არსებობს თუ არა პარალელური განზომილებები, რეალობა რომელსაც ჩვენ ვერ აღვიქვამთ და ვერ ვაცნობიერებთ? მეცნიერები აქტიურად მუშაობენ ამ საკითხებზე. გრანდიოზული ექსპერიმენტები ცერნში სწორედ ამ დამატებითი განზომილებების აღმოსაჩენად ტარდება. თუ ყველაფერი დადასტურდა, გამოდის, რომ ჩვენ სრულიად ახალი რეალობის წინაშე მოგვიწევს დადგომა. მაინც რა კავშირშია ეს განზომილებები ჩვენთან? მაშინ, როცა ადამიანის პარალელურად რამდენიმე განზომილებაში არსებობის იდეას აქტიურად განიხილავენ, თავად ამ განზომილებების კვლევა და აღმოჩენა უზარმაზარ მნიშვმნელობას იძენს.
,,პარალელური სამყაროები სულაც არ არის იაფფასიანი ფანტასტიკა არამედ კონკრეტული თეორიები ფიზიკაში, რომელიც უნდა დავადასტუროთ” — ბირთვული კვლევების ევროპული ორგანიზაცია.
მათი აზრით პარალელური სამყაროები სწორედ ამ დამატებით განზომილებებში არსებობენ, ამიტომ აქტიურად მიმდინარეობს მათი შესწავლა.
წარმოიდგინეთ, კვანტური ფიზიკა გვეუბნება — ნაწილაკებს, რომლებისაგანაც შევდგებით შეუძლიათ ორ ადგილზე ერთდროულად ყოფნა.
სიმების თეორია გვეუბნება — არსებობს დამატებითი განზომილებები, რომლებიც არიან გასაღები პარალელური სამყაროების.
ნაწილაკებს კი შეუძლიათ, მაგრამ ჩვენ როგორც მათ მთლიანობას არ შეგვიძლია, რაც ალოგიკურია… და მაშინ ისმის კითხვა, იქნებ შეგვიძლია და უბრალოდ ჩვენ ამას ვერ აღვიქვამთ? ვარსებობთ ნაწილაკების მსაგავსად ერთდროულად ორ ან მეტ ადგილას, ოღონდ პარალელურ სამყაროებში. და აი სიმების თეორია, რომელიც სრულიად ბუნებრივად მიიჩნევს პარალელური სამყაროების არსებობას. აი, ასე საბედისწეროდ იკვეთება ეს ორი თეორია. ისინი იმდენად იდეალურად ავსებს ერთმანეთს, რომ ერთადერთი, რაც დარჩა მხოლოდ დამატებითი მტკიცებულებების პოვნაა.
სწორედ ამიტომ შეიქმნა დიდი ადრონული კოლაიდერი, ცერნში, შვეიცარიის ქალაქ ჟენევაში. იგი ყველაზე დიდი დანადგარია, რაც კი ადამიანს შეუქმნია.
მისი მეშვეობით ელემენტარული ნაწილაკების შეჯახება ხდება. მილში უშვებენ ნაწილაკებს, რომლებიც თითქმის სინათლის სიჩქარით ერთმანეთის საწინააღმდეგო მიმართულებით მოძრაობენ. შეჯახება თუ საკმარისი ენერგიით მოხდა, იგი გადატყორცნის შეჯახების ნამსხვრევებს სხვა განზომილებებში. ეს რომ დაადასტურონ გაიზომება ენერგია შეჯახების შემდეგ და შეადარებენ შეჯახებამდე არსებულ მაჩვენებლებს. თუ ენერგია იმაზე ნაკლები აღმოჩნდა, ვიდრე მანამდე იყო გამოდის , რომ იგი საღაცა გაიფანტა. ეს იქნება დამატებითი განზომილებების არსებობის დამამტკიცებელი საბუთი.
მოდი ვნახოთ როგორ დაიწყო ის ,,სიგიჟე”, რასაც სიმების თეორია ჰქვია.
1919 წელს ჯერ კიდევ უცნობმა გერმანელმა მათემატიკოსმა თეოდორ კალუზამ წამოაყენა უცნაური თეორია — მან დაუშვა კიდევ ერთი დამატებითი განზომილების არსებობა. მოგვიანებით ჩამოყალიბდა ,,ერთიანი ველის თეორია” და როგორც ჩანს იგი სწორედ ამას იკვლევდა — ეს იქნებოდა ბუნებაში არსებული ყველა კანონის ერთიანად ახსნა. კალუზას სურდა ამოეხსნა ელექტრომაგნიტური ძალის ქმედება და მისი ჩაბმა აინშტაინის მიერ წამოწყებულ თამაშში სცადა (გრავიტაციის აღწერა დრო-სივრცის გამრუდებით. ) მაგრამ დრო და სივრცე უკვე გამოყენებულია აინშტაინის მიერ, განა რა დარჩა ისეთი, რაშიც შეიძლება გამრუდდეს და დეფორმირდეს ელექტრომაგნიტური ძალა? აი, სწორედ აქ დაუშვა კალუზამ დამატებითი განზომილების არსებობა — კიდევ ერთი ძალის აღწერა, კიდევ ერთ განზომილებას მოითხოვს. ელექტრომაგნეტიზმი კი სწორედ ამ მეოთხე განზომილებას ამრუდებს.
