Bu gün nəzəri fizikanın əsas vəzifələrindən biri daha yüksək ölçülərin olub-olmaması sualına cavab tapmaqdır. Kosmos həqiqətən yalnız uzunluqdan, endən və hündürlükdən ibarətdir, yoxsa sadəcə insan qavrayışının məhdudlaşdırılmasıdır? Minilliklər boyu elm adamları çoxölçülü məkanın mövcudluğu ideyasını qəti şəkildə rədd etdilər. Bununla belə, elmi və texnoloji inqilab çox dəyişdi və bu gün elm daha yüksək ölçülər məsələsində o qədər də qətiyyətli deyil.
"Çoxölçülü fəza" anlayışının mahiyyəti nədir?
İnsan üç ölçüdən ibarət dünyada yaşayır. İstənilən obyektin koordinatlarını üç qiymətlə ifadə etmək olar. Və bəzən iki - Yerin səthində olanlara gəldikdə.
Uzunluq, en və hündürlük həm yer cisimlərini, həm də göy cisimlərini - planetləri, ulduzları və qalaktikaları təsvir etmək üçün istifadə edilə bilər. Onlar həmçinin mikrokosmosda yaşayan şeylər - molekullar, atomlar və elementar üçün kifayətdirhissəciklər. Dördüncü ölçü zaman hesab olunur.
Çoxölçülü məkanda ən azı beş ölçü olmalıdır. Müasir nəzəri fizika müxtəlif ölçüləri olan fəzalar üçün çoxlu nəzəriyyələr işləyib hazırlayıb - 26-ya qədər. Sonsuz sayda ölçüləri olan məkanı təsvir edən bir nəzəriyyə də var.
Evkliddən Eynşteynə
Antik dövr, orta əsrlər və müasir dövrün fizik və riyaziyyatçıları daha yüksək ölçülərin mövcud olma ehtimalını qəti şəkildə inkar edirdilər. Bəzi riyaziyyatçılar hətta kosmosun üç parametrlə məhdudlaşdırılması üçün əsaslandırmalar çıxardılar. Evklid həndəsəsi yalnız üç ölçü götürdü.
Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ortaya çıxmazdan əvvəl elm adamları çoxölçülü kosmosu nəzəriyyələrin öyrənilməsinə və təkmilləşməsinə layiq olmayan bir mövzu hesab edirdilər. Albert Eynşteyn üç ölçüsü dördüncü ilə birləşdirərək məkan-zaman anlayışlarını formalaşdıranda zaman, bu məsələdə əminlik dərhal yox oldu.
Nisbilik nəzəriyyəsi sübut edir ki, zaman və məkan ayrı və müstəqil şeylər deyil. Məsələn, astronavtlar uzun müddət yüksək sürətlə hərəkət edən gəmiyə minirlərsə, o zaman Yerə qayıtdıqdan sonra həmyaşıdlarından daha gənc olacaqlar. Səbəb odur ki, onlar üçün Yerdəki insanlardan daha az vaxt keçəcək.
Kaluza-Klein nəzəriyyəsi
1921-ci ildə alman riyaziyyatçısı Teodor Kaluza nisbilik nəzəriyyəsinin tənliklərindən istifadə edərək bir nəzəriyyə yaratdı ki,ilk dəfə cazibə və elektromaqnetizmi birləşdirdi. Bu nəzəriyyəyə görə məkanın beş ölçüsü var (zaman daxil).
1926-cı ildə isveçli fizik Oscar Klein Kaluza tərəfindən təsvir edilən beşinci ölçüsün görünməməsinin əsaslandırılmasını çıxardı. Bu, daha yüksək ölçülərin Plank dəyəri adlanan və 10-35 olan inanılmaz dərəcədə kiçik bir dəyərə sıxılmasından ibarət idi. Sonradan bu, çoxölçülü fəzanın digər nəzəriyyələrinin əsasını təşkil etdi.
Sim nəzəriyyəsi
Nəzəri fizikanın bu sahəsi ən perspektivli sahədir. Sim nəzəriyyəsi iddia edir ki, fiziklər ümumi nisbi nəzəriyyə yaranandan bəri axtardıqları şeydir. Bu, hər şeyin sözdə nəzəriyyəsidir.
