Wszechświat oscylujący B.
Cykliczność zmian prędkości swiatła. Inwersja i zapaść
Treść
Wstęp
1. Jak to będzie u szczytu ekspansji? Jak się
(być może) zmienia
inwariant c? Dalsze przesłanki za istnieniem oscylacji. Co
stwierdziłby
obserwator w
momencie inwersji – wstępne
zastanowienia. Dwa
warianty
przewrotu. Który lepszy? Hipotetyczna zależność prędkości
ekspansji od
czasu.
2. Jak się zmienia wspólczynnik H?
3. Inwersja. Jak to będzie z widmami? Samouzgodnienie
i czas
globalny. Model
z gońcem. Zatanowienia: Co stwierdzi obserwator
badając widma?
4. Czas własny obiektów obserwowanych podczas kontracji.
A
widma? Rozwiązanie
kwestii.
5. A co z entropią?
Wstęp
Przyjęliśmy już za
preferowany tu, a nawet obowiązujący (nas) model Wszechświata oscylującego.
Sporo argumentów padło już na rzecz tego modelu, ale to jeszcze nie wszystko. Łatwo
powiedzieć „oscylujący”, znacznie trudniej stworzyć model spójny opisujący w
szczególności etap kontrakcji. Trudno wyobrazić sobie i opisać to, czego
świadkiem mógłby być obserwator Wszechświata zapadającego się przy zachowaniu w
mocy zasady kosmologicznej. Trudno przewidzieć jak ruch względny obiektów
odzwierciedli się w widmach dopplerowskich. Trudno
pomimo, że już wiemy o spodziewanym w tym przypadku obserwacyjnym „efekcie
pojaśnienia supernowych”. Dla przypomnienia (patrz esej pt. „Katastrofa
Horyzontalna”), supernowe z odległych galaktyk, w przypadku zapadania
się Wszechświata powinny posiadać jasność większą, niż spodziewana na podstawie
(dopplerowskiego) przesunięcia ku czerwieni, widm macierzystych galaktyk. Pozornie być bliżej. [Ku
czerwieni??? Chyba jednak tak, gdyż nie chodzi o cofanie się, lecz kontynuację uwarunkowanego topologicznie ruchu cały czas „do przodu”] Dalej podejmiemy próbę opisu kontrakcji Wszechświata
oczami obserwatora. Opis ten, wbrew pozorom, nie będzie tanim gdybaniem. Model Wszechświata oscylującego ma swoje wymagania, co
jaskrawo uwidoczni się przy rozważaniu półokresu, w którym Wszechświat ma się
kurczyć.
1. Jak to będzie u szczytu ekspansji? Jak się
(być może) zmienia inwariant c?
Dalsze przesłanki za istnieniem oscylacji
Już
dawno, po głębokim rozważeniu sprawy, zdecydowałem się na modelowanie ekspansji Wszechświata z pomocą wielkości „prędkości
ekspansji” zamiast „tempa ekspansji”, czyli wielkości parametru H. Przyjęcie
zasady kosmologicznej implikuje niezmienniczość prędkości ekspansji. Prędkość
ta jest też kresem górnym prędkości względnych, a także jest reliktem początku
przemiany fazowej. To prędkość c nazywana prędkością światła. Wraz z tym konsekwentnie upieram się przy twierdzeniu, że prędkość względna właściwa v/c obiektów o
znaczeniu kosmologicznym jest stała w czasie. Dały temu wyraz liczne argumentacje. Wraz z tym
Wszechświat oscyluje. „Jeśli tak, to w jaki sposób, nagle, ni stąd ni
zowąd, wszystko ma się zatrzymać, by rozpocząć odwrót? Jak zatrzymać
ekspansję jeśli jej prędkość równa jest c?” Śmiem przypuszczać, że pytanie to zadają sobie w duchu
liczni czytelnicy, pomimo lektury części pierwszej (nie mówiąc o artykule mówiącym o masie Wszechświata.). Na
razie jest jeszcze nad czym zastanawiać się. Jeszcze nie wszystko za nami.
Ustalenia z początku akapitu nie mają tu znaczenia. Przypominam więc, że c nie
jest prędkością czegoś, co należy (i co można) zatrzymać. Jest bowiem
(nieosiągalnym dla materii masywnej) kresem górnym prędkości względnych. Przede
wszystkim jednak jest to prędkość niezmiennicza. Nie trzeba też galaktyk
zatrzymywać (pomimo, że fizycznie byłoby to nawet możliwe w związku z tym, że
poruszają się z prędkościami podświetlnymi i posiadają
masę spoczynkową). Dziś wyobraża się
zatrzymanie ekspansji tuż przed zapaścią, jako redukcję ruchu względnego galaktyk do
zera (chodzi o ruch w kierunku radialnym w
oczach obserwatora, tak, jak
podrzucony kamień), z powodu powszechnej grawitacji. To dosyć naiwne (...) wyobrażenie. „Wyobraża
się” gdyż w
powszechnym mniemaniu nie chodzi o ruch, lecz o zmiany czynnika skali w związku
ze zmianami krzywizny przestrzeni. Tu oczywiscie nie uwzględnia się tzw. ciemnej
energii.
