რატომ მოძრაობს დრო მხოლოდ ერთი მიმართულებით?


რატომაა, რომ შეგიძლიათ კვერცხი გატეხოთ, მაგრამ მას ვეღარ გაამთელებთ? ამის გასაგებად სამყაროს დაბადების მომენტი უნდა გამოვიკვლიოთ.

როცა გატეხილი კვერცხის შიგნეულობა ტანისამოსზე გესხმებათ, მისი გარეცხვა და სხვა რამის ჩაცმა გიწევთ. უფრო ადვილი არ იქნებოდა, კვერცხის გატეხვის პროცესი უკუმიმართულებით წასულიყო? ნაჭუჭი გამთლიანდეს, ხოლო ცილა და გული ისევ შიგნით აღმოჩნდეს. თქვენ ისევ სუფთა ხართ, ტანისამოსიც სუფთაა, თმაზეც არ გაქვთ კვერცხის გულის ნარჩენები, თითქოს არც არაფერი მომხდარა.

თითქოს სასაცილოდ ჟღერს, მაგრამ რატომ? მაინც რატომაა შეუძლებელი გატეხილი კვერცხის გამთელება?

შეუძლებელი სულაც არაა. არ არსებობს ბუნების ფუდამენტური კანონი, რომელიც ამას ხელს შეუშლის. რეალურად ფიზიკოსები იმასაც კი ამბობენ, რომ ჩვენს ცხოვრებაში ნებისმიერი მოვლენა ნებისმიერ დროს შეიძლება უკუმიმართულებით წავიდეს. მაშ რატომ ვერ ვამთელებთ კვერცხს, ვერ აღვადგენთ დამწვარ ასანთს და თავის ადგილას ვერ ვაბრუნებთ ამოგდებულ კოჭს? რატომ არ ვითარდება მოვლენები საპირისპირო მიმართულებით? რატომაა მომავალი წარსულისგან განსხვავებული?

თითქოს მარტივი კითხვაა, მაგრამ პასუხის გასაგებად უნდა მივიდეთ სამყაროს წარმოშობის მომენტამდე, ჩავაღწიოთ ატომურ რეალობამდე და მივუახლოვდეთ ფიზიკის საზღვრებს.

ისააკ ნიუტონი

 

ისევე როგორც ბევრი რამ ფიზიკაში, ეს საკითხიც ნიუტონით იწყება. 1666 წელს შავი ჭირის გავრცელებამ აიძულა მას, კემბრიჯის უნივერსიტეტი მიეტოვებინა და დედასთან, სოფელ ლინკოლნშირში დაბრუნებულიყო. მოწყენილი და განმარტოებული ნიუტონი მთელ დროს ფიზიკის შესწავლას უთმობდა. ამ დროს აღმოაჩინა მან დინამიკის სამი კანონი, რომელთა შორისაც არის მნიშვნელოვანი პრინციპი, რომ ყველა ქმედებას თან ახლავს იგივე სიდიდისა და საპირისპირო მიმართულების უკუქმედება. ასევე შეიმუშავა გრავიტაციის მოქმედების ახსნა.

ნიუტონის კანონები განსაცვიფრებლად კარგად აღწერს სამყაროს. მათი მეშვეობით ვიცით, რატომ ცვივა ვაშლები ხეებიდან და რატომ უვლის დედამიწა გარს მზეს. თუმცა ერთი უცნაურობაც ახასიათებთ: ეს კანონები ერთნაირად მართებულია როგორც წინა, ისე უკუ მიმართულებებით. თუკი შესაძლებელია კვერცხის გატეხვა, ნიუტონის კანონების მიხედვით, მათი უკუგატეხვაც უნდა იყოს შესაძლებელი.

თითქოს აშკარად მცდარი დასკვნაა, მაგრამ თითქმის ყველა თეორიას, რომლებიც ფიზიკოსებმა ნიუტონის შემდეგ აღმოაჩინეს, იგივე პრობლემა აქვს. ფიზიკის კანონებს უბრალოდ არ ადარდებთ, დრო წინ მიდის თუ უკან, ისევე როგორც არ აინტერესებთ, ცაცია ხართ თუ მემარჯვენე.

