Մանե Հակոբյան

20-րդ դարի սկզբին ֆիզիկայում երկու խոշոր հայտնագործություններ կատարվեցին` Ալբերտ Էյնշտեյնն ստեղծեց հարաբերականության հատուկ և ընդհանուր տեսությունները (այս երկուսից երկրորդը նաև կոչվում է գրավիտացիայի տեսություն, ինչը հարաբերականության ընդհանուր տեսության հոմանիշ է), մյուսը՝ քվանտային ֆիզիկան, որը ձևակերպվեց Վերներ Հայզենբերգի ու Էրվին Շրյոդինգերի կողմից, իսկ դրա սկզբնավորումը սերտորեն կապված է Մաքս Պլանկի, Ալբերտ Էյնշտեյնի ու Նիլս Բորի անունների հետ։

Քվանտային ֆիզիկայի հիմնական արդյունքներից մեկն այն է, որ էներգիան ճառագայթվում և կլանվում է բաժիններով՝ քվանտներով, և ըստ այդմ ֆիզիկական համակարգերի էներգիական մակարդակները և մի շարք այլ պարամետրեր ոչ թե անընդհատ են փոխվում, այլ ընդունում են ընդհատ (դիսկրետ) արժեքներ։

Աշխարհի դասական` Նյուտոնյան նկարագրությանը փոխարինման եկան քվանտային պատկերացումները։ Ենթադրվեց, որ ցանկացած ֆիզիկական տեսություն պետք է քվանտացվի։ Առաջինը մեխանիկան միավորվեց քվանտային տեսության հետ ու դարձավ միասնական քվանտային մեխանիկա, ապա` էլեկտրամագնիսականությունը, այսինքն կառուցվեց էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտային տեսություն, հետո` թույլ փոխազդեցությունը և ուժեղը, այս միավորումը կոչվեց Ստանդարտ Մոդել։ Սակայն գրավիտացիան չհաջողվեց միավորել մյուս փոխազդեցությունների հետ։ Այս հարցն առ այսօր մնացել է բաց. քվանտային տեսության և հարաբերականության ընդհանուր տեսության միավորումը հանդիսանում է ժամանակակից ֆիզիկայի գլխավոր խնդիրներից մեկը։ Դրա վրա աշխատել ու աշխատում են շատ ֆիզիկոսներ, Էյնշտեյնն այդպես էլ մահացավ այդ խնդրի վրա աշխատելով...

Սեպտեմբերի 24-ից 26-ը ԵՊՀ-ի Հյուրերի տանը տեղի ունեցավ միջազգային գիտաժողով՝ նվիրված սև խոռոչների ֆիզիկայի քվանտային հարցերին: Այն անցկացվեց ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի Տեսական ֆիզիկայի միջազգային կենտրոնի NET68 տարածաշրջանային ցանցի շրջանակում։ Հանդիպումը միջազգային բնույթ էր կրում։ Մասնակցում էին գիտնականներ Վրաստանից, Իրանից, Հնդկաստանից, Թուրքիայից, ԱՄՆ-ից, Բրաիզլիայից, Կորեայից, Ռուսաստանից, Թայլանդից, Չինաստանից:

Մասնակիցների թվում կային մեծ թվով հանրաճանաչ տեսաբան-ֆիզիկոսներ, օրինակ, Մոհամմադ Մեհդի Շեյխ-Ջաբբարին (ICTP, Տեսական ֆիզիկայի միջազգային կենտրոն, Տրիեստ, Իտալիա, Հիմնարար գիտությունների հետազոտությունների ինստիտուտ, Թեհրան, Իրան), Յան դե Բոերը (Ամստերդամի համալսարան, Հոլանդիա), Ֆինն Լարսենը (Միչիգանի համալսարան, Անն Արբոր, ԱՄՆ), Ռուբեն Մինասյանը (Սակլե, Ֆրանսիա), ինչպես նաև երիտասարդ հետազոտողներ տարբեր երկրներից` Մոնիկա Գուիկան (Փենսիլվանիայի համալսարան, Ֆիլադելֆիա, ԱՄՆ), Չեթան Կրիշնանը (Գիտության ինստիտուտ, Բանգալոր, Հնդկաստան) և շատ ուրիշներ:

Գիտաժողովի կազմակերպչական խմբի անդամներից՝ ֆիզմաթ. գիտ. թեկնածու Վահագն Եղիկյանի հետ հարցազրույցի արդյունքում ստացա գիտաժողովի վերաբերյալ շատ հարցերի պատասխաններ։

Վահագն, գիտաժողովը վերաբերում էր սև խոռոչներին։ Կասե՞ք, թե ինչ բան է դա։

Դա տարածության այնպիսի տիրույթ է, որտեղից դուրս գալ չի կարող ոչինչ, այդ թվում նաև լույսը։ Սև խոռոչը հանդիսանում է Էյնշտեյնի Հարաբերականության ընդհանուր տեսության տարօրինակ լուծում, այսինքն՝ այնպիսի լուծում, ըստ որի՝ գոյություն ունի, այսպես կոչված, իրադարձությունների հորիզոն՝ այնպիսի մի սահման, որից այն կողմ գտնվող որևէ մարմին չի կարող դուրս գալ այդ տիրույթից, այսինքն՝ այնտեղ գործում է գրավիտացիայի այնպիսի հզոր դաշտ, որ անգամ լույսի մասնիկները չեն կարող հեռանալ։