Przeczy to jednak ustaleniu, jeszcze z
początków naszych rozważań, że kosmologiczna siła wypadkowa, działająca na
przykład na każdą galaktykę, równa jest zeru (co wynika już z zasady kosmologicznej). W tej sytuacji
mowa jedynie o ruchu bezwładnym. To skąd raptem spowolnienie ekspansji? Otóż stąd, że maleć ma prędkość
ekspansji c. Mi
chodzi właśnie o to. Zmiana krzywizny
przestrzeni – pod innym adresem. Przecież każda inna niż
c prędkość jest prędkością względną, a jej wielkość, taka, czy inna, nie
może stanowić żadnego kryterium w ocenie dynamiki ekspansji Wszechświata jako
nadobiektu. Zatem decyduje tylko i wyłącznie niezmiennicza prędkość c, której istnienie
potwierdza explicite zasadę kosmologiczną, a ewentualna zmienność tej wielkości stanowi o zmianach ewolucyjnych całego Wszechświata.
Za wszystko odpowiedzialna jest bowiem specyficzna topologia Wszechświata (patrz artykuł temu poświęcony). Dodatkowo, sporo do
sprawy wniosło przypuszczenie (które w kontekście naszych rozważań stało się
nawet ustaleniem), że inwariant c jest funkcją czasu, a zmienia się z
różnicą faz 180° w stosunku do zmian masy i
energii potencjalnej Wszechświata. Oznacza to, że inwersja ma miejsce w
momencie, gdy wartości masy i energii dochodzą do swego maksimum, a inwariant do minimum. Już wiemy, że nie do zera.
To się nawet
zgadza. Nawet w analogii do zasady zachowania pędu: „jeśli masa ciała wzrasta,
to przy zachowanym pędzie powinna maleć prędkość.” Jednak analogia ta nie jest
zupełna. Nie chodzi przecież o pojedyńcze ciała, lecz o cechy Wszechświata jako
całości. Poza tym Wszechświat ma oscylować już przez to,
że jest ograniczony zawartością materialną – świadczy o tym już fakt zajścia
Wielkiego Wybuchu. Swoją drogą, jak należałoby określić pęd Wszechświata? Chyba jako łączny
pęd wszystkich obiektów, określany przez jednego obserwatora (reprezentanta
wszystkich). Byłby ten pęd zatem wielkością stałą, tzn. niezależną od położenia obserwatora (zasada
kosmologiczna). W dodatku byłby też równy zeru, i to z dwóch powodów: 1.
jako wielkość wektorowa w zbiorze wszelkich kierunków, w związku z izotropowością Wszechświata;
2. Jako łączny, wypadkowy pęd Wszechświata, będącego przecież pełnością i
jedynością, a przy tym obiektem absolutnie wysyconym dla ewentualnych
obserwatorów spoza niego. W dodatku Wszechświat jako Wszystkość nie może poruszać
się, bo: względem czego?
A ciała (w związku z pędem)? „Ich masa równa jest zeru jeśli...nie istnieją, a prędkość może być dowolna, gdyż jest względna, choć
zawsze mniejsza jest od c.” Nie zapominajmy, że
względność oznacza lokalność, czyli nie ma nic wspólnego z kosmologią. A
wracając do ciał... już w pierwszym artykule poświęconym dualności grawitacji, artykule piątym, zwróciłem uwagę na to, że
każde ciało jest układem, a jego masa (fenomenologicznie bezwładna) jest masą
grawitacyjną, która, jak już wiemy, zależy od stopnia upakowania materii. W gruncie rzeczy każda masa jest masą
grawitacyjną. Także masa równoważna energii oddziaływań, na przykład silnych.
Grawitacja jest, zgodnie z naszym ustaleniem, oddziaływaniem
podstawowym, właściwie
jedynym faktycznym. Oddziaływania pozostałe są manifestacją złożoności układów
grawitacyjnych w odpowiednio małej skali (subatomowej). Tak w każdym razie postrzegam
rzecz, choć pomny jestem zapatrywań dzisiejszych.
