ასტროფიზიკოსი მარტინ რისი – რა არის ”არაფერი”?

 ფილოსოფოსები უხსოვარი დროიდან მსჯელობენ ”არაფრის”, ”სიცარიელის”, ”არარსებულის” ბუნებაზე, მაგრამ რას ამბობს ამის შესახებ თანამედროვე მეცნიერება?

 მარტინ რისი, კემბრიჯის უნივერსიტეტის კოსმოლოგიისა და ასტროფიზიკის პროფესორი – ”როცა მეცნიერები ”არაფერზე” საუბრობენ, ცარიელ სივრცეს, ვაკუუმს გულისხმობენ. ვაკუუმი კი, რაც ექსპერიმენტებითაც დასტურდება, სულაც არ არის ცარიელი – მასში ენერგია იმალება, რომელსაც სამყაროს ბედის შესახებ შეუძლია მოგვითხროს” (The Conversation).

ცარიელი სივრცე იგივეა, რაც არაფერი?

 ცარიელი სივრცე არაფრად გვეჩვენება, როგორც თევზს წყალი – მარტო წყალიღა რჩება, თუ ყცელაფერს სხვას მოვაშორებთ, რაც ზღვაში იყო.

 ცნობილი ფაქტია, რომ სამყარო სიცარიელით არის სავსე. მისი საშუალო სიმკვრივე ერთი ატომია ყოველ 10 კუბურ მეტრზე – ასეთი სივრცე გაცილებით გაიშვიათებულია, ვიდრე ნებისმიერი ვაკუუმი, რომლის მიღებაც დედამიწაზე შეგვიძლია. ყოველგვარი მატერიაც რომ ამოგვეღო, სივრცეს ერთგვარი ელასტიურობის თვისება გააჩნია, რომელიც გრავიტაციულ ტალღებს, თვით სივრცის შეშფოთებებს, მასში გავლის საშუალებას აძლევს. უფრო მეტიც, ჩვენ დავადგინეთ, რომ ყველაზე უფრო ცარიელ სივრცეშიც კი არის ეგზოტიკური სახის ენერგია.

 პირველად, ამ ენერგიის შესახებ მეოცე საუკუნეში შევიტყვეთ, კვანტური მექანიკის გამოჩენასთან ერთად, რომელიც ატომებისა და ნაწილაკების ქცევას ყველაზე უფრო მცირე მასშტაბებში აღგვიწერს. ის გვეუბნება, რომ ცარიელი სივრცე ფლუქტუაციებით სავსე ველია ფონური ენერგიისა, რომელშიც გამუდმებით ჩნდება და ისევ არაფერში ქრება ძალიან სუსტი, თუმცა დამზერადი ძალის წარმომქმნელი ვირტუალური ნაწილაკები (კაზიმირის დინამიური ეფექტის აღმოჩენის შესახებ). ეს მიკროსამყაროში, მაგრამ რა ვიცით ცარიელი სივრცის შესახებ დიდ მასშტაბებზე?

 ის ფაქტი, რომ ცარიელი სივრცე ფართომასშტაბიან ძალას ქმნის, 20 წლის წინათ გახდა ცნობილი. ასტრონომებმა, სამყაროს აჩქარებული გაფართოების შესაახებ შეიტყვეს, რაც ნამდვილი სიუპრიზი იყო. ეს ადრეც იყო ცნობილი, ოღონდ ყველა ფიქრობდა, რომ სამყაროს გაფართოება, გალაქტიკებისა და მათი გროვების გრავიტაციული მიზიდულობით შენელდებოდა. როგორც ჩანს, ცარიელ სივრცეში არის ენრგია, რომელიც ძალიან დიდ მასშტაბებზე გრავიტაციულ მიზიდულობას აჭარბებს. მას ბნელი ენერგია უწოდეს – ყველაზე უფრო დაუჯერებელი ფაქტი იმისა, რომ ცარიელი სივრცე სულაც არ არის ცარიელი. უფრო მეტიც, ეს ფაქტი სამყაროს მომავალს განსაზღვრავს.

