« BBC Horizon – რა ხდებოდა დიდ აფეთქებამდე? (გაგრძელება) »

კატეგორია: ასტრონომია

ავტორი: admin

თარიღი: 2014-06-07 18:43:26

– როცა ხალხი მეკითხებოდა, რა ხდებოდა დიდ აფეთქებამდე, ჩემი პასუხი, როგორც წესი იყო, “რას გულისხმობთ სიტყვაში აფეთქებამდე?” თუკი დიდი აფეთქება იყო სინგულარობა დროსა და სივრცეში, მაშინ დროის ცნება აზრს კარგავს ამ მომენტთან, ე.წ. დიდ აფეთქებასთან მისადაგებისას. ასე რომ თუკი დროის ცნება კარგავს აზრს, ასევე აზრს კარგავს სიტყვა “მდე”. ამიტომ ვამბობდით, რომ ეს კითხვა აზრს მოკლებულია, რადგან არ არსებობდა არანაირი “მდე” და საკითხი არასწორად იყო დასმული. მეც სწორედ ამ იდეის მიმდევარი ვიყავი, სანამ მოგვიანებით განსხვავებული შეხედულებები არ გამიჩნდა.
სერ როჯერ პენროუზი

პროფესორმა პენროუზმა დაასკვნა, რომ დიდი აფეთქების დასაბამის გასაგებად მეცნიერებამ სამყაროს დასასრული უნდა შეისწავლოს.

– სამყაროს ამჟამინდელი სურათი ასეთია: ის იწყებს არსებობას დიდი აფეთქებით და უსასრულოდ ფართოვდება და იმატებს ზომაში. შორეულ მომავალში ის გაციებას დაიწყებს და საბოლოოდ ფოტონების გარდა ბევრი არაფერი დარჩება. ამ შორეულ მომავალში ფოტონები აღარ ემორჩილებიან დროს, რადგანაც მათ არ აქვთ მასა. დროის არსებობისთვის საჭიროა მასა, სამყაროს ზომის განსაზღვრისთვის კი საათი გვჭირდება. ამიტომ სამყარო დაკარგავს იმის შეგრძნებას, თუ რამდენად დიდია ის. და ეს უკიდურესად გაფართოებული სამყარო ხდება ექვივალენტური მომდევნო დიდი აფეთქებისა. აქედან გამომდინარე, ჩვენი სამყარო ახალი ერაა, რომელიც მანამდელი ერების გაგრძელებას წარმოადგენს. ძალიან პატარა და ძალიან დიდი აქ ფაქტობრივად ერთი და იგივე ხდება.
სერ როჯერ პენროუზი

თუკი პროფესორი პენროუზი მართალია, ჩვენი სამყაროს გაფართოება იმაზე მიანიშნებს, რომ მთელი მისი მასა საბოლოოდ გარდაიქმნება ენერგიად. როცა ეს მოხდება, დროისა და სივრცის საყოველთაოდ მიღებული იდეები გაქრება. ამის გამო კი თითქმის უსასრულოდ დიდი სამყარო შეიძლება ასევე იყოს უსასრულოდ პატარა ობიექტი, რომელიც დასაბამს მისცემს ახალ სამყაროს. ციკლური სისტემა, რომელშიც მუდმივად მეორდება “მდე” და “შემდეგ”.

50 წლის განმავლობაში დიდი აფეთქების თეორია ამტკიცებდა, რომ ყველაფერი დროისა და სივრცის ჩათვლით არაფრისგან წარმოიშვა და ეს მეცნიერულ ფაქტად ითვლებოდა. ხოლო რასაც ამჟამად პროფესორი პენროუზი და სხვები გვთავაზობენ, აბსოლუტურად რევოლუციურია. ამასთან, გახსენებად ღირს ისიც, რომ რევოლუცია კოსმოლოგიაში მანამდეც მომხდარა. 500 წლის წინ თუკი ვინმე იტყოდა, რომ დედამიწა მზის გარშემო მოძრაობდა, დაცინვის, ხშირად კი დაპატიმრების საგანი ხდებოდა. მაგრამ კოპერნიკიდან გალილეომდე, ჰაბლიდან ჰოკინგამდე, კოსმოლოგია ვითარდებოდა და ადამიანები სულ უფრო ფართოდ ახელდნენ თვალებს, სულ უფრო მეტად უახლოვდებოდნენ სამყაროს რეალურ სურათს. ახალი თეორიებიც სწორედ ამ მიზანს ემსახურება – დაგვანახოს უფრო დიდი სურათი სამყაროსი, შეიძლება ყველაზე დიდიც. მაგრამ მეცნიერებაში იდეა იდეად რჩება, თუკი მისი დამტკიცება ან უარყოფა არ მოხდება დაკვირვებებით.

