2020/05/20

308. Сохор номингийн нүх

Агаарын бөмбөлгийн гадаргууг маш хүчирхэг дуранбайгаар ажиглавал тийм ч гөлгөр бишийг мэдэх болно. Бидний гөлгөр хэмээн бодож байсан гадаргуу гөлгөр бишээс гадна энэхүү гадарга нь үргэлж чичирхийлж, овойж хотойж, тэр нь нүүн шилжиж, нялгадан тарж буйг харах болно. Тэр байтугай агаарын бөмбөлгөөс хэсэгхэн нь салан гарч эргэн ууршиж алга болж буй гайхалтай үзэгдлийг харж болно. Хэрэв агаарын бөмбөлгийг орчлон ертөнц хэмээн сэтгэвэл тэндээс шинээр орчлон ертөнц агшин зуур үүсэж, сарнин алга болох гоёмсог үзэгдлийг харах ба энэхүү шинээр үүсэж алга болох хэсэг нь эх бөмбөлөгтэй 1-ийг 10-ийн 33 зэрэгт тоон хуваасантай тэнцэх сантиметр диаметртэй маш нарийхан сүвээр холбогдож буйг тогтоожээ. Үүнийг сохор номингийн нүх гэж нэрлэдэг.


Агшин зуур нээгдээд хаагдах энэхүү цонхоор дамжин маш богинохон хугацаанд явагдах энэхүү үзэгдэл нь тухайн үед хар нүхний хаяавч дээрх хоосон орон зайд явагддаг агшин зуурын үзэгдлийг ашиглан хамгийн алдартай нээлтээ хийгээд байсан Хокингийн сонирхлыг асар ихээр татаж байв. Тэр агшин зуурын үзэгдлийн гоё сайханд автаад, бараг л донтчихсон байлаа. Сансрын уудамд орших агаарын бөмбөлгүүдийн гадаргуу дээрх орон зай – цаг хугацаа энэхүү гайхалтай хэлбэлзэл ямар учиртай, ямар нууцыг агуулж, юунд зориулагдсан юм бол.


Хокинг сохор номингийн нүхээр дамжин үүсэх орчлон ертөнц тийм богинохон настай байх албагүй хэмээн урьдчилсан таамаглалаа хэлэв. Өөрөөр хэлэх юм бол сохор номингийн нүхээр үүсэж буй орчлон ертөнц асар том болж өргөжин хөгжиж болно гэж үзжээ. Ийм орчлон ертөнцүүд хоосон байх уу? Хокинг гравитацын үйлчлэлээр ямар ч хэмжээтэй орчлон ертөнцөд бодис үүсэж болно гэж мөн үзсэн юм. Үүний үр дүнд сохор номингийн нүхээр дамжин үүсэж буй орчлон ертөнц хоосон байх албагүй бөгөөд дотроо галактик, одод, гариг, магадгүй амьдрал хүртэл байх боломжтой гэжээ.


Ингэснээр манай орчлон ертөнц ч өөр нэг орчлон ертөнцөөс ургаж бий болсон байх магадлалтай гэсэн үг. Мөн сохор номингийн нүх нь зөвхөн орчлон ертөнцүүдийг үүсгэн бий болгохоос гадна орчлон ертөнцийн алслагдсан орон зайг хооронд нь холбож байдаг суваг ч байж магадгүй гэсэн таамаглал гарч ирсэн бол үй олон орчлон ертөнцүүд байх бөгөөд хоорондоо агшин зуур бий болоод алга болдог маш олон сохор номингийн нүхнүүдээр холбоотой байж магадгүй гэсэн өөдрөг үзэл ч гарч ирлээ.


Иймээс сохор номингийн нүх нь гурван зүйлд ашиглагддаг байж болох таамаглал гарч ирэв. Нэгд нэг орчлон ертөнцөөс өөр орчлон ертөнц үүсэн бий болох суваг. Хоёрт нэг орчлон ертөнцийн алслагдсан орон зайнуудыг хооронд нь холбох суваг. Гуравт үй олон орчлон ертөнцүүдийг хооронд нь холбох суваг.


Сохор номингийн нүхний судалгаа нь манай орчлон ертөнцөд хааяагүй тархсан 10-ийн 15 зэрэгт орчим сохор номингийн нүх агшин зуур үүсэж алга болж байгааг олж тогтоожээ. Өөрөөр хэлэх юм бол бидний орчлон ертөнц яг л буцалж буй тогоотой адил гэсэн үг. Нөгөө талаар сохор номингийн нүх бол үнэндээ яг л хар нүх юм, тэр үүсэх үед түүнийг чиглэж явсан электрон тааралдвал сохор номингийн нүх түүнийг залгих болно.


Энд 2 асуудал үүсдэг. Нэгд манай орчлон ертөнцөөс бөөмс устаж алга болдоггүй гэсэн байгалийн хуулийг зөрчөөд байгаа юм бус уу, хэрэв бөөмс сохор номингийн нүхэнд залгигддаг бол. Тэгэхээр үй олон бөөмс сохор номингийн нүхэнд залгигдаж алга болж байдаг байх нь. Гэвч мөн төдий хэмжээний бөөмс сохор номингийн нүхээр дамжин манай орчлон ертөнцөд ирж баланс барина гэжээ. Ингээд сохор номингийн нүхэнд бөөмс залгигдаж алга болох боловч өөр сохор номингийн нүхээр дамжин өөр бөөмс манайд ирнэ. Ингэснээр зөвхөн бөөмс солигдох ба нийт бөөмсийн хэмжээ хадгалагдах болно гэжээ.