თუმცა ჩვენ გვადარდებს. საკუთარი გამოცდილებით ვიცით, რომ დროს აქვს ისარი, რომელიც ყოველთვის მომავლისკენაა მიმართული. „შეიძლება აღმოსავლეთი და დასავლეთი აგერიოთ, თუმცა გუშინდელსა და ხვალინდელს ვერ აურევთ”, ამბობს შონ კეროლი, კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ფიზიკოსი. „მაგრამ ფიზიკის ფუნდამენტური კანონები წარსულსა და მომავალს შორის ზღვარს არ ავლებენ”.

ლუდვიგ ბოლცმანი

 

პირველი ადამიანი, რომელმაც სერიოზულად დაიწყო ამ პრობლემის შესწავლა, გახლდათ მე-19 საუკუნის ავსტრიელი ფიზიკოსი ლუდვიგ ბოლცმანი. ამ დროს ბევრი რამ, რაც დღეს დაზუსტებით ვიცით, ჯერ კიდევ დავის საგანი იყო. მაგალითად, ფიზიკოსები ბოლომდე არ იყვნენ დარწმუნებული, რომ ყველაფერი შედგება პატარა ნაწილაკებისგან, სახელად ატომებისგან. ბევრი მაშინდელი ფიზიკოსის აზრით, ატომების იდეა მეცნიერულად უბრალოდ ვერ გამოიცდებოდა.

ბოლცმანს სჯეროდა, რომ ატომები მართლაც არსებობდნენ. ამ იდეის დახმარებით ის ხსნიდა ყოველდღიურ მოვლენებს, როგორიცაა ცეცხლის ნათება, როგორ მუშაობს ფილტვები და ჩაისთვის სულის შებერვა რატომ აგრილებს მას. მეცნიერი ფიქრობდა, რომ ამ ყველაფერს ატომების კონცეფციით ახსნიდა.

ფიზიკოსთა მცირე ნაწილზე ბოლცმანის ნაშრომებმა შთაბეჭდილება მოახდინა, თუმცა უმეტესობამ უარყო. თავისი მოსაზრებების გამო ის დიდი ხნით გააძევეს ფიზიკოსთა საზოგადოებიდან. ყველაზე დიდი კამათი სითბოს ბუნების მისეულ აღქმას მოჰყვა. შეიძლება იფიქროთ, რომ ამას ნაკლები კავშირი აქვს დროის ბუნებასთან, მაგრამ ბოლცმანი გვიჩვენებს, რომ ეს ორი რამ ახლო კავშირშია.

ცეცხლს მხოლოდ მაშინ ეძლევა აზრი, თუკი ის ატომებისგან შედგება

 

ამ პერიოდში ფიზიკოსებმა შეიმუშავეს ახალი თეორია, თერმოდინამიკა, რომელიც სითბოს მოქმედებას აღწერს. მაგალითად, თერმოდინამიკა აღწერს, როგორ ინარჩუნებს მაცივარი დაბალ ტემპერატურას ცხელი დღის განმავლობაში. ბოლცმანის ოპონენტები ფიქრობდნენ, რომ სითბოს სხვა რამით ვერ ახსნიდნენ. მათი აზრით, სითბო იყო უბრალოდ სითბო.

ბოლცმანმა გადაწყვიტა, მათი ცდომილება გამოეაშკარავებინა. ის ფიქრობდა, რომ სითბოს წარმოქმნიდა ატომების უწესრიგო მოძრაობა და მთელი თერმოდინამიკა ამ ფარგლებში აიხსნებოდა. ის სავსებით მართალი იყო, თუმცა მთელი ცხოვრება სხვების დარწმუნებას შეალია.