W odniesieniu do
Wszechświata, uzasadniłem już wcześniej sąd, że w momencie inwersji inwariant c jednak nie będzie równy zeru, a
masa osiągnie wartość maksymalną, konkretną (nie nieskończoną). Taka „maksymalna” masa musiałaby oznaczać istnienie
jakiejś, jeszcze dziś nie poznanej, stałej uniwersalnej, związanej z dynamiką
cyklicznych zmian Wszechświata, a więc i jego topologią. Chodzi o to, że ta
maksymalna masa nie może być liczbą „na chybił trafił”. Na razie jednak za
wcześnie na powoływanie do życia czegoś takiego. Może to być na przykład współczynnik w równaniu przedstawiającym
topologię Wszechświata, współczynnik określony przez maksymalną wartość parametru
c i przez
stałą grawitacji. (Co do
ewentualnej zmienności parametru ћ, nie dysponuję wystarczającą
liczbą przesłanek.) Jak widać, jeszcze nie nadszedł czas, by efektywnie
zmierzyć się z tym wyzwaniem. By
uniknąć czekania, należałoby wszystkie te moje wymyślałki wrzucić do kosza (lub na
wszelki wypadek spalić, jak za dobrych czasów). By to opóźnić, książkę
wydaję w twardej oprawie.
Co
stwierdziłby obserwator w momencie inwersji – wstępne zastanowienia.
W pewnym momencie więc kontrakcja zastąpi ekspansję. Bez zatrzymania,
bez bałaganu. Jak więc wyglądać będzie ta (mimo wszystko) rewolucja? Co
powinien stwierdzić obserwator, którego kiedyś być może uda się nam „tam” posłać? Czy stwierdzi, że
przesunięcie ku czerwieni widm obiektów oddalonych, nagle stanie się przesunięciem
ku fioletowi? Tak się dziś „automatycznie” sądzi. Czy równocześnie wszystkich
obiektów, niezależnie od ich odległości? A może stopniowo jako fala zbliżająca
się do nas (lub może oddalająca się)?
Zanim spróbujemy odpowiedzieć na
te pytania, cofnijmy się nieco, jakby nie pomni treści artykułu poprzedniego (części pierwszej) i
ostatnich konkluzji. Cofnijmy się,
choćby po to, by upewnić się, że wszystko jest OK i po to, by czytelnicy co
bardziej obeznani z tematem, więc tym bardziej zaskoczeni, mogli zebrać się w
sobie. Zapytajmy: Jakie fakty przyrodnicze, jakie zjawiska miałyby stanowić
bezpośrednią przyczynę sprawczą przewrotu lub temu przewrotowi miałyby
towarzyszyć? Czy nagłe (lub stopniowe) uwolnienie dodatkowej masy? Już taki
pomysł się pojawił (nawet się pałętał tu i tam). Możliwe, ale wówczas po prostu
(skokowo lub stopniowo) powiększyłby się promień horyzontu grawitacyjnego (a
więc i hubblowskiego). A ekspansja w dalszym ciągu byłaby ekspansją. Nawet
gdyby gęstość przekroczyła gęstość krytyczną? Otóż nie przekroczyłaby. Skokowy
wzrost masy implikowałby odpowiedni wzrost objętości Wszechświata, taki, że w
dalszym ciągu mielibyśmy gęstość „krytyczną”, w związku z płaskością geometrii Wszechświata. Uzasadnia to odkryta przez nas (a właściwie tylko zapostulowana) w artykule poświęconym masie Wszechświata, równość
(nawet tożsama) promieni: grawitacyjnego i hubblowskiego, wprost narzucająca
„krytyczność” rozwoju. Oczywiście o zejściu z prędkości światła w celu
zatrzymania ekspansji, nie ma mowy, bo co miałoby zejść z tej prędkości (?). Światło z prędkości światła? Czyżby mógł istnieć
kres górny prędkości inny, niż niezmiennicza c? To już zakrawa na
spekulację nie mającą żadnego związku z rzeczywistością. Z czym ma być więc
związana inwersja? Jak już wiemy, z zerowaniem się (właściwie
minimalną wartością) inwariantu c. Jego periodyczna zmienność
stanowiłaby więc warunek sine qua non istnienia oscylacji Wszechświata.
Warunek konieczny i dostateczny – tak
patrząc na to „z zewnątrz”. Jak już zdążyłem zauważyć, w gruncie rzeczy źródłem
inwersji będzie stan materii w skali struktury cząstek, przemiana fazowa na
poziomie kwantowym, która ma zajść w związku z tym, że nowy stan będzie
energetycznie korzystniejszy: znak inwariantu zmieni się na przeciwny (ujemny),
materia stanie się antymaterią, neutrina i antyneutrina zamienią się rolami, a
wtedy Wszechświat zacznie się zapadać. Czy nie posunęliśmy się za daleko? Jeśli już,
to na całego, bez kompromisów, których Przyroda nie uznaje.
