Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Įdomusis mokslas

Būtis, II d. Kodėl egzistuoja Visata?

2011-08-01 (49) Rekomenduoja   (17) Perskaitymai (13532)
    Share

Kaip kažkas yra teisingai pastebėjęs, „Visata yra didžiulė. Išties didžiulė.“ Bet jei teorija apie Didįjį sprogimą yra teisinga, kadaise Visata turėjo būti gerokai mažesnė. Pagal tą pačią teoriją išeitų, jog kažkada jos apskritai nebuvo. Bet prieš maždaug 13,7 mlrd. metų iš tuštumos, iš niekur staiga atsirado ir prasidėjo laikas ir erdvė. Kaip tai nutiko? Arba klausimą pamėginkime suformuluoti kiek kitaip: kodėl viskas apskritai egzistuoja?

Sutikite, įspūdingo kalibro klausimas. Tokio, kaip sakoma, nei pastumsi, nei parisi. Vien jau mintis, jog Visata staiga nei iš šio, nei iš to – iš niekur! – ėmė ir atsirado, yra pakankamai kebli. Mėginti įsivaizduoti tą „nieką“ galbūt yra dar kebliau.

Nepaisant keblumo, šis klausimas, žvelgiant iš mokslo pozicijų, yra visai padorus ir prideramas. Juk, remiantis kai kuriais fundamentaliosios fizikos teiginiais, yra nepaprastai neįtikėtina, jog mes ir visa likusioji mus supanti Visatos dalis apskritai egzistuoja. Kitaip tariant, dėsniai tarsi byloja, jog Visatos apskritai turėtų nebūti.

Antruoju termodinamikos dėsniu postuluojama, jog reiškinių negrįžtamumas (entropija) turėtų nuolatos augti. Entropija žymi būdus, kuriais būtų galima pertvarkyti sistemos komponentus, nekeičiant jos esmės ir jos funkcionalumo. Pavyzdžiui, siekiant sukurti tam tikrą temperatūrą ar slėgį, molekulės įkaitusiose dujose gali būti paveiktos daugybe įvairiausių būdų. Todėl dujos yra itin entropiška sistema. Ir priešingai: be galo sunku pertvarkyti gyvo organizmo molekules taip, kad jos liktų gyvos ir funkcionalios. Tad gyvas organizmas yra itin žemu entropiškumu pasižyminti sistema.

Vadovaujantis tokia pat logika, „niekas“ yra aukščiausia entropijos forma – gali perdirbinėti jį kaip tik nori, jis vis tiek liks tas pats „niekas“. Tad kaip gi „niekas“ galėjo pavirsti į „kažką“? Ir pavirsti ne į šiaip kažką, o į tokį didžiulį darinį, koks yra Visata?

Tačiau entropija – tik viena medalio pusė. Kita pusė yra simetrija – charakteristika, kuri fizinei Visatai, kad ir kur šioji beatsirastų, yra viena iš esminių. Vadinasi, savo ruožtu labai simetriška turėtų būti ir tuštuma, „niekas“.

„Niekur nėra postuluojama, jog viena jo dalis yra atsieta nuo kitos, – tvirtina Masačiusetso technologijų instituto fizikas Frenkas Vilčekas (Frank Wilczek). – Tad jis yra visiškai simetriškas.“

Kaip per pastaruosius kelis dešimtmečius pavyko išsiaiškinti fizikams, simetrijos yra sukurtos tam, kad būtų išardytos. F. Vilčeko specializacija yra kvantinė chromodinamika – teorija, aiškinanti, kaip atomo branduolio gelmėse elgiasi kvarkai. Be kita ko, ši teorija aiškina, jog tuštuma yra gana nepatikimas reikalas.

„Galite joje suformuoti būvį, kuriame nebus nei kvarkų, nei antikvarkų, ir toks būvis bus nepaprastai nestabilus, – pasakoja F. Vilčekas. – Jis spontaniškai pradės generuoti kvarkų / antikvarkų daleles. Vadinasi, tuštumos simetrija bus suardyta.“

Anot Kolorado universiteto fiziko Viktoro Štengerio (Victor Stenger), tai veda prie netikėtos išvados: nepaisant entropijos, „kažkas“ yra kur kas gamtiškesnis, natūralesnis dalykas negu „niekas“.

„Remiantis kvantine teorija, nėra jokio tuštumos būvio, – jam pritaria Oksfordo universiteto mokslininkas Frenkas Klouzas (Frank Close). – Tuštuma privalėtų turėti nuliui lygų energijos kiekį, o tai yra pernelyg griežta sąlyga nepastovumu pasižyminčiam kvantų pasauliui. Tad vakuumas iš tiesų nėra tuščias – greičiau jis yra kunkuliuojantis tikrovėje pasirodančių ir vėl pranykstančių dalelių „sultinys“. Šiuo aspektu kompiuteris, jūs, aš, mėnulis ir bet koks kitas objektas Visatoje tėra kvantinio vakuumo susižadinimo „vaisiai“.

