Vai eksistē tāda lieta kā pilnīgi nekas? Atbild astrofiziķis

Iedomājies, ka aiz loga dzirdi kādu skaņu. Tu domā, ka tur varbūt rej suns, vai varbūt klaigā bērns. Kad piecelies un pieej pie loga, lai paskatītos, tur nav nedz suņa, nedz bērna. Tev tikai izlikās un tu teiksi: "Ak, tur tomēr nekā nav."

Mēs mēdzam teikt, ka mums nekā nav, vai te/tur nekā nav. Taču ar to parasti domājam kādu konkrētu lietu. Kad paskaties ārā pa logu, tur ir daudz lietu – koki, mājas, automašīnas, varbūt velosipēdi. Vienkārši tur nebija konkrētā lieta, kuru tu meklēji vai cerēji ieraudzīt.

Pat tad, ja tu veries pilnīgi tukšā istabā, tur aizvien kaut kas ir. Tur vienmēr ir gaiss, un gaisu veido molekulas, piemēram, skābekļa molekulas, un skābekli mums vajag, lai elpotu un dzīvotu.

Bet kā ar kosmosu? Tur nav gaisa, tāpēc jau astronautiem nepieciešami skafandri, kad tie iziet atklātā kosmosā – lai piegādātu skābekli elpošanai. Taču patiesībā arī kosmosā ir molekulas, vienkārši tās ir tālu cita no citas un starp tām – pārsvarā tukša vieta. To sauc par vakuumu. Varētu domāt, ka tukšums starp zvaigznēm, ko redzam tad, kad veramies naksnīgajās debesīs, ir vieta, kur atradīsim šo "neko". Tomēr izrādās, ka arī šajā gadījumā tas, ko tu redzi, gluži nav "nekas". Šīs šķietami tukšās vietas piepilda enerģija, un tas ir kaut kas, pat ja to nevaram paņemt rokā. Enerģija ir visa virzītājspēks.

Enerģija nekad neizzūd un nekad arī nerodas no nekā. Kad tu skrien, kustībai enerģiju gūsti no ēdiena, kuru apēdi. Kad tu apstājies, šī enerģija izdalās kā siltums un niecīga ietekme uz Zemes kustību, tavām apavu zolēm bremzēšanas laikā radot berzi pret zemi.

Einšteins saprata, ka enerģija un matērija ir vienas monētas divas puses. Sīkākās mums zināmās lietas – tādas kā elementārdaļiņas – ir miljoniem miljardiem reižu mazākas par mums un būtībā veidotas no enerģijas. Pirms apmēram gadsimta zinātnieki saprata, ka šīs niecīgās daļiņas uzvedas citādāk nekā lielās lietas Visumā. To uzvedību nav iespējams precīzi prognozēt, un to mēģina raksturot zinātnes joma, ko sauc par kvantu mehāniku.

Tātad tas nozīmē, ka pat vakuuma sastāvs nav absolūta nulle vai "nekas". Tur nelielās daļiņas var satikt savus pretstatus – antidaļiņas. Kad tas notiek, notiek anihilācija jeb savstarpēja iznīcināšanās, tās izzūd, bet aiz sevis atstāj enerģiju, no kurām sastāvēja.

Kosmosa vakuums ir daļiņu un antidaļiņu pāru un enerģijas "zupa". Nīderlandiešu zinātnieks Hendriks Kazimirs 1948. gadā nāca klajā ar veidu, kā to pierādīt. Pusgadsimtu vēlāk mēs pārliecinājāmies, ka viņam bija taisnība. Enerģija vakuumā arī liek Visumam ar laiku izplesties, gluži kā tad, kad piepūšam balonu.

Kosmosa vakuumā ir vēl citas lietas, piemēram, dažādi lauki, kas ietekmē kosmosā esošus objektus. Piemēram, Zeme un Mēness savstarpēji pievelkas gravitācijas dēļ. Kad slavenais fiziķis Alberts Einšteins prātoja, kā īsti gravitācija strādā, viņš atklāja, ka telpai patiesībā ir forma. Kaut kas ar ļoti lielu masu – zvaigzne vai planēta – ap sevi esošo telpu izliec, gluži kā smaga bumba, kas novietota pa vidu aiz stūriem gaisā izstieptai segai. Ja telpai ir forma, tā pavisam noteikti nevar būt "nekas".

Izskatās, ka nevienā mūsu Visuma nostūrī neatradīsim pilnīgi "neko". Vai iespējams, ka "nekas" meklējams aiz mūsu Visuma robežām? Uz šo jautājumu gan atbildēt visdrīzāk nekad nebūs iespējams. Visums ir vieta, kur atrodas telpa, matērija, enerģija un laiks.

Fiziķis Stīvens Hokings Visumu raksturoja kā kaut ko bez robežām nedz telpā, nedz laikā. Kad tu atrodies ēkā, sienas ir robeža. Un tā ir iespējams domāt par to, kas atrodas ārpusē, un pat ieraudzīt caur logu. Taču, ja Visumam tiešām nav robežu, nav arī tādas lietas kā "ārpus Visuma" vai "pirms Visuma". Mēs to varētu saukt par "neko", taču precīzāk būtu to dēvēt par lietu neesamību.

"Nekas" eksistē kā doma. Mēs varam izmantot "neko", lai skaitītu. Nulle kā jēdziens lietota jau pirms 4000 gadiem, un ovālais simbols, ar ko apzīmējam nulli šodien, ieviests pirms vairāk nekā 1000 gadiem.

Ir iespējams, ka tā ir vienīgā vieta, kur eksistē patiesi "nekas" – šis koncepts kā doma mūsu prātos.

Šis raksts ir pārpublicēts no "The Conversation" saskaņā ar "Creative Commons" licenci un autoru atļauju. Visu rakstu oriģinālvalodā var lasīt vietnē "The Conversation".

Raksta autors ir Kīlas Universitādes (Keele University) astrofiziķis Jako van Lūns (Jacco van Loon).