Kvant cazibə qüvvəsi nədir?

Post date:

Author:

Category:

Kvant cazibə qüvvəsi haqqında

Cazibə qüvvəsi bəşəriyyətin varlığını qəbul etdiyi ilk fundamental qüvvə olsa da, hələ də ən az dərk edilənidir. Fiziklər cazibə qüvvəsinin boulinq toplarına, ulduzlara və planetlərə təsirini heyrətləndirici dəqiqliklə proqnozlaşdıra bilsə də, heç kim bu qüvvənin kiçik hissəciklər və kvantlarla əlaqəsini tam açıqlaya bilmir. Kvant cazibə qüvvəsi, bu qüvvənin kainatın ən kiçik hissələrindəki iş prinsipi ilə əlaqəli olaraq inkişaf etdirilən nəzəriyyəmiz (təxminən, bir əsrlik araşdırma), tək bir cazibə qanununun bütün qalaktikaları, kvarkları və bunların arasındakı hər şeyi idarə etməsinin lazım olduğu formasındakı sadə bir gözləntidən irəli gəlir. Massaçusets Texnologiya İnstitutundan (MIT) nəzəriyyəçi fizik Netta İnqlhart belə izah edir:

“Əgər kvant cazibə qüvvəsi haqqında nəzəriyyəsi yoxdursa, onda kainat sadəcə xaosdan ibarətdir. Tamamilə təsadüfidir. Hətta xaotik və yaxud təsadüfi olduğunu belə deyə bilmərəm, çünki bunlar hal-hazırda keçərli olan fiziki proseslərdir”,

Ümumi Nisbiliyin Sərhədi

Nəzəri fizikanın ən mürəkkəb probleminin mərkəzində sahənin iki ən böyük qələbəsi arasındakı ziddiyyət durur. Albert Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi, İsaak Nyutonun Cisimlər arasındakı cazibə qüvvəsi nəzəriyyəsini maddə və enerjinin öz ətrafındakı məkan və zamanı bükdüyü və yaxın cisimlərin sanki bir-birlərini cəzb edirmiş kimi davrandığı yeni bir tərif ilə əvəz etdi. Eynşteynin tənliklərində cazibə fəzanın öz formasından ibarətdir. Eynşteynin nəzəriyyəsi hər dəfə kosmosun daha kiçik bir hissəsinə baxa biləcəyimiz kainatın hamar və klassik olduğu ənənəvi tərifini qoruyub saxladı.

Eynşteynin təsəvvür etdiyi qravitasiya və kainat modelində, qravitasiya özü fəzanın formasını alır.

Eynşteynin xəyal edə bilmədiyi vəziyyətlər də daxil olmaqla ümumi nisbilik, astrofiziklərin keçirdiyi hər sınaqdan uğurla keçməyə davam edir. Lakin əksər mütəxəssislər Eynşteynin nəzəriyyəsinin bir gün qeyri-kafi qalacağını düşünür, çünki kainat hamar yox, əyri bir görünüşə sahibdir. Planetlər və ulduzlar əslində elektron və kvark dəstələrindən ibarət olan atomların birləşməsidir.

Bu zərrəciklər digər zərrəciklər ilə yer dəyişərək bir-birlərindən ayrılır və yaxud bir-birləri ilə birləşir. Bu da özlüyündə zərrəciklər arası itələmə və cəzb etmə qüvvələrini ərsəyə gətirir. Məsələn elektrik və maqnit qüvvələri “virtual fotonlar” kimi tanınan hissəciklərin mübadiləsini edən obyektlərdən ibarətdir. Bir maqniti soyuducuya yapışdıran qüvvə – klassik hamar maqnit sahəsi kimi təyin edilə bilər. Ancaq sahənin incə detalları onu təşkil edən kvant hissəciklərindən asılıdır. Kainatın dörd fundamental qüvvəsindən (cazibə qüvvəsi, elektromaqnit qüvvəsi, güclü və zəif nüvə qüvvələri) təkcə cazibə qüvvəsinin “kvant” tərifi yoxdur. Nəticə etibarilə, heç kim cazibə sahələrinin haradan gəldiyini və ya əhatəsindəki hissəciklərin ayrı-ayrı necə hərəkət etdiyini dəqiq bilmir.

Daha böyük kütləyə malik olan planetlərin cazibə qüvvəsi də böyük olur, kiçik planetlər isə onların yaratdığı cazibə sahəsində hərəkət edir.

