Ердийн хүмүүс тэр болгон мэддэггүй ч орчин үеийн шинжлэх ухааныг хагас зууны турш хар үүл бүрхэж байсан юм. Орчлон ертөнцийг танин мэдэхийн тулд харьцангуйн ерөнхий онол, квант механикийн онол хэмээх 2 өөр онолыг дагахаас өөр аргагүй. Аль аль нь өөрийн үйлчлэх бүст туйлын үнэн зөв байх боловч тэдгээрийг нэгэн зэрэг хэрэглэхийг оролдох тохиолдол болгон бүтэлгүйтнэ. Тэгвэл энэ 2 онолыг нэгтгэх найдлага төрүүлж байгаа онол нь утасны онол (эхний хэсгийг энд дарж уншина уу) юм. Хэрэв энэ онол үнэн бол орчин үеийн шинжлэх ухааны түүхэн дэх хамгийн том нээлт болно. Утасны онолоор төсөөлөх ч боломжгүй өчүүхэн жижиг, чичирхийлсэн энергийн утас орчлонг бүрдүүлнэ гэж үздэг. Атомын цөмийг тэрбум хэсэгт хуваая. Түүний нэг хэсгийг дахин тэрбум хэсэгт хуваая. Хэрэв ийм өчүүхэн жижиг хэмжээст орчинд очиж чадвал тэр нь квант механикийн хуулийн дагуу эцэс төгсгөлгүй үймж бужигнасан, замбараагүй ертөнц байна. Яг л аадрын дуслууд усны гадаргууд унах мэт орон зайн хэмжээсүүд оргилж бургилж, буцлаж харагдана.
Тэнд бидний мэдэх ертөнцийн тухай ойлголтуудын нэг нь ч хүчингүй. Тэнд цаг хугацаа, орон зайн тэнхлэг хүчтэй тахийж, муруйх учир олон төрлийн үзэгдэл замхарч алга болно. Баруун зүүн, дээд доод зүг, цаг хугацааны өнгөрсөн ирээдүйн төлөвүүд ч уусан алга болно. Та энд байж магадгүй, эсвэл хажууханд байж ч магадгүй, эсвэл бүр хоёр байрлалд зэрэг оршин байж ч магад. Таныг дөнгөж энд ирэнгүүт та дахин энд ирж болно. Квант мехникийн ертөнцөд баттай зүйл нэг ширхэг ч үгүй. Квант механикийн бужигнасан замбараагүй ертөнцийг харьцангуйн онолын хүчинтэй байх намуухан, дөлгөөн тайван ертөнцтэй зүйрлэхийн ч аргагүй. Гэвч тэдгээрийг нэгтгэх нэгдлийн онол заавал байх ёстой гэж эрдэмтэд үзсээр иржээ. Хүмүүс 2000 жилийн өмнөөс орчлон ертөнцийг биллиардын бөмбөлгөөр төсөөлж ирсэн бол хэдхэн арван жилийн өмнөөс утсаар төсөөлөх болов.
2. Утасны чичиргээ материйг үүсгэнэ
1968 онд италийн залуу физикч Габриэл Бенезиано цөмийн хүчтэй хүчийг тайлбарлах тэгшитгэлийг эрж байв. Тэрээр санамсаргүй гартаа авсан нэгэн номноос 200 жилийн өмнөх нэгэн функцийг олж харсан байна. Швейцарийн математикч Леохард Юлэрийн бүтээсэн томъёо математикийн ердийн хамаарлаас өөрөөр төсөөлөгдөхгүй байсан боловч Бенезианод цөмийн хүчтэй хүчинд тохиромжтой мэт харагджээ. Бенезианогийн яаран хэвлүүлсэн өгүүлэл утасны онол төрөн гарахад түлхэц болсон юм. Мөн адил томъёотой таарсан америкийн онолын физикч Леонард Саскинд дээврийн өрөөндөө хоргодон байж, нарийвчилсан судалгаа хийж эхэлсэн байна. Тэрээр функц хүчтэй хүчийг тайлбарлаж байгааг анзаарсан боловч түүнээс ч өөр зүйл томъёонд нуугдаж байгааг мэдэрчээ. 2 сарын турш тооцоолсны эцэст томъёо ямар нэгэн бөөмийг илэрхийлж байгааг анзаарав. Тэр нь өөрийн гэсэн бүтцыг агуулж, чичирхийлэн хөдлөж, баруун зүүн тийш эргэлдэнэ. Гэхдээ энгийн цэгэн бөөм бус, утас мэт зүйл байв. Яг л цагираг резинийг хоёр хэсэгт хуваасан мэт сунаж агшина. Саскинд өөрийн нээлтээ хэвлүүлэхээр физикийн салбарын мэргэжлийн сэтгүүлд илгээсэн боловч мэргэжилтнүүдийн урьдчилсан хяналтыг давж чадалгүйгээр "шаардлага хангахгүй" гэсэн хариу авчээ.