Spójrzmy na to inaczej. Nie pomni
powyższych słów, a gotowi przystać na tradycyjne,
czyli dziś przyjęte pojmowanie kwestii, załóżmy, że jest już po
wszystkim, że już się zapadamy. Interesuje nas materia, a nie jakaś fikcyjna
sfera horyzontu. (Do samej inwersji jeszcze wrócimy, zaopatrzeni w nowe
ustalenia.) Galaktyki zbliżają się, a ich prędkości względne proporcjonalne są
do wzajemnych odległości, zgodnie z zasadą kosmologiczną. Tworzą więc prędkości
ciąg monotonicznie zmierzający do zera. Od jakiej prędkości tych najdalszch by
się to miało zaczynać? Chyba (teoretycznie) od c. Nie istnieje bowiem
żadna wartość liczbowa szczególna, nie będąca elementem nieskończonego zbioru,
a przy tym różna od c. Zatem w dalszym ciągu horyzont zamyka
cały ten interes. Abstrachowanie od niego nic nie dało. Widocznie horyzont
stanowi element określonej formacji topologicznej, jaką tworzy Wszechświat.
Zbieżne to jest zresztą ze znaczeniem zmian inwariantu c dla oscylacji
Wszechświata. Zauważyliśmy to wcześniej. Dla
przypomnienia: horyzont rozprzestrzenia się z prędkością niezmienniczą c.
Podczas kontrakcji oczywiście zbliża się z tą prędkością, natomiast galaktyki, im są
bliżej, tym mniejsza jest prędkość, z jaką zbliżają się, zgodnie z zasadą kosmologiczną obowiązującą w dalszym ciągu. Po upływie tego samego czasu wszyscy się spotkamy, by znów
utworzyć panelsymon gotów do Wybuchu.
Co więc
ma widzieć obserwator? Przesunięcie widm wszystkich obiektów ku
fioletowi? Tak nagle, jak jeden mąż pomimo ich różnego
zaawansowania ewolucyjnego (w subiektywnej ocenie obserwatora) poszczególnych
obiektów, odległych od nas w różnym stopniu? [Myśmy już dojrzeli do inwersji, a
oni jeszcze nie.] Być może, ale coś tu nie gra.
Chyba, że nie dojdzie do inwersji, że nie ma mowy o oscylacjach, wbrew
argumentacji wysuniętej wcześniej. Wszak kropki nad i nie postawiliśmy w tej
kwestii. Nie dysponujemy bowiem odpowiednim równaniem. Czy zamknąć stragan i
się pogodzić?
„„Czy zatem mimo wszystko nie ma
mowy o Wielkim Powrocie, o oscylacjach? Jeśli tak, to przyśpieszenie (uznane
dziś za fakt), czyli wzrost prędkości względnych, (albo wzrost
pochodnej czasowej czynnika skali rozszerzającego się balonu riemanowskiej
przestrzeni), powoduje nieskończoną ekspansję, pomimo, że maksymalna
względna prędkość oczywiście nigdy nie osiągnie prędkości c. Dzieje się
to ponoć w skutek działania ciemnej energii i stałej kosmologicznej,
zreaktywowanej po osiemdziesięciu latach przez determinację uczonych. To
właściwie zasadniczy trop, którym dziś podążają chyba wszyscy pomimo, że potencjał heurystyczny tego „tropu” jest już na wyczerpaniu. Przydałoby się
stępić brztwę (Ockhama). Według mego skromnego
mniemania, to trop fałszywy. Nie tylko dlatego, że występuje w nim
nieskończoność. Rozwiązanie cykliczne wydaje mi się po prostu bardziej spójne.
W dodatku obywa się bez mnożenia bytów ponad potrzebę. Może („ależ to
oczywiste”) się mylę.”” Pisałem to w połowie roku 2006.
W drugiej
połowie roku 2007, wpadłem na pomysł, jak wyjaśnić
pociemnienie supernowych. Pomysł ciemnej energii nie był bowiem konsystentny z
moimi ustaleniami. Od samego początku nie sprawiał na mnie dobrego wrażenia. Czułem, nie tylko
intuicyjnie, że to nie to. W końcu problem supernowych udało mi się rozwiązać. Rozwiązanie
zaproponowane przeze mnie stanowi przeciwwagę dla obowiązującej dziś koncepcji. Przedstawiłem
je w eseju pt. Katastrofa Horyzontalna. Jak na razie, wymowne milczenie jest
jedyną odpowiedzią wszystkich, którym zdradzam swą „tajemnicę”. Po wydaniu tej książki milczenie będzie krzyczało.
Dwa warianty przewrotu.
Który lepszy?
Pogodzić się? Chyba raczej nie. Usunięcie ciemnej energii
(wraz ze stałą kosmologiczną) z rozważań, dzięki nowemu pomysłowi, przywraca
możliwość ograniczonej w czasie ekspansji, periodycznych zmian Wszechświata. Przyjmijmy więc, że jednak do przewrotu
dojdzie. Nie wolno się tak łatwo poddawać. Jak więc dojdzie do przewrotu?
