ФРОЗАРГравитацион қотиб қолган объектлар назарияси
Фрозарлар. Қора туйнуклар ўрнига қотиб қолган юлдузлар

Заҳид Закир

Нашрга тайёрланаётган китобдан парчалар

2. Якуний натижадан бошлаймиз, ёки от аравадан олдинда

1979 йил баҳорида Москва яқинидаги Дубна шаҳрида, Бирлашган ядро тадқиқотлари институтида бўлдим. У ерда уч ой давомида диплом ишини ёздим ва биринчи марта катта илм-фаннинг ҳақиқий гирдобига тушдим: семинарлар, конференсиялар, учрашувлар, юбилей мажлислари.

Ўша пайтда ешитган кўплаб ҳикоялардан айниқса иккитаси ёдимда қолди. Кейинчалик иккаласи ҳам мен учун гравитатсион коллапс масаласи билан кутилмаганда боғланиб кетди.

Биринчи ҳикоя Совет атом бомбасининг илк синови ўтказилганига ўттиз йил тўлишига бағишланган юбилей тадбирларидан бирида айтилди.

Курчатовнинг енг яқин ҳамкорларидан бири атом лойиҳаси тарихидан қизиқ бир воқеани сўзлаб берди.

Муваффақиятли синовдан кейин ҳукумат лойиҳа раҳбарларига кимга қандай унвон, мукофот, квартира, дала ҳовли, машина, пул мукофоти ва бошқа имтиёзлар берилиши ҳақида таклиф тайёрлашни топширган.

Шунчалик мураккаб вазифаларни ҳал қилган одамларга мукофотларни тақсимлаш осон бўлиб туюлиши мумкин еди.

Аммо аксинча бўлди.

Йиллар давомида битта ниҳоятда оғир умумий вазифа устида бирга ишлаган олим ва муҳандислар гуруҳлари жуда тез жанжаллашиб кетди. Ҳар ким ўз гуруҳининг ҳиссасини енг муҳим деб билди ва нима учун айнан унинг иши ҳал қилувчи бўлганини асослай оларди.

Гуруҳ раҳбарлари Курчатов ҳузурига йиғилганда, келиша олмаётганларини тан олди ва амалда ундан қарорни ўзи қабул қилишни сўради.

Шунда Курчатов кутилмаганда оддий мезон таклиф қилди.

У тахминан шундай деди:

— Келинглар, якуний натижадан бошлаймиз. Тасаввур қилайлик, бомба портламади. Муваффақиятсизлик учун биринчи бўлиб ким жавоб берарди?

Ҳамма дарҳол баҳсни тўхтатди.

Биринчи бир неча киши аён еди. Лойиҳа раҳбари ва асосий йўналишлар учун масъуллар муваффақиятсизлик учун бошқалардан анча қиммат тўлашарди — еҳтимол еркинлиги, мавқеи, мол-мулки билан, ўша даврда еса оқибатлар бундан ҳам оғирроқ бўлиши мумкин еди.

— Демак, — деб хулоса қилди Курчатов, — енг юқори мукофотлар ҳам уларга тегишли.

Кейинги гуруҳ муваффақиятсизлик юз берганда нисбатан камроқ жавобгарликни кўтарарди, демак мукофотлари ҳам бир поғона пастроқ бўлиши керак.

Кейин яна бир поғона.

Ва шу тариқа давом етди.

Баҳс деярли бир зумда тугади.

Маълум бўлдики, одам учун ўз хизматининг миқдорини аниқлаш қийин, аммо муваффақиятсизлик юз берганда ўз жавобгарлиги қанчалик бўлишини анча холис баҳолай олади.

Бу ҳикоя умрим давомида ёдимда қолди.

Шундан бери ҳиссалар, хизматлар ва устуворлик ҳақида баҳс чиққанда кўпинча шу принсипни еслайман:

якуний натижадан бошлаш.

Агар шу натижа бўлмаганида айнан нима йўқотилган бўларди?

Ким нима учун ҳақиқатан жавобгар еди?

Баъзан саволни шундай қўйиш кўплаб расмий мезонлардан кўра яхшироқ тартиб ўрнатади.

Номзод ҳали кашфиёт емас

Иккинчи епизод Москвадаги Физика институтининг катта залида Ейнштейн таваллудининг юз йиллигига бағишланган юбилей мажлисида бўлди.

У ерда дунёга машҳур физиклар маъруза қилди. Уларнинг кўпчилиги мен учун деярли афсонавий шахслар еди: илгари уларни фақат китоб ва мақолалар орқали билардим.

Яков Зельдович билан Виталий Гинзбург ўртасидаги ярим ҳазил мунозара айниқса ёдимда қолди.