Fakt budur ki, iki fundamental fiziki prinsip - nisbilik nəzəriyyəsi və kvant mexanikası - bir-biri ilə həll olunmaz ziddiyyətdədir. Hər şeyin nəzəriyyəsi bu paradoksu izah edə biləcək hipotetik bir anlayışdır. Öz növbəsində sim nəzəriyyəsi bu rola daha uyğundur.
Bunun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, dünyanın strukturunun atom altı səviyyəsində hissəciklər adi simlərin, məsələn, skripkanın titrəməsinə bənzər titrəyir. Nəzəriyyə öz adını buradan almışdır. Üstəlik, bu simlərin ölçüləri olduqca kiçikdir və Plank uzunluğu ətrafında dəyişir - Kaluza-Klein nəzəriyyəsində görünən eyni. Əgər atom qalaktikanın ölçüsünə qədər böyüdülürsə, o zaman sim yalnız yetkin bir ağacın ölçüsünə çatacaq. Sim nəzəriyyəsi yalnız çoxölçülü fəzada işləyir. Və bir neçə varversiyaları. Bəziləri 10 ölçülü, digərləri isə 26 ölçülü boşluq tələb edir.
Simlər nəzəriyyəsi yarandığı dövrdə fiziklər tərəfindən böyük şübhə ilə qəbul edilirdi. Ancaq bu gün ən populyardır və bir çox nəzəri fiziklər onun inkişafı ilə məşğul olurlar. Lakin nəzəriyyənin müddəalarını eksperimental olaraq sübut etmək hələ ki mümkün deyil.
Hilbert məkanı
Daha yüksək ölçüləri təsvir edən başqa bir nəzəriyyə Hilbert fəzasıdır. Bunu alman riyaziyyatçısı David Hilbert inteqral tənliklər nəzəriyyəsi üzərində işləyərkən təsvir etmişdir.
Hilbert fəzası Evklid fəzasının xüsusiyyətlərini sonsuz ölçüdə təsvir edən riyazi nəzəriyyədir. Yəni sonsuz sayda ölçüləri olan çoxölçülü fəzadır.
Elmi fantastikadakı hiperkosmos
Çoxölçülü məkan ideyası bir çox elmi fantastika süjetləri ilə nəticələndi - həm ədəbi, həm də kino.
Beləliklə, Den Simmonsun "Songs of Hyperion" tetralogiyasında bəşəriyyət obyektləri ani olaraq uzaq məsafəyə ötürə bilən hiperməkan null-portallar şəbəkəsindən istifadə edir. Robert Heinlein-in Starship Troopers filmində əsgərlər səyahət etmək üçün hiperkosmosdan da istifadə edirlər.
Hiperkosmosa uçuş ideyası bir çox kosmik opera filmlərində, o cümlədən məşhur Ulduz Döyüşləri dastanında və Babylon 5 serialında istifadə edilmişdir.
"Ulduzlararası" filminin süjeti demək olar ki, tamamilə ideyaya bağlıdırdaha yüksək ölçülər. Kolonizasiya üçün uyğun planet axtarışında qəhrəmanlar kosmosda qurd dəlikləri - başqa bir sistemə aparan hiperkosmik tunel vasitəsilə səyahət edirlər. Və sona doğru baş qəhrəman çoxölçülü məkan dünyasına daxil olur, onun köməyi ilə keçmişə məlumat ötürməyi bacarır. Film həmçinin Eynşteynin fərz etdiyi məkan və zaman arasındakı əlaqəni aydın şəkildə göstərir: astronavtlar üçün zaman Yerdəki personajlara nisbətən daha yavaş keçir.
"Kub 2: Hypercube" filmində personajlar özlərini tesseraktın içində tapırlar. Beləliklə, daha yüksək ölçülər nəzəriyyəsində çoxölçülü kub adlanır. Çıxış yolu axtararaq, onlar paralel kainatlarda tapırlar və burada alternativ versiyaları ilə qarşılaşırlar.
Çoxölçülü məkan ideyası hələ də fantastik və sübut olunmamış qalır. Ancaq bu gün bu, bir neçə onilliklər əvvəlkindən daha yaxın və realdır. Çox güman ki, növbəti əsrdə alimlər daha yüksək ölçülərdə hərəkət etmək və buna görə də paralel dünyalarda səyahət etmək üçün bir yol kəşf edəcəklər. O vaxta qədər insanlar heyrətamiz hekayələr uyduraraq bu mövzu haqqında çoxlu fantaziyalar quracaqlar.