რადგანაც დიდი აფეთქებამდელი პერიოდის თეორიები ასეთი რადიკალურია, მათ შორის დაპირისპირებაც მწვავეა. ინგლისში ხორციელდება პროექტი, რომელმაც შეიძლება ინფლაციის თეორიას ძირი გამოუთხაროს. აქ შენდება მსოფლიოში უდიდესი რადიოტელესკოპი, რომელიც საშუალებას მოგვცემს, მილიარდობით წლის უკან გადავინაცვლოთ და თვალი შევავლოთ სამყაროს სიყმაწვილის ასაკში.

პროფესორი ბობ ნიკოლი იმ სამეცნიერო ჯგუფის წევრია, რომელიც ახალი თაობის რადიოტელესკოპის აგებითაა დაკავებული. მას ეწოდება LOFAR (Low Frequency Array) და მიუხედავად იმისა, რომ არ აქვს ტრადიციული 25 მეტრიანი თეფში, მისი მეცნიერული ამბიციები დიდია.

– კოსმოლოგიის ერთ-ერთი საფუძველი ინფლაციაა. ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი რამ, რასაც ინფლაციის თეორია ამბობს, არის ის, რომ ყველაზე დიდ მასშტაბებში სამყარო უნდა იყოს არეული და გალაქტიკები და მატერია უნდა ნაწილდებოდეს უწესრიგოდ. რადიოტელესკოპი დაგვეხმარება, რომ ეს მოსაზრება შევამოწმოთ. თუკი ვერ აღმოვაჩენთ ამას და თუკი ეს პროცესი არეულად არ ხდება, მაშინ საჭირო გახდება ახალი და უკეთესი იდეის შექმნა, თუ რა იწვევს სამყაროში წესრიგს.
ბობ ნიკოლი, პორტსმუთის უნივერსიტეტი

თუკი LOFAR გააქარწყლებს ინფლაციის თეორიას, მაშინ კოსმოლოგიის მთელი სტანდარტული მოდელი კითხვის ნიშნის ქვეშ დადგება. მაგრამ თუკი პირიქით მოხდება, ეს არამარტო გაამყარებს სტანდარტულ მოდელს, არამედ კონკურენტი თეორიების უმეტესობასაც ხელუხლებლად დატოვებს. ამისთვის კი საჭიროა არც მეტი, არც ნაკლები, თავად დიდი აფეთქებისთვის დაკვირვება. ცხადია, ჩვენ 13.7 მილიარდი წლით დავაგვიანეთ ამ მოვლენისთვის თვალყურის მიდევნება, თუმცა ლუიზიანას ერთ წყნარ კუთხეში მეცნიერებს კარგი საკბილო აქვთ – ისინი მიზიდულობის ტალღებზე ნადირობენ. მაგრამ მიზიდულობის ტალღები იმდენად პატარები და “მორცხვები” არიან, რომ მათი გამოჭერა ადვილი სულაც არაა.

ეს გახლავთ LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), ლაზერული ინტერფერომეტრის გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორია, სადაც პროფესორი ჯო ჯიაიმი ლაზერული სხივებითა და სარკეებით ურთიერთქმედებს ტალღებზე. შენობის გარშემო ბეტონის ღობეა, რომელიც იცავს უჟანგავი ფოლადისგან დამზადებულ ვაკუუმის მილს, მილი კი იცავს ლაზერულ სხივს და მისი სიგრძე რამდენიმე კილომეტრია. გრავიტაციული ტალღების თვისებებიდან გამომდინარე, რაც უფრო დიდ მანძილზე აკვირდები მათ, მით უფრო შესამჩნევია ცვლილებები. ამიტომაც მილის სიგრძედ 4 კმ აიღეს.

