Mokslininkas apskaičiavo, kur yra riba tarp kvantinės mechanikos ir kosminės fizikos (2)
Astrofizikai jau senokai pastebėjo, kad kitos galaktikos tolsta nuo mūsų – tai yra akivaizdus ženklas, kad Visata iki šiol plečiasi. Tai ir nėra labai nuostabu jeigu tikėtume vyraujančia Visatos susidarymo po Didžiojo sprogimo, įvykusio prieš beveik 14 mlrd. metų, teorija.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Bet praėjusio amžiaus pabaigoje astronomai pastebėjo šį bei tą kur kas labiau netikėto ir stulbinančio: Visata ne tik plečiasi – didėja ir jos plėtimosi greitis. Kitaip tariant, visos galaktikos kosmose nuo mūsų lekia didėjančiu greičiu.
Šiais laikais greitėjantis Visatos plėtimasis yra viena iš sudėtingiausių kosmologijos mįslių – niekas nežino kaip taip gali būti. Todėl kosmologai intensyviai siekia kuo daugiau sužinoti apie šį paslaptingą greitėjimą, ypač atliekant eksperimentus su pačia Žeme, rašo medium.com.
Tačiau visai neseniai vienas fizikas apskaičiavo mastus, kuriais įmanoma stebėti Visatos greitėjimo efektą. Paaiškėjo, jog kvantinė mechanika draudžia greitėjantį Visatos plėtimąsi mažesniu nei 60 metrų mastu, sakė Čikagos universiteto (JAV) „Fermilab“ laboratorijos mokslininkas Craigas Hoganas. Jis tikina, jog ši fundamentali riba nubrėžia natūralią ribą tarp mūsų Visatos kvantinio ir kosminio aspektų.
C. Hogano išvados grindžiamos mintiniu skaičiavimo eksperimentu. Jis įsivaizdavo dvi kvantines daleles greitėjančiai besiplečiančioje Visatoje – tokioje, kokioje gyvename mes. Visatai besiplečiant, atskirtis tarp šių dalelių didėja – šį pokytį leidžia išmatuoti kad ir raudonasis poslinkis (optinis efektas, astronomams suteikiantis galimybę nustatyti tolimų galaktikų judėjimo greitį.)
Tačiau C. Hoganas nurodo, kad egzistuoja ir dar vienas veiksnys, kurį reikia įvertinti: kvantinė mechanika. Ji abiejų dalelių pozicijoms suteikia šiek tiek neapibrėžtumo. Esminis klausimas – kokiame dydžio mastelyje šis neapibrėžtumas paslepia bet kokius nuotolio pokyčius dėl greitėjančio Visatos plėtimosi.
Pasak mokslininko, atsakymą suskaičiuoti labai paprasta: tai yra apie 60 metrų: „Nėra jokių matavimo būdų, net ir teorinių, kurie galėtų klasikinius kosminio plėtimosi efektus parodyti gerokai mažesniu mastu. Nėra prasmės aiškintis, kuris kosmoso regionas gali plėstis mažesniu nei 60 metrų masteliu“.
Tai – visiškai nauja riba, skirianti kvantinę visatą nuo makroskopinės. Iš esmės ji reiškia, kad kvantinės sistemos apie savo buvimą besiplečiančioje visatoje „susivokia“ tik pasiekus didesnį nei 60 metrų mastą.
Fizikams ši žinia turėtų pasirodyti labai įdomi. O kadangi C. Hoganas sako, jog jo apskaičiuota riba neleidžia kosminio plėtimosi greitėjimo bet kokiu mažesniu masteliu, visai gali būti, kad teisingas ir priešingas teiginys: kosminis plėtimasis draudžia tam tikrus kvantinius efektus, vykstančius didesniu masteliu.
Kvantinės fizikos teoretikai ilgai suko galvas, dėl ko makroskopiniuose objektuose niekada nestebime kvantinių efektų – pavyzdžiui, superpozicijos. Viena iš idėjų, pasiūlytų tokių fizikų, kaip Rogeris Penrose'as, yra tokia jog makroskopiniu mastu gravitacijos įtaka veikia kaip priežastis, dėl kurios matavimas, dėl kurio kvantinė superpozicija tampa ne dviem, o viena stebima būsena. Tiesa, kol kas didžiausias šios idėjos trūkumas – kad ji neprognozuoja, nuo kokio mastelio pasiekiama ši kvantinė klasikinė riba.
Tačiau C. Hogano idėja siūlo įdomią alternatyvą. Laikantis jo scenarijaus, kvantinės sistemos griūtį sukelia ne gravitacija, o greitėjantis erdvėlaikio plėtimasis. Ir ši nauja formuluotė yra patogi tuo, jog gali tiksliai prognozuoti, nuo kokio mastelio pradeda reikštis ši kvantinė riba – maždaug nuo 60 metrų.
Taigi, natūralu, kad kitas svarbus žingsnis bus patikrinti, ar C. Hogano formuluotė gali būti pritaikoma eksperimentiškai stebimiems reiškiniams, mat mokslininkas pripažįsta, jog tai tebuvo mintinis eksperimentas.