ბოლცმანი შეეცადა, აეხსნა საკმაოდ უცნაური რამ – ენტროპია. თერმოდინამიკის მიხედვით, სამყაროში ყველა ობიექტს გააჩნია მასთან დაკავშირებული გარკვეული ოდენობის ენტროპია და როცა მას რამე მოსდის, ენტროპიის ოდენობა იზრდება. მაგალითად, თუკი ყინულის კუბიკებს წყლიან ჭიქაში მოვათავსებთ და მათ გადნობას დავუცდით, ჭიქაში არსებული ენტროპია გაიზრდება. ენტროპიის ზრდა ფიზიკაში უნიკალური მოვლენაა: პროცესი მხოლოდ ერთი მიმართულებით მიდის. თუმცა არავინ იცოდა, რატომ იზრდებოდა ენტროპია მუდმივად.

ბოლცმანის კოლეგები ისევ ამტკიცებდნენ, რომ შეუძლებელი იყო ამ საკითხის ახსნა. უბრალოდ ასე ხდებოდა. ბოლცმანი ისევ არ დაკმაყოფილდა ასეთი ახსნით და უფრო დეტალური კვლევა დაიწყო. შედეგი გახლდათ ენტროპიის რადიკალურად განსხვავებული აღქმა – აღმოჩენა იმდენად მნიშვნელოვანი იყო, რომ ავტორის საფლავის ქვაზე ამოკვეთეს.

ლუდვიგ ბოლცმანის საფლავის ქვა ენტროპიის ფორმულით

 

ბოლცმანმა აღმოაჩინა, რომ ენტროპია ზომავდა იმ ვარიანტთა რაოდენობას, რომლითაც ატომები და მათში არსებული ენერგია შეიძლებოდა განლაგებულიყო. ენტროპიის ზრდის მიზეზი ისაა, რომ ატომები უფრო მეტად ირევიან.

ბოლცმანის მიხედვით, სწორედ ამიტომ დნება ყინული წყალში. როცა წყალი თხევადია, უფრო მეტი გზა არსებობს წყლის მოლეკულების განლაგებისთვის, და უფრო მეტი გზა, რომ სითბური ენერგია ამ მოლეკულებს შორის მოთავსდეს, ვიდრე როცა წყალი მყარ მდგომარეობაშია. იმდენად ბევრი გზა არსებობს ყინულის დასადნობად და მასთან შედარებით იმდენად ცოტა, რომ მყარი დარჩეს, თითქმის გარდაუვალია ყინულის ოდესმე დადნობა.

გატეხილი კვერცხი ვეღარ გამთელდება

 

მსგავსადვე, თუკი ყავაში ნაღებს ჩაასხამთ, ის მთელ ჭიქაში განაწილდება, რადგან მაღალი ენტროპიის მდგომარეობაშია. ნაღების დანაწილებისა და ჭიქაში გავრცელების უფრო მეტი ვარიანტია, ვიდრე ნაღების ერთ პატარა მონაკვეთში დარჩენისა.

ბოლცმანის მიხედვით, ენტროპია უკავშირდება ალბათობას. დაბალი ენტროპიის მქონე ობიექტები მოწესრიგებულია და ამიტომ ნაკლებად შესაძლებელია მათი არსებობა. მაღალი ენტროპიის ობიექტები მოუწესრიგებელია და მათ არსებობას მეტი ალბათობა აქვს. ენტროპია მუდმივად იზრდება, რადგან საგნებისთვის უწესრიგო მდგომარეობაში ყოფნა უფრო ადვილია. ცოტა დამთრგუნველად ჟღერს, განსაკუთრებით თუკი მოწესრიგებულ გარემოში ყოფნა გსიამოვნებთ. თუმცა ბოლცმანის იდეებს ენტროპიაზე მეორე მხარეც აქვს: ისინი დროის ისარს ხსნიან.

იქნებ დრო სამყაროშია ჩაშენებული?