მიიჩნევა, რომ გრავიტაციული ტალღები ჩნდება მაშინ, როცა ხდება კატაკლიზმური მოვლენები, როგორიც იყო მაგალითად დიდი აფეთქება. გრავიტაციული ტალღები სავარაუდოდ ამრუდებენ დროსა და სივრცეს და სწორედ ეს გამრუდებაა ის მოვლენა, რის გაზომვასაც ჯო ჯიაიმი იმედოვნებს LIGO-ს მეშვეობით.

LIGO წარმოშობს ლაზერულ სხივს, რომელიც იყოფა ორად და აირეკლება 4 კმ-იანი მილის ბოლოებში მყოფ სარკეებზე. როცა სხივები უკან ბრუნდებიან, ისევ სინქრონულად უნდა იყვნენ. თუკი სინქრონულები არ არიან, შესაძლებელია, გრავიტაციულმა ტალღამ დროებით შეცვალა LIGO-ს გვირაბების ფარდობითი სიგრძე. თუმცა ცვლილების დანახვა შესაძლებელია იმ შემთხვევაში, თუკი ის აღემატება 10^-18 მეტრს. ეს სიგრძე უდრის პროტონის დიამეტრის 1/1000-ს ან უმცირესი ატომის, წყალბადის, ბირთვის დიამეტრის 1/1000-ს. 24 საათი დღე-ღამეში და 7 დღე კვირაში ფიზიკოსების ჯგუფი მოთმინებით აკვირდება სიგნალების ცვლილებებს. ამისთვის საკონტროლო ოთახში ყოველთვის არის 2 ადამიანი.

მაგრამ გაზომვებზე შეიძლება გავლენა იქონიოს პრაქტიკულად ყველაფერმა, რაც კი დედამიწაზე მოძრაობს. 8 კმ-ის მოშორებით სატვირთო მატარებლის ჩავლაც კი ოპერაციის შეწყვეტას მოასწავებს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ტექნოლოგია ჯერ კიდევ საწყის სტადიაშია, მისი პოტენციალი უზარმაზარია. შეიძლება ითქვას, რომ LIGO არის დიდი აფეთქების დეტექტორი.

როცა კონცეფცია დამტკიცდება დედამიწაზე, შემდეგი ინტერფერომეტრი კოსმოსში აიგება და მისი გვირაბების სიგრძე 5 მილიონ კმ-მდე იქნება. ინტერფერომეტრი გამოიჭერს გრავიტაციულ ტალღებს, რომლებიც თეორეტიკული ანალიზის მიხედვით, დროის დასაწყისში გაჩნდნენ. შემდეგ კი შეიძლება უფრო შორსაც წავიდეს – პირველი გრავიტაციული ტალღა, რომელიც შესაძლოა, შეიცავდეს საიდუმლოს მანამდე მომხდარი დიდი აფეთქებების შესახებ. ეს ალბათ კარგი სიახლე იქნება პარამ სინგჰისა და როჯერ პენროუზისთვის, როცა თანამგზავრები საბოლოოდ გაფრინდებიან. ეს არის მეცნიერების წმინდა გრაალი – აქციონ თეორია ფაქტად კონკრეტული დაკვირვებების მიხედვით.

თუმცა არსებობს მეცნიერი, რომელიც მიიჩნევს, რომ მისი მოსაზრება უკვე დამტკიცდა დაკვირვებებით, თანაც სამჯერ. ჩრდილო კაროლინის უნივერსიტეტის პროფესორის ლაურა მერსინი-ჰიუტონის რადიკალური თეორიის მატერიალიზაცია მოულოდნელად მოხდა 2006 წელს.

– დილით ადრე, 8 საათზე, ლექციას ვკითხულობდი და აუდიტორიაში 100 სტუდენტი იმყოფებოდა. ადრე ადგომა არ მიყვარს, ამიტომ მაინცდამაინც კმაყოფილი არ ვიყავი. თუმცა მოვალეობას ყოველთვის ვასრულებდი. 9 საათისთვის დავასრულე და ვიფიქრე, “ერთ ჭიქა ყავას ვიმსახურებ! ყავა გამომაფხიზლებს და დღის გეგმებს დავაწყობ”. ამ დროს ცხადია, კოსმოლოგიის დიდ პრობლემებზე ვფიქრობდი – რატომ იწყება ისტორია დიდი აფეთქებით და რა ხდებოდა მანამდე? და მოულოდნელად დამებადა იდეა..
ლაურა მერსინი-ჰიუტონი

ეს იდეა წარმოიშვა იმ ფაქტიდან, რომ შესაძლებელია სამყარო განვიხილოთ არა როგორც ერთი მთლიანი ობიექტი, არამედ როგორც ტალღა. დოქტორ მერსინის იდეა იყო, მოეხდინა ამ ტალღის მექანიკის მანიპულირება მათემატიკური მოდელით, რომელსაც სიმების თეორია ეწოდება. როგორც ჩანდა, ეს იდეა გვთავაზობდა საუკეთესო ახსნას ჩვენი სამყაროს წარმოშობის შესახებ.

