ფარდობითობის თეორიის 102 წელი

ფარდობითობის თეორიის 102 წელი

 1915 წლის 25 ნოემბერს, ალბერტ აინშტაინმა ფარდობითობის თეორიის დეტალური მათემატიკური მტკიცებულებები წარუდგინა მსოფლიოს(huffingtonpost.com); მიუხედავად ამისა, გრავიტაცია და თვით კოსმოსის ფიზიკური არსი დღემდე გამოცანად რჩება.

მბრუნავი დედამიწის მიერ გამოწვეული დროისა და სივრცის გამრუდება(NASA/GP-B).

 დღეს ყველამ იცის, რომ ფარდობითობის თეორია გრავიტაციას “სივრცის გამრუდებას” უწოდებს, რამაც ისეთ სენსაციურ აღმოჩენებამდე და გამოკვლევებამდე მიგვიყვანა, როგორიცაა: დიდი აფეთქების კოსმოლოგია, შავი ხვრელები და გრავიტაციის გავლენით კედლის საათის შენელებულად მუშაობა. ჯერ კიდევ 1918 წელს ივარაუდეს, ლენს–თირინგის ეფექტი, რომელიც გულისხმობს, რომ მბრუნავი ობიექტები სივრცეს “მიათრევენ”, რაც გრავიტაციულ ველში მობზრიალე გიროსკოპების ფუნქციონირებაში მნიშვნელოვან, თუმცა უაღრესად რთულად შესამჩნევ ცვლილებებს იწვევს, ეს უცნაური მოვლენა დეტალურად იქნა გამოკვლეული NASA–ს გრავიტაციული ზონდირების თანამგზავრის(Gravity Probe B satellite) მიერ.

 დღეს ასობით ინტერნეტ–რესურსია, საიდანაც ფარდობითობის თეორიის უამრავი ასპექტის შესწავლა შეიძლება, საკითხები მოწოდებულია ნებისმიერი ინტელექტუალური შესაძლებლობებისა და გემოვნების ადამიანისთვის, ტექსტური თუ კითხვა–პასუხის ფორმატით; მიუხედავად ამისა, არსებობს ზოგიერთი საკითხი, რომელიც ბოლომდე გაუგებარი და აუხსნელია და მეცნიერებაში მათი გადაჭრის საკითხი მწვავედ დგას.

 ფუნდამენტური იდეები

 ფარდობითობის თეორია ეყრდნობა მოსაზრებას, რომ სივრცე და დრო ერთი ფიზიკური სიდიდეა, რასაც სივრცე–დროის კონტინიუმი ეწოდება. რისი მოქმედებაც არ უნდა ავღწეროთ, ამ მოვლენის ეფექტი არა მხოლოდ კოსმოსის სამგანზომილებიან სივრცეში, არამედ დროის მე–4 განზომილებაშიც უნდა გავითვალისწინოთ. სივრცე და დრო იმდენად უშუალო კავშირშია, რომ მათი ერთობა მათემატიკური განტოლებების საშუალებითაც კი აღიწერება.

 ელემენტარული ჭეშმარიტებაა, რომ კოსმოსის ერთი წერტილიდან მეორე წერტილისკენ მოგზაურობა კავშირშია არა მარტო სიჩქარეებთან, არამედ – ამ სიჩქარეებით გამოწვეულ დროის ეფექტებთანაც. უამრავი ნაშრომია დაწერილი “საათის შენელებაზე” და “სიჩქარის მიმართულებით ობიექტების შეკუმშვაზე”, თუმცა ფარდობითობის თეორიის გამოყენებით ოთხგანზომილებიანი სივრცე–დროის კონტინიუმის აღწერა კიდევ ერთ, ძალზე უცნაურ დეტალს გამოავლენს.

სივრცის გამრუდება CL0024  გალაქტიკური გროვის სივრცულ უბანში(Large Synoptic Survey Telescope Consortium).

 უპირველეს ყოვლისა, ფარდობითობის თეორია სივრცე–დროის კონტინიუმსა და გრავიტაციულ ველებს ერთიან მოვლენად მიიჩნევს, იმდენად, რომ სამივე მათემატიკურ ფორმულებში ერთი სიმბოლოთია აღნიშნული. გრავიტაცია არ არის ძალა, თუმცა სივრცე–დროში ობიექტის გადაადგილების თანმდევი მოვლენაა, რომელიც წრფივად მოძრავ ნაწილაკებთან თუ ტალღებთან ახლოს  საერთოდ არ არსებობს, მათთვის სივრცე სრულიად ცარიელია.

 მატერიისა და ენერგიის არსებობა სივრცე–დროის გეომეტრიულ გამრუდებას ოთხგანზომილებაში განაპირობებს. რა იწვევს ამ გამრუდებას – ჯერ–ჯერობით დაუდგენელია.

