Enrike Qaztanaga tərəfindən, The Conversation

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Pixabay/CC0 İctimai Sahə

Qurd dəlikləri çox vaxt məkan və ya zaman vasitəsilə tunellər — kainatdakı qısa yollar kimi təsəvvür edilir. Lakin bu təsəvvür fiziklər Albert Eynşteyn və Natan Rozenin işin səhv başa düşülməsinə əsaslanır.

1935-ci ildə, həddindən artıq cazibə qüvvəsi bölgələrində hissəciklərin davranışını araşdırarkən, Eynşteyn və Rozen “körpü” adlandırdıqları bir şeyi təqdim etdilər : fəza-zamanın iki mükəmməl simmetrik surəti arasında riyazi əlaqə. Bu, səyahət üçün bir keçid kimi deyil, cazibə qüvvəsi ilə kvant fizikası arasında uyğunluğu qorumaq üçün bir yol kimi nəzərdə tutulmuşdu . Yalnız sonralar Eynşteyn-Rozen körpüləri, orijinal ideya ilə az əlaqəsi olmasına baxmayaraq, qurd dəlikləri ilə əlaqələndirildi.

Lakin “Classical and Quantum Gravity” jurnalında dərc olunmuş yeni tədqiqatda həmkarlarımla birlikdə orijinal Eynşteyn-Rozen körpüsünün qurd dəliyindən daha qəribə və daha fundamental bir şeyə işarə etdiyini göstəririk.

Eynşteyn və Rozenin həll etdiyi tapmaca heç vaxt kosmik səyahətlə bağlı deyildi, kvant sahələrinin əyri fəza-zaman daxilində necə davranması ilə bağlı idi. Bu şəkildə şərh edildikdə, Eynşteyn-Rozen körpüsü fəza-zaman içində güzgü rolunu oynayır: zamanın iki mikroskopik oxu arasında əlaqə.

Kvant mexanikası təbiəti hissəciklər kimi ən kiçik miqyaslarda idarə edir, Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi isə cazibə qüvvəsi və fəza-zaman üçün tətbiq olunur. Bu ikisini uzlaşdırmaq fizikanın ən dərin problemlərindən biri olaraq qalır. Və həyəcanverici haldır ki, yenidən şərh etməyimiz buna yol aça bilər.

Yanlış başa düşülən miras

“Qurd dəliyi” təfsiri, Eynşteyn və Rozenin işlərindən onilliklər sonra, fiziklərin fəza-zamanın bir tərəfindən digərinə keçmək barədə fərziyyələr irəli sürdükləri zaman, xüsusən də 1980-ci illərin sonlarında aparılan tədqiqatlarda ortaya çıxdı .

Lakin eyni təhlillər bu fikrin nə qədər spekulyativ olduğunu da açıq şəkildə göstərdi: ümumi nisbilik nəzəriyyəsi daxilində belə bir səyahət qadağandır. Körpü işığın keçə biləcəyindən daha sürətli qırılır və bu da onu keçilməz hala gətirir. Buna görə də Eynşteyn-Rozen körpüləri qeyri-sabit və müşahidə olunmazdır – portallar deyil, riyazi strukturlar.

Buna baxmayaraq, qurd dəliyi metaforası populyar mədəniyyətdə və spekulyativ nəzəri fizikada çiçəkləndi. Qara dəliklərin kosmosun uzaq bölgələrini birləşdirə biləcəyi və ya hətta zaman maşını kimi çıxış edə biləcəyi fikri saysız-hesabsız qəzetlərə, kitablara və filmlərə ilham verdi.

Lakin makroskopik qurd dəlikləri üçün heç bir müşahidə sübutu və ya Eynşteynin nəzəriyyəsi daxilində onları gözləmək üçün heç bir inandırıcı nəzəri səbəb yoxdur. Fizikanın spekulyativ genişləndirmələri – məsələn, maddənin ekzotik formaları və ya ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin modifikasiyaları – bu cür strukturları dəstəkləmək üçün təklif olunsa da, onlar hələ də sınaqdan keçirilməmiş və yüksək dərəcədə ehtimal xarakteri daşıyır.İkiqat degenerativ müsbət və mənfi enerji həllərini təmsil edən tərs harmonik osilatorun faza fəzası. Kredit: Klassik və Kvant Cazibəsi (2026). DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklərdən xəbərdar olun .

Zamanın iki oxu

Son işimiz, Sravan Kumar və João Marto tərəfindən hazırlanmış ideyalar üzərində qurularaq, zamanın müasir kvant təfsirindən istifadə edərək Eynşteyn-Rozen körpüsü tapmacasına yenidən nəzər salır.

Fizikanın əksər fundamental qanunları keçmişlə gələcək, yaxud solla sağ arasında fərq qoymur. Zaman və ya məkan tənliklərində tərsinə çevrilərsə, qanunlar qüvvədə qalır. Bu simmetriyaları ciddiyə almaq Eynşteyn-Rozen körpüsünün fərqli bir şərhinə gətirib çıxarır.

Kosmosdakı tuneldən daha çox, onu kvant vəziyyətinin iki tamamlayıcı komponenti kimi başa düşmək olar. Birində zaman irəli, digərində isə güzgüdə əks olunmuş mövqeyindən geri axır.

Bu simmetriya fəlsəfi bir seçim deyil. Sonsuzluqlar istisna edildikdən sonra, kvant təkamülü mikroskopik səviyyədə – hətta cazibə qüvvəsinin olması halında belə – tam və geri dönən qalmalıdır.

“Körpü” tam fiziki sistemi təsvir etmək üçün hər iki zaman komponentinin lazım olduğunu ifadə edir. Adi vəziyyətlərdə fiziklər zaman oxunu seçərək zamanın tərsinə çevrilmiş komponenti nəzərə almırlar.

Lakin qara dəliklərin yaxınlığında və ya genişlənən və çökən kainatlarda ardıcıl kvant təsviri üçün hər iki istiqamət daxil edilməlidir. Eynşteyn-Rozen körpüləri təbii olaraq burada yaranır.Eynşteyn-Rozen körpüləri (ERB): “Fiziki Kainatdakı bir hissəcik, iki fəza-zaman təbəqəsi arasında riyazi körpü ilə təsvir edilməlidir.” Mənbə: Klassik və Kvant Cazibəsi (2026). DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044

İnformasiya paradoksunun həlli

Mikroskopik səviyyədə körpü, məlumatın bizə hadisə üfüqü kimi görünən şeydən – geri dönüşü olmayan nöqtədən keçməsinə imkan verir. Məlumat yox olmur; o, inkişaf etməyə davam edir, əksinə, zaman istiqamətini əks etdirir.

Bu çərçivə məşhur qara dəlik məlumat paradoksuna təbii bir həll yolu təqdim edir. 1974-cü ildə Stiven Hokinq qara dəliklərin istilik yaydığını və nəticədə buxarlana biləcəyini, görünür, onlara düşənlər haqqında bütün məlumatları sildiyini göstərdi – bu da təkamülün məlumatı qorumalı olduğu kvant prinsipinə ziddir.

Paradoks yalnız üfüqləri sonsuzluğa ekstrapolyasiya edilmiş tək, birtərəfli zaman oxundan istifadə edərək təsvir etməkdə israr etsək ortaya çıxır — kvant mexanikasının özünün tələb etmədiyi bir fərziyyə.

Əgər tam kvant təsviri hər iki zaman istiqamətini əhatə edirsə, heç nə həqiqətən itirilmir. Məlumat zaman istiqamətimizi tərk edir və tərs istiqamətdə yenidən ortaya çıxır. Tamlıq və səbəbiyyət əlaqəsi ekzotik yeni fizikaya müraciət etmədən qorunur.

Bu fikirləri anlamaq çətindir, çünki biz zamanın yalnız bir istiqamətini yaşayan makroskopik varlıqlarıq. Gündəlik miqyasda nizamsızlıq – və ya entropiya – artmağa meyllidir. Yüksək nizamlı bir vəziyyət təbii olaraq nizamsız bir vəziyyətə çevrilir, əksinə heç vaxt. Bu, bizə zaman oxu verir.

Lakin kvant mexanikası daha incə davranışa imkan verir. Maraqlıdır ki, bu gizli quruluşa dair dəlillər artıq mövcud ola bilər. Kosmik mikrodalğalı fon — Böyük Partlayışın sonrakı parıltısı — kiçik, lakin davamlı asimmetriya göstərir : güzgü görüntüsündən daha çox bir məkan oriyentasiyasına üstünlük verilir.

Bu anomaliya iyirmi ildir ki, kosmoloqları çaşdırır. Standart modellər güzgü kvant komponentləri daxil edilmədikcə, ona son dərəcə aşağı ehtimal verir.

Əvvəlki kainatın əks-sədaları?

Bu mənzərə təbii olaraq daha dərin bir ehtimalla əlaqələndirilir. “Böyük Partlayış” adlandırdığımız şey mütləq başlanğıc olmaya bilər, əksinə, kosmik təkamülün zamanla tərsinə çevrilmiş iki mərhələsi arasında kvant keçidi olan bir sıçrayış ola bilər.

Belə bir ssenaridə qara dəliklər yalnız zaman istiqamətləri arasında deyil, həm də müxtəlif kosmoloji dövrlər arasında körpü rolunu oynaya bilər. Kainatımız başqa bir ana kosmosda əmələ gələn qara dəliyin içi ola bilər . Bu, bu gün müşahidə etdiyimiz kainatla birlikdə qapalı məkan-zaman bölgəsinin çökməsi, geri qayıtması və genişlənməyə başlaması nəticəsində əmələ gələ bilər.

Əgər bu şəkil doğrudursa, bu, müşahidələrin qərar verməsi üçün də bir yol təqdim edir. Sıçramadan əvvəlki mərhələdən qalan qalıqlar – məsələn, kiçik qara dəliklər – keçiddən sağ çıxa və genişlənən kainatımızda yenidən ortaya çıxa bilər. Qaranlıq maddəyə aid etdiyimiz bəzi görünməyən maddələr əslində bu cür qalıqlardan ibarət ola bilər.

Bu baxış bucağında, Böyük Partlayış əvvəlki daralma şəraitindən təkamül keçirmişdir. Qurd dəliklərinə ehtiyac yoxdur: körpü məkan deyil, zamandır və Böyük Partlayış başlanğıc deyil, bir keçidə çevrilir.

Eynşteyn-Rozen körpülərinin bu yenidən şərhi qalaktikalar arasında qısa yollar, zaman səyahəti və elmi fantastika qurd dəlikləri və ya hiperfəza təklif etmir. Təklif etdiyi şey daha dərindir. Bu, fəza-zamanın zamanın əks istiqamətləri arasında tarazlığı təcəssüm etdirdiyi və kainatımızın Böyük Partlayışdan əvvəl bir tarixi ola biləcəyi ardıcıl kvant cazibə mənzərəsini təqdim edir.

Bu, Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsini və ya kvant fizikasını alt-üst etmir, onları tamamlayır. Fizikada növbəti inqilab bizi işıqdan daha sürətli aparmaya bilər, amma mikroskopik dünyanın və sıçrayan kainatın dərinliklərində zamanın hər iki istiqamətdə axdığını ortaya çıxara bilər.

Daha çox məlumat

Enrique Gaztañaga və digərləri, Eynşteyn-Rozen körpülərinin yeni bir anlayışı, Klassik və Kvant Cazibəsi (2026). DOI: 10.1088/1361-6382/ae3044

The Conversation tərəfindən təqdim olunur