Rozważmy dwa warianty ewentualnego rozwoju. Według pierwszego,
odpowiadającego (być może do niedawna) wyobraźni znacznej liczby zainteresowanych
tym problemem, Wszechświat realny rozszerza się mimo wszystko coraz wolniej, tempo ekspansji (H) maleje – wyobrażamy to
sobie jako malenie prędkości względnych. Byłoby to nawet uzasadnione, gdyby okazało się, że podana
w wymienionym wyżej eseju, moja
interpretacja efektu supernowych, jest słuszna, to
znaczy, że nie istnieje ciemna energia, przyśpieszająca ekspansję. „Z powodu przyciągania
grawitacyjnego”. Zmiany są jednak bardzo powolne, powolne na
tyle, że nie jest to możliwe dziś do uchwycenia (zmierzenia). W kontekście tym pytanie: „Gdzie znajduje się więc horyzont grawitacyjny?” chyba nie jest pozbawione sensu, a w dodatku brzmi
trochę prowokacyjnie. A horyzont hubblowski? Co z nim? Czy pokrywa się z grawitacyjnym? Dobrze,
że w zanadrzu mamy łącznościowy. Przy tym, co najważniejsze, służy nam, w tym
przypadku wiernie, równanie Friedmanna. A niedopasowania? Jakoś się dopasują.
Z tego
powodu Wszechświat jest młodszy niż na to wskazuje „charakterystyczny czas
ekspansji”, określony jako
odwrotność współczynnika H0 . To sąd powszechny. Podstawę dla tego poglądu stanowi
równanie Friedmanna. Proponuję więc przyjęcie (robocze) tej koncepcji pomimo
rozbudzonych wcześniej wątpliwości, pomimo przekonania bazującego na treści
poprzednich artykułów, że prędkość
ekspansji Wszechświata jako całości równa jest dokładnie c, a prędkość
względna obiektów jest stała w czasie (w stosunku do c). Proponuję,
gdyż głębokie przekonanie może być zawodne. Warto przy tym zwrócić uwagę na to,
że ta tradycyjna koncepcja stwarza możliwość „naturalnego” zamknięcia się
Wszechświata, oscylującego, nawet
na podobieństwo modelu preferowanego w tej książce.
Proponuję, nie bacząc na „odkrycie” przyśpieszonej ekspansji i ciemnej energii,
bo to przecież przede wszystkim sprawa interpretacji – mimo wszystko za wcześnie nazwać to ustaleniem nauki.
To interesujące (z punktu widzenia psychologicznego), to
preferowanie zmienności – zwalnia (z powodu rzekomego
przyciągania), przyśpiesza (z powodu rzekomego
odpychania). A stałość? Tej się wszyscy boją jak diabeł święconej. Już
starożytni pragnęli widzieć w
obiektywnej Przyrodzie rodzaj ideału i absolutu. Doktryny naukowe dwudziestego
wieku sprowadziły jednak wszystko na ziemię (nawet na
Ziemię), a projekcja ludzkiej niedoskonałości, uzależniającej wszystko od
pomiaru i wykrywalności, na obiektywną rzeczywistość, skomplikowała sprawę do
tego stopnia, że dziś na każdą prawdę, nawet najprawdziwszą, patrzymy w
kategoriach prawdopodobieństwa. Bo tylko to daje jakąś szansę poznania
tej prawdy przez nas, przez istoty ułomne. Właśnie dlatego warto oddać honor
starożytnym. Inna sprawa, że było im łatwiej, gdyż nie dysponowali tak
ogromnym, jak my zestawem danych, a z tego powodu ich próby zgłębienia rzeczy,
pomimo, że bazowali na założonym istnieniu absolutu i ideału, wydają się nam
naiwne i interesują tylko historyków filozofii. [Ci
jednak, ubzdurali sobie, że kolebką wszelkiej naukowej wiedzy jest Grecja. Bez
urazy, nie dokładnie tak (a właściwie dokładnie nie tak).] Kolebką cywilizacji są Sumerowie (prawie sześć tysięcy lat temu). Właśnie
oni otrzymali, jakby w podarku, sporo gotowej wiedzy, w szczególności
astronomicznej. Potem wiedza ta stopniowo ulegała erozji. Grecy uszczyknęli
troszkę, a mimo to podziwiamy ich. Tysiąc lat wcześniej Mojżesz sporo tej
wiedzy przekazał potomności w Torze. Tak, sporo tej wiedzy zawartej jest w Torze hebrajskiej, nawet co nieco udało się
z niej odtajnić (rozszyfrować). Najbardziej efektownym przykładem tego jest
obliczenie wieku Wszechświata dokonane przez Nechunya ben Hakanah (pierwszy
wiek naszej ery), jednego z pierwszych kabalistów. Wyszło mu 15,3 miliarda lat*.
A
tak wracając do psychologii. Jeśli uważa się, że tempo ekspansji Wszechświata ulega
spowolnieniu (na podstawie równania Friedmanna), to jeśli w rzeczywistości nie
zwalnia – siły (w związku z zasadą kosmologiczną) nie opisują ekspansji, redukują się, to
powinniśmy subiektywnie odczuć efekt przyśpieszenia, będący złudzeniem. Czy
pociemnienie supernowych wskazuje na to? Nie. Jest spowodowane czymś innym.