 

ბოლცმანის მიერ ენტროპიის შესწავლამ აჩვენა, რატომ იზრდება ის მუდმივად. თავის მხრივ, ეს ხსნის, რატომ მიდის დრო მხოლოდ წინ. თუკი სამყარო, როგორც მთლიანი, მოძრაობს დაბალი ენტროპიიდან მაღლისკენ, მაშინ ვერასდროს ვიხილავთ მოვლენების უკუსვლას. გატეხილი კვერცხი არ გამთელდება, რადგან მრავალი გზა არსებობს კვერცხის ნაწილების განლაგებისთვის და თითქმის ყველა მათგანის შედეგია გატეხილი და არა მთლიანი კვერცხი. მსგავსადვე, ყინული დნობის შემდეგ არ გამყარდება, ასანთი არ გამთელდება და ამოვარდნილი კოჭი არ ჩაბრუნდება.

ენტროპიის ბოლცმანისეული განსაზღვრება იმასაც ხსნის, რატომ გვახსოვს წარსული, მაგრამ არა – მომავალი. წარმოიდგინეთ საპირისპირო: თქვენს მეხსიერებაში არის რაღაც მოვლენა, შემდეგ ეს მოვლენა ხორციელდება და მოგონება ქრება. ალბათობა, რომ თქვენს ტვინში მსგავსი რამ მოხდება, ძალიან დაბალია. ბოლცმანის მიხედვით, მომავალი წარსულისგან ძალიან განსხვავებულია, რადგან ენტროპია იზრდება. თუმცა მისი მოუსვენარი ოპონენტები ბოლცმანის მსჯელობაში ერთ ხარვეზს გამოყოფდნენ.

დროის უკან დაბრუნება შეუძლებელია

 

ბოლცმანი ამბობდა, რომ დროის მსვლელობასთან ერთად ენტროპია იზრდება, რისი მიზეზიცაა ალბათობები, რომლებიც ატომების მსგავსი მცირე ობიექტების ქცევებს მართავენ. თუმცა ეს პატარა ობიექტები ემორჩილებიან ფიზიკის ფუნდამენტურ კანონებს, რომლებიც წარსულსა და მომავალს შორის ზღვარს არ ავლებენ. ამიტომ ბოლცმანის არგუმენტი შეიძლება შევაბრუნოთ კიდეც: თუკი ენტროპია მით უფრო იზრდება, რაც უფრო შორეული მომავლისკენ მიდიხარ, უნდა გაიზარდოს მაშინაც, როცა წარსულის მიმართულებით მოძრაობ.

ბოლცმანი ფიქრობდა, რომ რადგანაც გატეხილი კვერცხის არსებობა უფრო მოსალოდნელია, ვიდრე მთელისა, გონივრულია ვიფიქროთ, რომ მთელი კვერცხი ოდესმე გატყდება. თუმცა სხვა ინტერპრეტაციაც არსებობს. მთელი კვერცხები ნაკლებ მოსალოდნელი და იშვიათია, ამიტომ დროის უმეტეს ნაწილს გატეხილ მდგომარეობაში ატარებენ, ძალიან იშვიათად კი დროებით მთლიანდებიან და შემდეგ ისევ ტყდებიან.

მოკლედ რომ ვთქვათ, შეგვიძლია ბოლცმანის იდეების გამოყენება იმის დასადასტურებლად, რომ წარსული და მომავალი მსგავსი უნდა იყოს. მაგრამ სინამდვილეში ასე არაა, ამიტომ ვუბრუნდებით თავდაპირველ საკითხს: საერთოდ რატომ არსებობს დროის ისარი?

უწესრიგო სამყარო

 

პრობლემის ასახსნელად ბოლცმანმა რამდენიმე ვერსია წამოაყენა. მათგან საუკეთესო ცნობილი გახდა, როგორც „წარსულის ჰიპოთეზა”. ის ძალიან მარტივია: სადღაც შორეულ წარსულში სამყარო დაბალი ენტროპიის მდგომარეობაში იმყოფებოდა. თუკი ეს მართლაც ასეა, მაშინ ბოლცმანის მსჯელობაში ხარვეზი აღარაა. მომავალი და წარსული ძლიერ განსხვავდება, რადგან წარსულს ბევრად დაბალი ენტროპია აქვს. კვერცხი ტყდება, მაგრამ ვეღარ მთელდება.