 სად გადის ჩვენთვის წვდომადი მიკროსამყაროს ზღვარი? ატომზე ტრილიონობით მცირე მასშტაბებში სივრცის ფლუქტუაციებს არა მარტო ვირტუალური ნაწილაკების გაჩენა შეუძლია, არამედ ვირტუალური შავი ხვრელებისაც (უცნაური სინგულარობა). ეს ის ზღვარია, რომლის იქეთ ჩახედვა ჩვენ არ შეგვიძლია. ჰიპოთეტურად მაინც რომ ვიმსჯელოთ, გრავიტაცია და კვანტური მექანიკა ერთმანეთს უნდა შევუთავსოთ, რაც ვერ ხერხდება.

 ყველაფრის თეორიობის პრეტენდენტთა შორის ყველაზე პოპულარულია სიმების თეორია. ამ თეორიებს ჯერ კიდევ არაფერი აქვს საერთო რეალობასთან, ამიტომ ისინი ისევ უსაფუძვლოდ რჩება. ვფიქრობ, რომ ძალიან მცირე მასშტაბებზე სივრცის რთულსტრუქტურიანობას ყველა აღიარებს, მასშტაბებზე, სადაც გრავიტაცია და კვანტური მექანიკა იკვეთება.

 სამყარო სამგანზომილებიანია: შეგვიძლია გადავაადგილდეთ მარცხნივ და მარჯვნივ, წინ და უკან, ზემოთ და ქვემოთ. დრო – თითქოსდა მეოთხეა. თუმცა არსებობს საფუძვლიანი ეჭვი იმისა, რომ თუ სივრცის უმცირეს წერტილს დამზერადის ზომამადე გავზრდით, აღმოვაჩენთ, რომ მას მჭიდროდ შეკუმშული ორიგამის მსგავსი სტრუქტურა ექნება, ხუთი დამატებითი განზომილებით – მილისთვის რომ შორიდან შეგვეხედა, საიდანაც ის უბრალო ხაზის სახით წარმოგვიდგება. მიახლოებასთან ერთად, შევამჩნევდით, რომ ერთი განზომილება ფაქტიურად – სამია. სიმების თეორია რთულ მათემატიკას მოიცავს, როგორც კონკურენტი თეორიები. თუმცა ეს ის თეორიაა, რომელიც სიცარიელის აღქმის საქმეში გამოგვადგება, ის გვიჩვენებს, რომ ცარიელი სივრცე აშკარაა.

 თანამედროვე წარმოდგენებით, სამყარო არაფრიდან ფართოვდება, ნუთუ მისი არსებობა ვაკუუმის ენერგიის უმცირესი ფლუქტუაციით დაიწყო?

 ზოგიერთი თეორეტიკოსის აზრით, რაღაც უცნობ გადასვლებსა და რყევებს, სივრცის ნაწილის უეცარი გაფართოება შეეძლო გამოეწვია. კვანტურ ფლუქტუაციებს(გადახრა რაიმე საერთო მახასიათებლიდან) სამყაროს შეზანზარება შეეძლო, თუ საკმაო მასშტაბამდე იქნებოდაა შეკუმშული. ეს კი პლანკისეულ დროდ წოდებულ ინტერვალში უნდა მომხდარიყო – 10^-44 წამი. ამ მასშტაბებზე დრო და სივრცე გადაჯაჭვულია, მოწიკწიკე საათის იდეა აქ უადგილოა. ახლა დარწმუნებით შეგვიძლია სამყაროს ევოლუციას უკუსვლით გავყვეთ და პლანკის დროსთან ახლოს მივიდეთ. ამის მერე ფიზიკა რაღაც სხვა, უფრო რთული თეორიით იცვლება.

