Współczesna nauka korzysta z zestawu kluczowych stałych fundamentalnych, które stanowią podstawę do pomiaru i opisu wszystkiego, co nas otacza. Wśród najważniejszych znajdują się prędkość światła w próżni (c), stała Plancka (h) oraz stała grawitacji (G). Te uniwersalne parametry określają fundamentalne prawa fizyki i umożliwiają precyzyjne obliczenia w dziedzinach takich jak mechanika kwantowa, teoria względności czy kosmologia.

Fizyczne stałe fundamentalne różnią się w zależności od teorii fizycznej przyjętej jako podstawowa. Obecnie dla rozumienia grawitacji stosuje się ogólną teorię względności, a Model Standardowy dla elektromagnetycznych oraz jądrowych oddziaływań. W ten sposób powstaje lista 19 fundamentalnych stałych.

Czy jednak naprawdę potrzebujemy ich aż tyle? Teoretycy już od lat zadają sobie to pytanie. Badania prowadzone przez zespół naukowców, opublikowane w "Scientific Reports", oferują nowatorskie spojrzenie na tę kwestię.

Historia tej debaty sięga lata 1992, kiedy trzej naukowcy - Michael Duff, Lev Okun oraz Gabriele Veneziano - spotkali się w CERN. W trakcie nieformalnej rozmowy doszli do wniosku, że mają sprzeczne opinie na temat liczby stałych fundamentalnych potrzebnych do opisu Wszechświata. Tak rozpoczęła się ich długoletnia dyskusja.

W 2001 roku postanowili podjąć temat na nowo, co zaowocowało publikacją artykułu "Trialog w sprawie liczby stałych fundamentalnych". Okun utrzymywał, że do pomiaru wszystkich wielkości fizycznych wystarczą trzy podstawowe jednostki: metr, kilogram i sekunda, nawiązując do systemu MKS, który jest integralną częścią Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI).

Veneziano proponował z kolei, że w pewnych kontekstach można by ograniczyć się do dwóch jednostek: jednej dla czasu i jednej dla długości. Duff natomiast zauważył, że liczba stałych może różnić się w zależności od analizowanej teorii.

W międzyczasie brazylijscy naukowcy rzucają wyzwanie tradycyjnemu myśleniu o fundamentach fizyki, sugerując, że w relatywistycznej czasoprzestrzeni liczba stałych fundamentalnych może być znacznie mniejsza. Przeanalizowali oni galileuszową i relatywistyczną czasoprzestrzeń, podkreślając, że w tej drugiej jednostka czasu, czyli sekunda, jest wystarczająca do opisu wszelkich zjawisk.

Według badaczy, w relatywistycznej czasoprzestrzeni zegary, takie jak precyzyjne zegary atomowe, są wystarczające do pomiaru wszystkich wielkości fizycznych. Okazuje się, że każdą z tych wielkości można zmierzyć w kategoriach sekundy.

Ale co tak naprawdę oznacza sekunda? Obecnie definiowana jest jako czas wystarczający do 9 192 631 770 cykli promieniowania odpowiadającego przejściu między poziomami energetycznymi atomu cezu-133. Ta definicja może wydawać się oddalona od codziennego życia, lecz jest kluczowa dla ustalenia precyzyjnych i uniwersalnych teorii opisujących nasz Wszechświat.

Wprowadzenie uproszczeń w fundamenty fizyki mogłoby prowadzić do bardziej eleganckich teorii, pozwalających lepiej zrozumieć zjawiska ekstremalne, takie jak czarne dziury czy narodziny Wszechświata podczas Wielkiego Wybuchu.

Choć hipoteza brazylijskich naukowców wymaga dalszych badań, otwiera nowe ścieżki myślenia i inspiruje przyszłe pokolenia fizyków. Możliwe, że dzięki tym badaniom zbliżymy się do odpowiedzi na pytanie, jak naprawdę funkcjonuje nasz Wszechświat. Sekunda, ta niewinna jednostka czasu, staje się jednocześnie kluczem do zrozumienia większych tajemnic kosmosu.