ეს ყველაფერი გასაგებია, თუმცა სრულიად ახალი კითხვა ჩნდება: რატომაა წარსულის ჰიპოთეზა მართებული? დაბალი ენტროპია ნაკლებად შესაძლებელია, მაშ რატომ იყო სამყაროს ენტროპია ასეთ უჩვეულო მდგომარეობაში შორეული წარსულის რომელიღაც მონაკვეთში?

ბოლცმანმა ამ საკითხის გადაწყვეტა ვერ შეძლო. მანიაკურ-დეპრესიული ფსიქოზის მქონე მეცნიერი ფიზიკოსთა საზოგადოების დიდმა ნაწილმა უარყო, ამიტომაც ის თვლიდა, რომ მისი ნაშრომები არავის ემახსოვრებოდა. 1906 წელს ტრიესტის ახლოს ოჯახური წვეულებისას ლუდვიგ ბოლცმანმა თავი ჩამოიხრჩო. მისი თვითმკვლელობა განსაკუთრებით ტრაგიკული გახლდათ იმის გამოც, რომ რამდენიმე წელიწადში ფიზიკოსებმა აღიარეს მისი შეხედულებები ატომებზე. ხოლო მომდევნო ათწლეულებში განხორციელებულმა აღმოჩენებმა მიანიშნა, რომ წარსულის ჰიპოთეზაც შეიძლებოდა გადაჭრილიყო.

სამყარო დაახლოებით 14 მილიარდი წლისაა

 

მეოცე საუკუნეში სამყაროს ჩვენებური აღქმა რადიკალურად შეიცვალა. აღმოჩნდა, რომ მას დასაწყისი ჰქონდა.

ბოლცმანის დროს ფიზიკოსთა უმეტესობა თვლიდა, რომ სამყარო მარადიული იყო და ყოველთვის არსებობდა. მაგრამ 1920-იანებში ასტრონომებმა აღმოაჩინეს, რომ გალაქტიკები ერთმანეთს შორდებოდნენ. ისინი მიხვდნენ, რომ სამყარო ფართოვდებოდა. მაშ ოდესღაც ყველაფერი ერთმანეთთან ახლოს იყო.

რამდენიმე ათწლეულში ფიზიკოსები შეთანხმდნენ, რომ სამყარომ არსებობა დაიწყო წარმოუდგენლად ცხელი, მკვრივი მდგომარეობიდან. შემდეგ სწრაფად გაფართოვდა და გაგრილდა, თანდათანობით წარმოიშვა ის ყველაფერი, რაც დღეს არსებობს. პატარა ცხელი სამყაროდან ძალიან სწრაფ გაფართოებას „დიდი აფეთქება” ეწოდა.

ეს ყველაფერი მხარს უჭერდა წარსულის ჰიპოთეზას. „ხალხი აღიარებდა, რომ ადრეულ სამყაროს მართლაც დაბალი ენტროპია ჰქონდა, თუმცა რატომ იყო ენტროპია დაბალი 14 მილიარდი წლის წინ, დიდი აფეთქების მომენტის სიახლოვეს, უპასუხოდ რჩება”, ამბობს შონ კეროლი.

აირის მასიური ღრუბლები ვარსკვლავებად და პლანეტებად ყალიბდება

 

ლოგიკური იქნება აღვნიშნოთ, რომ უზარმაზარ კოსმოსურ აფეთქებას დაბალი ენტროპია არ უნდა ჰქონოდა. ბოლოს და ბოლოს, აფეთქება ხომ უწესრიგობაა. არსებობს მრავალი გზა ადრეულ სამყაროში მატერიისა და ენერგიის ისე განაწილებისთვის, რომ ის ისევ ცხელი, პატარა და გაფართოებადი იყოს. მაგრამ როგორც ჩანს, ენტროპია ცოტა სხვანაირად მოქმედებს, როცა გარშემო ამდენი მატერიაა.