ამ პროცესის აღსაწერად შექმნა განტოლებები. ისინი ეფუძვნებოდა სამყაროს ოთხგანზომილებიან მოდელს, საბოლოოდ კი მივიდა ძველ ფორმულებამდე, რომლებიც აინშტაინს სამი განზომილებისთვის ჰქონდა შემუშავებული. და მთავარი — მან იპოვა კიდევ ერთი ფორმულა დამატებითი განზომილებისათვის, ის არ ჰგავდა მეცნიერებისთვის აქამდე ცნობილ განტოლებებს. ეს რომ გააცნობიერა, მის სიხარულს საზღვარი არ ჰქონდა, დარბოდა ოთახიდან ოთახში და მთელი ხმით ყვიროდა ,, გავიმარჯვე”.
თუმცა ამ თეორიიდან იბადება ორი კითხვა:
1. არსებობენ თუ არა სხვა განზომილებებიც და თუ არსებობენ, სად არიან?
2. რამდენად მუშაობს ეს თეორია პრაქტიკაში?
1926 წელს ოსაკარ კლეინმა სცადა პირველ კითხვაზე პასუხის გაცემა. იგი თვლიდა, რომ არსებობს როგორც დიდი განზომილებები, რომელთა აღქმაც მარტივია ადამიანის თვალისათვის, ისე პატარა, ხვეული განზომილებები. ეს უკანასკნელნი იმდენად მცირე ზომის არიან, რომ მათი შემჩნევა ადამიანს არ შეუძლია. მაგალითისათვის ავიღოთ კაბელი, რომელიც შუქნიშანს ამარეგებს ელექტროენერგიით, თუ შორიდან ვხედავთ მას, ის ერთგანზომილებიანი გვეჩვენება, მის სისქეს ჩვენ ვერ აღვიქვამთ, ვიდრე ახლოდან არ დავაკვირდებით. ამ სისქის გარშემო კი შესაძლოა ჭიანჭველები მოძრაობდნენ. როგორც ვხედავთ მათთვის არსებობს როგორც დიდი განზომილებები, ისე ეს პატარა განზომილებაც. ჩვენ კი ამ შედარებით მცირე განზომილების აღსაქმელად კაბელთან მიახლოვება მოგვიწევს.
ამ ლოგიკით სრულიად ბუნებრივია არსებობდეს გაცილებით მცირე განზომილებებიც. თუ ჩვენ უმცირეს ნაწილაკებამდე ჩავაღწევთ მიკროსკოპულ დონეზე შეიძლება წავაწყდეთ ძალიან პატარა წრიულ ფორმებს, რომლებიც მხოლოდ ულტრამიკროსკოპული ზომის ჭიანჭველისათვის იქნება ხელმისაწვდომი. ჩვენ კი ყველაზე ძლიერი ხელსაწყოც რომ გამოვიყენოთ დაკვირვებისათვის მაინც ვერ დავინახავთ მათ, იმგვარად არიან ჩაკეცილების სივრცის ქსოვილში. მუშაობს თუ არა ეს თეორია პრაქტიკაში?
დავიწყოთ იმით, რომ კაცულა და აინშტაინი სხვა მეცნიერებთან ერთად მუშაობდნენ ერთი ჩარჩოს განსაზღვრისათვის, რომელიც გახდებოდა საფუძველი სამყაროს მუშაობის პრინციპების აღსაწერად. მაგრამ ამ პროცესში იყო ბევრი თეთრი ლაქა — ელექტრონის მასა ერთ-ერთ საკვანძო საკითხად რჩებოდა.
დღესდღეობით ისევ ცდილობენ გააერთიანონ ფიზიკის ყველა კანონი ერთ თეორიაში — სუპერსიმების თეორია. ამ თეორიისათვის მთავარია შემდეგი საკითხი — რომელია ფუნდამენტური ნაწილაკი, რომელიც, თავის მხრივ, უკვე აღარ იყოფა და რომელიც თავად ქმნის ამ სამყაროს?
ვიცით, რომ ნებისმიერი საგნის სიღრმეში ჩვენ დაგვხვდება ატომები, ატომები თავის მხრივ შედგებიან ბირთვისა ( იგი თავის თავში მოიცავს პროტონებსა და ნეიტრონებს) და მათ გარშემო მოძრავი ელექტრონებისაგან. ნეიტრონები და პროტონები, თავის მხრივ, შედგებიან უფრო მცირე ნაწილაკებისგან, რომელთაც კვარკები ეწოდებათ. აი აქ ამბავი წყდება და იბადება თეორია სიმების შესახებ.
