Qaranlıq enerji ilə kvant cazibəsi bir-biri ilə sıx əlaqəli ola bilər

Yeni nəzəri araşdırmaya görə, kainatın sürətlənən genişlənməsinə səbəb olduğu düşünülən qaranlıq enerji kvant cazibəsinin təbii nəticəsi ola bilər. Alimlərin irəli sürdüyü yanaşma qaranlıq enerjinin ayrıca naməlum hissəcik və ya ekzotik sahə ilə deyil, məkanın öz xüsusiyyətləri ilə bağlı ola biləcəyini göstərir.

Fiziklərə görə, təxminən bir əsrdir davam edən əsas elmi problemlərdən biri cazibə qüvvəsi ilə kvant mexanikasını vahid nəzəri çərçivədə birləşdirməkdir. Kvant cazibəsi adlandırılan bu nəzəriyyənin yaradılması indiyədək tam şəkildə mümkün olmayıb. Digər tərəfdən, kainatın getdikcə daha sürətlə genişlənməsinə səbəb olduğu düşünülən qaranlıq enerjinin mahiyyəti də müasir fizikanın ən böyük sirlərindən biri olaraq qalır.

ABŞ-ın Braun Universitetinin fiziki Savvas Koushiappas Physical Review D jurnalında dərc olunan yeni araşdırmasında bu iki problemin əslində bir-biri ilə əlaqəli ola biləcəyini irəli sürüb.

Onun nəzəriyyəsinə əsasən, qaranlıq enerji ayrıca fiziki fenomen deyil, kvant cazibəsinin məkanın həndəsəsinə təsirinin təbii nəticəsi ola bilər.

Kvant mexanikası əsasən atomaltı hissəciklər dünyasını izah edir. Cazibə qüvvəsi isə qalaktikalar, qalaktika qrupları və kosmik filamentlər kimi nəhəng strukturların formalaşmasına və hərəkətinə təsir göstərir. Hər iki nəzəriyyə ayrı-ayrılıqda çox yüksək dəqiqliklə sınaqdan keçirilib. Lakin onların eyni vaxtda mühüm rol oynadığı ekstremal şərait — məsələn, qara dəliklərin daxilindəki mühit — indiki təcrübə imkanlarından kənarda qalır. Bu səbəbdən cazibə ilə kvant mexanikasını birləşdirən nəzəriyyənin qurulması fizikada hələ də həllini tapmamış əsas məsələlərdən biridir.

Koushiappasın yanaşması kvant dünyasının fundamental xüsusiyyətlərindən biri olan qeyri-müəyyənlik prinsipinə əsaslanır. Alimin fikrincə, kainatı bütövlükdə nəzərdən keçirdikdə onun ölçüsünü və genişlənmə sürətini eyni vaxtda sonsuz dəqiqliklə müəyyən etmək mümkün olmaya bilər.

Bu fundamental qeyri-müəyyənlik kainatın genişlənməsini təsvir edən tənliklərə kiçik, lakin makroskopik miqyasda əhəmiyyətli dəyişiklik gətirə bilər. Nəticədə həmin dəyişiklik kainatın genişlənməsinin zaman keçdikcə sürətlənməsinə səbəb ola bilər. Hazırda kosmoloqlar bu sürətlənməni qaranlıq enerji ilə əlaqələndirirlər. Başqa sözlə, qaranlıq enerji kainatı xaricdən təsir edən ayrıca bir qüvvə olmaya, kvant mexanikasının kainatın miqyasına təsirinin nəticəsi ola bilər.

Nəzəriyyənin bəzi riyazi variantları daha bir maraqlı ehtimal irəli sürür. Əgər kvant cazibəsinin bu makroskopik təsiri nəzərə alınarsa, Böyük Partlayışın başlanğıcındakı sinqulyarlıq da aradan qalxa bilər.

Mövcud kosmoloji modellərdə Böyük Partlayışın başlanğıcı sonsuz sıxlığa malik bir sinqulyarlıqla əlaqələndirilir. Lakin bu vəziyyətin fiziki baxımdan necə yarandığı uzun müddətdir müzakirə olunur.

Koushiappasın təklifinə görə isə kainatın başlanğıcı sonsuz sıxlıqlı nöqtədən deyil, əvvəllər yığılmaqda olan kainatın daha yumşaq şəkildə “geri sıçraması” nəticəsində meydana gəlmiş ola bilər.

Bu ssenaridə kainat əvvəlcə daralır, daha sonra kvant təsirləri nəticəsində həmin proses dayanır və genişlənmə başlayır.

Əgər bu nəzəriyyə gələcək müşahidələrlə təsdiqlənsə, qaranlıq enerjinin izahı ilə bağlı mövcud yanaşmalara ciddi dəyişiklik gətirə bilər. Bir çox nəzəriyyə qaranlıq enerjini izah etmək üçün hələ kəşf edilməmiş hissəciyin və ya ekzotik fiziki sahənin mövcudluğunu nəzərdə tutur. Koushiappasın yanaşmasında isə belə əlavə komponentə ehtiyac olmaya bilər. Qaranlıq enerji məkanın özünün fundamental xüsusiyyəti kimi ortaya çıxa bilər. Beləliklə, kainatın sürətlənən genişlənməsi ayrıca naməlum qüvvənin təsiri deyil, kvant cazibəsinin məkan-zamanın həndəsəsində yaratdığı nəticə kimi izah edilə bilər.

Alim özü də yanaşmanın qarşısında hələ açıq qalan sualların olduğunu qəbul edir. Bu səbəbdən nəzəriyyənin doğru olub-olmadığını müəyyənləşdirmək üçün daha dəqiq kosmoloji müşahidələrə ehtiyac var. Yaxın illərdə DESI, Euclid kosmik teleskopu və Vera C. Rubin Rəsədxanası tərəfindən aparılacaq genişmiqyaslı müşahidələr kainatın genişlənmə tarixini daha dəqiq öyrənməyə imkan verə bilər.  Bu məlumatlar qaranlıq enerjinin kainatın genişlənməsində necə rol oynadığını yoxlamaqla yanaşı, kvant mexanikasının kosmik miqyasda izlərinin olub-olmadığını da araşdırmağa kömək edə bilər.

Əgər nəzəriyyənin irəli sürdüyü əlaqə müşahidələrlə təsdiqlənərsə, bu, qaranlıq enerji və kvant cazibəsi kimi müasir fizikanın iki ən böyük sirrinin vahid mexanizmlə izah edilməsinə doğru mühüm addım ola bilər.

mənbə: phys.org