Nazariy jihatdan koinot istalgan shakl va o'lchamda bo'lishi mumkin. Ammo fiziklar odatda uchta asosiy modelni ko'rib chiqadi: kengayuvchi, qisqaruvchi va o'zgarmas koinot. Ulardan eng qiyini — kengayuvchi koinot. Va aynan shu model bizning haqiqiy olamimizga to'g'ri keladi.

Uch xil koinot shakli

1915-yilda Albert Eynshteyn umumiy nisbiylik nazariyasini yaratdi. Unga ko'ra makon va vaqt bir-biri bilan uzviy bog'liq. Koinot moddaga to'la bo'lsa, tortishish kuchi makonni qisqartiradi. Qorong'u energiya — yoki Eynshteyn davrida "kosmologik konstanta" deb atalgan narsa — yetarlicha bo'lsa, makon kengayadi. Eynshteyn o'zi koinot abadiy va o'zgarmas bo'lishi kerak deb ishongan.

Ammo gollandiyalik fizik Villem de Sitter boshqacharoq o'yladi. U nisbiylikning tabiiy natijasi sifatida koinotning o'zgarishi mumkinligini anglab yetdi. 1916-17-yillarda u uchta maqola nashr etdi. De Sitter moddadan bo'sh, ammo kosmologik konstantali koinot faqat uchta shakldan birini olishi mumkinligini ko'rsatdi: tekis, musbat egri yoki manfiy egri.

Kosmologik konstanta musbat bo'lsa — de Sitter makoni. Manfiy bo'lsa — anti-de Sitter makoni. Nol bo'lsa — tekis makon. Koinotingiz qaysi shaklda ekanini ikki nuqtaning vaqt o'tishi bilan qanday o'zgarishini kuzatib bilish mumkin: shishirilgan sharday kengaysa — musbat egri, deflatsiya bo'lsa — manfiy egri.

De Sitter makoni: chegara yo'q

Musbat egri de Sitter makoni eksponent tezlikda kengayadi. Agar siz de Sitter makonida yashayotgan kuzatuvchi bo'lsangiz, bu kengayish atrofingizda bir gorizont hosil qiladi — undan narigi hududlar bilan muloqot qilish imkonsiz. Kimgadir xabar yuborsangiz, kengayuvchi makon uni hech qachon manzilga yetkazmaydi. Nyu-York universitetidan nazariy fizik Monika Pate buni shunday izohlaydi: "Makon shu qadar tez kengayadiki, agar abadiy kutсangiz ham, hech qachon ko'ra olmaydigan makont qismlari bor."

Anti-de Sitter makoni esa aksincha — qutiga o'xshaydi. Bu qutining chegarasiga faqat yorug'lik yetib borishi mumkin, ammo u anti-de Sitter koinotini rasm ramkasi kabi o'rab oladi. Hamma narsa markazga tortiladi. Xabar yuborsangiz yoki tosh otсangiz — u oxir-oqibat sizga qaytib keladi. "Bu hamma joyda bir xil — bir tekis bo'lmasa ham doimiy — tortishish kuchi sifatida tasavvur qilish mumkin" — deydi Pate.

Biz bu idealdan birida yashamaymiz — bizning koinotimizda moda ham, qorong'u energiya ham muvozanatsiz miqdorda mavjud. Ammo koinotimiz o'tmishda — inflyatsiya deb ataladigan tez kengayish davrida — de Sitter makoniga juda o'xshagan. Keyin modda va yorug'lik tufayli tekisroq bo'ldi. Hozir esa makon kengayishda davom etar ekan va modda siyraklashmoqda — koinot yana de Sitter makoniga o'xshab bormoqda. San-Diego Kaliforniya universitetidan kosmolog Daniel Grin: "Odamlar oxir-oqibat biz sof de Sitter makonida, yoki unga o'xshash joyda uzoq vaqt yashaydi deb o'ylashadi."

Kvant mexanikasi va de Sitter muammosi

Kvant mexanikasida aniqlik yo'q. Tasodifiy kvant tebranishlari tufayli zarrachaning qayerda ekanligini yoki kichik hududda nechta zarracha borligini aniq bilish imkonsiz. Ammo biz koinotning makroskopik ko'rinishini tushunish uchun ana shu eng kichik bo'laklarni o'rganishimiz kerak. Qanchalik aniq o'lchash istasangiz, shunchalik ko'p energiya kerak — kvant tebranishlarini yengib o'tish uchun. Shuning uchun fiziklar millar uzunlikdagi zarrachalar tezlatgichlarini quradilar.

Ammo bir o'lchash uchun ishlatish mumkin bo'lgan energiyaning ham chegarasi bor. Kichik makonга haddan ortiq energiya qo'ysangiz — qora tuynuk hosil bo'ladi. Tekis makonda fiziklar bu muammoni o'lchov qurilmalarini kvant tebranishlaridan himoya qilish uchun juda uzoq masofadan o'lchab hal qilishadi. Anti-de Sitter makonida esa yanada oson — kvant tebranishlari quti shaklidagi koinotning chegarasida nolga tushadi, shuning uchun chegarada tajriba o'rnatib, mukammal o'lchovlar olish mumkin.

De Sitter makonida esa bu usullarning hech biri ishlamaydi. Zarrachalardan qanchalik uzoqlashmasin, kvant tebranishlari kamaymasligi muammoning asosini tashkil etadi. Grin shunday deydi: "Tortishish kuchi kvant darajasida hamma joyda tebranib turadi. Va undan himoyalanish uchun hech qanday joy yo'q." Chegaraga chiqib tajriba o'tkazish imkonsiz bo'lgani uchun de Sitter makonidagi kuzatuvchi doim o'z tajribasining ichida qolib ketgandek — o'lchov qurilmasini uning o'zi ham o'lchanayotgan tizimdan ajratib bo'lmaydi.

"Kvant mexanikasining butun mexanizmi shunday g'oyaga asoslanganki, kvant tizimi bor va keyin uni o'lchaydigan katta, ulkan eksperimentchi keladi" — deydi Grin. "De Sitter makonida esa kvant tizimi va kuzatuvchi orasida chegara yo'q — bu holda butun mexanizm ishdan chiqadi."

Energiya saqlanmaydi, zarrachalar parchalanadi

De Sitter makonidagi muammolar shu bilan tugamaydi. Kengayuvchi koinotda fiziklar intuitsiyasining ko'p qismi ishlamay qoladi. Masalan, energiya saqlanmaydi. Lozannadagi Shveytsariya Federal Texnologiya Institutidan Joao Penedones shunday deydi: "Kengayish so'zma-so'z energiyani uzatib, koinotni o'zgartiradi."

Hatto zarracha tushunchasi ham o'zgaradi. Biz odatda zarrachani ma'lum joylashuvga ega va makonda harakat qiluvchi ob'ekt sifatida tasavvur qilamiz. Penedonesning sobiq magistratura talabasi, hozir Turin universitetida ishlayotgan Manuel Lopарко shunday deydi: "De Sitter makonida bunday narsa yo'q." De Sitter makonidagi doimiy energiya kirib kelishi zarrachani oxir-oqibat tarqalib ketishiga yoki parchalanishiga olib keladi.

2025-yil may oyida Penedones va Loparko oddiy savol berishdi: eksponent kengayuvchi makonida foton — yorug'lik zarrachasi — qanday ko'rinadi? Ehtiyotkorlik bilan o'tkazilgan matematik hisob-kitoblar ularni hayratda qoldirdi. Massasiz bo'lgan fotonlar de Sitter makonida massali zarrachalardan tashkil topishi mumkin ekan. Bu g'alati oqibatlarga olib keladi: agar fotonlar massaga ega bo'lsa, ular o'z-o'zidan moddalarga parchalanishi mumkin — bu moddalar esa qaytadan yorug'likka aylanishi mumkin. "Biz hali bularning jismoniy oqibatlarini tushunishga harakat qilyapmiz" — deydi Penedones.

Qora tuynuklardan o'rganish

De Sitter makonini tushunishga urinayotgan fiziklar kutilmagan manbadan ilhom olmoqda: qora tuynuklar. Qora tuynuklar — yorug'lik ham qochib chiqa olmaydigan o'ta zich ob'ektlar. Ularning ichini jismonan o'rganish mumkin bo'lmasa-da, fiziklar nazariy jihatdan katta yutuqlarga erishdi — ayniqsa "golografiya" tushunchasi bilan.

Golografiya g'oyasiga ko'ra qora tuynukning ikki o'lchamli yuzasi uning ichidagi uch o'lchamli makondagi hamma narsa haqida ma'lumot saqlaydi. Fiziklar qora tuynuk hajmini gologramm kabi ko'rinishsiz deb hisoblashadi. So'nggi yillarda esa fiziklar qora tuynuklar va de Sitter makoni o'rtasida hayratlanarli o'xshashliklar borligini payqadi.

Qora tuynuk atrofida yorug'lik tortishish kuchini yengib o'ta olmaydigan hudud "gorizont" deb ataladi. De Sitter makonida ham kuzatuvchi atrofida gorizont hosil bo'ladi — makon juda tez kengayganidan ma'lum masofadan u tomonga yorug'lik yetib kela olmaydi. Agar koinotimiz abadiy kengayishda davom etsa, biz qora tuynukda qolgandek bo'lamiz — de Sitter gorizontidan naridagi hamma narsa abadiy yetib bo'lmas bo'lib qoladi.

Stanford universitetidan fizik Tom Hartman shunday deydi: "Biz qora tuynuk kosmologiyasini kvant effektlari va kosmologiyani tushunish uchun "isitish mashqi" sifatida ko'ramiz. Shuning uchun qora tuynuklarda yangi narsalar topganda, orqaga qaytib so'raymiz: buni de Sitter makoniga qo'llay olamizmi?"

Muammo: bir gorizont yo ko'p gorizont?

Hozircha Hartman va boshqalar qora tuynuklardagi yutuqlarni de Sitter makoniga qo'llashga uringanida natijalar mantiqli chiqmaydi. Qora tuynukda bitta gorizont bo'ladi. De Sitter makonida esa har bir kuzatuvchi atrofida alohida gorizont bor — ya'ni ko'plab gorizontlar mavjud. Hisob-kitoblarni "bog'lab turadigan" yagona chegara bo'lmaydi.

Hartman buni shunday ta'riflaydi: "Unda bo'shlik bor. De Sitter makonining kvant nazariyasini formulalashtirishga urinсangiz, u hech qanday holat saqlashni xohlamaydigan bir narsa." Bu esa biz kuzatadigan olamga — kvant zarrachalariga to'la va tobora de Sitter makoniga o'xshab borayotgan olamga — aniq zid. "Eng ehtimoliy javob shuki, biz o'sha hisob-kitobni noto'g'ri talqin qilyapmiz" — deydi Grin.

Oldinda nima bor?

Penedones o'z so'zlari bilan de Sitter makonini o'rganishning ahamiyatini shunday ifodalaydi: "De Sitter sizga tekis makonda rivojlantirgan intuitsiyangiz barcha makonlarda ham to'g'ri emas ekanini aytadi. Shuning uchun ba'zi narsalarni de Sitter makonida qilish foydali — oldindan shakllanib qolgan munosabatlardan xalos bo'lish uchun."

Loparko esa bu soha hali ko'p kashfiyotlarga tayyor ekanligini ta'kidlaydi: "Bu haqiqatan ham biz terayotgan oson meva." Golografiya bir kuni de Sitter makoniga ham qo'llaniladi va kvant tortishishi haqidagi eng katta savollarimizga javob beradi degan umid mavjud. Fiziklar mana shu umid bilan olg'a yurmoqda.

Manba: Quanta Magazine — "In Expanding de Sitter Space, Quantum Mechanics Gets Even More Elusive", muallif: Shalma Wegsman (30-mart, 2026). Maqola o'zbek tiliga moslashtirilgan va qayta ishlangan.