Пандорагийн хайрцаг

1900 онд Британийн физикч Lord Kelvin "Одоо физикт шинээр нээх зүйл үлдсэнгүй, Зөвхөн туршилтийн дүнд нарийн тодорхойлолтуудыг нэмэх л үлдлээ" гэж хэлсэн байдаг. Харин гучин жилийн дараа квант механик болон Эйнштейний харьцангуйн онолууд физикийг хувьсгалд хөтөлсөн билээ. Өнөөдөр, ямар ч физикч бидний орчлон ертөнцийн тухай мэдлэг хангалттай болсон гэж хэлж чадахгүй. Энэ нь яг л нөгөө талаас шинэ нээлт бүр нь агуу том Пандорагийн хайрцгийг гүн гүнзгий асуултуудын тусламжтай багаар багаар нээж байгаа мэт юм. 

Харанхуй Энерги гэж юу вэ? 

Астрофизикчид хэдэн оронтой тоотой ноцолдог байсан ч хамаагүй ертөнц энгийн нэг аргаар үүсчихдэггүй аж. Хэдийгээр гравитац орон зай-хугацааг дотогш нь татаж байдаг ч, ертөнц илүү хурдтайгаар тэлсээр л байна. Үүнээс үүдэн астрофизикчид ямар нэгэн үл мэдэгдэх, Харанхуйн Энерги гэж нэрлэгддэг  хүчин зүйл гравитацийг саармагжуулж орон зай-хугацааг тэлэхэд хүргэж байна гэж үздэг. Хамгийн ихээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн Харанхуй энергийн загвар бол "космологийн тогтмол" юм. Орон зайд өөрт нь байдаг сөрөг даралтаас болоод энэ нь тэлж илүү их орон зайг үүсгэхийн сацуу харанхуй энергийг ч үйлдвэрлэж байдаг. Тэлэлтийн давтамжийг ажигласан ажиглалтаас үзвэл, шинжлэх ухаанчид ертөнц дээрх нийт харанхуй энергийн хэмжээ нь ертөнцийн 70 гаруй хувийг эзэлж байна гэж дүгнэжээ. Гэхдээ хэн ч үүнийг хэрхэн судлахыг олоогүй л байна. 

Харанхуй маттер гэж юу вэ?

Орчлон ертөнц дээрх нийт маттерийн 84% нь гэрлийг өөртэй шингээх болон цацруулдаггүй бөгөөд үүнийг Харанхуй Маттер гэнэ Бидний нүдэнд шууд харагдахгүй, өөрөөр хэлбэл бидэнд шууд ажиглагдахгүй гэсэн үг. Гэвч Харанхуй маттер оршиж байна гэдгийг түүний цацаргалт болон бидэнд харагдах маттертай үйлчилэлцэх гравитацийн нөлөөллөөр нь мэдэж болно. Энэ харанхуйлаг бодис нь галактикийн гадуур тархсан байдаг ба хүнд партиклуудтай маш сул харилцан үйлчилэлд ордог гэж таамагладаг. Дэлхий дээр үүнийг илрүүлэх зорилготой маш олон багажууд ажиллаж байгаа ч одоогоор аль нь ч нааштай үр дүнд хүрээгүй байгаа юм. 

Ягаад цаг хугацаа чиглэлтэй вэ?

Бие системийн эмх замбараагүй байдлын зэргийг илтгэдэг Энтропи гэх хэмжигдэхүүн нь үргэлж өсдөг бөгөөд хэзээ ч буурах болон тогтмол байдаггүй, энэ нь цаг хугацаа зөвхөн нэг чигт урсах шалтгаан болдог. Өөрөөр хэлбэл ертөнцөд  эмх замбараатай партиклуудаас илүү эмх замбараагүй партиклууд илүү их байх ба үүнээс үүдэн дараах асуултууд гарж ирдэг:  өнгөрсөнд ягаад энтропи илүү бага байсан бэ? Хэрвээ орон зайн маш багахан хэмжээнд ертөнцийн бүх энерги нягт чихэгдчихсэн байсан юм бол ягаад ертөнц эхлэлийн цэг дээрээ эмх замбаараатай байсан юм бэ?  

Паралель ертөнцүүд байдаг уу?

Астрофизикийн хэмжилтүүд орон зай-хугацаа муруйсан гэхээсээ илүү хязгааргүй үргэжилсэн хавтгай гэдгийг харуулдаг. Магадгүй бидний Орчлон ертөнц гэж нэрлэгдэх ажиглагдах хэсэг маань  ,хязгааргүй үргэлжилсэн Олон ертөнцүүдийн ердөө жижигхээн хэсэг байж болох юм.

Хэрвээ Цаг бүгдэд ижил явцтай байх үед квант механик нь сансарын хэсэг бүрд ижилхэн тооны партиклууд байх ёстой гэж сургадаг. Хязгааргүй тооны сансарын хэсэг өөрөөр ертөнцүүд бий бол тэдгээр партиклууд  хязгааргүй олон удаа дахин давтагдах хэрэгтэй болох бөгөөд энэ нь бидэнтэй адилхан сансарын хэсгүүдтэй маш олон паралел ертөнцүүд оршин байх хэрэгтэй болгоно. Өөрөөр хэлбэл чамтай яг адил хэн нэгэн эдгээр ертөнцүүдийн нэгэнд ч мөн байх ёстой. Хэрвээ энэ үнэн бол бид тэдгээр ертөнцүүдийг яаж илрүүлэх вэ? 