– როცა ატარებ გამოთვლებს, თუ როგორ წარმოიშობოდა ეს ტალღა, მიდიხარ მაღალი ენერგის დიდ აფეთქებამდე. ეს იდეა იმდენად მარტივი ჩანდა, რომ ერთი მხრივ, აღფრთოვანებული ვიყავი, რომ სიმარტივის გამო ძალიან ნათელ და დალაგებულ სურათს ხატავდა, რომელიც ფიზიკის სხვადასხვა თეორიებს აერთიანებდა. მაგრამ მეორე მხრივ მე ვფიქრობდი, “ეს ძალიან მარტივია”.
ლაურა მერსინი-ჰიუტონი

ეს თეორია მის კონკურენტ თეორიებს ჩამოჰგავს – ის წინასწარმეტყველებს მულტისამყაროს არსებობას და მინიმუმ ერთ დიდ აფეთქებას. თუმცა ის არაფერს ამბობს პირველადი მდგომარეობის შესახებ. ის არ უშვებს მანამდე არსებულ და შემდგომში განადგურებულ სამყაროს (პარამ სინგჰი), ის არ უშვებს მანამდე არსებულ ინფლაციას (ანდრეი ლინდე), არც თავდაპირველ შავ ხვრელზე გვეუბნება რამეს (ლი სმოლინი), მერსინი-ჰიუტონის თეორია საერთოდ არაფერს გვეუბნება.

– რამდენადაც მე ვიცი, ეს ის ერთ-ერთი იშვიათი თეორიაა, სადაც ყველაფერი მიღებულია საწყისი პრინციპებიდან და ფუნდამენტური ფიზიკიდან, არაფერი ეწინააღმდეგება ბუნების დღევანდელ კანონებს. მე რომ რაიმეს შეცვლა მოვინდომო, ფორმულები და ტოლობები ამის საშუალებას არ მომცემენ.
ლაურა მერსინი-ჰიუტონი

მეორე შესამჩნევი თვისება თეორიისა ისაა, რომ ის ესადაგება სამ მეცნიერულ დაკვირვებას და ამით გამოწვევას უკეთებს საყოველთაოდ მიღებულ ახსნებს. კოსმოსურ მიკროტალღოვან ფონში არსებობს აუხსნელი მონაკვეთები, რომლებსაც პირობითად სიცარიელეს უწოდებენ. აქ გალაქტიკების უზარმაზარი რიგები არასწორი მიმართულებით მოძრაობენ. სხვა დაკვირვება რაღაც უცნაურს აჩვენებს ღია კოსმოსში ტემპერატურასთან დაკავშირებით. მერსინი-ჰიუტონის მიხედვით, ეს ყველაფერი მეზობელი სამყაროების არსებობის დადასტურებაა და მისი თეორიის მიხედვით ზუსტად შეიძლება აიხსნას.

– თეორიას სერიოზულად მხოლოდ მას შემდეგ შევხედე, როცა მის მიერ მიღებული წინასწარმეტყველებები წარმატებით გამოიცადა. სამი აუხსნელი და პასუხგაუცემელი აღმოჩენა, რომლებიც მეცნიერულმა დაკვირვებამ დაგვანახა, ჩემს თეორიაში მშვენივრად ესადაგებოდა ერთმანეთს და იხსნებოდა. ეს თეორია არა მხოლოდ ხსნიდა მაღალი ენერგიის დიდ აფეთქებას, არამედ გაგრძელებაც ჰქონდა. ეს იყო ორნაწილიანი ამბავი – დიდ აფეთქებამდე და დიდი აფეთქების შემდეგ.
ლაურა მერსინი-ჰიუტონი

ბოლო 10 წლის განმავლობაში კოსმოლოგიამ განიცადა ბევრი მნიშვნელოვანი ცვლილება. რწმენიდან, რომ დიდ აფეთქებამდე არაფერი არსებობდა, მრავალი კვლევა ამჟამად აჩვენებს, რომ რაღაც აუცილებლად უნდა ყოფილიყო. მაგრამ იმის გასაგებად, თუ რა იყო და როგორ მოქმედებდა, კოსმოლოგებს მოუწევთ, დათმონ ბევრი ფართოდ აღიარებული და აქამდე ეჭვმიუტანელი შეხედულება.

