უხილავი სამყარო: ნაწილი 2 — ფარული ენერგია

პირველ ნაწილში საუბარი გვქონდა ფარულ მასაზე, ახლა კი ფარულ ენერგიას შევეხებით. ვისაუბრებთ იმაზე, თუ რა ვიცით მის შესახებ, უფრო სწორად, რა არ ვიცით, რადგანაც ჩვენთვის ის სრულიად უცნობია. 1998 წლამდე – სულ რაღაც 13 წლის წინ – “ფარული ენერგიის” ცნება არც არსებობდა. შემდგომ, დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ჩვენი სამყარო აჩქარებით ფართოვდება. ამის ასახსნელად ფარული ენერგიის შემოღება გახდა საჭირო. ითვლება, რომ კოსმოსის 70% ამ ენერგიისგან შედგება, ოღონდ რა არის ის, ჯერჯერობით დაუდგენელია. 

მეოცე საუკუნის დასაწყისში მეცნიერები (მათ შორის ალბერტ აინშტაინიც), გარკვეული ფილოსოფიური მოსაზრებებიდან გამომდინარე, თვლიდნენ, რომ სამყარო უნდა ყოფილიყო სფერული ფორმის და სტაციონარული, ანუ უცვლელი. ცვლილება მხოლოდ მის შემადგენელ ნაწილებს ეხებოდა – ვარსკვლავებს, პლანეტებს, გაზ-მტვროვან ღრუბლებს. თუ სამყარო სასრულია, ადრე თუ გვიან ყველა სხეული მიზიდულობის გამო ერთმანეთს დაეცემა, რაც სტაციონარულობას ეწინააღმდეგება. ამიტომაც ალბერტ აინშტაინმა თავის ზოგადი ფარდობითობის თეორიაში გრავიტაციის გასაწონასწორებლად ე.წ. კოსმოლოგიური კონსტანტა შემოიტანა (აღინიშნება ბერძნული ასოთი ლამბდა – λ). 
 
1920-იანი წლების მიწურულს, ედმუნდ ჰაბლმა აღმოაჩინა, რომ გალაქტიკები ერთმანეთს გაურბიან. ეს ნიშნავდა, რომ წარმოდგენა სამყაროს სტაციონარულობაზე მცდარი იყო. უნდა ითქვას, რომ მხოლოდ აბსტრაქტულ ფილოსოფიურ მოსაზრებებზე დაყრდნობილი ჰიპოთეზა ძალზე იშვიათად ამართლებს, ხოლო რაც ამართლებს, ის უბრალოდ დამთხვევაა. ჰაბლის დაკვირვებებიდან გამომდინარეობდა, რომ სამყარო თანაბარი სიჩქარით ფართოვდება (რომელიც ჰაბლის მუდმივის სახელწოდებითაა ცნობილი). კოსმოსის ეს „გაბერვა” დიდი აფეთქების საწყისი ბიძგის შედეგი
იყო. ამ აღმოჩენის გამო, აინშტაინმა უარი თქვა კოსმოლოგიურ კონსტანტაზე და მას თავისი უდიდესი შეცდომა უწოდა. 
 
გავიდა თითქმის 70 წელი და 1998 წელს Ia ტიპის ზეახალ ვარსკვლავებზე დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ სამყარო არა თანაბარი სიჩქარით, არამედ სულ უფრო მზარდი ტემპით ფართოვდება. Ia ტიპის ზეახლები წარმოადგენს ორმაგ ვარსკვლავთა სისტემას, რომელშიც ერთი ჩვეულებრივი ვარსკვლავია, ხოლო მეორე – თეთრი ჯუჯა (მზის მასის და დედამიწის ზომის მქონე ვარსკვლავი) და ისინი ერთმანეთის გარშემო ბრუნავენ – წარმოიდგინეთ, ერთი მზის ნაცვლად ორი რომ გვქონოდა. ამ სისტემაში ნივთიერება პირველიდან მეორეში გადაედინება. როდესაც თეთრი ჯუჯის მასა იმდენად გაიზრდება, რომ გარკვეულ კრიტიკულ სიდიდეს მიაღწევს, ის ფეთქდება და კოლოსალურ ენერგიას გამოყოფს. ასეთი ზეახლები თითქმის ყველა გალაქტიკაშია და სიკაშკაშით ზოგჯერ შეიძლება თავად გალაქტიკა დაჩრდილოს. ყველა ჯუჯის მასა და სიკაშკაშე აფეთქებისას ერთნაირია, ამიტომ რაც უფრო შორსაა ის, მით უფრო მკრთალი ჩანს, მანძილის კვადრატის უკუპროპორციულად. ამ თვისების გამო Ia ტიპის ზეახლებს ასტრონომიაში მანძილის საზომად იყენებენ და მათ „სტანდარტულ სანთლებს” უწოდებენ.  თუ დაკვირვებებიდან ასეთი ვარსკვლავის სიკაშკაშე ვიცით, შეგვიძლია იმ გალაქტიკამდე – სადაც ის იმყოფება – მანძილიც განვსაზღვროთ.
 