Ягаад маттер, антматтерээс илүү их хэмжээтэй байна вэ?

Ягаад ертөнцөд биднийг  болон бидний ажиглагдах гадаад ертөнцийг бүрэлдүүлэгч маттер нь тэдгээрийн эсрэг цэнэг болон эсрэг спинийн хостой антиматтерээс илүү их байна вэ? гэсэн асуулт маань өөрөө эцсийн эцэст ягаад бид оршин байна вэ? гэх асуултад хүргэдэг. Их тэсрэлтийн дараа ертөнц тэнцүү хэмжээний антиматтер болон маттерийг үйлдвэрлэсэн байх учиртай. Гэвч үнэхээр ийм зүйл болсон бол антиматтер болон маттерууд биестэйгээ аннигляцид орж ертөнц зөвхөн фотоноор л дүүрэх байсан. Гэвч зарим нэгэн шалтгааны улмаас өнөөдөр биднийг бүтээсэн маттер үлджээ. Одоогоор үүнд ямар ч тайлбар өгж чадаагүй байгаа юм. 

Ертөнцийн эцсийн хувь тавилан юу вэ?

Орчлон ертөнц маань ирээдүйд ямар болох тухай асуудал нь сансарт тархсан энергийн хэмжээ болон маттерийн нягтийг хэмжисний үр дүнд гарж ирэх Ω хэмжигдэхүүнээс ихээхэн хамаардна. Хэрвээ Ω нэгээс илүү бол орон зай-хугацаа битүү болж ямар ч харанхуй энерги байхгүй бол ертөнцийн тэлэлт хэзээ нэгэн цагт зогсон буцаж хумигдаж эхлэнэ-Их хумигдалт. Хэрвээ ертөнц битүү ч гэлээ харанхуй энерги байгаа бол ертөнц үүрд тэлэх юм.

Мөн түүнчилэн Ω хэмжигдэхүүн нэгээс бага байж болно. Энэ үед ертөнцийн геометр нь нээлттэй буюу яг л мориний эмээл шиг хэлбэртэй болох юм.  Ийм тохиолдол манай ертөнцийн тэлэлтийн хурд нь галактик болон ододыг биесээс нь салгаж улмаар атомуудыг тогтоон барьж байх хүчнээс ч илүү болж бүх зүйлс ердөө хий хоосон орон зай болох ажээ.

Ω хэмжигдэхүүн нэгтэй тэнцүү байх үед орчлон ертөнц нь хязгааргүй чиглэлтэй хавтгай болох бөгөөд ямар ч харанхуй энерги байхгүй бол хавтгай ертөнц нь үргэлжилүүлэн тэлэх боловч аажимдаа тэлэлтийн хурд багасна, харанхуй энерги байгаа бол илүү хурдтайгаар үүрд тэлэх бөгөөд эцэсдээ мөн л хий хоосон орой зайн мананцар үлдэх юм.

Хэмжилт хийх нь квант долгионы функцийг хэрхэн хумидаг вэ?

Электрон протон, гэх мэт үндсэн партиклуудын ертөнцөд квант механикийн хууль ёсоор партиклууд нь жижигхэн бөмбөг шиг бус харин өргөн хүрээнд тархсан долгион байх ёстой.  Партикл бүр нь тэдний байрлал, хурд гэх мэт шинж чанаруудыг илэрхийлдэг долгион функцтэй байна.  Хэмжилт хийхээс өмнө партиклууд нь шинж чанаруудыхаа авж болох бүхий л утгийг өөртэй агуулсан долгион хэлбэртэй байх бөгөөд хэмжилтийн дараа долгион функц хумигдаж тодорхой нэг утгатай болдог. Гэвч хэрхэн ягаад партиклыг хэмжих үед долгион функц хэмжигдэж бидэнд ажиглаж болох бодит хэмжигдэхүүнийг өгдөг вэ? энэ мөн нөгөө талаар бидний бодит байдал гэж юу болох тухайх асуудалтай холбогддог юм. 

Утасны онол зөв үү?

Бид бүх эгэл бөөмүүд нь үнэндээ нэг хэмжээстэй гогцоо эсвэл утасны өөр өөр давтамжинд хэлбэлзэх хэлбэлзэл гэж үзвэл физик илүү хялбар болох юм.  Утасны онол физикчидэд бөөмсийг захирдаг квант механик, орон зай-хугацааг тодорхойлдог харьцангуйн ерөнхий онол болон ертөнцийн үндсэн дөрвөн хүчийг нэгтгэх боломж олгодог давуу талтай. Гэвч энэ онол нь зөвхөн арав эсвэл арван нэгэн хэмжээстэй ертөнцөд ажиллах боломжтой юм. Мөн утас нь атомын цөмөөс триллион триллион дахин жижигхэн хэмжээтэй тул түүнийг илрүүлэх ямар ч боломж олгодоггүй. 

эх сурвалж