Тухайн үед дийлэнх физикчид цэг мэт бөөмийг л хүлээн зөвшөөрч байв. Түүнийг илрүүлэхийн тулд хооронд нь мөргөлдүүлэн шалгана. Шинэ бөөмс ч удаа дараалан нээгдэж байв. Бетта протон, омега бөөм, бетта бөөм, пи болон омега протон гэх мэтчилэн бараг сар болгон нэг шинэ бөөм нээгдэнэ. Цагаан толгойн бүх үсгээр нэрлэсэн ч хүрэлцэхээргүй олон бөөм нээгджээ. Тухайн үед хэсэг байж байгаад л нэг нь "дахиад нэгийг олсон шүү" гэж хашгиран их сургуулийн коридороор гүйдэг байв. Гэхдээ материйг бүрдүүлэгч анхдагч бөөмийн тоо нэмэгдсэн хэрэг биш юм. Физикчид шинээр нээгдэж буй бөөмсийн тусламжтайгаар хүчнүүдийн үйлчлэлийг тайлбарлаж чадах юм биш биз хэмээн таамаглаж байв. Бидний хүч хэмээн мэдэрдэг зүйл хүчний бөөмсийн тусламжтайгаар дамждаг гэж тэд үзжээ. Энэ бүхэн туршилтаар батлагдаж, цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул хүчнүүдийг дамжуулах бөөмс тус тус нээгдэв. Эгэл бөөмсийн хувьд хүч дамжуулах бөөм нь гейжийн бөөм байна. Тэгвэл цахилгаан соронзон хүчийг гэрлийн энергийн бөөм фотон дамжуулна.
Шинэ бөөмсийг нээсэн эрдэмтэд Эйнштэйний болон бусад хүчний хуулиудыг нэгтгэхэд ойртож очив. Орчлонгийн температур одоогийнхоос 1000 тэрбум дахин өндөр байсан их тэсрэлтийн дараахан цахилгаан соронзон болон сул хүчийг дамжуулах бөөмс ялгарч амжаагүй байсан гэж эгэл бөөмийн физикчид таамаглажээ. Тэр үед цахилгаан соронзон болон сул хүч нэгдмэл байдалд байж, цахилгаан соронзон сул хүч хэмээн нэрлэгдэнэ. Түүнээс өмнөхөн цахилгаан соронзон сул хүч хүчтэй хүчтэй нэгдмэл байдалд байх ёстой. Квант механик атомоос ч жижиг түвшинд дээрх 3 хүчийг нэгдмэл үйлчлэл үзүүлж болно гэдгийг онолын хувьд ямар ч зөрчилгүйгээр нотложээ. Стандарт загвар хэмээн нэрлэгдсэн уг онолыг бүтээгч Глашоу, Салам, Вайнберг нар нобелийн шагнал хүртсэн юм. Стандарт загварын онол эгэл бөөмийн түвшинд үйлчлэх 3 хүчийг нэгтгэсэн боловч бидэнд хамгийн танил хүндийн хүчийг нэгтгэж хараахан чадаагүй байна. Стандарт загварын онолыг яах ч аргагүй үзэсгэлэн төгөлдөр гэдгийг дийлэнх эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрөх үед утасны онол сүрд нь дарагдан бүдгэрч эхэлжээ.
Шварц хүндийн хүч эгэл бөөмсөөс ч өчүүхэн ертөнцөд хэрхэн үйлчилдэг талаархи өгүүллээ нийтлүүлсэн боловч ихээхэн найдлага тавьж байсан физикч эрдэмдтэд төдийлэн хүлээж авсангүй. Гэвч тэрээр утас үндсэн 4 хүчийг нэгтгэх түлхүүр гэдэгт итгэл дүүрэн байжээ. Математикийн хувьд зөрчлөөр дүүрэн байсан утасны онолд 1980-аад оныг хүртэл төдийлөн ахиц гарсангүй. Харин 1979 оноос Шварц Британийн физикч Майкл Грийний хамтран зөрчлийг шийдэх судалгаа хийж, 5 жилийн дараа тодорхой үр дүнд хүрчээ. Нэг талаас хүндийн хүч, нөгөө талаас эгэл бөөмийн түвшинд үйлчлэх 3 хүчинд тулгуурлан хийсэн тооцооны үр дүн нэгэн цэгт нийлэв. Утасны онол физикчдийн дунд хүлээн зөвшөөрөгдөж, Бүх юмсын онол (Theory of everything) хэмээн нэрлэгдэх болжээ. Ийнхүү утасны онол харьцангуйн ерөнхий онолыг квант механиктай нэгтгэж, Эйнштейний мөрөөдлийг биелүүлэв.
Утасны онол орчлонгийн бүхий л юмсын бүтцыг тайлбарлав. Элсний ширхэг өчүүхэн жижиг атомуудаас бүрдэнэ. Атом нь цөм болон электроноос бүрдэнэ. Атомын цөм нь протон, нейтроноос бүрдэнэ. Тэдгээр нь кварк хэмээх эгэл бөөмөс бүрдэнэ. Утасны онол орчлонг бүрдүүлэгч бүхий л юмс илүү өчүүхэн зүйлсээс бүрддэгийг зааж өгөв. Тэр нь утас гэгдэх чичирхийлэх энергийн утас юм. Утас нь төсөөлшгүй өчүүхэн жижиг хэмжээтэй. Нэг ширхэг атомыг нарны аймагтай адил хэмжээнд хүргэж томсговол нэг ширхэг утасны хэмжээ модтой адил байна. Утасны чичирхийллийн хэлбэр бөөмсийн шинж чанарыг тодорхойлно. Утасны онол өчүүхэн жижиг ертөнцөд замбараагүй үймж бужигнах квант механикийн ертөнцийг аварга том хэмжээст харьцангуйн онолын амгалан тайван ертөнцтэй нэгтгэв. Энэ бүхэн математикаас үүдэлтэй амжилт байв.
Гэхдээ утасны онолд сул тал бас бий. Өчүүхэн жижиг хэмжээст байгаа зүйлийг туршилтаар батлах боломжгүй. Бусад ажиглалтаар илэрсэн үр дүнг ч ашиглаж харьцуулах боломжгүй. Ажиглалт, туршилтаар батлагдах боломжгүй онолыг шинжлэх ухаан гэдэгт эс үнэмших хүн олон. Утасны онолд үл итгэх байдал үүсгэх өөр шалтгаан ч бас бий. Тэр нь уран зөгнөл мэт олон хэмжээс шаардагддаг явдал юм. Эрдэмтэд нэмэлт хэмжээсүүдийн тухай тайлбарлах хэрэгтэй болов. Үнэндээ энэ санаа бодит байдлаас тийм ч их тасархай зүйл байж магадгүй. Орон зай, цаг хугацааны 4 хэмжээсээс гаднах нэмэлт хэмжээсийн тухай ойлголт 100 гаруй жилийн өмнөөс гарчээ. 1919 онд германы математикч, физикч Теодор Калуза орон зайн нэмэлт хэмжээс байж магадгүй гэж таамагласан байна. Калуза өөрийн санааг нэгтгэн бичсэн өгүүллийг Эйнштэйнд илгээжээ. Ямар нэгэн эргэлзээ байсан эсэх нь тодорхойгүй ч өгүүлэл 2 жилийн дараа л хэвлэгдсэн байна. Гэхдээ орон зайн нэмэлт хэмжээсийн тухай санаа Эйнштэйнд таалагджээ.
Харьцангуйн онолоор хүндийн хүч нь 4 хэмжээсийн муруйлтаас хэтрэхгүй. Калуза үүний адил цахилгаан соронзон хүч ч бас орон зайн хэмжээсийн муруйлтын үр дүн биш биз хэмээн таамаглажээ. Хэрэв тийм бол муруйлт үүсгэх хэмжээс хэрэгтэй болно. Тэр нь орон зайд нуугдсан өөр нэгэн хэмжээс байх ёстой гэж үзэв. Шонгуудын хооронд татсан цахилгааны утсыг холоос харвал нэг хэмжээст шулуун мэт харагдана. Харин утсан дээр яваа шоргоолжны нүдээр харвал шулуунаас гадна тойрог хэмээх нэмэлт хэмжээсийг харж чадна. Үүнтэй адил нэмэлт хэмжээс орон зайн хэмжээсүүд дотор нуугдаж байна хэмээн Калуза таамаглаж байжээ. Тэр нь атомоос хэдэн тэрбум дахин жижиг хэмжээтэй учир бидэнд харагдахгүй. Магадгүй орон зай 3 хэмжээстэй хэмээх ойлголт андуурал байж, орчлон илүү олон нуугдмал хэмжээстэй байж ч магадгүй юм.
Тэгвэл утасны онолд нэмэлт 6 хэмжээс шаардагдана. Нэмэлт хэмжээсүүд эмх замбараагүй, орооцолдсон хэлбэртэй байна. Өчүүхэн жижиг нэмэлт хэмжээсүүд бидний амьдралд ямар нөлөө үзүүлэх нь түүний хэлбэрээс хамаарна. Тэдгээр хэлбэрүүд нь орчлонг бүрдүүлэх анхдагч элемент болох утасны хөдөлгөөн болон чичиргээний хэлбэрийг шийднэ. Бидний оршин байгаа ертөнц нарийн тохируулга хийгдсэн техниктэй төстэй. Тохируулгуудыг ямар нэгэн тогтмол тоог баримталж хийсэн тул бидний мэдэх орчлон оршин тогтноно. Физикт одоогийн байдлаар атомын масс, хүндийн хүчний хэмжээ, цахилгаан соронзон хүч, хүчтэй болон сул хүч мэтийн ойролцоогоор 20 үндсэн тогтмол бий. Эдгээр нь орчлонгийн шинж чанарыг тодорхойлж байдаг. Тэгвэл тохируулгыг бага зэрэг өөрчлөхөд л асар их төвөгтэй байдал үүснэ. Цахилгаан соронзон хүчийг маш бага хэмжээгээр нэмэгдүүлэхэд л одны цөмийн урвал зогсоно. Улмаар нар болон одод алга болж бидний мэдэх ертөнц мөхнө. Тэгвэл тогтмолын утгыг юу шийддэг вэ. Утасны онол, түүний нэмэлт хэмжээсүүд хариултыг хэлж өгч байна. Нэг утасны чичирхийлэл фотоныг үүсгэх бол өөр нэгэн утасны чичирхийлэл электроныг үүсгэнэ. Хэрэв энэ үнэн бол нэмэлт хэмжээсүүд орчлонгийн тогтмолуудыг шийдэж, утаснуудаар тоглогдох аварга симфонийг үүсгэдэг байж таарна.
.gif)
1980-аад оны дунд үеэс утасны онолд ихээхэн дэвшил гарсан юм. Олон эрдэмтэн нэгэн зэрэг энэ салбарт орсны үр дүнд утасны онолын таван ч хувилбар бий болов. Тэдгээр нь нэмэлт хэмжээсүүдийг агуулдагаараа төстэй боловч өөр хоорондоо ялгарна. Утасны хэлбэр хувилбараас хамааран өөр өөр, цагираг гогцоо мэт нэг нь байхад нөгөө нь түүнийг хэрчиж хуваасан мэт байна. Зарим хувилбар бүр 26 нэмэлт хэмжээс шаардана. Энэ байдал ингэхэд аль нь орчлон ертөнцөд хүчин төгөлдөр үнэн зөв онол вэ хэмээн эргэлзэхэд хүргэнэ. Цорын ганц нэгдмэл онол бүтээхийг хүсч байсан эрдэмтэд 5 өөр онолтой болов. Өнөөдөр 5 хувилбар бүтээгдсэн бол маргааш 20-ыг ч бүтээж магад. Магадгүй бүхнийг эхнээс нь дахин эхлэх шаардлагатай юу гэх мэтчилэн утасны онол шинэ саадтай учраад байна. Утасны онол нэгдмэл онол хэмээн батлагдаж чадах уу, эсвэл утгагүй хоосон зүйлд тооцогдож мартагдах уу гэдэг асуулт нээлттэй хэвээр байна.
Одон орон, Физик
ганцхан сэтгэгдэл:
ЗУРАГТЫН ДАРАА НЬ ХАМГИЙН ХЭРЭГТЭЙ УТАС БАЙСАН ГЭЖ БОДДОГ БАЙСАН.
Сэтгэгдэл үлдээх