim, upozorava se da takva poređenja mogu stvoriti očekivanja koja ne odgovaraju načinu na koji naučna istraživanja zaista napreduju.