წარმოიდგინეთ ცარიელი სივრცის ვრცელი რეგიონი, რომლის შუაგულშიც მზის მასის მქონე აირის ღრუბელია. გრავიტაცია აირებს ერთად კრავს, ამიტომ აირი მალე შეიკუმშება და ვარსკვლავად კოლაფსირდება. როგორ შეიძლება ეს მოხდეს, თუკი ენტროპია მუდმივად იზრდება? არსებობს აირის განაწილების უფრო მეტი გზა, სადაც ის ნაკლებად მკვრივი და გაფანტული იქნება.

საქმე იმაშია, რომ გრავიტაცია ენტროპიაზე მოქმედებს იმგვარად, რომ ფიზიკოსებს ბოლომდე ჯერაც ვერ გაუგიათ. განსაკუთრებით მასიური ობიექტების შემთხვევაში თავმოყრას უფრო მაღალი ენტროპია ახასიათებს, ვიდრე ერთფეროვნებას. ამიტომაც გალაქტიკების, ვარსკვლავებისა და პლანეტების შემცველ სამყაროს უფრო მაღალი ენტროპია აქვს, ვიდრე ცხელი, მკვრივი აირით სავსეს.

ეს ნიშნავს, რომ ახალი პრობლემა გვაქვს. სამყარო, რომელიც დიდი აფეთქების შემდეგ წარმოიქმნა, ცხელი და მკვრივი, დაბალი ენტროპიის მქონეა და შესაბამისად, ნაკლებად შესაძლებელი. მაშ როგორ დაიწყო სამყარომ არსებობა ასეთ ნაკლებად დასაჯერებელ მდგომარეობაში? ისიც კი ძნელი სათქმელია, როგორი პასუხი იქნებოდა დამაკმაყოფილებელი.

შეიძლება ჩვენი სამყარო უამრავიდან ერთ-ერთია

 

ერთ-ერთი მოსაზრებით, დიდ აფეთქებამდე რაღაც იყო. იქნებ ამის გამო მივიღეთ დაბალი ენტროპია ადრეულ სამყაროში?

შონ კეროლმა და მისმა ერთ-ერთმა ყოფილმა სტუდენტმა წამოაყენეს მოდელი, რომელშიც „ჩვილი” სამყაროები მუდმივად ჩნდებიან, გამოეყოფიან მშობელ სამყაროს და ფართოვდებიან, რათა ჩვენი სამყაროს მსგავსი ფორმა მიიღონ. ამ ჩვილმა სამყაროებმა შეიძლება დაბალი ენტროპიით დაიწყონ, მაგრამ მულტისამყაროს, როგორც მთლიანის ენტროპია ყოველთვის მაღალი იქნება.

თუ ეს ასეა, ადრეული სამყარო დაბალი ენტროპიის მქონედ მოგვეჩვენება, რადგან სრულ სურათს ვერ ვხედავთ. იგივე ეხება დროის ისარსაც. „ეს მოსაზრება მიანიშნებს, რომ სრული სურათის მქონე სამყაროს შორეული წარსული ისეთივეა, როგორიც შორეული მომავალი”, ამბობს კეროლი.

თუმცა მეცნიერები საყოველთაოდ არც კეროლის განმარტებას ეთანხმებიან, არც წარსულის ჰიპოთეზის რომელიმე სხვა ახსნას. პრობლემა ისიცაა, რომ ფიზიკის საუკეთესო თეორიები დიდ აფეთქებას ვერ უმკლავდებიან. როცა ვერ ვხსნით, რა ხდებოდა სამყაროს წარმოშობის მომენტში, ვერც ის გვეცოდინება, დაბალი ენტროპია რატომ ჰქონდა.

ფიზიკა ჯერ კიდევ ვერ ხსნის ყველაფერს

 

თანამედროვე ფიზიკა ეყრდნობა ორ ძირითად თეორიას. კვანტური მექანიკა ხსნის ატომების მსგავსი პატარა რამეების ქცევებს, ზოგადი ფარდობითობა კი დიდ ობიექტებს ეხება, როგორიცაა ვარსკვლავები. თუმცა ამ ორის გაერთიანება ვერ ხერხდება. ასე რომ თუკი რაღაც ერთდროულად ძალიან პატარაცაა და ძალიან მძიმეც, როგორიც იყო სამყარო დიდი აფეთქების მომენტში, ფიზიკოსები იჭედებიან. ადრეული სამყაროს ასახსნელად საჭიროა ორი თეორიის გაერთიანება „ყველაფრის თეორიად”.

