Image
""

Kan det være Casimir-kraften fra fysikken som sørger for at gekkoen suges fast til overflaten? Foto: Colourbox

Er en gekko egentlig en Jedi-ridder?

Tro det eller ei, men «Star Wars», gekkoer og avansert fysikk har noe til felles. Det trengs bare litt av ingenting til å forklare hvorfor.

Artikkelen er skrevet av Jan Egil Ødegård

I «Star Wars»-filmene introduserer Obi-Wan Kenobi oss til The force på følgende måte: «[The force] surrounds us and penetrates us; it binds the galaxy together.»

En kraft som finnes overalt rundt oss, kan virke absurd. Det viser seg derimot at verden rundt oss kanskje er akkurat så absurd. I tillegg er det grunn til å tro at små og søte gekkoer er i besittelse av denne kraften.

""
Jan Egil Ødegård er masterstudent ved Fysisk institutt. Artikkelen er skrevet som en del av formidlingskurset MNKOM.

Krittet på tavla

Ved krittavla står en Einstein-liknende skikkelse og formulerer den mest avanserte og presise teorien kjent for menneskeheten. Ved hver elegante bevegelse med krittet dukker stadig flere skrekkinngytende symboler opp. Noen greske bokstaver, eller kanskje til og med hebraiske? Et tonn av brøker og parenteser. Selvfølgelig også et par tall midt oppi det hele.

Etter hvert trekker skikkelsen seg vekk fra tavla og ser på resultatet med stolthet. Hans beregninger stemmer overens med alle tidligere gjennomførte eksperimenter. Denne teorien kan jo sannelig ikke slå feil?

Teorien som formuleres, er kjent som «kvantefeltteori», og store deler av denne falt på plass på slutten av 1920-tallet. Den tar på seg oppgaven å beskrive alt fra grunnstoffer til galakser, og dette gjør den bedre enn alle teoriene som kom før den.

Skikkelsen er nemlig på jakt etter en komplett teori som kan beskrive alle fenomener i universet, en såkalt «theory of everything». Han mumler stille for seg selv: «Kanskje vi endelig har oppdaget den mest grunnleggende beskrivelsen av verden rundt oss?»

Kraften fra ingensteder

Alt var godt i noen tiår, helt til den nederlandske fysikeren Hendrik Casimir i 1948 forsøkte seg på et lite tankeeksperiment:

Se for deg at du har et vakuum, et helt tomt rom uten noe som helst. Ta så to vilkårlige plater som du setter opp parallelt inntil hverandre med bitte litt rom imellom. Hva sier kvantefeltteorien vil skje i denne situasjonen?

Intuisjonen vår vil jo påstå at det ikke skjer noe som helst. Det er jo absolutt ingenting mellom platene. Hva er det vi egentlig forventer at skal skje?

Etter å ha gjennomført beregningene kommer derimot Casimir til en oppsiktsvekkende konklusjon. Med to streker under svaret spår han at platene vil oppleve en kraft som dytter dem inntil hverandre, litt som om platene vil omfavne hverandre med en klem.

Enda snodigere er det når han ser at disse kreftene dukker opp nettopp på grunn av vakuumet. Kraften kommer fra det tomme rommet!

«Dette er jo absurd!» tenkte kanskje Casimir i det han oppdaget merkeligheten som i senere tid har fått navnet Casimir-kraften. Denne utregningen han har gjort, forteller oss at det man anser som tomrom, egentlig er fylt opp med en slags uforklarlig energikilde.

Intuisjonene har brutt sammen og formlene har talt. Enten er ikke verden som vi først trodde, eller så er den elegante kvantefeltteorien feil.

Både fysiske og biologiske spørsmålstegn

Mange tiår gikk, og målinger som kunne bekrefte eksistensen av Casimir-kraften lot vente på seg. I 1997 kom derimot det eksperimentelle gjennombruddet, og man hadde målt eksistensen av denne kraften.

Målingene var til og med godt innenfor det man anser som eksperimentelle usikkerheter. Det var ingen tvil lenger. Kraften Casimir klarte å utlede, eksisterer faktisk.

Over i biologiens verden er det et annet mysterium som lurer. I mer tropiske strøk er det ikke uvanlig at man støter på en og annen gekko hengende på veggen. Man har derimot ikke klart å finne ut av hvordan gekkoene klarer å feste seg til selv de glatteste vegger.

De har nemlig ikke sugekopp-liknende føtter, bruker ingen form for gripemekanisme, ei heller har de noe klebrig lag som klistrer dem fast på veggen.

Beina til gekkoene er derimot dekket av ekstremt mange små hår. Hårene på undersiden av føttene ser litt ut som tuppen på en oppvaskbørste, og de kommer utrolig nærme – mindre enn én nanometer – overflaten til veggen den står på.

Det er akkurat dette som skal til for at Casimir-kraften skal få spille inn, og gekkoen suges fast til overflaten. Gekkoer er utrolig nok i besittelse av denne myteomspunne kraften.

Beskrivelsen av verden er enda ikke komplett

Nå som virkeligheten faktisk er så merkelig som teorien og «Star Wars» fortalte oss, må vel alt være fryd og gammen?

Dessverre er det ikke så enkelt siden kvantefeltteorien ikke er tilstrekkelig for å beskrive gravitasjonseffekter. Av den grunn har man ennå ikke konkludert med at man har funnet en «theory of everything» som alle teoretiske fysikere lengter etter.

Teorien klarer heller ikke å beskrive hvorvidt en gekko regner seg selv som en jedi eller en sith, så dette er også fortsatt ukjent. Det må uansett sies at de kan ha en viss likhet til Baby-Yoda.