Ciekawe, dlaczego nie oczekiwano pojaśnienia supernowych zanim odkryto ich
pociemnienie (w związku z zakładanym spowolnieniem). A gdy odkryto
pociemnienie, od razu zawyrokowano przyśpieszenie...
*) Informację o tym znalazłem w książce: Jeffrey Satinover – Kod Biblii.
Ukryta prawda (Wydawnictwo Limbus 1999)
Pozostańmy więc przy założonym spowalnianiu. Daje ono bowiem szansę na opis
zastopowania ekspansji, prosty i dość koherentny. Proces spowalniania ekspansji
byłby zauważalny (dla Matuzalemów) jako stopniowa redukcja (w funkcji czasu)
przesunięcia widm ku czerwieni, oczywiście z zachowaniem warunku określonego w
prawie Hubble’a (Im dalej, tym redukcja szybsza? Proporcjonalna do
odległości?), a więc w zgodności z zasadą kosmologiczną. Aż do zera (dla
wszystkich wspólnego). Zaraz po tym, znów zgodnie z zasadą kosmologiczną,
zauważalny byłby stopniowy wzrost przesunięcia ku fioletowi – tym szybszy, im dany obiekt
znajduje się dalej. Brzmi zachęcająco. To by jednak sugerowało ciągłą zmianę
prędkości względnych, co sprzeczne jest z
przyjętym za słuszne twierdzeniem o ich stałości (w stosunku do c). Czy
zatem prędkość względna mimo wszystko zmienia się? Czy rzeczywiście jest to
zbieżne z zasadą kosmologiczną? W artykule poświęconym prawu Hubble'a, tę rzecz przedyskutowaliśmy. Warto tam zajrzeć
znów. Ale pomysł chyba godny uwagi.
W pierwszym wejrzeniu „wszystko
gra”, nawet jeśli należałoby tu, czy tam coś uściślić, pogłębić, a nawet
zmienić. Czyż zatem argumentacja na rzecz tezy, że prędkość ekspansji równa
jest dokłanie c, a prędkość względna obiektów jest stała w czasie (w
stosunku do c), nie jest słuszna pomimo, że nie jest mniej
przekonywująca? Właściwie do takiej konkluzji
doszliśmy w wyniku dość solidnych przemyśleń i przyjęcia za bazę dla nich,
zasady kosmologicznej. Mimo wszystko roboczo
obstańmy przy modelu, w którym inwariant c nie stanowi faktora przy
określaniu tempa ekspansji. Czy prędkość c
nie stanowi kresu górnego prędkości względnych? A co stanowi? Trudno to sobie
wyobrazić jako element koncepcji spójnej pełną kontrolą logiczno-wyobrażeniową.
Ale dajmy na to, pal licho wyobraźnię. Prędkość względna wszystkich obiektów, nawet tych najodleglejszych, maleje. Od razu jednak nasuwają się na wskroś złośliwe pytania: Jaka była
prędkość na samym początku, gdy zaczęła maleć? Oprócz niedozwolonej c,
pozostałe możliwe prędkości tworzą zbiór nieskończony. Którą wybrać i być
sprawiedliwym? Jaka będzie maksymalna prędkość w ostatniej fazie zapaści? Swoją drogą, zgodnie z inną wyobraźnią nie
chodzi o faktyczny ruch, tylko o rozszerzającą się przestrzeń. Zatem tempo ekspansji
(H) maleje. To, mimo wszystko tak, jakby malała prędkość względna wszystkich
obiektów, nawet tych najodleglejszych. Ale tak w rzeczywistości chodzi nie tyle
o zmianę prędkości liniowej, co o zmianę krzywizny przestrzeni. Zatem wszystko
w porządku. W każdym razie w tym miejscu. W innych różnie bywa. Dałem już temu
wyraz. Powróćmy do głównego nurtu i popytajmy trochę.
A jeśli
jednak prędkość wzrasta, zgodnie z niedawnym „odkryciem”, to jaka była na samym
początku, gdy była najmniejsza? Zero względem miejsca Wybuchu? A gdzie jest to
miejsce? Nie istnieje. Po prostu zero wszystkich względem wszystkich, bo to
przecież absolutny początek. Sprytne. Ale przecież istnieje też czynnik malenia
prędkości (wskutek powszechnej grawitacji). W dodatku, przyciąganie powszechne z początku miało
przeważać, a ciemna energia doszła do głosu dopiero później, po kilku
miliardach lat. Jaka więc była na początku jeśli najpierw malała? Oj, nie od razu malała. Najpierw była
inflacja. Malała, teraz
wzrasta? A może jest stała??? Tylko nie to! Wzrasta (ciemną energię już uruchomiono). To jak dojdziemy do inwersji? Można
tak sobie bełkotać.