ეს საბოლოო თეორია დროის ისარსაც ახსნის. „ამ თეორიის აღმოჩენით საბოლოოდ იმასაც გავიგებთ, როგორ ქმნის ბუნება დროსა და სივრცეს”, ამბობს მარინა კორტესი, ედინბურგის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი.

სამწუხაროდ ათწლეულების მანძილზე დაუღალავი შრომის მიუხედავად ვერავინ შეძლო ყველაფრის თეორიის შექმნა. თუმცა რამდენიმე კანდიდატი არსებობს. ყველაზე დამაიმედებელი მათ შორის სიმების თეორიაა, რომლის მიხედვითაც ყველა სუბატომური ნაწილაკი შედგება პაწაწინა სიმებისგან. სიმების თეორიის მიხედვით, ჩვენთვის ცნობილი სამის გარდა, სივრცეს კიდევ აქვს დამატებითი განზომილებები, რომლებიც მიკროსკოპული ზომისაა, ჩვენ კი ვცხოვრობთ მულტისამყაროში, სადაც ფიზიკის კანონები ყოველ სამყაროში სხვადასხვაა.

შესაძლოა, მთელი მატერია პატარა სიმებისგან შედგება

 

ეს ყველაფერი გასაოცრად ჟღერს. თუმცა ნაწილაკების შემსწავლელი ფიზიკოსების უმეტესობა სიმების თეორიას ყველაზე დამაიმედებელ ვარიანტად თვლის ყველაფერის თეორიისთვის. მაგრამ დროის ისრის საკითხი მაინც არ წყდება. ფუნდამენტური ფიზიკის თითქმის ყველა თეორიის მსგავსად, სიმების თეორიის გამოთვლებიც მყარ საზღვარს არ ავლებს წარსულსა და მომავალს შორის.

თუკი სიმების თეორია მართებული აღმოჩნდება, დროის ისარი შეიძლება აუხსნელი დარჩეს. ამიტომაც კორტესი ცდილობს, რაიმე უკეთესს მიაგნოს. ვატერლოოს თეორიული ფიზიკის ინსტიტუტის მეცნიერ ლი სმოლინთან ერთად კორტესი მუშაობს სიმების თეორიის ალტერნატივებზე, რომლებშიც დროის ისარი ფუნდამენტურ ნაწილს წარმოადგენს.

დრო მხოლოდ წინ მიდის, თუმცა არავინ იცის, რატომ

 

კორტესი და სმოლინი თვლიან, რომ სამყარო შედგება სრულიად უნიკალური მოვლენების სერიისგან, რომლებიც არასდროს მეორდება. მოვლენების თითოეული წყება მხოლოდ მომდევნო წყებაზე ახდენს გავლენას, ამიტომ დროის ისარი მყარადაა ჩაშენებული. „ვიმედოვნებთ, რომ თუკი ამ ტიპის გამოთვლებს კოსმოლოგიაში გამოვიყენებთ, სამყაროს საწყისი პირობების პრობლემასაც მივადგებით და აღმოვაჩენთ, რომ ისინი არც ისე განსაკუთრებულია”, ამბობს კორტესი.

ეს სრულიად განსხვავდება ბოლცმანის ახსნისგან, სადაც დროის ისარი ალბათობის კანონებიდან გამომდინარე შემთხვევითობაა. „დრო სულაც არაა ილუზია, ის არსებობს და მართლაც წინ მიიწევს”, აღნიშნავს კორტესი.