რა არის სიმები? ესაა ენერგიის ვიბრირებადი, მოცეკვავე ძაფები, რომლებისგანაც ყველა დანარჩენი ნაწილაკი შედგება. ისინი მუსიკალური ინსტრუმენტის სიმების მსგავსად ვიბრირებენ და ქმნიან არა მუსიკას, არამედ თავად იმ ნაწილაკებს, რომლისაგანაც მთელი სამყარო შედგება. როგორც ვხედავთ ამ თეორიის მიხედვით სამყაროს შექმნილია ენერგიის ამ უწვრილესი ძაფებით, ისინი ვიბრირებენ სხვადასხვა სიხშირეზე და ქმნიან განსხვავებულ ნაწილაკებს. ყველგან ეს ერთი მასალაა გამოყენებული — კვარკებში, პროტონებში, ნეიტრონებში, ელექტრონებში თუ გრავიტონებში.
აი, ამას ეძახიან ერთიან თეორიას, როგორც ვხედავ საწყის ერთეულამდეა ყველაფერი დახურდავებული. საქმე ისაა, რომ სიმების თეორიის მათემატიკური ნაწილი კიდევ ერთ სიურპრიზს გვთავაზობს — იგი არ მუშაობს სამგანზომილებიანი სისტემისათვის, არც ოთხიანისთვის, არც ხუთიანისთვის … იგი მხოლოდ 10 სივრცულ და 1 დროით განზომილებას ერგება.
და აი დავბრუნდით კალუზასთან, რომელიც დამატებით განზომილებაზე საუბრობდა.
არის კიდევ ერთი დილემა. ჩვენ გვაქვს გარკვეული სიდიდეები — ნაწილაკის მასა, გრავიტაცია, ელექტრომაგნიტური ძალა და ა.შ. სულ ასეთი 20 სიდიდეა და ისინი იზომება წარმოუდგენელი სიზუსტით. მაგრამ მთავარი კითხვა შემდეგშია — ვინ/რამ მიანიჭა მათ ეს მკვეთრად განსაზღვრული რიცხვითი მნიშვნელობები?
წარმოვიდგინოთ ასე, თითქოს გვაქვს ხელსაწყო, რომელიც ამ მნიშვნელობებით მანიპულირების საშუალებას გვაძლევს და თითო სიდიდის სამართავად თითო შესაბამისი ღილაკია. სულ მცირედითაც რომ მოვახდინოთ ამ რიცხვითი მნიშვნელობების შეცვლა, სამყარო გაქრება.
სუპერსიმების თეორიას ჯერ არ აქვს ამ დილემის მზა გადაწყვეტა, თუმცა მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ეს თეორია საბოლოოდ ახსნის, თუ როგორ იღებენ ეს სიდიდეები ამ განსაზღვრულ რიცხვით მნიშვნელობებს. ეს ის რიცხვებია, რომლებიც ადგენენ ჩვენი სამყაროს უნიკალურ წესრიგს. თუ ნაწილაკები მასალაა, ეს სიდიდეები მათ კანონზომიერ მოწყობაზეა პასუხისმგებელი — ისინი აღწერენ ყველაფერს ვარსკვლავების ნათებიდან დაწყებული პლანეტების ჩამოყალიბებით დამთავრებული.
სუპერსიმების თეორია გვთავაზობს მოსაზრებას, რომ ეს რიცხვები დამატებით განზომილებებთანაა კავშირში. დამატებითი განზომილებები თავიანთ თავშია ჩახლართული და ქნიან უჩვეულო და საინტერესო სტრუქტურას.
შეიძლება ჩვენ ხელის აქნევისას ვმოძრაობთ ამ დამატებით განზომილებებში, მაგრამ მათი უმცირესი ზომების გამო აღქმა შეუძლებელია.
სიმების თეორია გვეუბნება, რომ რიცხვითი მნიშვნელობები პირდაპირ კავშირში არიან სიმების ვიბრირებასთან. სიმების ვიბრაციაა დამატებითი განზომილების გეომეტრიის განმსაზღვრელი — თუკი ოდესმე შევძლებთ გავიგოთ ზუსტად როგორია ეს დამატებითი განზომილებები შესაძლებელი გახდება ვიბრირების ფორმების ვარიაციების გამოთვლა. თუ ეს გამოთვლები დაემთხვევა ჩვენს ოც უცვლელ რიცხვით მნიშვნელობას — ეს იქნება პირველი ფუნდამენტური და საფუძვლიანი ახსნა იმისა, თუ რატომ არის ჩვენი სამყარო სწორედ ასე მოწყობილი.
აი ასეთი იყო პროცესი მოკლედ:
ნიუტონი — არსებობს გრავიტაცია. (მისი თეორიები იყო საძირკველი, რომელზეც შემდეგ სხვა დანარჩენი დაშენდა.)
აინშტაინი — სივრცე და დრო ერთია და მას მატერია ამრუდებს და სწორედ ესაა გრავიტაცია.
სიმების თეორია — გრავიტაცია, კვანტური მექანიკა, ელექტრომაგნეტიზმი ყველაფერი სრული პაკეტით.
მასალა მომზადებულია ფიზიკოს ბრაიან გრინის საჯარო ლექციის მიხედვით
ელა