Նման օբյեկտներ տիեզերքում հայտնաբերվա՞ծ են։

Առայժմ այդպիսի օբյեկտների գոյության վերջնական ապացույցներ չկան։ Այդ օբյեկտներն ուղիղ տեսանելի չեն, նրանց գոյության մասին կարելի է դատել միայն կողմնակի ճանապարհով՝ օրինակ, ելնելով այն ազդեցությունից, որ այդ օբյեկտները գործում են իրենց շրջապատող տիեզերական այլ օբյեկտների վրա։

Որքա՞ն ժամանակ է, որ ֆիզիկոսներն ուսումնասիրում են այդ օբյեկտները։

1915 թվին Էյնշտեյնն ստեղծեց Հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը, որը շատ գեղեցիկ տեսություն է, իմ անձնական կարծիքով՝ ամենագեղեցիկը բոլոր տեսությունների մեջ, որից բխող կանխատեսումները շատ հետաքրքիր են բազմաթիվ առումներով։ Տեսությունն ստեղծվեց 1915-ին, բայց հետո բավական երկար ժամանակ ուշադրություն առանձնապես չէին դարձնում դրան, որովհետև, թեև տեսությունն իր տրամաբանությամբ շատ գեղեցիկ է, բայց հավասարումները բավական բարդ են. բացահայտ տեսքով գրելու դեպքում դա կզբաղեցնի մի քանի A4 էջ։ Բնականաբար, նման հավասարումների հետ աշխատելը շատ ծանր է։

Առաջին ճշգրիտ լուծումը ստացել է Կարլ Շվարցշիլդը 1916 թվին։ Այդ լուծմանը համաձայն՝ պարամետրերի (մարմնի զանգված/շառավիղ) որոշ արժեքների դեպքում, տարածության մեջ ձևավորվում է մի տիրույթ, որից դուրս գալ չի կարող ոչինչ՝ նույնիսկ լույսը։ Այդպիսի տիրույթներն ընդունված է անվանել սև խոռոչներ։ Այս տերմինը շրջանառության մեջ է մտել համեմատաբար ուշ` 1967 թ-ից։ Սև խոռոչի զբաղեցրած տարածական տիրույթի սահմանն ընդունված է անվանել իրադարձությունների հորիզոն, իսկ շառավիղը` գրավիտացիոն շառավիղ։ Տեսականորեն, սև խոռոչներ կարող են առաջանալ տարբեր սցենարներով, մասնավորապես` զանգվածեղ տիեզերական մարմինների (աստղեր, գալակտիկաների միջուկներ և այլն) սեղմման արդյունքում կամ մեծ էներգիաներով միջուկային ռեակցիաների արդյունքում։

Աստղագետները տարիներ շարունակ ասում են, որ շուտով կգտնեն անվիճելի ապացույցներ՝ այդ օբյեկտների գոյության վերաբերյալ, անընդհատ աճեցնում են դիտումների զգայունությունը, ֆիզիկոսները մեծացնում են չափումների ճշգրտությունը և կիրառվող էներգիաները, բայց առայժմ դեռևս սև խոռոչների գոյության վերջնական ապացույցներ չկան։ Այսինքն` 100 տոկոսանոց փաստեր չկան, բայց պետք է ասել, որ գտնվել են օբյեկտներ, որոնք իրենց հատկություններով շատ մոտ են սև խոռոչներին, նաև` վարկածներ կան, որ սև խոռոչներ կան գալակտիկաների կենտրոններում։

Իսկ ավելի նեղ առումով ինչի՞ն էր վերաբերում գիտաժողովը։

Ավելի նեղ առումով այն վերաբերում էր սև խոռոչների ֆիզիկայի քվանտային ասպեկտներին։

Ի՞նչ է նշանակում` քվանտային ասպեկտ, և ինչո՞վ է դա հետաքրքիր՝ հիմնարար գիտության տեսակետից։

Անցած դարի առաջին տասնամյակներից ֆիզիկայում սկսեցին ձևավորվել քվանտային պատկերացումները։ Ըստ դրանց, մասնավորապես, մի շարք ֆիզիկական պարամետրեր կարող են ընդունել միայն ընդհատ (դիսկրետ) արժեքներ։ Օրինակ՝ լույսն առաքվում է որոշ բաժիններով և կլանվում է նույնպես բաժիններով։ Այդ բաժինները կոչվում են քվանտներ, և այդ հատկությունից ելնելով՝ համապատասխան տեսությունը կոչվում է քվանտային ֆիզիկա։

Ապա, բնության մեջ հայտնի են չորս հիմնարար փոխազդեցություններ՝ գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական, ուժեղ և թույլ։ Այդ փոխազդեցություններից վերջին երեքի համար, որոնք, ի դեպ, հայտնաբերվել են ավելի ուշ, քան գրավիտացիան, այսօր կառուցված են քվանտային տեսություններ, սակայն քվանտային գրավիտացիայի հարցը դեռևս բաց է։