Зельдович нейтрон юлдузлар ва яқинда топилган ихчам обектлар ҳақида завқ билан гапирди; унинг айтишича, улар катта еҳтимол билан қора туйнуклар еди.

Маърузанинг бошида у еҳтиёткорлик билан қора туйнукка номзодлар дер еди.

Лекин тез орада қисқалик учун шунчаки бу қора туйнук, қора туйнук массаси, қора туйнук айланиши дея бошлади.

Шунда Гинзбург туриб, кузатилаётганлар барибир фақат номзодлар еканини еслатди.

Асосий фарқловчи белги бевосита тасдиқланмагунча гипотезани ўрнатилган фактга айлантиришга ерта еди.

Зельдович кулиб, “номзодлар” сўзини ҳар бир гапда такрорламаслик учунгина тушириб қолдираётганини айтди.

Зал ҳам кулди.

Диалог узоқроқ бўлган, лекин унинг мазмуни хотирамда айнан шундай қолган.

Унда ўша авлод илмий маданиятининг муҳим бир хусусияти кўринарди: маълум назарий манзаранинг қатъий тарафдорлари ҳам назария тахмин қилган нарса билан кузатувлар ҳақиқатан ўрнатган нарсани аниқ фарқларди.

Бу фарқ жуда оддийдек туюлади.

Лекин вақт ўтиши билан айнан оддий нарсалар ҳам баъзан унутилади.

“Номзод” сўзи қандай йўқолди

Ўнлаб йиллар ўтди.

“Қора туйнукка номзод” ибораси тобора кам ишлатила бошлади.

Бу кимдир бундай обект ичини бевосита кўра олгани ёки унинг ҳосил бўлишининг бутун тахмин қилинган ссенарийсини бир маънода тасдиқлагани учун содир бўлмади.

Шунчаки тил аста-секин ўзгарди.

Аввал қисқалик учун.

Кейин одат туфайли.

Сўнг одатнинг ўзи далилдек қабул қилина бошлади.

Ихчам массив обектларни тобора кўпроқ ҳеч қандай изоҳсиз қора туйнуклар деб аташди.

Илмий адабиётда буни маълум модел ичида қабул қилинган терминология билан изоҳлаш мумкин. Аммо кейин айни терминология дарсликлар, оммабоп адабиёт ва оммавий ахборот воситаларига ўтди ва бевосита кузатилган фактнинг номидек қабул қилина бошлади.

Кейинчалик бу мен учун илмий фикрнинг мантиқий мақоми деярли сезилмай қандай ўзгариши мумкинлигининг енг яққол мисолларидан бирига айланди.

Аввал:

агар назария тўғри бўлса, бундай обект қора туйнук бўлиши керак.

Кейин:

кузатилаётган обект қора туйнук модели башоратларининг айримларига яхши мос келади.

Сўнг:

қора туйнук кузатилмоқда.

Булар уч хил баёнот.

Аммо оммавий тасаввурда улар орасидаги фарқ йўқолди.

Мен ҳам қачон шубҳаланмай қўйдим

Қизиғи шундаки, ёшлигимда мен ҳам айни йўлдан ўтганман.

1983 йилда диссертатсия ишлари билан Киевга борганимда гравитатсия ва астрофизика бўйича халқаро симпозиумга тушиб қолдим. Асосий сексиялардан бирини Зельдович олиб борди.

Маърузаларни тинглаб, чиқиш қилувчиларнинг қора туйнуклар мавжудлигига мутлақ ишончидан ҳайратландим.

Аммо иштирокчиларнинг обрўси шу қадар катта, умумий муҳит шу қадар бир ёқлама едики, тез орада мен ҳам бунда муаммо кўрмай қўйдим.

Агар барча мутахассислар ишончли бўлса, демак масала деярли ҳал қилинган, деб ўйладим.

Фақат тафсилотлар қолган.

Ўша пайтда мен мутлақо бошқа масалалар билан шуғулланардим ва гравитатсияга ҳали жиддий қизиқмаган едим.

Бир неча йил ўтиб, кейинчалик квант механикасининг диффузион талқинига олиб келган ғояларимнинг дастлабки вариантини ишлаб чиққанимда яна Москвада бўлдим ва уларни Зельдович билан муҳокама қилишга қарор қилдим.

Лекин мени фақат квант механикасининг ўзи қизиқтирмасди.

Ўша пайтда мутлақо тушуна олмаётган бир саволим бор еди: ниҳоятда кичик, Планк масофаларида гравитатсия ҳисобга олинса нима содир бўлади?

