Latiņas vienības

Kā zināms, mērvienības, kuras izmanto zinātne, parādījās diezgan nejauši. Piemēram, masas mērvienību gramu ieviesa francūži 1785.gadā un tika aprakstīts kā svara ekvivalents vienam no ūdens kubikcentimetriem. Izrādījās, ka ikdienas lietojumā tas ir ne pārāk ērts, tāpēc plašu izplatību ieguva kilograms, tas ir – tūkstotis gramu. Līdzīgā veidā parādījās temperatūru skala: 1742.gadā šveiciešu zinātnieks Anderss Celsijs piedāvāja uzskatīt par nulli ūdens vārīšanās temperatūru, bet 100 grādu līmeni – sasalšanas temperatūru; vēlāk astronoms Mortens Štermers “apgrieza” skalu piedāvājot to tādā veidā, kādā mēs to izmantojam šobrīd. Un tā tālāk.

XIX gadsimta beigās zinātnieki nonāca pie sapratnes, ka ir nepieciešams noteikt mērvienības, kuras nebūtu atkarīgas no cilvēku ērtībām un priekšrocībām, bet būtu pa tiešo saistītas ar fundamentālu fizisku mijiedarbību izpausmēm. 1899.gada maijā vācu fiziķis Makss Planks piedāvāja mērvienību sistēmu, kura bija pamatota uz pazīstamām konstantēm: gaismas ātruma, pastāvīgo gravitācijas un divām viņa noteiktām jaunām pastāvīgām siltuma izstarojamībām, kuras viņš apzīmēja kā a un b. Pie tam viņš paziņoja: “Mēs iegūstam iespēju noteikt garuma mērvienības, kuras nebūtu atkarīgas no kādu nebūt ķermeņu vai vielu izvēles un obligāti saglabātu savu nozīmi visiem laikiem un visām kultūrām, tajā skaitā arī ārpuszemes, un ne cilvēciskām”.

Vēlāk Planka sistēma tika pilnveidota, taču vienalga izrādījās izteikti neērta lietošanai, par cik nevienkāršoja esošās formulas, bet vēl vairāk tās sarežģīja. Tomēr uz tās pamata ieviestās atvasinātās vērtības (planka garums, planka masa, planka temperatūra u.tml.) var pielietot izpētot mūs aptverošās pasaules malas stāvokļus. Piemēram, tiek uzskatīts, ka ir principiāli nereāli aprakstīt notikumus, kuri risinās aiz plankas laika (5,4 x 10^-44c) un attālumā kurš mazāks par plankas garumu (1,6 x 10^-35m).

Mainīgās konstantes

Kaut arī Planka vienības savas mērvienību niecīguma dēļ izskatās drīzāk abstraktas, tās raksturo materiālo pasauli un nevar būt “tukšas” no fizikas skatu punkta. Citiem vārdiem, Planka garumam ir kāda struktūra, kura ir fundamentāls un nedalāms Visuma elements, - kaut kas no cikla par hipotētiskā ētera daļiņu, kuras eksistēšanai ticēja pirms pusotra gadsimta. Šī elementa sakarībā eksistē dažādi viedokļi. Petrs Zenčikovskis no Polijas zinātņu akadēmijas Kodolfizikas institūta sistematizēja dažādu zinātnieku novērojumus, kuri skāra laika-telpas formēšanos un nonāca pie secinājuma, ka nav nepieciešamības meklēt īpašu pasaules redzējuma bāzes daļiņu, bet matērija formējas kvarku mērogos – daļiņu, no kurām sastāv adroni (protoni un neitroni); to izmērs sastāda ne vairāk kā 10^-18 m, kas ir daudz vairāk par Planka garumu.

Zenčikovskis saka: “Planks balstījās uz matemātiku. Viņš gribēja radīt mērvienības no vissīkākām iespējamām pastāvībām. Taču matemātika – tas ir viens, bet attiecība ar reālo pasauli – cits. Varētu sagaidīt, ka tai būs daudz atbilstošāks raksturojums kvantu pasaulei. Taču tā atbilst apmēram vienai desmitdaļai no blusas masas, kura noteikti ir klasisks objekts”. No tā izriet secinājums, ka  vēl daudz sīkāku daļiņu meklējums – mērvienībās no Planka garuma līdz kvarkam – ir bezjēdzīgs: matērija formējas no objektiem, kurus mēs esam spējīgi piereģistrēt, bet vēl “zemāk” nekā nav.

Lai saprastu Zenčikovska apgalvojuma fizisko jēgu, ir pietiekami atcerēties, kā mēs mērām temperatūru. Ir zināms, ka tā kalpo par raksturojumu vielas siltuma sastāvam. Taču, kad mēs “nolaižamies” tās pašas vielas atsevišķo daļiņu līmenim, temperatūras sapratne zaudē pielietojamību, un mēs sākam spriest Brauna kustības enerģētikas kategorijās.

Saskaņā ar Zenčikovski, pasauli jāstādās priekšā caur fiziskiem likumiem nevis matemātiskām abstrakcijām, pie tam ņemot vērā to, ka dažādos esības līmeņos ir pārsvarā mijiedarbības, kuras ir atšķirīgas cita no citas. Teiksim, izmantojot Eišteina vienādojumus aprakstot procesus, kuriem ir galaktisks mērogs, nepieciešams ievadīt tā saucamo ljamba daļiņu – kosmoloģisko konstanti, kura raksturo vakuuma īpašību, kura pretstāv Visuma gravitācijas saspiešnai. Ilgu laiku tika uzskatīts, ka par cik Visums paplašinās, tad ljamba daļiņa ir lieka vienādojumos, un to var neievērot. 1998.gadā tika atklāta Visuma paātrinātā paplašināšanās, kas automātiski pieļauj: kosmoloģiskā konstante atšķiras no nulles, kaut arī tās absolūtais lielums ir ļoti mazs. Turpmākie pētījumi uzrādīja nopietnu problēmu: ljamba-daļiņas, kura aprēķināta uz dažādu teoriju bāzes, nozīme atšķiras daudzās pakāpēs. Zenčikovskis uzskata, ka problēma ir izdomāta: vienkārši vienā gadījumā mēs redzam vienu fiziskās pasaules darbības līmeni, citā – citu. “Spēles ar konstantēm var būt riskantas, - viņš saka, - tāpēc, ka daudz kas atkarīgs no tā, kādas konstantes mēs izvēlamies”. Ja laika-telpas kontiniuma pamatā patiešām atrodas tikai kvarki, tad tā īpašībām vienkārši ir jāatšķiras pie novērojamo procesu dimensiju palielināšanās, bet konstantes, ieskaitot gaismas ātrumu, kļūst par mainīgiem lielumiem.

Pasaule no iekšpuses

Vēl par vienu argumentu matērijas kvarku pamatam kalpo elementērdaļiņu īpašības. Standarta modelis, kurš apraksta to nomenklatūru un atšķirības citai no citas, pilnīgi nepaskaidro, kāpēc eksistē tieši trīc daļiņu paaudzes, bet ne divas vai desmit, kā arī ar ko nosaka tā saucamos iekšējos kvantu skaitļus: “krāsu”, “hiperuzlādi” un “izospinu”. Zenčikovskis ir pārliecināts, ka visas šīs īpatnības var izskaidrot ar sešmērīgu telpu, kura rodas no daļiņu stāvokļa un to impulsa lieluma. Aprakstot šo telpu ir svarīgi ņemt vērā atrašanās vietu un daļiņu kustību attiecībā vienai pret otru.

Zenčikovskis šajā sakarā paziņoja: “Laika-telpas rašanās var būt saistīta ar izmaiņām matērijas organizācijā, kas notiek kvarku un adronu mērogā, daudz pirmatnīgākā sešmēroga telpā. Tomēr nav īsti skaidrs, ko tālāk darīt ar šo bildi.”

Protams, izskaitļojumu rezultātu un novērojumu atšķirības caur Zenčikovska teoriju problēmas risinājums rada jaunu: nav pat priekšnoteikumu izpratnei tam, kādā virzienā kustēties. Jebkurā gadījumā ir jēga atgrūsties pirmkārt jau no eksperimentāliem datiem, pat ja tie no sākuma liekas esoši pretrunā ar teoriju. Atbildes uz visiem jautājumiem ir pašā matērijā, bet kļūdas un pretrunas – modeļu, ar kuriem operē mūsdienu zinātne, nepilnībā. Liekas, zinātnei vajadzīgi jauni Planki un Einšteini, kuri spēs iziet ārpus esošo priekšstatu rāmjiem, lai noformulētu fizikas pamatus, pa jaunam aprakstot realitātes struktūru. Visai iespējams, ka tieši problēmu esamība, uz kurām norāda Zenčikovskis, kļūs par vadmotīvu viņu rašanās iespējai.