Drugi wariant, faworyzowany przeze mnie, zakłada, jak
wiadomo, stałość prędkości względnej (w stosunku do c,
dla określonego obiektu, w oczach
obserwatora,),
przy czym prędkość ekspansji horyzontu równa jest dokładnie c, choćby
dlatego, gdyż jest to kres górny prędkości względnych wszystkich obiektów, a przede wszystkim, w związku z zasadą
kosmologiczną –
to prędkość niezmiennicza. Tu należy zaznaczyć, że wobec zapostulowanej
(przeze mnie) stałości prędkości właściwej b, ewentualne malenie inwariantu c oznacza malenie prędkości
względnych. Chodzi więc o stałość w stosunku do prędkości
światła. Pamiętajmy przy tym, że sam horyzont nie jest
„skorupą”. Jest jedynie miejscem geometrycznym, zbiorem punktów, których
wspólną cechą jest prędkość c. Czego prędkość? Niczego. To punkty
matematyczne określone przez prawo Hubble’a. Tam nie może znajdować się żaden
obiekt fizyczny (o centymetr bliżej już może). Wiąże się to też z tym, że wobec
jednoznacznego warunku, który wyraża zasada kosmologiczna, horyzont powinien
być niezmienniczy względem położenia obserwatora. Wszak Wybuch był jeden, a
horyzont jest jego reliktem. Jak więc dokona się przewrót, odwrócenie kierunku
rozwoju? Wiadomo już, że nie poprzez zejście z prędkości c, która
nie jest przecież prędkością obiektów materialnych. Odpowiedź poniżej,
choć uważny czytelnik w zasadzie już wie czego ma się spodziewać na podstawie
lektury artykułów poprzednich, szczególnie tego
ostatniego, oraz uwag rozproszonych, powyżej. Ale to nie wszystko. By
upoglądowić sprawę wyślijmy gońca, który z bieguna północnego podążać ma na
południe, najlepiej wzdłuż południka. Po dotarciu do bieguna południowego
kontynuuje swą misję wracając do punktu wyjścia i tym zamykając cykl. Podobnie
Wszechświat. Nie chodzi tu oczywiście o wędrówkę po
powierzchni balonika, lecz o cykliczność w czasie.
Reasumując możemy stwierdzić, że nie ma mowy o zejściu z prędkości światła.
Wszak rzeczywista materia nie porusza się z tą prędkością. Jeśli dokona się
zwrot, masa Wszechświata będzie malała, więc sam horyzont automatycznie zacznie
się kurczyć. Wielkość horyzontu, to tylko indykacja wielkości masy.
Chodzi więc nie tyle o zmniejszanie się prędkości względnej (by doszło do
zatrzymania), lecz o odwrócenie, równoczesne wszędzie, samej tendencji,
kierunku ruchu względnego. Nie chodzi zatem o stopniowe malenie prędkości
względnych do zera (Jeśli tak, to już dzisiaj powinna maleć. A jaka była na
początku? Była już o tym mowa.), by następnie nastąpiło jej wzrastanie w
przeciwnym kierunku. Tak niejednokrotnie wyobraża się tę rzecz. Z
dotychczasowach rozważań zdaje się wynikać jednak wniosek, że prędkość względna
(właściwa) jest stała. Zatem mowa o odwróceniu
kierunku, nagłym i powszechnym „jak jeden mąż”. W tej sytuacji jedyną przyczyną
może być specyficzna geometria Wszechświata, a nie jakieś jego wewnętrzne,
mierzalne parametry, które owszem zmienią się, ale tylko jako skutek inwersji. [Zaznaczyłem już niejeden raz, że inwersja nastąpi
począwszy od najmniejszych struktur, co da znać o sobie w przemianie
globalnej.] Nie
chodzi więc o to, że coś najpierw posuwa się do przodu i nagle zatrzymuje się,
by wracać na poprzednie miejsce. Raczej chodzi o ciągłe „na przód”, tak, jak
wędrówka od bieguna do bieguna i z powrotem, tak, jak obieranie jabłka, cały
czas w tę samą stronę (albo podążanie wzdłuż linii narysowanej na wstędze
Möbiusa). To mi podpowiada wyobraźnia. Jeśli już kojarzymy sobie rzecz ze
wstęgą Möbiusa, możemy wyobrazić sobie złożenie trzech takich wstęg,
reprezentujące trzy wymiary przestrzenne (linia poprowadzona wzdłuż jednej
wstęgi ma jeden wymiar). By uczynić zadość potrzebie zupełności, wymyślić można
także dodatkowy „wymiar ukierunkowanej tendencji”, wiążący przestrzeń z upływem
czasu i porządkujący te trzy niezależne w jeden twór
topologiczny. Może to wystarczy dla opisu topologii Wszechświata? O przypuszczalnej topologii Wszechświata będzie mowa szczególnie w następnym artykule.