Квант назариясида виртуал заррачалар ва енергия флуктуатсиялари узлуксиз пайдо бўлади. Аммо Планк масштабида уларнинг енергияси шунчалик катта, унга мос гравитатсия еса шунчалик кучли бўлиши керакки, гўё кучли гравитатсион коллапснинг митти соҳалари — ўзига хос мини-қора туйнуклар — ҳосил бўлиши керакдек туюлади.

Агар бу ҳақиқатан содир бўлса, бундай масштабларда макон нимани англатади?

Агар содир бўлмаса, уларнинг ҳосил бўлишига нима тўсқинлик қилади?

Квант жараёнлари билан умумий нисбийлик назарияси бу ерда умуман қандай уйғунлашиши керак?

Бу саволлар мен учун ниҳоятда муҳим еди, чунки айнан жуда кичик масофалардаги физик жараёнларни тушунмоқчи едим.

Зельдовичнинг кичик кабинетига бордим, квант механикаси ҳақидаги фикрларимни қисқача айтдим ва кейин шу муаммога ўтишга ҳаракат қилдим.

У диққат билан тинглади, айрим нарсаларни аниқлаштирди, аммо мен кутган муҳокама юз бермади. Ўша пайтдаги мулоҳазаларим ҳали кўп жиҳатдан содда еди, муаммонинг ўзи еса мен ўйлагандан анча ноаниқ екан.

Зельдович тахминан кейин Гинзбургдан ҳам ешитганимни айтди: бундай саволларни ҳақиқатан тушунадиганлар жуда кам, турли ва кўпинча бир-бирига зид фикрлар еса кўп.

У квант механикаси талқинимни ҳам батафсил муҳокама қилмади ва Гинзбургга мурожаат қилишни тавсия қилди.

Мен Гинзбургга кўчадаги телефон автоматидан қўнғироқ қилдим.

Унга ҳам ғоямни, ҳам ўша қийинчиликни қисқача айтдим: квант флуктуатсияларини ниҳоятда кучли гравитатсиядан ажратиб бўлмайдиган Планк масофаларида нима содир бўлиши керак?

У ҳам тинглади, бир неча савол берди, аммо мазмунан жавоб ўхшаш еди: бу ерда аниқ ва умумқабул қилинган тушунча йўқ, турли ва ўзаро зид қарашлар кўп.

Квант механикаси бўйича ишим ҳақида еса Гинзбург шу мавзулар билан унинг шогирдларидан бири шуғулланишини ва мен билан у гаплашгани маъқул еканини айтди.

Ўша пайтдаги суҳбатни давом еттиришга уринишларим амалда шу билан тугади.

Ёшликда бундай епизодлар кейинроқ туюлганидан оғирроқ қабул қилинади. Муҳим савол машҳур олимни шунчаки муҳим бўлгани учун албатта қизиқтириши керакдек кўринади.

Вақт ўтиб тушунасан: ҳар кимнинг ўз масалалари, вақти, устуворликлари бор. Баъзи фундаментал саволлар еса ўнлаб йиллар шу қадар ноаниқ бўлиб қолиши мумкинки, ҳатто енг йирик мутахассислар ҳам уларга аниқ жавоб беришни истамайди.

Мен учун еса енг кичик масофаларда гравитатсия билан нима содир бўлиши ҳақидаги савол йўқолмади.

Аксинча, бир кун келиб уни тушуниш истаги кейинчалик мени аввал классик умумий нисбийлик назариясининг ўзини анча чуқур ўрганишга мажбур қилди.

Квант гравитатсия ҳаммасини ҳал қилиши керак еди

Ўша йилларда фундаментал физика квант гравитатсия назариясини кутиб яшарди.

У макон-вақтнинг кичик масофалардаги тузилишини ҳам, сингулярликларни ҳам, қора туйнукларнинг ички қисмини ҳам ҳал қилиши керакдек туюларди.

Шу сабаб Ейнштейннинг классик гравитатсия назарияси кўпчилик томонидан физиканинг деярли якунланган боби сифатида кўриларди.

Мен ҳам шундай ўйлардим.

Классик гравитатсиянинг асосий саволлари аллақачон ҳал бўлган, ҳақиқий сирлар еса гравитатсияни квант назарияси билан бирлаштириш зарур бўлган жойдан бошланади, деб ҳисоблардим.

Фақат анча кейин бу қараш нақадар ерта еканини тушундим.

Ейнштейн назариясини тузатишдан олдин аввал мутлақо аниқ билиш керак еди:

назариянинг ўзи аслида нимани башорат қилади?

Охиридан бошлаш

Гравитатсион коллапс масаласига 1990-йилларнинг охирида жиддий қайтдим.

Шунда Курчатов ҳақидаги ески ҳикоя кутилмаганда асқотди.

Мен якуний натижадан бошладим.

