Teoretická fyzička Sabrina Pasterski, které média kdysi přidělila nálepku „příští Einsteinová", v rozhovoru vysvětluje, čemu se v současnosti věnuje, jak vypadá každodenní práce na hranicích kvantové gravitace a proč nemá ráda nálepky. Mluví o stavbě malého letadla ve dvanácti letech, o cestě přes MIT a Harvard, o pobytu v CERN i o své vlastní práci v takzvané nebeské holografii — pokusu popsat gravitaci pomocí teorie žijící o jednu dimenzi níž.
Příští Einsteinová a obyčejná holka z Chicaga
Nálepka „příští Einsteinová" pochází z článků kolem roku 2015, kdy ji nominovaly žebříčky 30 pod 30. Sama ji odmítá jako nepřesnou — i kdyby z ní mohla těžit, považuje takový marketing za škodlivý jak pro fyziku, tak pro vlastní práci. Vyrostla v Chicagu jako jediné dítě dvou právníků: otec byl veřejný obhájce, matka pracuje pro americkou agenturu pro životní prostředí. Otec měl elektroinženýrské vzdělání a doma se opravovalo všechno svépomocí. Rodina utíkala z Kuby, kde se nesměli hlásit ke katolické víře, a do své jediné dcery investovali všechno.
Letecké lekce v devíti letech a postavené letadlo ve dvanácti
První letecké lekce dostala v devíti letech — částečně proto, že po četbě Harryho Pottera chtěla létající koště a rodiče byli ochotni vyhovět. Mezi dvanáctým a čtrnáctým rokem postavila v garáži jednomotorový Zenith CH601 XL. Klíčové bylo systematické nýtování pod dohledem otce. Z té zkušenosti si odnesla pocit, že má cenu hledat věci, které jsou přímočaré, dají se postavit a fungují — a že teoretické fyzice tenhle moment „něco jste vyrobili" trochu chybí.
Jako malou ji rodiče brali na letecké výstavy, kde se učila vlastnímu networkingu — s fotoknihou vlastního letadla a vizitkami obcházela jako roztomilé dítě piloty, úředníky federálního leteckého úřadu i akademiky. Toho využila, když ji nejdřív odmítl Harvard a na MIT skončila na čekací listině: skrz kontakty získané v dětství se nakonec na MIT dostala. Letadlo jí pomohlo i tady.
MIT, fyzika a první vystřízlivění z velkých firem
Na MIT vystudovala fyziku, přestože původně mířila do leteckého průmyslu. Pivot mířil opačným směrem než od většiny vrstevníků: čím víc lidí jí říkalo „budeš pilotovat Boeing", tím víc se chtěla od dráhy leteckého inženýra odchýlit. Internship v Boeingu mezi prvním a druhým ročníkem ji spíš zklamal — v R&D divizi viděla, jak snadno se i ve velké firmě dá ztratit v projektech, které se nikdy nepostaví. Krátká zkušenost u jedné soukromé letecké firmy a v rámci stáže, která byla spíš prohlídka než inženýrská práce, ji utvrdila v tom, že chce přejít k základnímu výzkumu.
Po dvou letech v CERN, kde shodou náhod zažila objev Higgsova bosonu, se rozhodla pro doktorát z teoretické fyziky vysokých energií. Vybrala si Harvard, protože tam jí přišlo snadnější přejít z experimentu na teorii. Ze strunové teorie a kvantových počítačů zvolila tehdy struny — kvantové počítače jí přišly přehnaně marketované. Dnes přiznává, že rozhodnutí padlo i z trochu špatných důvodů: její vzory z technologického světa měly fyziku rády, tak chtěla zapadnout.
Co se vlastně děje v CERNu
CERN popisuje stručně: ve velkém urychlovači se srážejí částice při velmi vysokých energiích a měří se, co z kolize vylétne. Žádný Higgsův boson se nedá vidět přímo — vidí se jen stopy částic, které vznikly po něm, a z těch se vyvozuje, jestli teorie sedí. Část konspiračních příběhů o CERNu (skryté experimenty, černé díry) odmítá — nejen že to není pravda, ale podle ní by to bylo „mnohem zábavnější", kdyby to pravda byla. Realita je nudnější: obrovský prstenec magnetů, drahé detektory, hodně inženýrské práce a velmi opatrné statistické vyhodnocování.
