МАТЕМАТИКИЙН НЭЭЛТ НЬ ОРЧЛОН ЕРТӨНЦИЙН НУУЦЫГ ИЛРҮҮЛЭХЭД
ТУСАЛЖ БОЛОХ ЮМ
Эйнштейний гравитацын
онолыг квант механиктай хэрхэн нэгтгэх вэ?
Дээрх асуулт нь бидэнд
орчлон ертөнцийн үүсэл болон хар нүхний талаарх гүнзгий ойлголтыг өгч мэдэх юм.
Саяхан Шведийн Чалмерсын Технологийн Их Сургууль, АНУ-ын Массачусетсийн
Технологийн Институтийн судлаачдын Nature Communications сэтгүүлд квант
гравитацыг ойлгоход үүсдэг хүндрэлийг шинээр авч үзсэн үр дүнгээ танилцуулав.
Орчин үеийн онолын физикийн нэг томоохон асуудал нь орчлон ертөнцийг их зайд
дүрслэх Эйнштейний харьцангуй ерөнхий онол болон атомын түвшинд дүрслэх квант
механикийг хооронд нь холбосон байгалийн бүх хуулиудыг нэг хүрээнд дүрсэлж
чадах ‘Нэгдсэн онолыг’ олох явдал юм. “Квант гравитацын энэхүү онол нь байгалийг
макро болон микро түвшинд нэгэн зэрэг дүрсэлж чаддаг байх ёстой гэж үздэг. Бид
байгаль дахь хуулиудыг математик хэлээр
ойлгон тайлбарлах гэж эрмэлзэж байдаг. Ийнхүү физикийн асуултын хариултыг хайх
явцдаа математикийн шинэ нээлт хийх үе ч бий. Ийм уялдаа нь туршилтаар шалгахад
тун хэцүү квант гравитацыг хайх үед бүр илүү тохиолддог” гэж Чалмерсын
Технологийн Их Сургуулийн математикийн тэнхимийн профессор Даниел Перссон
(Daniel Persson) тайлбарлав. Иймэрхүү төрлийн нэгдмэл тайлбар шаарддаг
үзэгдлийн нэг жишээ нь хар нүх юм. Харьцангуй хүнд од тэлснийхээ дараа өөрийн
татах хүчний нөлөөгөөр агшиж маш бага орон зайг эзлэх үед хар нүх үүсдэг. Хар
нүхний квант механик дүрслэл нь дөнгөж эхэн шатандаа яваа хэдий ч хамгийн
дэвшилтэт математикийг агуулж байдаг.
Квант гравитац хялбаршуулсан загвар
“Асуудал нь гравитацыг
хэрхэн ‘үүсмэл’ үзэгдэл мэт тайлбарлахад оршино. Өдөр тутмын амьдралд
тохиолддог үзэгдлийн нэг шингэний усгал нь чөлөөтэй эмх замраагүй хөдөлж буй
дуслуудаас үүсдэг шиг бид таталцлыг квант механикийн системд микро түвшинд
хэрхэн үүсдэгийг тайлбарлахаар оролдож байна” гэж Чалмерсын Технологийн Их
Сургуулийн Математикийн шинжлэх ухааны тэнхимийн профессор Роберт Берман
(Robert Berman) хэлэв. Саяхан Nature Communications сэтгүүлд нийтлэгдсэн
нийтлэлдээ Даниел Перссон, Роберт Берман нар АНУ дахь MIT-ийн судлаач Тристан
Коллинз (Tristan Collins) - той хамтран тусгай квант механик системээс гравитац
нь ‘голограф зарчим’ гэх квант гравитацын хялбаршуулсан загварын хүрээнд хэрхэн
үүсдэгийг харуулжээ. Урьд өмнө хэрэглэж байсан математикийн аргуудыг ашиглан
бид таталцал хэрхэн үүсдэг тухай тайлбарыг голографийн зарчмаар (holographic
principle) өмнө нь хийж байснаас илүү нарийвчлалтай гаргаж чадсан” гэж Роберт
Берман тайлбарлав.
Харанхуй энергийн хэлбэлзэл
Дээрх ажил нууцлаг харанхуй энергийн талаар шинэ ойлголт өгч болох юм. Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онолд гравитацыг геометрийн үүднээс тайлбарладаг. Дөнгөж зассан орон дээр хүн суухад хонхойдог шиг хүнд биетүүд орчлон ертөнцийн геометр хэлбэрийг мурийлгаж байдаг. Эйнштейний онолоор хоосон орон зай буюу орчлон ертөнцийн ‘вакуум төлөв’ нь хүртэл геометрийн бүтэцтэй байдаг.
Хэрэв та энэхүү вакуумыг
микро түвшинд томруулж харвал харанхуй энерги гэгддэг квант механикийн флуктуац
буюу хэлбэлзлийг харах болно. Чухам энэхүү үл мэдэгдэх энергийн нөлөөгөөр асар
том хэмжээст орчлон ертөнцийн тэлэлт улам хурдсаж байдаг. Энэхүү шинэ ажил нь
микро түвшинд квант флуктуацууд хэрхэн, яаж үүсдэг, мөн олон арван жил
эрдэмтдийн олж чадаагүй Эйнштейний гравитацын онол ба квант механикийн
хоорондын холбоосын талаарх шинэ ойлголтод хүргэж болох юм. “Эдгээр үр дүн нь
хар нүхний микро дүрслэл зэрэг голографийн зарчмаас үүдэлтэй бусад асуудлыг
шалгах боломж олгож байна. Мөн ирээдүйд эдгээр шинэ холбоосыг ашиглан
математикт бас нэгэн шинэ чиглэлийг эхлүүлнэ хэмээн найдаж байна” гэж Даниел
Перссон хэлэв. Emergent Sasaki-Einstein geometry and AdS/CFT хэмээх шинжлэх
ухааны өгүүллийг Шведийн Чалмерсын Технологийн Их Сургууль, АНУ-ын
Массачусетсийн Технологийн Их Сургуулийн Роберт Берман, Тристан Коллинз, Даниел
Перссон нар Nature Communications сэтгүүлд нийтлүүлэв.
Нийтлэлийн эх сурвалж: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220309090800.htm
Мэдээ бэлтгэсэн: Онол ба Их энергийн физикийн лаборатори ЭШДаА Т.
Лхагважав
ЭШДаА Н. Сувдмаа