სიკვდილის წინ, ლეგენდარულმა ფიზიკოსმა სტივენ ჰოკინგმა უკანასკნელი ბრილიანტი დაგვიტოვა – საბოლოო კვლევა, რომელშიც მიმოიხილავს თავის ბოლო თეორიას სამყაროს წარმოშობის შესახებ. დოკუმენტის თანაავტორია თომას ჰერტოგი.
Journal of High Energy Physics-ში გუშინ გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, სამყარო იმაზე გაცილებით ნაკლებად კომპლექსურია, ვიდრე ამას ამჟამინდელი მულტისამყაროს თეორია გვთავაზობს.
კვლევა ეყრდნობა ჰოკინგის 1979 წლის კონცეპტს უსასრულო ინფლაციის შესახებ.
დიდი აფეთქების შემდეგ, სამყაროში გაფანტული ინფლაციის (ექსპონენციალური) პერიოდი სუფევდა. შემდეგ ის შემცირდა და ენერგია მატერიად და რადიაციად გარდაიქმნა.
თუმცა, უსასრულო ინფლაციის თეორიის მიხედვით, სივრცის ზოგიერთმა ბუშტმა ინფლაცია შეწყვიტა ან შეანელა შეჩერებადი ტრაექტორიით და წარმოიქმნა სტატიკური სივრცის პატარა ფრაქტალური ჩიხი.
ამასობაში, კვანტური ეფექტების წყალობით, ინფლაცია არასოდეს შეჩერებულა სივრცის სხვა ბუშტებში, რამაც მიგვიყვანა უსასრულო ოდენობის მულტისამყაროებთან.
ამ თეორიის მიხედვით, ყველაფერი, რასაც დაკვირვებად სამყაროში ვხედავთ, თავმოყრილია მხოლოდ ერთ-ერთ ასეთ ბუშტში, რომელშიც ინფლაცია შეჩერდა, რამაც განაპირობა ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების წარმოქმნა.
„უსასრულო ინფლაციის ჩვეულებრივი თეორიის პროგნოზით, ჩვენი სამყარო უსასრულო ფრაქტალის მსგავსია, სამყაროების განსხვავებული ჯიბეების მოზაიკით, რომლებიც ერთმანეთისგან გაყოფილია ინფლაციის ოკეანით“, — განმარტავს ჰოკინგი.
„ფიზიკისა და ქიმიის ლოკალურ კანონებს შეუძლია ერთი ჯიბე განასხვაოს მეორისგან, რომლებიც ერთობლივად უნდა წარმოქმნიდნენ მულტისამყაროს. მაგრამ პირადად მე მულტისამყაროს გულშემატკივარი არასოდეს ვყოფილვარ. მულტისამყაროს შემადგენელი სხვადასხვა სამყაროების მასშტაბები დიდია თუ უსასრულო, ამის შემოწმება თეორიას არ შეუძლია“, — აღნიშნავს ჰოკინგი.
ბოლო წლებში, უსასრულო ინფლაციის მოდელი მისმა თავდაპირველმა არქიტექტორებმაც კი უარყვეს.
პრინსტონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი, პოლ შტაინჰარდტი იმდენად შორს წავიდა, რომ, მისი თქმით, ეს თეორია პრობლემას წარმოშობს იმ საკითხში, რომელიც პირიქით, უნდა გადაეჭრა.
ჰოკინგი და ჰერტოგი აღნიშნავენ, რომ უსასრულო ინფლაციის მოდელი მცდარია, რადგან აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია კვანტურ მასშტაბებს არღვევს.
„უსასრულო ინფლაციის ჩვეულებრივი ანგარიშის პრობლემა ის არის, რომ მას სჯერა ფონური სამყაროს არსებობისა, რომელიც აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით ვითარდება და კვანტურ ეფექტებს მის გარშემო არსებული მცირე რყევების სახით უყურებს“, — განმარტავს ჰერტოგი.
თუმცა, მისი თქმით, უსასრულო ინფლაციის დინამიკა სპობს გაყოფას კლასიკურ და კვანტურ ფიზიკას შორის. შედეგად, აინშტაინის თეორია უარყოფს უსასრულო ინფლაციას.