Хоёрт бөөмсийн хэмжээ нь сохор номингийн нүхнээс олон дахин их. Ийм том хэмжээтэй бөөмс өөрөөс нь хэд дахин нарийхан нүхэнд залгигдах уу гэдэг асуулт. Макро ертөнцөд боломжгүй олон зүйл микро орчинд хэвийн биелдэг. Энэ утгаараа бөөмс сохор номингийн нүхэнд залгигдах нь квант орчинд гайхаад байх боломжгүй зүйл огт биш.


Сохор номингийн нүхний судалгаа нь орчлон ертөнцийн нийт бөөмсийн массыг тооцоолж түүний нэг бөөмс үзүүлэх нөлөөг тооцоолоход хүргэдэг. Энэ нь нөгөө Эйнштейний гайхшаа барсан нөгөө л цэгт буцаагаад аваачдаг. Яагаад орчлон ертөнц хуйлагдчихсангүй вэ? Эйнштейн таталцлын улмаас орчлон ертөнц яагаад хуйлагдаагүй юм болоо хэмээн гайхширч сансрын тогтмол оруулан шийдэхийг оролдсон боловч энэ санаанаасаа буцаж сансрын тогтмолыг өөрийн хийсэн хамгийн том алдаа гэж нэрлэсэн байдаг. Одоо энэ асуулт Хокингийн санааг мөн л зовоож эхлэв, Яагаад квант хэлбэлзлийн улмаас орчлон ертөнц хуйлагдчихсангүй вэ?


Эйнштейн гравитацын хүч, орчлон ертөнцийн өөрчлөлт 2-ыг тэнцвэржүүлэх зорилготой сансрын тогтмол байх учиртай гэж яагаад үзсэн болох. Эйнштейн энэ санаагаа миний амьдралын хамгийн том төөрөгдөл хэмээн буцсаны дараа сансрын тогтмол нь вакуум буюу хоосон дахь эрчим хүчний нягтрал буюу энерги байсан юм бус уу хэмээн Хокинг бодох боллоо.


Вакуумд ямар ч эрчим хүч энерги байхгүй, хоосон гэвч хоосон гэдэг яг хоосон бишийг мэдэх болчихсон. Юутай ч Хокинг орчлон ертөнцийн нийт энергийг тооцоолж гаргав. Эйнштейний E=mc2 томьёолол ёсоор асар их хэмжээний энерги байх ёстой. Асар их, гэхдээ хэд гэж? Тооцооны үр дүн санаснаас шал эсрэг гарав. Орчлон ертөнцийн нийт энерги бараг тэг. Юу гэсэн үг вэ? Бид бодитоор маш их энерги байгааг мэдээд байдаг, нийлбэрийг олохоор тэг гараад байдаг. Энэхүү зөрчил нь ердөө маш их хэмжээний сөрөг энерги байна гэсэн утгыг л харуулдаг. Эйнштейн арай л яараад буруугаа хүлээн зөвшөөрчихсөн юм биш үү?


Лукасын лекц дээрээ Хокинг хос фермион нь (материйг үүсгэдэг бөөмс нь) вакуум дотор сөрөг энергийг үүсгэдэг бөгөөд үүний улмаас бозон (мэдээлэл дамжуулдаг бөөмс)-ы цацруулж буй эерэг энергийг саармагжуулж байдаг хэмээн ярьсан нь сансрын тогтмол яагаад бараг тэг байгаагийн тайлбар юм. Хокингийн сохор номингийн нүхний онолыг судалж үзээд Сидни Коулмэн тэг гэж маш сэжигтэй тоо шүү хэмээсэн байдаг.


Одоо байгаа онолоор орчлон ертөнц хуйлагдах ёстойг заадаг. Гэвч орчлон ертөнц хуйлагдаагүй. Энэ нь вакуум буюу хоосонд хуримтлагдсан маш их хэмжээний сөрөг эрчим хүчнээс шалтгаалдаг. Хоосон буюу вакуум дотор их хэмжээний сөрөг эрчим хүч хуримтлагдсан байх тун магадлалтай тул физикчдийн толь бичигт хар матери, хар энерги, хар эрчим хүч (гарал үүсэл нь тодорхойгүй учраас хар хэмээн нэрлэгдсэн) гэх мэт хэллэг шинээр орж ирсэн болно.


Сохор номингийн онол нь бидэнд мэдэгдэж буй асар их материас гадна бидэнд мэдэгдэхгүй мөн тийм хэмжээний хар матери буйг илэрхийлдэг. Одоохондоо Хокинг энэ хоёрын нийлбэр нь тэг хэмээсэн нь байгаа бүх материтай тэнцүү хэмжээний хар матери байна гэсэн утгатай юм. Гэвч яагаад тэг гэж, яагаад аль нэг нь нөгөөхөөсөө жаахан, бүр ялимгүй зөрүүтэй байж болохгүй гэх асуулт нээлттэй хэвээр үлдэв. Энэ асуултад 1998 оны 1-р сард Сол Перлмуттэр хариу өгөх болно. Тэр юу гэж хариу өгсөн бэ? Үүнээс болж Хокинг сохор номингийн онолдоо засвар хийхээс аргагүй болсон юм.