Doktorát na Harvardu a nálepka „příští Einsteinové"
Doktorát z teoretické fyziky vysokých energií dokončila na Harvardu v roce 2019. Jako studentka publikovala výsledek o efektech spinové paměti gravitačního pole, který následně citoval Stephen Hawking — což ji posunulo do médií a do nálepky „příští Einsteinová". Tu vnímá jako sociologicky zajímavý jev, ale pro práci nepříjemný: ve fyzice platí, že lidé, kteří mají vystupování v médiích, bývají od reálného výzkumu spíš odsunutí. Výjimky jako Hawking nebo Penrose, kteří uměli oboje, jsou velmi vzácné. Hawkinga zažila i osobně — popisuje jako absurdní okamžik svého života, když šla za ním v doprovodu jeho doprovodu „v congo line" na lodi v bostonském přístavu.
Co je gravitační efekt paměti
Gravitační efekt paměti je předpověď obecné relativity: když se v daleké galaxii srazí dvě masivní tělesa — typicky dvě černé díry — vyšlou se gravitační vlny, které se šíří prostorem. Tyto vlny nejen že rozkmitají detektory na Zemi, ale po jejich průchodu zůstane v prostoru drobná, ale trvalá změna — vzdálenost mezi dvěma testovacími tělesy se po průchodu vlny natrvalo zvětší nebo zmenší. Je to jakýsi „otisk" srážky, který v geometrii vesmíru přetrvá.
Pasterski popisuje, že její příspěvek se týká takzvaného spinového efektu paměti — analogu pro úhlový moment hybnosti, ne pro energii. Z matematického hlediska jde o důsledek určitých symetrií, které se objevují u teorií s gauge-symetrií a u gravitace. Princip je podobný Gaussovu zákonu pro elektrické pole: pokud daleko od soustavy nábojů změříte pole na uzavřené ploše, dozvíte se celkový náboj uvnitř. Analogicky lze ze vzdáleného detektoru gravitačních vln odečíst některé hluboké vlastnosti samotného srážkového procesu.
Co je černá díra a co se v ní stane
Černou díru popisuje jako oblast prostoročasu, kterou není možné z dalekého okolí dosáhnout — místo, odkud ani světlo neuteče. Pro pozorovatele zvenku se světlo procházejících hvězd okolo ní typickým způsobem ohýbá; to je to, co vidíme na slavných snímcích. Pokud byste padali do velké černé díry, v okamžiku průchodu horizontem byste si toho podle teorie nemuseli vůbec všimnout — křivost prostoročasu tam ještě nemusí být extrémní. Až blíž ke středu by přišly silné slapové síly, které sama popisuje slovem „špagetifikace".
Hlubší otázky — co se přesně děje uvnitř, jestli existuje něco jako „firewall" hned za horizontem, kam jdou informace, které do černé díry spadnou — zůstávají otevřené. Některé z těchto paradoxů ukazují, že předpoklady, se kterými pracujeme, někde nesedí dohromady: ne nutně že je fyzika špatně, ale že její nynější popis je nedotažený.
Nebeská holografie: vesmír jako projekce z hranice
Pasterski vede iniciativu nebeské holografie. Jejím cílem není doslova tvrdit, že okolní svět je iluze, ale najít matematicky ekvivalentní popis gravitační teorie, který žije o jednu dimenzi níž — na takzvané nebeské sféře. Holografický princip se ve fyzice osvědčil u některých modelových vesmírů (s tzv. zápornou kosmologickou konstantou) a celý obor by chtěl pochopit, jak ho přenést na realističtější situace, ve kterých probíhají skutečné srážky a měření.
Praktický cíl je sjednotit dva pilíře fyziky, které si zatím vzájemně odporují — kvantovou mechaniku popisující malé měřítko a obecnou relativitu popisující gravitaci a velká měřítka. Pasterski to nepokládá za otázku „buď, nebo": jde o to najít hlubší matematický rámec, jehož dva limity dají oba nynější popisy. Sama varuje, že její vlastní výsledky nejsou „převratné objevy" — jsou jednou cihlou v dlouhé budově, kterou společně staví několik tisíc lidí ve světě.