ახალი თეორია ეფუძნება სიმების თეორიას — ზოგადი ფარდობითობისა და კვანტური თეორიის გაერთიანების მცდელობას, რისთვისაც ნაწილაკთა ფიზიკის წერტილის მსგავს ნაწილაკებს ანაცვლებს ციცქნა, ვიბრირებადი ერთგანზომილებიანი სიმებით.
სიმების თეორიაში, ჰოლოგრაფიკული პრინციპი გვთავაზობს, რომ სივრცის მოცულობა შეიძლება აღიწეროს დაბალგანზომილებიან საზღვარზე; შესაბამისად, სამყარო ჰოლოგრამასავითაა, რომელშიც ფიზიკური რეალობა 3D სივრცეებში შეიძლება მათემატიკურად შემცირდეს 2D პროექციებამდე, მათ ზედაპირებზე.
მკვლევრებმა შექმნეს ჰოლოგრაფიკული პრინციპის სხვადასხვა ვარიაციები, რომლებიც აპროექტირებს დროის განზომილებას უსასრულო ინფლაციაში. ეს კი მათ საშუალებას აძლევს კონცეპტი ზოგადი ფარდობითობის გამოყენების გარეშე აღწერონ.
შედეგად, ჰოკინგმა და ჰერტოგმა უსასრულო ინფლაცია მათემატიკურად შეამცირეს მუდმივ (უდროო) მდგომარეობამდე სამყაროს დასაწყისის სივრცულ ზედაპირზე. ეს გახლავთ უსასრულო ინფლაციის ჰოლოგრამა.
„როცა ჩვენი სამყაროს ევოლუციის შორეულ წარსულში ვიხედებით, რაღაც წერტილში მივდივართ უსასრულო ინფლაციის ბარიერთან, სადაც დროის ჩვენთვის ცნობილი აღქმა ყველანაირ მნიშვნელობას წყვეტს“, — აღნიშნავს ჰერტოგი.
1983 წელს ჰოკინგმა და ფიზიკოსმა ჯეიმს ჰარტლმა წარმოადგინეს ე. წ. უსაზღვრობის თეორია, ანუ „ჰოკინგ-ჰარტლის მდგომარეობა“. ისინი ვარაუდობდნენ, რომ დიდ აფეთქებამდე არსებობდა სივრცე, მაგრამ არ იყო დრო. შესაბამისად, წარმოქმნისას სამყარო განივრცო ერთი წერტილიდან, მაგრამ არ გააჩნდა არანაირი საზღვარი.
ახალი თეორიის მიხედვით კი, ადრეულ სამყაროს საზღვარი ჰქონდა, რამაც ჰოკინგს და ჰერტოგს სამყაროს სტრუქტურის შესახებ უფრო სარწმუნო პროგნოზის გაკეთების საშუალება მისცა.
„ჩვენი პროგნოზით, ფართო მასშტაბებში ჩვენი სამყარო საკმაოდ გლუვი და გლობალური საზღვრის მქონეა. შესაბამისად, ის არ გახლავთ ფრაქტალური სტრუქტურა“, — აღნიშნავს ჰოკინგი.
ეს შედეგები არ უარყოფს მულტისამყაროებს, მაგრამ მათ გაცილებით მცირე მასშტაბებამდე ამცირებს. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ მულტისამყაროს თეორიის შემოწმება მომავალში შეიძლება გაცილებით მარტივი აღმოჩნდეს, თუკი ამ კვლევას განავრცობენ და დაამტკიცებენ სხვა ფიზიკოსებიც.
ჰოკინგი ცოცხალი აღარაა, მაგრამ მის შემოწმებას ჰერტოგი გრავიტაციული ტალღებით გეგმავს, რომლებიც შესაძლოა, უსასრულო ინფლაციის მიერ იყოს წარმოქმნილი.
ეს ტალღები იმდენად დიდია, რომ LIGO-ს მათი დაფიქსირება არ შეუძლია, მაგრამ სავარაუდოდ, ამას ადვილად შეძლებს გრავიტაციულ ტალღათა მომავლის ინტერფერომეტრები, მაგალითად, კოსმოსში გაშვებული LISA. ამ მხრივ, მნიშვნელოვანი იქნება კოსმოსური მიკროტალღური ფონის შესწავლაც.
ჰოკინგისა და ჰერტოგის კვლევა Journal of High Energy Physics-ში გამოქვეყნდა და ასევე ხელმისაწვდომია სერვერ arXiv-ზე.
მომზადებულია cam.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით
