Torlar nazariyasi nihoyat qorong'u energiyali koinotni tasvirlay oldi

1998-yilda astronomlar koinot tezlashib kengayib borayotganini kashf etdi — bu kengayishning sababi "qorong'u energiya" deb ataldi. Bu ajoyib kashfiyot bilan birga yashirin muammo ham keldi: u torlar nazariyasini — fizikaning eng ambitsiyali birlashtiruvchi nazariyasini — chuqur inqirozga solib qo'ydi. Endi, taxminan 27 yil o'tib, ikki fizik bu muammoni hal qilishga eng yaqin qadam qo'ydi.

Muammo: torlar nazariyasi va qorong'u energiya mos kelmaydi

Torlar nazariyasi — barcha zarrachalar va kuchlarni birlashtirishga urinuvchi eng mashhur nazariy fizika modeli — o'n o'lchamli koinotda ishlaydi. Ammo uning eng yaxshi tushunilgan modellari faqat manfiy yoki nol energiyali koinotlarni tasvirlaydi. Bizning koinotimiz esa "musbat" qorong'u energiyaga ega — va bu energiya koinotni tezlashib kengayishga undaydi. Fizikada bu "de Sitter geometriyasi" deyiladi.

Torlar nazariyasi esa ko'proq "anti-de Sitter geometriyasi" — manfiy energiyali, qisqaruvchi koinot — da ishlaydi. Bu nazariya bizning olamimizni tasvirlay olmasligini anglatadi. KU Leuven universitetidan Tomas Van Riet bu muammoning jiddiyligini quyidagicha ifodalaydi: "Bu torlar nazariyasiga yo'naltirilgan tanqidlarning eng og'iri edi — u amalda faqat biz yashamaydigan koinotlarni tasvirlaydi."

Yangi yechim: Kasimir effekti va qo'shimcha o'lchamlar

Madridning Nazariy Fizika institutidan Bruno Bento va Miguel Montero bu muammoni hal qilishda kutilmagan manbadan ilhom oldi: 75 yil avval bashorat qilingan va "Kasimir effekti" deb ataladigan kvant hodisasidan.

1948-yilda gollandiyalik fizik Hendrik Kasimir ikkita o'tkazgich plita orasidagi tor makonni o'rgandi. Bu makonchada barcha kvant maydonlari paydo bo'la olmaydi — uzun to'lqinlar "kesib tashlanadi". Bu plitalar ichidagi energiya zichligini tashqarisiga qaraganda pastroq qiladi va plitalarni bir-biriga tortuvchi kuch hosil qiladi.

Bento va Montero bu g'oyani torlar nazariyasidagi "kompaktifikatsiya" jarayoniga tatbiq qildi. Kompaktifikatsiya — torlar nazariyasining o'n o'lchamli fizikasini biz yashaydigan to'rt o'lchamli olamga qisqartirish jarayoni. Bu jarayonda qo'shimcha oltita o'lcham shu qadar kichrayib, o'ziga buraladi — "manifold" deb ataladigan geometrik shakl hosil qiladi. Bu manifold ichidagi makon Kasimir plitalari orasidagi makonga o'xshaydi — kvant tebranishlari cheklanadi va Kasimir kuchiga o'xshash kuch hosil bo'ladi. Bento va Montero bu kuchni torlar nazariyasidagi "flukslar" — qo'shimcha o'lchamlar orqali o'tuvchi maydon chiziqlari — bilan muvozanatga keltirdi va musbat, kichik qiymatga ega qorong'u energiyani hisobladi.

Natija: birinchi aniq de Sitter yechim

Bento va Montero hisoblagan qorong'u energiya qiymati — Plank birliklarida 10⁻¹⁵ — hali haqiqiy qiymatdan (10⁻¹²⁰) juda uzoq. Ammo bu yo'nalish to'g'ri ekanligini ko'rsatadi. Montero shunday deydi: "Bu aniq yechim — ya'ni biz sizga har bir tafsilotni va ularning qanday mos kelishini ayta olamiz. Boshqa fiziklarga modelni bersangiz, ular istalgan kuzatilishi mumkin bo'lgan kattalikni aniqlik bilan hisoblaya oladi."

Van Riet buni tarixiy ahamiyat bilan ta'riflaydi: "Bu torlar nazariyasidan de Sitter makonining birinchi aniq namunasidir." Nottingem universitetidan Antonio Padilla esa qo'shadi: "Ular torlar nazariyasida aniq de Sitter yechimlarini topish uchun yangi chegara ochdi."

Bento va Montero yechimini nashr etganidan ko'p o'tmay, Padua universitetidan Gianguido Dall'Agata va Fabio Zvirner ham o'xshash yondashuvdan foydalanib, Kasimir effektining qorong'u energiya hosil qilishini mustaqil ravishda tasdiqladi. Ikkita guruhning natijalari o'zaro mos keldi — bu umumiy g'oyaning ishonchliligini oshirdi.

Qorong'u energiya o'zgaruvchanmi?

Bento va Montero yechimining qiziqarli bir xususiyati bor: ularning qorong'u energiyasi musbat bo'lsa-da, vaqt o'tishi bilan zaiflashadi. Bu "beqaror de Sitter yechimi" deyiladi — qorong'u energiya barqarorligi Hubble vaqti — ya'ni koinot yoshi, taxminan 14 milliard yil — dan uzoq davom etmaydi.

Ko'p yillar davomida kuzatuvlar koinotda qorong'u energiya miqdori o'zgarmas ekanligini ko'rsatib keldi — bu Eynshteynning "kosmologik konstantasi" g'oyasiga mos edi. Ammo 2024-yilda Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) loyihasi qorong'u energiyaning zaiflashib borayotganiga doir dastlabki dalillarni taqdim etdi va 2025-yilda bu topilmalar kuchaytirilib tasdiqlandi. Montero shunday deydi: "Agar bu natijalar o'z o'rnida qolsa, ular kosmologik konstanta haqiqatan ham o'zgarmasmas emasligiga ishora qilyapti — va bu bizning yechimimiz bilan to'liq mos keladi."

Muammo: besh o'lcham, to'rt emas

Yechimning asosiy kamchiligi: Bento va Montero M-nazariyasidan — "barcha torlar nazariyalarining onasi" deb ataladigan, 11 o'lchamli fizikadan — boshladilar. Manifoldga oltita qo'shimcha o'lchamni joylashtirgandan so'ng, ularning koinoti to'rt o'lchamli emas, balki besh o'lchamli bo'lib qoldi. Biz esa to'rt o'lchamli olamda yashaymiz — uch fazoviy va bitta vaqt o'lchami.

Bu kichik farq emas — va Bento buni ochiqchasiga tan oladi: "Agar to'rt o'lchamli yechimni topa olmasak, bizning ishimiz yakuniy javob bo'la olmaydi." Shu bilan birga, Fransiyaning Milliy Ilmiy Tadqiqotlar Markazidan David Andriot ehtiyotkorlik bilan umidvor: "Umid qilamanki, ular to'rt o'lchamda ham ishlasin. Ammo o'n yillar davomida torlar nazariyotchilari duch kelgan son-sanoqsiz qiyinchiliklarni hisobga olsak, bu yo'lda yana bir nechta to'siq bo'lishi meni hayratga solmaydi."

Yangi davr boshlanishi

Bu ish hali yakunlanmagan. Ammo u torlar nazariyasi va haqiqiy koinot o'rtasidagi eng katta tafovutlardan birini — qorong'u energiya muammosini — hal qilishga birinchi marta aniq va hisoblashga qodir yechim taklif etdi. Bu ilgari faqat spekulyatsiya bo'lib kelgan sohaga aniqlik va hisob-kitob qilish imkoniyatini olib keldi.

Agar Bento va Montero yoki ularning izidan boradigan boshqa fiziklar to'rt o'lchamli yechimni topishga muvaffaq bo'lsa, bu torlar nazariyasi tarixidagi eng muhim qadam bo'lishi mumkin — nazariya nihoyat biz yashaydigan koinotni tasvirlay oladi.

Manba: Quanta Magazine — "String Theory Can Now Describe a Universe That Has Dark Energy", muallif: Steve Nadis (14-yanvar, 2026). Maqola o'zbek tiliga moslashtirilgan va qayta ishlangan.