Fərqli Güc

Məsələ burasındadır ki, cazibə qüvvəsi bizi yerdə saxlasa da və ümumiyyətlə bir qüvvə kimi davransa da, ümumi nisbilik cazibə qüvvəsinin bundan çoxunu bizə dediyini, hətta kosmosun özünün formasını aldığını deyir. Digər kvant nəzəriyyələrində hissəciklərin nə qədər sürətli olduğunu və nə qədər uzağa uçduğunu ölçmək üçün, kosmosun düz bir zəmin olduğu qəbul edilir. Kosmosun əyriliyinə məhəl qoymamaq, əslində kiçik hissəciklər üçün keçərlidir, çünki cazibə qüvvəsi digər qüvvələrə nisbətən o qədər zəifdir ki, elektron kimi kiçik hissəciklərə yaxınlaşdıqda kosmos düz görünür. Cazibə qüvvəsinin və kosmosun əyriliyinin təsirləri, planetlər və ulduzlar kimi uzaq məsafələrdə nisbətən daha aydın müəyyən edilir. Fiziklər kosmosun əyriliyini bir elektron ətrafında hesablamağa çalışdıqları zaman, nə qədər az olsa da, riyaziyyat özü də əlacsız qalır.

1940-cı illərin sonlarında kvant mexanikasının qeyri-müəyyənliklərini aradan qaldırmaq üçün fiziklər, bir elektronun cansıxıcı səyahətinə sonsuz müxtəlif yollarla rəng qatmasına imkan verən, “renormalizasiya” adlı bir texnika kəşf etdilər. Məsələn, sözügedən elektron özündən bir foton buraxa bilər. Həmin foton, elektron və elektronun anti-maddə əkizi olan pozitrona bölünə bilər. Bu cüt daha sonra daha çox əkizə bölünə biləcək foton buraxa bilər və bu beləcə davam edər.

Xətasız hesablama sonsuz elektron səyahətini saymağı bizdən tələb edərkən, renormalizasiya fiziklərə çətin problemləri (elektronun yükü və kütləsi kimi) bir neçə mərhələdə hesablamağa imkan verdi.

Sözügedən dəyərləri təxmin edə bilməzdilər, ancaq təcrübələrdən əldə edilən nəticələri toplayaraq, “elektronun hara getdiyi” kimi başqa digər proqnozları vermək üçün də istifadə edə bilərdilər.

Renormalozasiyaya aid Feynman diaqramı.

Qraviton deyilən nəzəri, təməl cazibə qüvvəsi zərrəcikləri işə daxil olduqda isə renormalizasiya işə yaramır. Qravitonların daha çox kosmos bükülməsi və qraviton yaradan enerjiləri vardır. Bu enerji eyni zamanda daha çox bükülmə və cazibə yaradır və bu da nəhəng riyazi problem ilə nəticələnir. İnqlhartın fikiri belədir:

“Bu o deməkdir ki, hər hansı bir şeyi aşkar etmək üçün sonsuz sayda təcrübəyə ehtiyacımız var və bu real deyil”.

Hissəciklər ətrafındakı əyriliklər ilə mübarizədəki bu uğursuzluq həddindən artıq kütlə və enerjinin kosmosu elektronların belə bizə kömək edə bilməyəcəyi qədər möhkəm bükdüyü hissələrdə (məsələn, qara dəliklər) daha da ciddiləşir. Ancaq kosmik çökəkliklərin yaxınlığındakı (ya da daha pis – içindəki) hər bir hissəcik fiziklər bilməsə belə, özləri əlaqə qaydalarını mütləq bilir. Prinston Nyu Cersidəki Qabaqcıl Tədqiqatlar İnstitutunun meneceri Robert Daykqraf (Robert Dijkgraaf) institut üçün yazdığı bir yazıda belə deyir:

“Təbiət qara dəliklər yaratmağın yolunu tapdı. İndi bizə qalan təbiətin bilib bizim hələ bilmədiyimiz şeyin nə olduğunu tapmaqdır”.

Cazibə Qüvvəsi ilə əlaqələndiririk

Fiziklər ümumi nisbilik yanaşmasından istifadə edərək, qravitonların necə görünə biləcəyi barəsində bir fikir ərsəyə gətirdilər. Ancaq kimsə tezliklə bir qraviton müşahidə etməyi heç də real hesab etmir. Bir fikir təcrübəsi qravitonu aşkar etmək üçün Yupiter ağırlığında bir hissəcik toqquşdurucusu ilə 100 il sınaq aparmaq lazım olduğunu deyir. Beləliklə, o vaxta qədər nəzəriyyəçilər kainatın ən təməl elementlərinin təbiətini yenidən düşünməlidirlər.

Dövri Kvant cazibə qüvvəsi olaraq bilinən bir nəzəriyyə, məkan-zaman və hissəciklər arasındakı ziddiyyəti məkanı və zamanı kiçik hissələrə bölərək, heç bir yaxınlaşmanın (cazibə) baş verməyəcəyi son bir həll yolu ilə həll etmək məqsədi daşıyır.