Қора туйнук манзараси жуда кўп қийин фундаментал саволларга олиб келарди. Стандарт баёнда коллапс горизонт ва сабабий тузилиши одатий ҳолатдан кескин фарқ қиладиган ички соҳа ҳосил бўлиши билан тугайди. Кейин сингулярлик муаммоси, квант жараёнларини ҳисобга олишга уринганда еса янги парадокслар пайдо бўлади.

Қора туйнуклар гипотезасининг асосчиларидан бири Жон Уилер гравитатсион коллапсни физикадаги енг катта инқирозлардан бири деб атаган.

Шунда мен саволни бошқа томондан қўйдим:

қора туйнук умуман ҳосил бўлмаслиги учун гравитатсия назарияси қандай бўлиши керак?

Бугун бундай қўйилиш менга ҳаддан ташқари мураккаб туюлади.

Аммо ўша пайтда табиий кўринар еди.

Бир неча йил давомида гравитатсия назариясини ўзгартиришнинг турли имкониятларини ўргандим, маълум алтернативаларни кўриб чиқдим ва ўз вариантларимни ҳам ўйлаб топдим.

Айримлари жуда жозибали туюларди.

Аммо улар бирин-кетин яроқсиз бўлиб чиқди.

Назарияни мураккаблаштириш, қўшимча фаразлар, янги механизмлар, майдонлар ёки чекловлар киритишга тўғри келарди.

Натижа еса барибир қониқарсиз еди.

Ейнштейнни ўзгартириш керак емас еди

Кейин енг кутилмаган нарса юз берди.

Аста-секин умумий нисбийлик назариясини умуман ўзгартириш шарт емаслиги аён бўлди.

Муаммо Ейнштейн назариясининг ўзида емас, коллапс жараёнининг қандай талқин қилинганида еди.

Коллапс қилаётган юлдуз ҳаракатини дунёвий вақт бўйича изчил кўриб, унинг турли қисмларининг ҳолатини шу вақтнинг айни бир моментида таққослай бошлаганимда манзара кескин ўзгарди.

Олдин модданинг гравитатсион радиусдан муқаррар ўтиши бўлиб кўринган жараён тобора кучаювчи секинлашув бўлиб чиқди.

Критик соҳага яқинлашган сари модданинг хусусий вақти дунёвий вақтга нисбатан тобора секинлашади.

Коллапс юлдуз сиртининг ўз гравитатсион радиусидан ўтиши билан тугамайди.

У асимптотик равишда қотиб боради.

Юлдуз қора туйнукка емас, гравитатсион қотиб қолган обектга айланади.

Кейинчалик мен бундай обектни инглизча фрозен стар — “қотиб қолган юлдуз” — иборасидан фрозар деб атадим.

Бу кутилмаган натижа еди.

Бир неча йил Ейнштейн назариясини қора туйнуклар ҳосил бўлишидан қочадиган тарзда қандай ўзгартириш мумкинлигини излагандим.

Маълум бўлдики, бунга ҳожат йўқ екан.

Назариянинг ўзини изчил қўллашнинг ўзи етарли еди.

Охиридан бошига

Бу манзара менда тахминан 2004 йилга келиб тўлиқ шаклланди.

Шундан кейин яна қарийб икки йил ҳисоб-китобларни қайта текширдим, адабиётларни ўргандим ва мумкин бўлган еътирозларни кўриб чиқдим.

Гравитатсион коллапснинг янги талқини ҳақидаги дастлабки мақолаларим 2006 йилда чиқди.

Шундан бери унинг асосий принсиплари мен учун ўзгармади.

Тафсилотлар ўзгарди.

Кўриб чиқилган тизимлар доираси кенгайди.

Янги оқибатлар пайдо бўлди.

Аммо бошланғич ғоя ўша-ўша бўлиб қолди:

умумий нисбийлик назариясида коллапс изчил тасвирланганда қора туйнук емас, фрозар — дунёвий вақтга нисбатан кейинги сиқилиши тобора секинлашадиган обект — ҳосил бўлади.

Шу тариқа баъзан якуний натижадан бошлаш фойдали, деган ески ҳазил мен учун кутилмаганда амалий тадқиқот усулига айланди.

Мен саволдан бошладим:

қора туйнуклар бўлмаслиги учун табиат қонунларида нимани ўзгартириш керак?

Ва анча содда саволга келдим:

агар умуман ҳеч нарсани ўзгартирмай, Ейнштейн назариясини изчил қўлласак нима бўлади?

Баъзан биз янгиликни аввал ескисини диққат билан тушуниш керак бўлган жойдан излаймиз.

Бу ҳолатда айнан шу нарса асосий бўлиб чиқди.

Мен охиридан бошладим — ва фақат шундан кейин бошига етиб келдим.