Iki Didžiojo sprogimo

Ar galima panašų modelį taikyti Visatos prigimčiai? „Galima, ir gana patikimai, – tvirtina F. Vilčekas. – Tarp tuštumos ir Visatos, kurioje apstu medžiagos, nėra jokio barjero. Tad visai gali būti, jog Didysis sprogimas buvo tiesiog natūrali tuštumos pasekmė.“

Tokie samprotavimai kelia klausimą: o kas gi buvo iki Didžiojo sprogimo ir kiek ilgai tai truko? Deja, čia kertinės idėjos pradeda mus nuvilti. Koncepcija „iki Didžiojo sprogimo“ tampa beprasmė. Kaip yra pasakęs Stivenas Hokingas (Stephen Hawking), tai yra taip pat beprasmiška, kaip ir klausti, kur yra šiaurės ašigalio šiaurė.

Net jeigu ir taip, idėja, jog kažkas gali atsirasti iš nieko, turi dar vieną, kur kas labiau stulbinančią išdavą: galbūt „niekas“ išvis neegzistuoja. Ir štai kodėl. Kvantinis nestabilumas suponuoja laiko ir energijos suderinamumą. Tad kažkas, kas trunka labai ilgą laiką, privalėtų pasižymėti menku energijos kiekiu.

Išeitų, jog visa mūsiškė Visata, kuri gyvuoja milijardus metų (per tą laiką joje susiformavo galaktikos, planetų sistemos, taip pat gyvybė, evoliucionavusi į padermę dvikojų padarų, kurie dabar klausia, kaip galėjo kažkas atsirasti iš nieko) – jos suminė energija turėtų būti neišpasakytai menka.

Toks požiūris dera su visuotinai priimta pozicija dėl ankstyvųjų Visatos momentų, kurių metu, netrukus po Didžiojo sprogimo, vyko trumpalaikė, tačiau nepaprastai intensyvi erdvėlaikio plėtra. Šis svaiginantis laikotarpis, žinomas tuo pačiu plėtros pavadinimu, ir pripildė Visatą energijos. Tačiau, vadovaujantis Einšteino bendrąja reliatyvumo teorija, daugiau erdvėlaikio reiškia daugiau gravitacijos. Traukiamasis gravitacijos pobūdis reiškia neigiamą energiją, kuri gali anuliuoti teigiamą plėtros energiją – iš principo, kosmosą sukurdamas iš „nieko“.

Fizikai įprato nerimauti, jog „kažko“ atsiradimas iš „nieko“ pažeistų aibę fizikos dėsnių, taip pat ir energijos tvermės dėsnį. Bet jei jau tos tverme pasižyminčios energijos tėra absoliutus nulis, problemos lyg ir nebelieka. O Visata, kuri paprasčiausiai iššoka iš niekur, tampa ne tik tikėtina, bet ir visai įmanoma.

„Galbūt geriausia būtų pasakyti, jog „viskas“ ir yra „niekas“, – apibendrina Masačiusetso technologijų instituto kosmologas Alanas Gatas (Alan Guth).

Kaip ten bebūtų, visa tai, kas čia aptarta, klaidingais keliais mūsų neveda. Tai, kaip mes suprantame visa ko susikūrimą, grindžiama fizikos dėsnių teisingumu, o ypač – kvantiniu nestabilumu. Tačiau tai reikštų, jog fizikos dėsniai kažkokiu būdu buvo „implantuoti“ į mūsų Visatą dar iki to momento, kai ji pradėjo egzistuoti. Kaip fizikos dėsniai gali egzistuoti kažkur anapus erdvės ir laiko – be kita ko, dar ir be jokio tikslingumo? Arba, kitaip tariant, kodėl yra „kažkas“, o ne „niekas“?

Ankstesni ciklo „Būtis“ rašiniai:

Būtis, I dalis. S. Hawking: „?Iš kur mes?“ 

Verta skaityti! Verta skaityti!
(22)
Neverta skaityti!
(1)
Reitingas
(17)
Komentarai (49)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Kiti tekstai, kuriuos parašė Saulius Žukauskas
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
37(6)
36(0)
24(0)
24(1)
22(1)
18(4)
14(0)
12(0)
10(0)
Savaitės
124(10)
123(2)
76(0)
Mėnesio
136(0)
124(10)
123(2)
114(13)
107(0)