Başqa bir populyar çərçivə olan Sim nəzəriyyəsi fərqli bir yanaşma sərgiləyərək, hissəcikləri nöqtə kimi olan bənzərlərindən riyazi olaraq daha yaxşı açıqlayan simlər ilə əvəz edir. Bu sadə dəyişiklik mürəkkəb nəticələrə malikdir, ancaq yaxşı tərəfi cazibə qüvvəsinin riyaziyyatdan kənarda qalmasıdır. İnqlhart deyir:

“Eynşteyn və çağdaşları ümumi nisbiliyi heç inkişaf etdirməsəydilər belə, fiziklər daha sonra sim nəzəriyyəsi yolu ilə ümumi nisbiliklə qarşılaşacaqdılar. Bunu olduqca möcüzəvi hesab edirəm”.

İnqlharta görə, sim nəzəriyyəçilərinin son illərdə məhsuldar bir yolda olduqlarına dair xeyli işarə vardır. Sadə dildə desək, kosmos fikri fizikləri kainatın daha təməl bir quruluşundan uzaqlaşdırmaqda da ola bilər.

Nəzəriyyəçilər 1990-cı illərin sonlarında cazibə qüvvəsini də ehtiva edən sadə, qutuya bənzər kainat təsvirinin, yanlız kvant fizikasına sahib, cazibə qüvvəsi olmayan, düz bir məkan təsvirinə riyazi olaraq bərabər olduğunu kəşf etdilər. Bu təriflər arasında keçid edə bilmək, məkanın kosmosun təməl materialı olmasından ziyadə, hissəciklərin bir-birlərinə qarşılıqlı təsirlərindən qaynaqlanan, əlavə bir təsir ola biləcəyini düşündürür.

Bizim kimi fanilər üçün bunu düşünmək hər nə qədər çətin olsa da, məkan və hissəciklər arasındakı əlaqə, otaq istiliyi ilə hava molekulları arasındakı əlaqəyə də bənzəyə bilər. Fiziklər bir vaxtlar istiliyi isti bir otaqdan soyuq bir otağa axan maye kimi düşünürdülər. Ancaq molekulların kəşfi, istilik olaraq hiss etdiyimiz şeyin, əslində hava molekullarının orta sürətindən qaynaqlandığını üzə çıxartdı. Məkan (və ekvivalent olaraq cazibə qüvvəsi) da kiçik miqyaslı bir fenomenlə əlaqəli olaraq geniş miqyaslı təcrübəmizi təmsil edə bilər. İnqlhart deyir:

“Sim nəzəriyyəsi daxilində bu nöqtədə, məkanın yarandığına dair olduqca yaxşı göstəricilər vardır. Bu fərq bir problem olmaya bilər, çünki kvant cazibə qüvvəsi bütün mümkün kainat formaları üçün eyni davrana bilər”.

O belə desə də, sim nəzəriyyəsinin qutudakı kainatı, gördüyümüz kainatdan təmamilə fərqli bir formaya sahibdir. Qutu kainat fikrindən alınan dərslər həqiqətən etibarlı olsa da, riyazi skelet yarım-yamalaq olaraq qalır. Fiziklər kosmosla nəzəri əlaqələrini qırmaqdan və bütün cəlbediciliyi ilə kvant cazibəsinin dəqiq tərifinə çatmaqdan uzaqdırlar.

Bəzi fiziklər nəzəriyyələrindəki əhəmiyyətli riyazi sualları açmağa çalışarkən astrofizika müşahidələrinin bir gün onları doğru istiqamətə yönəldəcəyinə ümid edirlər. Bu günə qədərki heç bir təcrübə ümumi nisbilik proqnozlarından kənara çıxmayıb. Lakin gələcəkdə dalğa uzunluğuna həssas olan müxtəlif qravitasiya detektorları, cazibə qüvvələrinin cılız pıçıltılarını eşidə bilər. İnqlhart sözlərini belə bitirir:

“İnstinktlərim zərrəcik toqquşdurucularına baxmaqdansa, kosmosa baxmağımız lazım olduğunu deyir”.

Mənbə:

What Is Quantum Gravity?

STAY CONNECTED

20,764FansLike
2,507FollowersFollow
16,400SubscribersSubscribe

INSTAGRAM

Əsrarəngiz yunan küçə filosofu Sokrat haqqında 7 fakt

Jak-Lui David tərəfindən çəkilən bu məşhur "Sokratın ölümü" rəsm əsərində Sokrat, ardıcılları ilə əhatələnərək zəhərlə dolu (red. baldırğan) fincanı içdiyi təsvir olunur.

İ.Kant və onun əxlaq fəlsəfəsi.

Kant fəlsəfəsinə ümumi baxış İ.Kantın (1724-1804) fəlsəfi inkişafı iki dövrə bölünür. Birinci dövr - «tənqidə qədərki dövr»...

Diffuz toksik ur (Bazedov) xəstəliyi nədir?

Diffuz toksik ur xəstəliyini ilk dəfə 1786-ci ildə ingilis həkimi Pyeri təsvir etmişdir. Bundan sonra xəstəliyi italyan alimi Falyani, sonralar ingilis alimi...