A. Einšteino bendroji reliatyvumo teorija yra nesuderinama su kvantine mechanika, todėl iškyla rimtų sunkumų, kai bandome suprasti Visatos evoliuciją po Didžiojo sprogimo. Bent jau taip teigia Penn State universiteto (JAV) fizikos profesorius Martinas Bojovaldas (Martin Bojowald). „Mes prieiname ribą, kurią peržengę susiduriame su begalybėmis. Klasikinė fizika mums nebegali niekuo padėti“.

Pasak M. Bojovaldo, galimas keblios problemos sprendimas – kvantinių lygčių integravimas į bendrąją reliatyvumo teoriją. Metodą, kuris gali padėti žvilgtelėti į pirmąsias akimirkas po mūsų Visatos gimimo, mokslininkas aprašo „Physics Review Letters“ išspausdintame straipsnyje „Kaip labai kvantinis yra Didysis sprogimas?“.

Norėdamas išsiaiškinti, kas įvyko Didžiojo sprogimo metu (ar netgi anksčiau), M. Bojovaldas į lygtis, aprašančias skirtingas kvantines savybes, ėmė įtraukti daugiau skirtingų narių. „Kartais juos galima aprašyti kaip papildomas jėgas, - pasakoja mokslininkas. - Viena iš išraiškų yra fizikinių dydžių nepastovumo laike pasekmė“.

„Nepastovumas, arba fliuktuacijos, lemia greitą fizikinių dydžių kitimą laike. Jeigu kurį nors iš jų išmatuosime du kartus iš eilės, gausime skirtingas vertes“, – teigia M. Bojovaldas. Sudėtingos lygtys aprašo tokį kitimą, todėl gali padėti išsiaiškinti, kas iš tikrųjų vyksta. Tačiau kol kas teorija nėra užbaigta, o lygtis sunku nagrinėti.

Tačiau visa tai jau davė apčiuopiamos naudos. „Mums pavyko patvirtinti kai kuriuos ankstesnius spėjimus, kuriuos gavome bandydami nustatyti viršutinę energijos vertės ribą, – aiškina fizikas. – Klasikinėje fizikoje šiuo atveju gauname begalybę. Įtraukę kvantinius efektus matome, kad privalo egzistuoti viršutinė energijos tankio ir temperatūros riba“.

Kas nutinka, kad šios ribos yra pasiekiamos? „Vienas iš galimų variantų – Visatos atšokimas. Iš pradžių kolapsuojanti Visata vis labiau tankėjo, kol galiausiai buvo pasiekta energijos tankio riba. Tuomet Visata ėmė plėstis ir tapo tokia, kokią ją stebime dabar“.

Kitas klausimas – kiek ilgai šios kvantinės fliuktuacijos darė įtaką mūsų Visatai. „Mes dažnai esame linkę manyti, kad visa tai truko labai trumpą akimirksnį, – toliau tęsia mokslininkas. – Galbūt taip ir buvo. Bet esant kvantinėms fliuktuacijoms tai galėjo tęstis ilgiau. Visai įmanoma, jog atšokimas buvo labai trumpas, tačiau neatmestina ir tai, kad Visata ilgą laiką galėjo išbūti tam tikros kvantinės būsenos, o plėstis pradėjo tiktai tada, kai buvo pasiekta atitinkamo dydžio tokią būseną apibūdinanti vertė“. Viskas priklauso nuo to, kokios kvantinės būsenos tuo metu buvo Visata – ji galėjo trauktis, plėstis arba svyruoti.

Jeigu pavyktų išsiaiškinti Visatos gimimo paslaptį, tai praplėstų ne tik mūsų supratimo akiratį. „Nors anksytvąją Visatą aprašantys modeliai yra labai sudėtingi, vis dėlto yra žymiai matematiškai paprastesnių modelių, kurie turi daug bendro su realiu pasauliu, kuriame gyvename, – įsitikinęs M. Bojovaldas. – Tam tikra prasme jie mums gali padėti perprasti fundamentaliąją fiziką“.

Tačiau jeigu grįžtume prie kosminės evoliucijos, mokslininko darbas gali duoti kur kas daugiau naudos. „Būtų galima nustatyti, kokius reika atlikti stebėjimus, – teigia M. Bojovaldas. – Tai yra didžiausias stimulas, verčiantis prisėsti ir atidžiai peržvelgti šias lygtis. Galbūt mes galėtume stebėti ne tik tai, kad nutiko iškart po Didžiojo sprogimo. Galbūt net galėtume pamatyti, kas įvyko prieš tai“.

Komentarai (19)