– რა ბედიც გინდა ეწიოთ იმ თეორიებს, რომლებიც ამჟამად არსებობს დიდი აფეთქებამდელი და შემდგომი პერიოდების შესახებ, ჩემთვის მაინც წარმოუდგენელი იქნება ის აზრი, რომ ჩვენმა სამყარომ არსებობა დიდი აფეთქებით დაიწყო. რატომ? იმიტომ რომ ამ შემთხვევაში ძირითადი კითხვების უმეტესობა პასუხგაუცემელი დარჩება.
ლი სმოლინი

– რაშიც ბოლომდე ვარ დარწმუნებული, არის ის, რომ დიდი აფეთქება იყო ძალიან პატარა მოვლენა სამყაროს მთელი ისტორიის მასშტაბით. ჩვენ უკვე ვფიქრობთ იმაზე, თუ რა ხდებოდა დიდ აფეთქებამდე და ვმუშაობთ თეორიების შექმნაზე, შესაბამისად მალე პასუხსაც ვიპოვით, თუ როგორ დაიწყო ყველაფერი.
პარამ სინგჰი

– ჩემი მშობლები ბუდისტები იყვნენ. ბუდიზმში არ არსებობს დასაწყისი და არ არსებობს დასასრული. არსებობს მხოლოდ ნირვანა. მაგრამ ბავშვობაში მე ხშირად დავდიოდი საკვირაო სკოლაში, სადაც გვასწავლიდნენ, რომ იყო მომენტი, როცა ღმერთმა თქვა: “იქმნას ნათელი!” ასე რომ ჩემს თავში ეს ორი წინააღმდეგობრივი პარადიგმა ტრიალებდა. მაგრამ ახლა ჩვენ შეგვიძლია მოვახდინოთ ამ ორი პარადიგმის კომბინაცია ერთ სრულყოფილ მთლიანობაში. დიახ, არსებობდა შექმნის პერიოდი. დიახ, არსებობდა დიდი აფეთქება და ეს გამუდმებით ხდება.
მიჩიო კაკუ

– მე შემიძლია მივიღო თითქმის ნებისმიერი ფილოსოფიური შეხედულება, რომელიც მუშაობს, მე მჭირდება თეორია, რომელიც გამოიცდება დროის მიერ და დამტკიცდება, რომ ნამდვილად ის გზაა, რომელსაც სამყარო გადის.
ნეილ ტუროკი

თანამედროვე კოსმოლოგია აბსოლუტური სიმართლის ძიებაშია. ისეთი გიჟური იდეებიც კი, როგორიცაა დიდი აფეთქება, ზოგჯერ ჭეშმარიტი აღმოჩნდება ხოლმე. ყოველ შემთხვევაში, დროის გარკვეულ პერიოდში მაინც. უამრავი მამაკაცი და ქალი მეცნიერი თავგამოდებით იცავს თავის თეორიას და ყველა მათგანი მიიჩნევს, რომ მათი ვალია, იპოვონ სწორი პასუხები იმ კითხვებზე, რომლებიც ერთ დროს შეუცნობლად ითვლებოდა.

– თუკი არ ხართ საკმარისად მამაცი, რომ დასვათ უცნაური კითხვები, თუკი არ ხართ საკმარისად მამაცი, რომ გჯეროდეთ თქვენი პასუხების, გინდაც ისინი დაუჯერებელი ჩანდეს, მაშინ შეგიძლიათ ჩვეულებრივად განაგრძოთ ცხოვრება, მაგრამ მიზანს ვერ მიაღწევთ. ხოლო თუკი მოიკრებთ გამბედაობას, რათა პასუხები გასცეთ კითხვებს, არაა აუცილებელი, ეს ისე მოხდეს, როგორც სხვები ელიან. ზოგჯერ თქვენ უბრალოდ სისულელეს იტყვით, ზოგჯერ კი – დიდ სიბრძნეს.
ანდრეი ლინდე

დასაწყისი