 ერთი რამ ცხადია – გრავიტაცია ელეტრომაგნიტური ველის მსგავსად არ არის სივრცეში გადაჭიმული; გრავიტაციული ველი თვითონ არის სივრცე და დრო, ამიტომ ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ის ქაღალდზე ან გონებაში კი არ დარჩეს აბსტრაქტული მათემატიკური გამოთვლების სახით, არამედ აუცილებელია გავარკვიოთ მისი ფიზიკური, მატერიალური ბუნება. ამასთან დაკავშირებით  გავიხსენოთ აინშტაინის ორი ციტატა (Einstein’s two quotes):

  • დრო და სივრცე ჩვენი აზროვნების მოდელია და არა ის გარემო პირობები, რომელშიც ვცხოვრობთ;
  • სივრცე–დროის კონტინიუმი არა თავისთავად არსებული, არამედ – გრავიტაციული ველის სტრუქტურული მახასიათებელია.

 ყველა ძალა ერთი და იგივე როდია

 100 წელზე მეტი ხნის მანძილზე ჩატარებული უთვალავი ექსპერიმენტის მეშვეობით დადგინდა, რომ  გრავიტაცია ფუნდამენტურად განსხვავდება ჩვენთვის ცნობილი ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი ბირთვული ძალებისაგან. სწორედ ამ სამი ძალის გამოყენებით აღიწერება მატერიის ბუნება და მისი გარდაქმნები. ამას სტარდარტული მოდელი ეწოდება და იმდენად ზუსტი და აკურატულია, რომ ისეთ რთულ ექსპერიმენტებსაც კი აღწერს მათემატიკურად, როგორებიც დღეს CERN–ში, დიდ ადრონულ კოლაიდერში მიმდინარეობს.

 წარმოუდგენელია, მაგრამ, უამრავი მცდელობის მიუხედავად, სტანდარტული მოდელის მათემატიკური ენით გრავიტაციის აღწერისას ფიზიკოსები ტექნიკურ სირთულეებს გადავაწყდებით (მიუხედავად იმისა, რომ მათემატიკურ განტოლებებში ის სიმების თეორიასა და კვანტური გრავიტაციის მარყუჟებსაც კი გვაძლევს). პრობლემა ისაა, რომ არ არსებობს არანაირი მტკიცებულება, იმისა, რომ გრავიტაცია (იგივე სივრცე–დროის კონტინიუმი) “კვანტური ველია” და ის შეიძლება ამ სტანდარტული მოდელით აღვწეროთ. როგორც ნობელის ჯილდოს მფლობელმა, ფრიმან დაისონმა აღნიშნა(Freeman Dyson has noted that): “კვანტური გრავიტაციის თეორიები შეიძლება ექსპერიმენტულად არამტკიცებადი და მეცნიერულად უშინაარსო აღმოჩნდეს. (ასეთ შემთხვევაში) კლასიკური და კვანტური სამყაროები მშვიდობიან თანაცხოვრებას გააგრძელებდნენ და ამ ორი სურათის აღწერა–შედარებისას არ იარსებებდა რაიმე სახის წინააღმდეგობები. სამყაროს ორგვარი ბუნება შეიძლება რეალობაა, ხოლო მათი ერთობა – ილუზია. მეჩვენება, თითქოს ბუნება ცდილობს მიგვანიშნოს, რომ არ დავკვანტოთ გრავიტაცია”.

 მათემატიკური გამოთვლები კარგია, მაგრამ დროა, სივრცე–დროის კონტინიუმი რამე პრაქტიკული, ხელშესახები მექანიზმებით დავახასიათოთ, რაც გრავიტაციის პრაქტიკულ გამოყენებამდე მიგვიყვანს.

 დრო–სივრცის კონტინიუმის ერთ–ერთი ვიზუალური გამოსახულება(სიმების თეორიის კვლევის ცენტრი – Center for Research in String Theory). 

 ფარდობითობის თეორიის 102 წლის არსებობის მანძილზე, ფიზიკოსებმა აინშტაინის თეორიის არასტანდარტული ახსნა–განმარტებებიც შეიმუშავეს. მაგალითად, ერთ–ერთის მიხედვით, მატერია, სივრცე–დროის კონტინიუმთან, ფიზიკურ შეხებაში საერთოდ არ მოდის;  ახლახანს იმის მინიშნებაც მივიღეთ, რომ არსებობს სამყაროს გრავიტაციაზე ბევრად უფრო ფუნდამენტური მახასიათებელი, და ეს არის ინფორმაცია(information).

 და აი, მთავარი შეკითხვაც: თუ ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით გრავიტაციის(სივრცე–დროის კონტინიუმის) რეალური ფიზიკური ბუნება, მისი პრაქტიკაში გამოყენება როგორღა შეგვიძლია? რა მანიპულაციებით შეგვიძლია შევქმნათ, მაგალითად, ისეთი რამ, როგორიცაა დრო–სივრცის დეფორმაციის ძრავა(ხომალდი დრო-სივრცის დეფორმაციის ძრავითფარდობითობის ზოგადი თეორია – შავი ხვრელები და თხუნელას ორმოებიგრავიტაციული ტალღების აღმოჩენის მნიშვნელობა ყველასათვის გასაგებ ენაზე)?

 იმედია, ფარდობითობის თეორიის 202 წლის იუბილეზე პასუხს ვეღირსებით. ან…

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *