Σαμπρίνα Παστέρσκι: H «νέα Αϊνστάιν» που ενοποιεί τη θεωρία της σχετικότητας με την κβαντομηχανική

Σήμερα, στα 33 της χρόνια, η Παστέρσκι είναι θεωρητική φυσικός στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Perimeter του Καναδά, όπου διευθύνει ένα ερευνητικό πρόγραμμα χρηματοδοτούμενο με οκτώ εκατομμύρια δολάρια από το Ίδρυμα Simons. Η εντυπωσιακή επιστημονική της διαδρομή έχει οδηγήσει ορισμένα μέσα ενημέρωσης να τη χαρακτηρίσουν «νέα Αϊνστάιν», αναφέρουν οι Economic Times.

Από την αεροπλοΐα στη φυσική

Η Σαμπρίνα Γκονσάλες Παστέρσκι γεννήθηκε το 1993 στο Σικάγο. Από πολύ μικρή ηλικία έδειξε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την αεροπλοΐα και σε ηλικία εννέα ετών άρχισε μαθήματα πτήσης.

Περίπου στα 12 της ξεκίνησε την κατασκευή ενός μικρού αεροπλάνου από έτοιμα εξαρτήματα, αφιερώνοντας εκατοντάδες ώρες στη συναρμολόγηση και την τεχνική προσαρμογή του. Ολοκλήρωσε το αεροσκάφος περίπου στα 14 της και ως έφηβη πραγματοποίησε μόνη της πτήσεις με αυτό.

Το ενδιαφέρον της για την αεροναυπηγική τής άνοιξε πόρτες σε οργανισμούς όπως η NASA και η Boeing. Ωστόσο, σταδιακά άρχισε να την ελκύει περισσότερο η κατανόηση των θεμελιωδών νόμων της φύσης. Σε ηλικία 17 ετών εισήχθη στο περίφημο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT), αρχικά με προσανατολισμό στην αεροδιαστημική μηχανική. Τελικά επέλεξε τη φυσική, αποφοιτώντας με τον υψηλότερο δυνατό βαθμό (5,00), και καταλαμβάνοντας την πρώτη θέση στο πρόγραμμα σπουδών της.

Συνέχισε στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, όπου απέκτησε διδακτορικό στη φυσική το 2019, έχοντας συνεργαστεί με τον διακεκριμένο θεωρητικό φυσικό Άντριου Στρόμιντζερ.

Αϊνστάιν και κβαντομηχανική

Το επιστημονικό έργο της Παστέρσκι επικεντρώνεται σε ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα της σύγχρονης επιστήμης: την ενοποίηση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν με την κβαντομηχανική.

Η πρώτη περιγράφει τη βαρύτητα ως αποτέλεσμα της καμπύλωσης του χωροχρόνου από τη μάζα και την ενέργεια, εξηγώντας φαινόμενα από την κίνηση των πλανητών μέχρι τις μαύρες τρύπες. Η δεύτερη περιγράφει τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας στις μικροσκοπικές κλίμακες των ατόμων και των στοιχειωδών σωματιδίων.

Παρότι και οι δύο θεωρίες έχουν επιβεβαιωθεί πειραματικά με εξαιρετική ακρίβεια, οι φυσικοί δεν έχουν καταφέρει ακόμη να τις ενοποιήσουν σε ένα συνεκτικό θεωρητικό πλαίσιο. Η Παστέρσκι μελετά μαθηματικές προσεγγίσεις που θα μπορούσαν να συμβάλουν στην επίλυση αυτού του προβλήματος, γνωστού ως «κβαντική βαρύτητα».

Τι είναι η ουράνια ολογραφία

Ένας από τους βασικούς τομείς της έρευνάς της είναι η ουράνια ολογραφία (celestial holography), μια θεωρητική προσέγγιση που εξετάζει κατά πόσον οι πληροφορίες για το σύμπαν μπορούν να περιγραφούν μαθηματικά σε έναν χώρο λιγότερων διαστάσεων.

Η ιδέα θυμίζει τη λειτουργία ενός ολογράμματος, όπου πληροφορίες για μια τρισδιάστατη εικόνα αποθηκεύονται σε μια δισδιάστατη επιφάνεια. Δεν σημαίνει, ωστόσο, ότι το σύμπαν είναι μια ψευδαίσθηση, αλλά ότι μπορεί να υπάρχουν διαφορετικοί μαθηματικοί τρόποι περιγραφής της φυσικής πραγματικότητας.

Στο Ινστιτούτο Perimeter, η Παστέρσκι ηγείται της πρωτοβουλίας Celestial Holography Initiative, η οποία συγκεντρώνει ερευνητές από διαφορετικούς κλάδους της θεωρητικής και μαθηματικής φυσικής. Στόχος είναι η ανάπτυξη νέων εργαλείων για την κατανόηση της βαρύτητας και της κβαντικής φύσης του χωροχρόνου. Πρόκειται για μια μακροχρόνια επιστημονική προσπάθεια, της οποίας η τελική έκβαση παραμένει άγνωστη, αλλά ενδέχεται να συμβάλει ουσιαστικά στην κατανόηση των θεμελιωδών νόμων που διέπουν το σύμπαν.