ამას გარდა, ზეახლის სპექტრის საშუალებით, შეგვიძლია გავზომოთ მისი სიჩქარე მხედველობის სხივის გასწვრივ. დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ შორეულ გალაქტიკებში მყოფი ვარსკვლავები უფრო სწრაფად გარბიან ჩვენგან. სხვადასხვა მანძილებზე მყოფ გალაქტიკებში Ia ტიპის ზეახლების სიკაშკაშისა და სიჩქარის შესწავლით ასტრონომებს შეუძლიათ შეაფასონ, თუ როგორ ფართოვდებოდა სამყარო სხვადასხვა დროს.
თუ სამყარო ერთნაირი სიჩქარით ფართოვდება, მაშინ ზეახლის სიკაშკაშე და სიჩქარე ერთნაირად უნდა იცვლებოდეს. მაგრამ დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ უფრო შორი ზეახლები მოსალოდნელზე უფრო მკრთალები იყვნენ, რაც იმაზე მიუთითებდა, რომ სამყარო ადრე ახლანდელზე უფრო ნელა ფართოვდებოდა.
 
ასეთ შედეგს არავინ ელოდა. ასტრონომები თვლიდნენ, რომ სამყაროში მასათა შორის მიზიდულობის გამო გაფართოება უნდა შენელებულიყო. მაგრამ დაკვირვებები ჯიუტად უარყოფდა ამ ერთი შეხედვით ლოგიკურ მოსაზრებას. 
 
სრულიად გაუგებარი იყო, რას უნდა გამოეწვია დაჩქარებული გაფართოება. როგორც ჩანს, რაღაც მოქმედებს მიზიდულობის საწინააღმდეგო მიმართულებით. მას ფარული ენერგია დაარქვეს. აქ კვლავ გაიხსენეს კოსმოლოგიური კონსტანტა – სიდიდე, რომელიც აინშტაინმა „უდიდეს შეცდომად” აღიარა და რომელიც თავის დროზე უარყვეს. აღმოჩნდა, რომ შეცდომის აღიარება თავად იყო შეცდომა. საინტერესოა, რომ მეცნიერება თითქმის მთლიანად შეცდომების სერიებისგან შედგება. ძალზე ხშირად სწორედ მათ მივყავართ მეცნიერულ ჭეშმარიტებამდე. თუმცა ეს არ უნდა გავიგოთ ისე, თითქოს ყველა მათგანს მივყავდეთ სწორ პასუხამდე და ნებისმიერ მოსაზრებას მეცნიერული შეიძლება დაერქვას. 
 
კოსმოლოგიური კონსტანტის ბუნება გაურკვეველია. ეს შეიძლება იყოს სივრცის თვისება. ცარიელი სივრცე – ვაკუუმი – არ არის „არაფერი”, მასში ინახება ენერგია, რომელიც გრავიტაციის საწინააღმდეგოდ მოქმედებს. 
 
ფარული ენერგიის ბუნების შესახებ განსხვავებული მოსაზრებაც არსებობს. ამჯერად სხვა უარყოფილი და დავიწყებული ტერმინი გაიხსენეს – კვინტესენცია, რაც ლათინურად  „მეხუთე ელემენტს” (quinta essentia) ნიშნავს. ძველი ბერძენი ფილოსოფოსების წარმოდგენით, სამყარო ოთხ ელემენტთან ერთად – მიწა, წყალი, ჰაერი და ცეცხლი – შედგებოდა მეხუთე ელემენტის – ეთერისგან, რომელიც დედამიწის მიღმა სივრცეს ავსებდა. თანამედროვე გაგებით, კვინტესენცია არის უარყოფითი გრავიტაციული მასის მქონე სუბსტანცია, რომელიც მთელს სამყაროს მოიცავს. 
 
თანამედროვე გაგებით, კვინტესენცია არის უარყოფითი გრავიტაციული მასის მქონე სუბსტანცია, რომელიც მთელს სამყაროს მოიცავს.
საინტერესოა, როგორ ცოცხლდება ხოლმე ძველი, უარყოფილი და მივიწყებული ტერმინები ახალი მოვლენებისა და საიდუმლოებების ასახსნელად. ასე იყო ატომის შემთხვევაში, რომელიც პირველად ძველმა ბერძენმა ფილოსოფოსმა დემოკრიტემ ახსენა, თუმცა ეს უმცირესი ნაწილაკი მხოლოდ მეცხრამეტე საუკუნეში აღმოაჩინეს. ახლა უკვე კვინტესენციაც „გააცოცხლეს”. თუმცა უნდა ითქვას, რომ ძველი ტერმინების თანამედროვე შინაარსი ძირეულად განსხვავდება მათი თავდაპირველი მნიშვნელობისაგან. ტერმინების გაცოცხლება სულაც არ ნიშნავს მათი მატარებელი ძველი ცნებების აღორძინებას. თანამედროვე გაგებით კვინტესენციას არაფერი აქვს საერთო მის ანტიკურ „სეხნიასთან”, გარდა იმ თვისებისა, რომ ისინი სამყაროს ავსებენ. 
 
ფარულ ენერგიაზე კოსმოსური მიკროტალღური გამოსხივების ანალიზიც მიუთითებს. ის გვიჩვენებს, რომ, აინშტაინის მოსაზრებისგან განსხვავებით, სამყარო არა სფერული, არამედ ბრტყელია. ამ სიბრტყელეს ჩვეულებრივი და ფარული მასები ვერ უზრუნველყოფს და ესეც მოითხოვს ფარული ენერგიის არსებობას.
 
ცოტა ხნის წინ ჩვენ გვეგონა, რომ კოსმოსი უმეტესწილად ცნობილი და გასაგები იყო. აღმოჩნდა, რომ სამყაროს უდიდესი ნაწილი უხილავია ჩვენთვის და მისი საიდუმლოება ამოხსნას ელის.

კომენტარები