ჰოკინგის ქაოსური წვლილი რევოლუციურ ფიზიკაში
ფოტო: Jemal Countess / Getty
სტივენ ჰოკინგი შავი ხვრელების შესახებ ბევრს ფიქრობდა. მაგრამ მისი ყველაზე დიდი მიგნება - გრავიტაციის კვანტურ მექანიკასთან დაკავშირების იდეა მეცნიერს ენტროპიაზე ფიქრისას გაუჩნდა. ენტროპია ფუნდამენტური კონცეფციაა, რომელიც არა მხოლოდ ყოველდღიური ცხოვრების ფიზიკისთვისაა უკიდურესად მნიშვნელოვანი, არამედ - თავად დროის არსის შესამეცნებლადაც.
მარტივად რომ ვთქვათ, ენტროპია სისტემაში არსებული უწესრიგობის რაოდენობის გაზომვის გზას წარმოადგენს. უმეტესწილად, ეს ფენომენი ერთობ ინტუიციურია. ათქვეფილ კვერცხს უფრო მაღალი ენტროპია აქვს, ვიდრე - მთლიანს; აგურებისა და ხის ფიცრების გროვას უფრო მეტი ენტროპია აქვს ვიდრე - სახლს, რომელშიც თითოეული აგური და ფიცარი მისთვის განკუთვნილ ადგილზე იმყოფება.
პრინციპი, რომელიც გვეუბნება, რომ სისტემაში (ან სამყაროში) არსებული სრული ენტროპია დროის მსვლელობასთან ერთად მხოლოდ გაიზრდება, თერმოდინამიკის მეორე კანონის სახელითაა ცნობილი. თუ ოდესმე თქვენი სამუშაო მაგიდის მოწესრიგებულ მდგომარეობაში შენარჩუნება გიცდიათ, დიდი შანსია, რომ ფიზიკის ფუნდამენტურ პრინციპთა შორის სწორედ ეს დებულება გემშობლიუროთ ყველაზე მეტად.
ენტროპია სისტემაში არეულობის საზომს წარმოადგენს.
ფოტო: Gremlin / Getty
ეს კანონი, რა თქმა უნდა, არ ნიშნავს იმას, რომ აგურებისა და ხის ფიცრების გროვის სახლად ქცევა არ შეგიძლია; ან თუნდაც იმას, რომ დროის და ძალისხმევის არდაშურების შემთხვევაში, კვერცხის პირვანდელ მდგომარეობაში დაბრუნება შეუძლებელია. ეს, უბრალოდ, ნიშნავს იმას, რომ ენტროპიის ერთ ადგილზე შემცირება სხვა ადგილზე მისი რაოდენობის გაზრდის ხარჯზე მიიღწევა.
სახლის შენების მაგალითს რომ დავუბრუნდეთ, ლურსმნების ჩაჭედებისა და აგურების დალაგების დროს დიდი რაოდენობის ენერგიის დახარჯვა მოგიწევთ. ამ ენერგიის ნაწილი გარდაიქმნება სითბოდ, რომელიც გარემოში გავრცელდება და თქვენ გარშემო არსებულ ჰაერს, გარკვეულწილად, უფრო არეულს გახდის. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო მაღალია ენტროპია, რადგან ცხელი ტემპერატურის პირობებში ნაწილაკები უფრო ქაოსურად მოძრაობენ.
თქვენ მიერ გაწეული გარჯა აგურების მოწესრიგებულად დალაგების საკომპენსაციო ენტროპიას ყველა ვარიანტში წარმოშობს.
მაგრამ რა საერთო აქვს ამ ყველაფერს შავ ხვრელებთან?
1970-იან წლებში ჰოკინგი და სხვა ფიზიკოსები ორი, ერთი შეხედვით არაფრით დაკავშირებული, კონცეფციით დაინტერესდნენ: სამყაროში შეუჩერებლად მზარდი ენტროპიითა და ფაქტით, რომ შავი ხვრელებისგან თავს ვერაფერი აღწევს.