Se smrtí, vírou a hranicemi fyziky
Na otázku „co je s námi po smrti" odpovídá nejprve jako fyzička — že tu fyzika nedává jednoznačnou odpověď. Sama není věřící, matka je silně katolická a obě respektují, že o tohle se nedá rozumně dohadovat. Pasterski poukazuje na to, co se jí na vědě líbí: má v sobě zabudovaný princip přiznávání, že něco nevíme. To ji odlišuje od dogmatické verze víry. V praxi to ale neplatí — i ve fyzice se najdou lidé, kteří mluví ze své pozice „experta" dogmatičtěji, než by měli.
Velký třesk, cestování časem a hranice naší intuice
Velký třesk jako téma stojí mimo její vlastní oblast výzkumu — jde spíš o problém počátečních podmínek vesmíru a kosmologie. Cestování časem? Vpřed cestujeme všichni, navíc různou rychlostí v závislosti na gravitaci a pohybu — to je doložený relativistický efekt. Cestování zpět v čase by ale vedlo k logickým problémům typu uzavřených časupodobných smyček, ve kterých byste mohli ovlivnit svou vlastní minulost. Fyzika takové scénáře v rámci svých rovnic typicky vylučuje, byť většinou jako důsledek dalších předpokladů, ne jako absolutní zákaz.
Kvantová mechanika versus Einstein
„Souboj" kvantové mechaniky a Einsteinovy obecné relativity vidí jako přirozený důsledek toho, že obě teorie fungují perfektně ve svém režimu, ale popisují svět ze zcela jiných úhlů a v hraničních situacích — třeba uvnitř černých děr — selhávají. Předpoklad, že existuje jeden hlubší zákon, ze kterého obě plynou, je sám o sobě silnou hypotézou. Není to samozřejmost; mohlo by se ukázat, že na každé energetické úrovni hrají jiná pravidla. Z toho, že to vědci zatím odmítají přijmout, prozrazuje jistou sázku na elegantní podobu světa.
Sama působí v Perimeter Institute v kanadském Waterloo — výzkumném pracovišti zaměřeném výhradně na teoretickou fyziku, založeném spoluzakladatelem firmy BlackBerry. Soukromé peníze tam doplňují kanadské státní financování. V tomto modelu vidí možnost pro fyziku jednadvacátého století: mít instituce, které jsou navrženy primárně pro výzkum, ne pro výuku tisíců studentů s výzkumem jako vedlejší činností.
Umělá inteligence: od skepse k pracovnímu nástroji
Pasterski přiznává, že její postoj k umělé inteligenci se za pár měsíců změnil. Dřív byla skeptická k přehnaným prohlášením, že velké jazykové modely „vyřeší fyziku". Dnes ale sama používá kódovací nástroje a říká, že jí umožnily dělat věci, na které by jinak musela najímat tým programátorů. Pro teoretickou fyziku je to demokratizující — člověk může sám zkoušet systematické procházení prostoru teorií, což dřív nikdo nedělal, protože by to nepřineslo „velký objev" potřebný k akademické kariéře.
Současně varuje, že pokud někdo z velkých technologických firem prohlásí, že „vyřeší fyziku", je potřeba se ptát: co tím myslí? Skutečné vyřešení by vyžadovalo i experimenty. Co je ale uvěřitelné: zrychlit teoretickou práci, kondenzovat existující znalosti, najít vzory mezi tisíci publikovaných článků.
Co se týče vědeckého soupeření USA a Číny v základním výzkumu, považuje USA stále za vepředu. Čína může shora rozhodnout o financování velkého experimentu, ale vědecká infrastruktura a sociologie oboru — kdo je v komunitě považován za rovnocenného partnera — zatím prochází převážně přes americké univerzity. Pro samotnou teoretickou fyziku je to nakonec jedno: výsledky se publikují volně, IP se neřeší, takže každý se může podílet.
Závěr
Rozhovor není snadná letní četba — celé pasáže o nebeské holografii, gravitační paměti a sjednocení gravitace s kvantovou mechanikou jsou na hraně toho, co lze přeložit do běžné řeči. Co z něj vychází jako lidský obrázek, je něco jiného: teoretická fyzika není svatozář géniů, je to každodenní spočítávání rovnic, tisíce lidí na celém světě, hodně pokory a velmi opatrná radost z toho, že někdy něco zapadne. A taky možnost, že nové nástroje — umělá inteligence, soukromě financované instituty, vlastní vibe coding místo najímání programátorů — můžou v příštím desetiletí změnit, jak vůbec vědu děláme.