 თუ ფლუქტუაციამ ცარიელი სივრცის რაღაც შემთხვევითი ნაწილი სამყაროდ აქცია, რატომ არ შეიძლება იგივე დაემართოს სხვა ნაწილსაც და უსასრულო მულტისამყაროში პარალელური სამყაროები გააჩინოს?

 იდეამ იმის შესახებ, რომ ჩვენი დიდი აფეთქება ერთად ერთი არ არის, რომ ტელესკოპებში ფიზიკური რეალობის მხოლოდ მცირე ნაწილს ვხედავთ, ფიზიკოსთა შორის დიდი პოპულარობით სარგებლობს. არსებობს ციკლური სამყაროს ვერსიებიც. დიდი აფეთქების დამადასტურბელი მტკიცებულებები უკანასკნელი 50 წლის განმავლობაში მოვიპოვეთ. ზოგი თვლის, რომ ეს, ციკლური სამყაროს მხოლოდ ერთი ეპიზოდი იყო. არსებობს ტენდენციაც იმისა, რომ ფიზიკური რეალობა გაცილებით მეტია, ვიდრე დრო-სოვრცის მოცულობა, რომლის დანახვა ძლიერი ტელესკოპებით შეგვიძლია (წინა სამყაროების კვალი?).

 ძნელი სათქმელია, დიდი აფეთქება ერთეული შემთხვევაა თუ იყო სხვებიც. ორივე ვერსია უნდა შევისწავლოთ.

 როგორი იქნება სამყაროს დასასრული?

 ყველაზე უფრო მარტივი პროგნოზია – სამყაროს გაფართოების სიჩქარის კიდევ უფრო ზრდა, კიდევ უფრო მეტად გაცივებამდე და დაცარიელებამდე. სხვა ვარიანტის მიხედვით, ბნელი ენერგიის განმზიდველი მოქმედება მიზიდვით შეიცვლება და სამყარო ისევ ერთ წერტილში შეიკუმშება.

 როჯერ პენროუზის აზრით, სამყარო გაფართოებას გააგრძელებს და იმ მომენტში, როცა მასში ფოტონების გარდა აღარაფერი იქნება, სივრცე ახალი დიდი აფეთქების გენერატორად იქცევა. ძველი ციკლური სამყაროს საკმაოდ ეგზოტიკური ვერსიაა, ოღონდ, თუ შეუძლება, მე ნუ მთხოვთ პენროუზის მოსაზრებათა ახსნას.

 რამდენად ხართ დარწმუნებული იმაში, რომ ერთხელაც, მენციერება ამ ”არაფრის” გამოცანას ამოხსნის? თუ ყველაფერი რაღაც ვაკუუმური ველისგან გაჩნდა, რატომ არ უნდა ვიკითხოთ, საიდან გაჩნდა თვითონ ეს ველი?

 მეცნიერები პასუხებს ეძებენ, მაგრამ ყოველ ჯერზე, ახალი კითხვები ჩნდება – სრული სურათი არასდროს გვექნება. 1960-იანი წლების ბოლოს, როცა კვლევა დავიწყე, დიდი აფეთქების თეორიაც საეჭვოდ გამოიყურებოდა.  ეს დიდი პროგრესია. ზუსტად ვერავინ იტყვის, რომ მომავალი 50 წლის განმავლობაში ისეთ რთულ საკითხებში გავერკვევით, როგორიც, მაგალითად, სამყაროს ინფლაციური ეპოქაა.

 ჩნდება სხვა შეკითხვაც: მოახერხებს კი ადამიანის ტვინი ამ ყველაფრის გააზრებას? სიმების თეორიის მათემატიკა მართებულად შეიძლება აღწერდეს რეალობას, მაგრამ შევძლებთ ამის გადამოწმებას რეალური დაკვირვებებით? ალბათ, ვიღაც პოსტ-ადამიანების გამოჩენას უნდა დაველოდოთ.