მათ კითხვების დასმა დაიწყეს: რა მოხდება, თუ აიღებ რაღაცას, რასაც ენტროპიის მაღალი მაჩვენებელი აქვს, და მას შავ ხვრელში გადაისვრი? სად წავა ეს ენტროპია? ამ გზით სამყაროში არსებულ ენტროპიას შეამცირებ და, მაშასადამე, თერმოდინამიკის მეორე კანონი დაირღვევა? ერთადერთი ლოგიკური დასკვნა, რომლამდე მისვლაც მათ შეძლეს, იყო ის, რომ შავ ხვრელებსაც უნდა ჰქონოდათ ენტროპია.
სტივენ ჰოკინგი შავ ხვრელებსა და თერმოდინამიკის მეორე კანონს შორის კავშირის საპოვნელად წარმოებულ ინტელექტუალურ გალაშქრებას ჩაუდგა სათავეში. ფოტო გადაღებულია 1979 წელს.
ფოტო: Shelby White and Leon Levy Archives Center
თერმოდინამიკის კანონები ამბობენ, რომ თუ შავ ხვრელს ენტროპია აქვს, მაშინ მას ტემპერატურაც უნდა ჰქონდეს. რაც ნიშნავს იმას, რომ ის უნდა აწარმოებდეს რაღაც სახის სითბოს, რომლის აღქმაც მის გარეთ მყოფთათვის იქნება შესაძლებელი. ეს, თავის მხრივ, ნიშნავს, რომ მძლავრი ენერგიის მქონე ნაწილაკებისა თუ გამოსხივებისთვის უნდა არსებობდეს გზა, რომლის საშუალებითაც შავი ხვრელიდან გამოღწევას შეძლებენ.
იმის მისახვედრად, თუ ზუსტად როგორ მივიდა ჰოკინგი ამ დასკვნებამდე, ფარდობითობის ზოგადი თეორიისა და კვანტური მექანიკის სიღრმისეულ წიაღსვლებში ჩასვლა მოგვიწევდა. მაგრამ მოკლედ იმის თქმაც საკმარისია, რომ ენტროპიაზე ფიქრმა შავ ხვრელებსა და კვანტურ ნაწილაკებს შორის არსებული კავშირი გამოავლინა, რამაც მათ შესახებ ჩვენი წარმოდგენები თავდაყირა დააყენა.
საბოლოო გამოთვლების დასრულების შემდეგ დამტკიცდა, რომ შავი ხვრელები ენერგიას ასხივებდნენ; ამ ფენომენს დღეს ჰოკინგის გამოსხივებას უწოდებენ. ეს მოვლენა ცეცხლში ჩადებული რკინის გავარვარებული ჯოხიდან წამოსულ მხურვალებას უნდა წააგავდეს. ამ წინასწარმეტყველებამ სრულიად ახალი ტიპის პარადოქსები შექმნა, რომელთა ამოხსნასაც ფიზიკოსები დღემდე ცდილობენ.
მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის (EHT) მიერ შეგროვებული მონაცემების საფუძველზე შექმნილი შავი ხვრელის პირველი ფოტო. 2019 წელი.
ფოტო: National Science Foundation
მაგრამ ენტროპიის ამბავი ამაზე ბევრად უფრო შორს მიდის. ბევრი ფიზიკოსი ამტკიცებს, რომ ენტროპიის მუდმივი ზრდა დროის მსვლელობაზეც კია პასუხისმგებელი. ფიზიკის კანონები, როგორც წესი, შექცევადი ბუნებისაა; აი, ენტროპია კი მხოლოდ ერთი მიმართულებით იზრდება. სწორედ ეს შეიძლება იყოს მიზეზი იმისა, თუ რატომ შეგვიძლია წარსულის დამახსოვრება, მაგრამ არ შეგვიძლია მომავლის განჭვრეტა. დროის ისრის მიმართულებას, შეიძლება, ის ძალა განსაზღვრავს, რომელიც ენტროპიის მუდმივ ზრდას იწვევს.
ფიზიკისთვის დამახასიათებელი ტრადიციების დაცვით, ახალმა აღმოჩენამ ახალი კითხვები დაბადა. დროის ისრის ენტროპიის ზრდასთან დაკავშირებამ სამყაროს წარმოშობის შესახებ მწვავე საკითხი წამოწია: კერძოდ, როგორ შეიქმნა სამყარო იმ პირობებში, რომელშიც ენტროპია იმდენად დაბალი იყო, რომ მთელი ამ დროის განმავლობაში გაზრდის შესაძლებლობა ჰქონდა.
მიუხედავად იმისა, რომ ამ კითხვაზე პასუხი ჯერ კიდევ არ გვაქვს, მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ მისი დახმარებით შევძლებთ, უკეთ გავიგოთ, როგორ წარმოიშვა სამყარო და რა ბედი შეიძლება ეწიოს მას იმის შემდეგ, რაც ენტროპია თავის მაქსიმალურ მდგომარეობას მიაღწევს.
იქამდე კი თითოეული ჩვენგანი ჩვენს პაწაწინა სამყაროებში ქაოსის აგენტებად ყოფნას განვაგრძობთ. ხოლო იმის ცოდნა, რომ პრობლემებისაგან თავის დაღწევას მათი შავ ხვრელში გადასროლით ვერ მოახერხებ, ნამდვილად სასარგებლოა: ასე თუ მოიქცევი შენ, უბრალოდ, თავდაპირველზე უფრო დიდ არეულობას შექმნი.
ამავე თემაზე:
-
დმანისში ქმარმა ცოლი მოკლა დმანისში ქმარმა ცოლი მოკლა
გადახედვა
-
ქვიზი: გაგიზიარებდა თუ არა ჯოუი ბოლო ფრის? ქვიზი: გაგიზიარებდა თუ არა ჯოუი ბოლო ფრის?
-
მეცნიერებმა უძველესი ხის იარაღები გამოავლინეს — 430 000 წლის წინანდელი არტეფაქტები მეცნიერებმა უძველესი ხის იარაღები გამოავლინეს — 430 000 წლის წინანდელი არტეფაქტები
გადახედვა
-
მეცნიერებათა აკადემიის სახელფასო ბიუჯეტი ₾3 მლნ-მდე გაიზარდა მეცნიერებათა აკადემიის სახელფასო ბიუჯეტი ₾3 მლნ-მდე გაიზარდა
გადახედვა
-
ზუგდიდის სასამართლომ აქტივისტი თაკო გვილია ფეისბუქ-პოსტისთვის 4 000 ლარით დააჯარიმა ზუგდიდის სასამართლომ აქტივისტი თაკო გვილია ფეისბუქ-პოსტისთვის 4 000 ლარით დააჯარიმა
გადახედვა
-
გაუქმებული სამხრეთ ოსეთის ადმინისტრაციის ხელმძღვანელი თამაზ ბესტაევი შიდა ქართლის გუბერნატორის მოადგილედ დაინიშნა გაუქმებული სამხრეთ ოსეთის ადმინისტრაციის ხელმძღვანელი თამაზ ბესტაევი შიდა ქართლის გუბერნატორის მოადგილედ დაინიშნა
გადახედვა
-
აზერბაიჯანში ISIS-ისთან დაკავშირებული 3 პირი დააკავეს, რომლებიც ერთ-ერთ საელჩოზე ტერაქტს გეგმავდნენ აზერბაიჯანში ISIS-ისთან დაკავშირებული 3 პირი დააკავეს, რომლებიც ერთ-ერთ საელჩოზე ტერაქტს გეგმავდნენ
გადახედვა
-
საქართველოს ბანკის სტუდენტური დასაქმების პროგრამა ლიდერატორზე რეგისტრაცია გრძელდება საქართველოს ბანკის სტუდენტური დასაქმების პროგრამა ლიდერატორზე რეგისტრაცია გრძელდება
-
ოკუპირებული აფხაზეთიდან ჯაშუშობაში ეჭვმიტანილი ბრიტანეთის მოქალაქე გააძევეს ოკუპირებული აფხაზეთიდან ჯაშუშობაში ეჭვმიტანილი ბრიტანეთის მოქალაქე გააძევეს
გადახედვა
-
ხელვაჩაურში და-ძმის ცხედრები იპოვეს ხელვაჩაურში და-ძმის ცხედრები იპოვეს
გადახედვა
-
პარიზის მაღალი მოდის კვირეული: ვარსკვლავების ლუქები პარიზის მაღალი მოდის კვირეული: ვარსკვლავების ლუქები
გადახედვა
-
ილია ღუდუშაური ტენდერთან დაკავშირებით სამსახურებრივი უფლებამოსილების ბოროტად გამოყენების ბრალდებით დააკავეს ილია ღუდუშაური ტენდერთან დაკავშირებით სამსახურებრივი უფლებამოსილების ბოროტად გამოყენების ბრალდებით დააკავეს
გადახედვა
-
31 იანვრამდე პორშე ცენტრი თბილისის შოურუმში ახალი Cayenne Electric ექსკლუზიურად იქნება წარმოდგენილი 31 იანვრამდე პორშე ცენტრი თბილისის შოურუმში ახალი Cayenne Electric ექსკლუზიურად იქნება წარმოდგენილი
-
რატომ არის დასვენება ისეთივე მნიშვნელოვანი, როგორც მუშაობა რატომ არის დასვენება ისეთივე მნიშვნელოვანი, როგორც მუშაობა
-
ჰოლივუდის ნიშანზე ლიფების უნებართვოდ ჩამოკიდების გამო, სიდნი სვინი მორიგ სკანდალშია ჰოლივუდის ნიშანზე ლიფების უნებართვოდ ჩამოკიდების გამო, სიდნი სვინი მორიგ სკანდალშია
გადახედვა
-
გაათავისუფლეთ პოლიტპატიმრები და გააუქმეთ სადავო კანონები — გაეროში ადამიანის უფლებების მდგომარეობაზე ანგარიში, კრიტიკული შეფასებები და რეკომენდაციები გაათავისუფლეთ პოლიტპატიმრები და გააუქმეთ სადავო კანონები — გაეროში ადამიანის უფლებების მდგომარეობაზე ანგარიში, კრიტიკული შეფასებები და რეკომენდაციები
გადახედვა
-
გიორგი კალანდარიშვილს სახელმწიფო დაცვა 2027 წლის 1-ელ იანვრამდე გაუხანგრძლივდა გიორგი კალანდარიშვილს სახელმწიფო დაცვა 2027 წლის 1-ელ იანვრამდე გაუხანგრძლივდა
გადახედვა
-
თიბისი კამპუსი ახალ სეზონს განახლებული ფორმატით ხსნის თიბისი კამპუსი ახალ სეზონს განახლებული ფორმატით ხსნის
-
მერია: ორ მისამართზე ღამის საათებში მოძრაობა შეიზღუდება მერია: ორ მისამართზე ღამის საათებში მოძრაობა შეიზღუდება
გადახედვა
-
Volvo-ს უნიკალური არტინსტალაცია გუდაურში — ვოლვო ქარ საქართველოსა და Nikakoi-ს კოლაბორაცია მდგრადი მომავლისთვის Volvo-ს უნიკალური არტინსტალაცია გუდაურში — ვოლვო ქარ საქართველოსა და Nikakoi-ს კოლაბორაცია მდგრადი მომავლისთვის
-
ჯანდაცვის მინისტრის ყოფილი მოადგილე, ილია ღუდუშაური დააკავეს ჯანდაცვის მინისტრის ყოფილი მოადგილე, ილია ღუდუშაური დააკავეს
გადახედვა
კომენტარები