თუმცა ფიზიკოსების უმეტესობა ბოლცმანის ახსნაში პრობლემას ვერ ხედავს. „ბოლცმანმა ახსნის სწორ გზაზე მიგვითითა დიდი ხნის წინ”, აცხადებს კოლუმბიის უნივერსიტეტის ფიზიკის ფილოსოფოსი დევიდ ალბერტი. „არსებობს რეალური იმედი, რომ ფრთხილი გამოკვლევის შემთხვევაში სრული სურათი ისეთი იქნება, როგორც ბოლცმანი ამბობდა”.

კეროლიც ამ აზრზეა. „თუკი დაბალი ენტროპიის მქონე დიდ აფეთქებას მივიღებთ, საქმე გადაწყვეტილია”, ამბობს ის. „შეგვიძლია წარსულსა და მომავალს შორის არსებული ყველა განსხვავება ავხსნათ”.

დიდი ადრონული კოლაიდერი

 

ასეა თუ ისე, დროის ისრის ასახსნელად ჯერ უნდა განიმარტოს სამყაროს საწყის მომენტში არსებული დაბალი ენტროპია. ამას კი ყველაფრის თეორია სჭირდება, სიმების თეორია იქნება, კორტესისა და სმოლინის მიზეზ-შედეგობრივი წყებები თუ სრულიად სხვა რამ. მაგრამ კაცობრიობა ყველაფრის თეორიას 90 წელია, ეძებს. მაინც როგორ უნდა ვიპოვოთ ის? ან პოვნის შემთხვევაში საიდან გვეცოდინება, რომ ნამდვილად ისაა?

შეგვიძლია ყველაფრის თეორია გამოვცადოთ რაიმე ისეთზე, რაც ძალიან პატარა და მკვრივია. დროში უკან ვერ დავბრუნდებით დიდი აფეთქების მომენტამდე და მიუხედავად იმისა, ბოლო დროის ფილმები რას ამბობენ, ვერც შავ ხვრელში შევცურავთ, რომ შემდეგ უკან გამოვაგზავნოთ ინფორმაცია. მაშ რა შეგვიძლია, თუკი გვინდა რომ ერთხელ და სამუდამოდ აიხსნას, რატომ ვერ გამთელდება გატეხილი კვერცხი?

ჯერჯერობით ყველაზე დამაიმედებელი გახლავთ კაცობრიობის ისტორიაში არსებული უდიდესი მექანიზმი. დიდი ადრონული კოლაიდერი ნაწილაკების ამაჩქარებელია, რომელიც მოიცავს 27 კმ სიგრძის მიწისქვეშა წრიულ გვირაბს საფრანგეთისა და შვეიცარიის საზღვარზე. მასში პროტონები ერთმანეთს თითქმის სინათლის სიჩქარით ეჯახებიან. შედეგად წარმოქმნილი ფენომენალური ენერგიისგან ახალი ნაწილაკები ჩნდება.

დიდი ადრონული კოლაიდერი გაზაფხულიდან სრული დატვირთვით მუშაობს. ნახევარი დატვირთვის პირობებში, 2012 წელს, მან დიდი ხნის ნანატრი ჰიგსის ბოზონი აღმოაჩინა, ნაწილაკი, რომელიც სხვა ყველაფერს მასას ანიჭებს. ამ აღმოჩენას ნობელის პრემია მოჰყვა, მაგრამ დიდმა ადრონულმა კოლაიდერმა შეიძლება ამ აღმოჩენასაც გადააჭარბოს. გამართლების შემთხვევაში ის წააწყდება უცნობ და მოულოდნელ ფუნდამენტურ ნაწილაკებს, რომლებიც ყველაფრის თეორიისკენ გაგვიხსნიან გზას.

საჭირო მონაცემების შესაგროვებლად, დასამუშავებლად და ინტერპრეტაციისთვის დიდ ადრონულ კოლაიდერს წლები დასჭირდება. თუმცა როცა ეს დრო დადგება, შეიძლება გაიგოთ, რატომ ვერ იცილებთ ამ ოხერ კვერცხს სახიდან.

BBC

Advertisements

დატოვე კომენტარი

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / შეცვლა )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / შეცვლა )

Connecting to %s

%d bloggers like this: