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:
-
რატომ დააკავეს და რატომ აძევებენ ქვეყნიდან აფგან სადიგოვს? რატომ დააკავეს და რატომ აძევებენ ქვეყნიდან აფგან სადიგოვს?
გადახედვა
-
"თითქმის მივედით" — Artemis 2-მა უკვე გზის ნახევარი განვლო მთვარისაკენ "თითქმის მივედით" — Artemis 2-მა უკვე გზის ნახევარი განვლო მთვარისაკენ
გადახედვა
-
Artemis 2-ის ასტრონავტები მთვარისკენ მიფრინავენ — როგორ წარიმართება მისიის მესამე და მეოთხე დღე? Artemis 2-ის ასტრონავტები მთვარისკენ მიფრინავენ — როგორ წარიმართება მისიის მესამე და მეოთხე დღე?
გადახედვა
-
Smartpet-მა გადავწყვიტა წააახალისოს თავშესაფრებიდან ძაღლების აყვანა Smartpet-მა გადავწყვიტა წააახალისოს თავშესაფრებიდან ძაღლების აყვანა
-
საგანმანათლებლო სივრცე მომავალი მეცნიერებისთვის — გაიცანი საქართველოს ბანკისა და კომაროვის STEM სკოლის მასწავლებლები საგანმანათლებლო სივრცე მომავალი მეცნიერებისთვის — გაიცანი საქართველოს ბანკისა და კომაროვის STEM სკოლის მასწავლებლები
-
განათლების სამინისტრო: პირველკლასელთა რეგისტრაციისას სკოლამდე საფეხმავლო მანძილი არ უნდა აღემატებოდეს 1 კმ-ს განათლების სამინისტრო: პირველკლასელთა რეგისტრაციისას სკოლამდე საფეხმავლო მანძილი არ უნდა აღემატებოდეს 1 კმ-ს
გადახედვა
-
მიტროპოლიტ ილარიონის განცხადებით, პატრიარქობის კანდიდატის ასაკზე სინოდს გადაწყვეტილება არ მიუღიათ. მიტროპოლიტ ილარიონის განცხადებით, პატრიარქობის კანდიდატის ასაკზე სინოდს გადაწყვეტილება არ მიუღიათ.
გადახედვა
-
"მოსკოვის მექანიზმის" ანგარიშის ავტორი: პოლიტიკური ინსტრუქცია არავისგან მიმიღია "მოსკოვის მექანიზმის" ანგარიშის ავტორი: პოლიტიკური ინსტრუქცია არავისგან მიმიღია
გადახედვა
-
ელენე ხოშტარია: "რუბიოს ზარი ჩვენთვის და არა რუსეთისთვის კარგის ნიშანია" ელენე ხოშტარია: "რუბიოს ზარი ჩვენთვის და არა რუსეთისთვის კარგის ნიშანია"
გადახედვა
-
ილჰამ ალიევი: ზანგეზურის დერეფნისთვის საჭირო ავტომაგისტრალი 90 %-ით მზადაა, ხოლო რკინიგზა — 70 %-ით ილჰამ ალიევი: ზანგეზურის დერეფნისთვის საჭირო ავტომაგისტრალი 90 %-ით მზადაა, ხოლო რკინიგზა — 70 %-ით
გადახედვა
-
მიხეილ ყაველაშვილი: როგორი ქილიკი, შეურაცხყოფა იყო ჩემს მეუღლესთან დაკავშირებით. შე დალოცვილო, თუ ურთიერთობის აწყობა გინდა [აშშ-სთან], რატომ უშლი ხელს? მიხეილ ყაველაშვილი: როგორი ქილიკი, შეურაცხყოფა იყო ჩემს მეუღლესთან დაკავშირებით. შე დალოცვილო, თუ ურთიერთობის აწყობა გინდა [აშშ-სთან], რატომ უშლი ხელს?
გადახედვა
-
არ შეიძლება ამ ტიპის შიზოფრენიული დამოკიდებულება, რაც ჩვენ კონკრეტული ადამიანებისგან ვიხილეთ — კახა კალაძე თბილისის თავშესაფრის ინციდენტზე არ შეიძლება ამ ტიპის შიზოფრენიული დამოკიდებულება, რაც ჩვენ კონკრეტული ადამიანებისგან ვიხილეთ — კახა კალაძე თბილისის თავშესაფრის ინციდენტზე
გადახედვა
-
რამზან კადიროვმა მემკვიდრე შეცვალა რამზან კადიროვმა მემკვიდრე შეცვალა
გადახედვა
-
ბაზისბანკმა IFC-სგან გამორჩეული პარტნიორობისთვის ჯილდო მიიღო ბაზისბანკმა IFC-სგან გამორჩეული პარტნიორობისთვის ჯილდო მიიღო
-
ჩრდილოეთ კავკასიაში იდეალურ ლიდერებად სტალინს, რამზან კადიროვს, ჰალკს და ტერმინატორს ასახელებენ ჩრდილოეთ კავკასიაში იდეალურ ლიდერებად სტალინს, რამზან კადიროვს, ჰალკს და ტერმინატორს ასახელებენ
გადახედვა
-
გადახედვაგამოკითხვა: რომელ თემაზე ისურვებდი მეტ ქვიზს? გამოკითხვა: რომელ თემაზე ისურვებდი მეტ ქვიზს?
-
მარნეულში 20 წლის მამაკაცის განზრახ მკვლელობისთვის 21 წლის კაცი დააკავეს მარნეულში 20 წლის მამაკაცის განზრახ მკვლელობისთვის 21 წლის კაცი დააკავეს
გადახედვა
-
შალვა პაპუაშვილი: "რადიო თავისუფლება", "ტაბულა" პირდაპირ ერევიან სინოდის საქმიანობაში შალვა პაპუაშვილი: "რადიო თავისუფლება", "ტაბულა" პირდაპირ ერევიან სინოდის საქმიანობაში
გადახედვა
-
დააკავეს ქუთაისის სამხედრო ჰოსპიტლის უფროსი, რომელიც სამხედრო სამსახურისთვის თავის არიდების სანაცვლოდ, 3 000-ლარიან ქრთამს იღებდა დააკავეს ქუთაისის სამხედრო ჰოსპიტლის უფროსი, რომელიც სამხედრო სამსახურისთვის თავის არიდების სანაცვლოდ, 3 000-ლარიან ქრთამს იღებდა
გადახედვა
-
"ცოტა დაიგვიანა ამ ყველაფერმა, სჯობს გვიან ვიდრე არასდროს" — შალვა პაპუაშვილი აშშ-სთან ურთიერთობებზე "ცოტა დაიგვიანა ამ ყველაფერმა, სჯობს გვიან ვიდრე არასდროს" — შალვა პაპუაშვილი აშშ-სთან ურთიერთობებზე
გადახედვა
-
ბზიკები ევროვიზიაზე მე-6 ნომრად გამოვლენ — რატომ არის ეს სიმბოლური? ბზიკები ევროვიზიაზე მე-6 ნომრად გამოვლენ — რატომ არის ეს სიმბოლური?
გადახედვა
კომენტარები