Kainat necə yoxluqdan yarana bilər?


Digərləri 17 Okt 2017 21:55:00 421 0

Kainat necə yoxluqdan yarana bilər?

İnsanlar minlərlə ildir, "Niyə kainat var?" sualı ilə boğuşublar və bu güləş yarışı bəzi yerlərdə hələ də davam edir. Demək olar ki, bütün antik mədəniyyətlər öz yaradılış mifləri ilə inkişaf ediblər və demək olar ki, onların hamısı mövzunu öz tanrılarının əllərinə buraxıblar və buraxmaqda da davam edirlər. Filosoflar isə bu mövzunun bir növ suyunu çıxarıblar. Amma bu zamana kimi elmin bu barədə deyəcək çox az şeyi olub (Yazıq elm!).

Son.az yasilelm.com-a istinadən bildirir ki, bununla belə, keçdiyimiz illərdə bir neçə fizik və kosmoloq bu mövzu ilə məşğul olmağa başladılar. Onların bildirdiyinə görə bizim kainatın keçmişi və fizika qanunları idarəsində onun necə işlədiyi barədə anlayışa sahibik və bu məlumatlar bizə kainatın niyə və necə var olduğu haqqında ipucları təqdim etməlidir.

Onların mübahisə doğuracaq cavabı belədir: Bütün kainat - Böyük Partlayışın alov topundan çıxıb, yaşadığımız ulduzlarla dolu kosmos yoxluqdan yaranıb. Bunun səbəbi isə təbii olaraq yoxluğun qeyri-stabil olmasıdır. Yaxşı, bəs bu qeyri-stabillik nə deməkdir? Çox asan bir izah yoluna baş vuraq və bunu anlamaq üşün sadəcə həqiqi ədədləri bilməniz kifayət edəcək.

Həqiqi ədədlər sonsuzdur. Mənfi sonsuzluqdan müsbət sonsuzluğa doğru uzanan, sonu bilinməyən bir xətt. Sonsuzluğun nə olduğunu burda izah etməyəcəyik, amma təsəvvür edin ki, sona çatdınız. Bu qədər rəqəm var, amma əlinizdə sadəcə sıfır qalacaq. Çünki bütün rəqəmlər bir-birini yox edəcək. 1 ilə -1, 2 ilə -2 və sonsuz proses. Nəticə sıfır. Yoxluq.

Bu fikir bir qədər qəribə gələ bilər və ya başqa bir yaradılış hekayəsi kimi görünə bilər. Amma fiziklər bu fikrin fizikanın iki ən böyük nəzəriyyəsinə əsaslandığını müdafiə edirlər: Nisbilik nəzəriyyəsi və kvant mexanikası.

Elə isə necə hər şey yoxluqdan yaranıb və ya o məşhur sual: Niyə heç nə yerinə birşeylər var?

Boş fəzadan zərrəciklər

Biz mümkün kainat içində qeyri-mümkünük. - Rey Bredberi

İlk öncə biz Kvant Mexanikası "krallığına" daxil olmalı və buranı kəşf etməliyik. Bu, atomlar və atomdan çox-çox kiçik zərrəciklər haqqında olan fizika sahəsidir. Kvant mexanikası olduqca güclü nəzəriyyədir. Müasir dövrdə isə hətta son nəsil elektronik cihazlar bu nəzəriyyə əsasında işləyir. Nəysə, mövzudan uzaqlaşmayaq.

Kvant mexanikasının bizə dediyinə görə orada və heç bir yerdə boş fəza deyə biləcəyimiz bir şey yoxdur. Ən mükəmməl vakuum belə zərrəcik və antizərrəciklərlə qaynayır, dolub-daşır. Bu zərrəciklər isə varlıqda sadəcə bir "işıq parıltısıdır", çünki çox-çox qısa bir anda yoxluqdan yaranıb yenə yoxluğa qayıdırlar. (Bunu təsəvvür edə bilirinizmi? Bir də yoxluğun özünü təsəvvür edin hələ!)

Bu zərrəciklər virtual zərrəciklər adlanır, təbii ki, onların kiçik yaşama müddətinə görə onları birbaşa müşahidə edə bilmirik, amma onların təsirlərindən dolayı var olduqlarını bilirik. Necə bilirik? Çox asan: Dərs - Fizika 1000001.

Virtual zərrəciklərin varlığını Kazimir qüvvəsinə borcluyuq. Kazimir qüvvəsinin isə qısa izahı belədir: vakuum içində iki yüksüz güzgü səthli, paralel löhvə bir-birindən bir neçə nanometr  fluctuationsvideenergieməsafədə yerləşdirilir. Klassik tərifə görə xarici sahə olmadıqla bu löhvələr arasındakı heç bir qüvvə və sahəni təyin etmək olmaz. Bu xarici sahə əvəzinə kvant elektordinamikası QED vakuumu istifadə edilir. Yəni bu yüksüz lövhələr fiziki vakuumda yerləşdirilir. Bu vakuumda yaranan və yox olan virtual zərrəciklər fiziki vakuumun energetik rəqslərini yaradır (Bu rəqslər elmi-populyar üslubda kvant dalğlanması adlanır).

Bu rəqslər klassik fizikada olduğu kimi müəyyən dalğa uzunluğuna sahib dalğa şüalandırır. Əgər löhvələr arasındakı məsafə yarım dalğa uzuluğunun cüt və ya tək misillərinə bərabər olarsa, interferensiya mənzərəsi yaranır. Dalğalar ya bir-birini gücləndirir, ya da zəiflədir. Löhvə xaricində məhdudiyyət olmadığı üçün orada yaranan dalğalar interferensiya mənzərəsi yaratmır. İnterferensiya mənzərəsinin maksimum halında (lövhələr arasındakı rezonans məsafəsi yarımdalğa uzunluğunun cüt mislinə bərabərdir) lövhələr arasında dalğa və sahə güclənir və lövhələr itələnir. Əksinə, minumum halında lövhələr arasında durğun dalğalar yaranır və xarici sahə daha güclü olduğu üçün löhvələr bir-birinə cəzb olunur.

Zamansızlıq və məkansızlıqdan zaman-məkan.

Atomlar kimi kiçik şeylərdən qalaktikalar kimi nəhəng strukturlara kimi. Bu nəhəngölçülü strukturları açıqlamaq və izah etmək üçün ən yaxşı nəzəriyyəmiz ümumi nisbilik nəzəriyyəsidir - Albert Eynşteynin məkan, zaman və qravitasiyanın necə işlədiyini izah edən parlaq nəaliyyəti. Amma Nisbilik Kvant mexanikasından xeyli fərqlidir və indiyə qədər heç kimsə bu iki nəzəriyyəni qüsursuz və problemsiz şəkildə birləşdirə bilməyib. Lakin bəzi nəzəri fiziklər diqqətlə seçilmiş təqribi uyğunluğu istifadə edərək bəzi problemlərin həllində bu iki nəzəriyyəni istifadə edə bilirlər. Misal üçün: bu yanaşma Kembric Universitetində Stiven Hokinq tərəfindən qara dəlikləri təsvir etmək üçün istifadə edilmişdir.

Əgər kvant fizikasında bir şey qadağan deyilsə, o mütləq baş verməlidir.

Bir şey kəşf etmişik, əgər kvant fizikasını mümkün olan ən kiçik ölçüdə kosmosa tətbiq edildikdə kosmos özü (məkan da deyə bilərik) qeyri-stabil hala gəlir. Zaman və məkan hamar və davamlı deyil, əksinə, onlar çalxalanır və nəticədə zaman-məkan qabarcıqları yaranır və köpüklənir. Digər deyişlə, zaman və məkan balonları kortəbii şəkildə yarana bilər. Lourens Kraussa (nəzəri fizik, The Universe from Nothing kitabını oxumağınızı tövsiyyə edirik) görə əgər zaman və məkan kvantlansa, onlar dalğalana bilər. Krauss:

Nə qədər virtual zərrəcik yaratsanız o qədər virtual zaman-məkan yaradarsınız. Əgər qabarcıqların yaranması mümkündürsə, əmin ola bilərsiniz ki, onlar bunu edə bilərlər. Kvant fizikasında bir şey qanunlara uyğundursa, o mütləq sıfır olmayan müəyyən ehtimallar daxilində baş verəcək.

Balondan kainat

Belə, bu sadəcə zərrəcik və antizərrəciklərin toqquşması və yox olması deyil, zaman-məkan balonu da eyni şeyi edə bilər. Virtual zərrəciklər kimi öz-özünə yarana və yox ola bilər. Sadəcə o sıçrayış etməyi gözləyirdi və belə görünür ki, o sıçrayış baş tutub (virtual zərrəciklər müəyyən hallarda maddə zərrəciklərinə çevrilə bilir). Hələ ki bu, sonsuz kiçik zaman-məkan balonundan 100 milyard qalaktikaya ev sahibliyi edən kainata sıçrayış kimi görünür.

Əlbəttə, hətta balon yaransa belə, o bir göz qırpımında yox olmağa məhkum ola bilər və ya buna məhkum olub. Əslində, balonun "həyatda qalması" mümkündür. Amma bunun üçün bir hiyləyə ehtiyacımız var: kosmik inflyasiya.

Əksər fiziklər kainatın Böyük Partlayışla başladığını düşünürlər. İlk başda bütün maddə və enerji ağlasızmaz dərəcədə kiçik olan bir nöqtədə toplanmışdı və bu partladı (əslində, genişləndi). Bu fikir 20-ci əsrin erkən vaxtlarında kəşf edilmiş bir kəşfin davamçısı idi. Kəşf kainatın genişlənməsi idi.

Əgər qalaktikalar sürətlə bir-birindən uzaqlaşırsa, nə vaxtsa onlar bir-birlərinə çox yaxın olubmuşlar.