Այսպիսով՝ գիտաժողովն ընդհանուր առումով նվիրված էր սև խոռոչների ֆիզիկային, իսկ ավելի նեղ՝ սև խոռոչների ֆիզիկայի քվանտային առումներին։

Այո։

Հետո՞

Սև խոռոչները այս կոնտեքստում չափազանց հետաքրքիր օբյեկտներ են։ Այսինքն, թեև քվանտային գրավիտացիայի ամբողջական տեսությունն առայժմ ձևակերպված չէ, սակայն որոշակի դատողություններ, միևնույն է, կարելի է անել։ Սև խոռոչների համեմատաբար մեծ համաչափություններն էլ պարզեցնում են այդ գործը։ Մասնավորապես, սև խոռոչների հնարավոր քվանտային հատկությունների ուսումնասիրությունը կարող է օժանդակել ամբողջական գրավիտացիայի քվանտային տեսության կառուցմանը, ինչը շատ էական առաջընթաց կհանդիսանա տեսական ֆիզիկայի և, ընդհանրապես, բնության մասին մեր հիմնարար պատկերացումների տեսակետից։

Ինչո՞վ էր պայմանավորված այդ գիտաժողովի` Հայաստանում անցկացնելը։

Կա մի կազմակերպություն` ICTP - Տեսական ֆիզիկայի միջազգային կենտրոն` դա Եվրոպայի տեսական ֆիզիկայի կենտրոններից է։ Դրա ծրագիրն ուղղված է զարգացող երկրներում ֆիզիկայի զարգացմանը։ ICTP-ն ստեղծել է տարածաշրջանային գիտական ցանց, որի մեջ մտնում են Հայաստանը, Վրաստանը, Պարսկաստանը, Թուրքիան Մարոկկոն և Ուկրաինան։ Ցանցի կոորդինատորը Երևանի պետական համալսարանի մեր խմբի ղեկավար պրոֆեսոր Արմեն Ներսեսյանն է։ Կոնկրետ Հայաստանում սև խոռոչների հարցով զբաղվողները քիչ են, բայց, օրինակ, Իրանի Հիմնարար գիտությունների հետազոտությունների ինստիտուտի գիտաշխատողների մեջ շատերը կան, ու այդ գիտաժողովը պիտի անցկացվեր Պարսկաստանում, բայց հայտնի պատճառներով այնտեղ որևէ գումար փոխանցել հնարավոր չէր, վիզա ստանալ` նույնպես, այդ պատճառով Արմեն Ներսեսյանը՝ այս դրամաշնորհի ղեկավարը Հայաստանում, առաջարկեց, որ հանդիպումն անցկացվի Հայաստանում։ Դա, կարելի է ասել՝ «պարսկական» գիտաժողով էր :)

Ի՞նչ կասեք մասնակիցների և նրանց ներկայացրած աշխատանքների մասին։

Կային բավական բարձր մակարդակի զեկույցներ, և այլ կերպ հնարավոր էլ չէր, քանի որ շատ լուրջ գիտնականներ էին մասնակցում:

Ի՞նչ տվեց այս գիտաժողովը։

Մարդիկ կիսվեցին իրենց դատողություններով, ներկայացրին իրենց վերջին արդյունքները, թեկուզ` մանր, քննարկեցին՝ ի՞նչ անել հաջորդիվ։ Քանի որ, ինչպես ասվեց, գլխավոր խնդիրը՝ գրավիտացիայի քվանտային տեսությունը, կառուցված չէ, բոլորը փորձում են ինչ-որ բան անել, յուրաքանչյուրն իր հերթին՝ ինչ-որ մի կտոր, թե ինչպես կստացվի, ինչպես կլուծվի ապագայում, կամ կլուծվի՞ արդյոք, կանխագուշակել պարզապես անհանար է։

Գիտաժողովն ի՞նչ հետագա համագործակցություններ է ենթադրում։

Ինչպես ցանկացած գիտաժողով, սա նույնպես առիթ դարձավ գիտական տարաբնույթ նոր համագործակցությունների սկզբնավորման։ Անձամբ ես շատ ոգևորված եմ։ Իսֆահանի տեխոնլոգիական համալսարանի պրոֆեսոր Ֆարհանգ Լորանն ասաց, որ նոյեմբերին պիտի կրկին գա Հայաստան։ ԵՊՀ-ի ֆիզիկայի ֆակուլտետում անցկացվելու է քննարկումների սեղան, նա ասաց, որ ինքը մեծ հաճույքով մեզ համար դասախոսություններ կկարդա։ Հենց նման բաների համար էլ ստեղծված է նշված տարածաշրջանային ցանցը։ Արդեն սկսվել են ինչ-որ հարաբերություններ հաստատվել հարևանների հետ։ Պիտի շեշտեմ, որ պարսկական խումբը շատ բարձր մակարդակ ունի։

Դե ի՞նչ... նմանակելով Մեծ պոետին` Ողջո՛ւյն միջազգային գիտական հանրությանը, հաղթանա՛կ գործին ֆիզիկոսների։