Hipotetyczna zależność prędkości ekspansji od czasu
Wracając do hipotetycznej zmienności prędkości światła
można rzecz nieco pogłębić. Otóż zakładając stałość absolutną inwariantu c przyjąć
można, że Wszechświat jako całość posiada więcej niż trzy
wymiary przestrzenne, a geometria jego jest taka, że naszymi trójwymiarowymi
oczami widzimy tylko rzut tej absolutnie stałej prędkości na nasze płaskie,
trójwymiarowe patrzenie. Po prostu znajdujemy się w środku określonej
formacji topologicznej i nie możemy widzieć jej zzewnątrz. To byłby dodatkowy
wymiar. Rzut ten zmienia się w czasie, zerując się w momencie inwersji (z
ekspansji w kontrakcję).
tutaj: τ - aktualny wiek Wszechświata, τ*
- wiek Wszechświata w momencie inwersji. Aktualna prędkość
ekspansji wyrażać się może więc wzorem:
c(τ) - wartość
prędkości ekspansji po upływie czasu τ od początku ekspansji, c – prędkość maksymalna
na początku ekspansji (hubblowskiej). Wzór ten otrzymałem wychodząc z jednego z
dwóch parametrycznych równań cykloidy (y). Dlaczego cykloidy? Patrz artykuł poświęcony topologii Wszechswiata.
Jaka więc jest geometria globalna
Wszechświata? Przedstawiona tu zmienność inwariantu c, zasugerowana
zresztą w rozdziale poprzednim i wcześniej, oznacza też pełne samouzgodnienie
zmian globalnych i dać powinna znać o sobie określoną indykacją obserwacyjną.
Zatem, co z widmami?
2. Jak się zmienia wspólczynnik H?
Jak pamiętamy, powyżej wysłaliśmy
gońca, by sobie podążał do bieguna przeciwnego i dalej, to znaczy bliżej,
wracając ku nam, by zamknąć cykl. [W oczekiwaniu na jego powrót pozwoliłem sobie na przedstawienie wzoru
(5).] Miało to
modelować (dla potrzeb wyobraźni) oscylycje Wszechświata. Jak
jednak wyrazić to w nomenklaturze czasowej? Dziś, obiekty odległe w sensie
kosmologicznym widzimy też jako młodsze, mniej zaawansowane w rozwoju. Patrzymy
ku przeszłości. To samo powinni stwierdzić nasi potomkowie obserwujący
Wszechświat zapadający się, pomimo odwrócenia się kierunku rozwoju, mającego
(lub nie) manifestować się spektralnie. Oczywiście także zasada kosmologiczna
powinna obowiązywać w dalszym ciągu. Nie ma tu bowiem mowy o odwróceniu
strzałki czasu.
Zanim spróbujemy odpowiedzieć na powyższe pytanie, a właściwie zanim
uświadomimy sobie jego sens w sposób bardziej „namacalny”, zapytajmy: Co
wówczas, to znaczy podczas zapadania się, będzie można powiedzieć o
współczynniku H? Chyba powinien zachować swą tendencję i w dalszym ciągu
maleć. Jako wielkość ujemna? Tak by to wynikało – z naszego punktu widzenia,
czyli patrząc Stąd na to, co będzie Tam. W miarę potrzeby można by zmiany tej wielkości zmodelować
matematycznie, niezależnie od tego, co uczyniliśmy już w eseju pt. „Katastrofa Horyzontalna”. Spójrzmy na wykres. Przedstawia on
domniemane cykliczne zmiany współczynnika Hubble`a we Wszechświecie oscylującym
(naszego chowu). Ciekawe jaka jest maksymalna (oraz minimalna) wartość tej
wielkości w momencie zero. Chyba na wartość współczynnika H powinna mieć wpływ
wartość inwariantu c, aktualna w danym momencie. Wielkości te, jako
zmienne, stanowią parametry wewnętrzne (a nie globalne), obserwable. Zauważmy,
że w połowie cyklu zachodzi inwersja, punkt nieciągłości, choć rozważalne
mogłoby być też przyjęcie, że chodzi o punkt przegięcia. W każdym razie
ekspansja staje się kontrakcją.
3. Inwersja. Jak to będzie z widmami?
Samouzgodnienie?
Wydawałoby się, że
problem poważny stanowi uzgodnienie warunków i własności w momencie przewrotu.
Załóżmy, że w całej przestrzeni, w jednej chwili, dokona się inwersja
odwracająca kierunek rozwoju. Skąd wszystkie galaktyki wiedzą o tym w jednej
chwili, choć czas jest rzeczą względną? Wiedzą bez względu na dzielące je
odległości? Wszak uzgadniający wszystko promień świetlny nie ma tu nic do powiedzenia (pomimo
powszechnego przekonania). Chyba nie stąd, że powinny uczynić za dość
żądaniu (naszemu) spełnienia zasady kosmologicznej? Odpowiedź jest w gruncie
rzeczy prosta. Nie chodzi bowiem o pojedyńcze galaktyki, lecz o Wszechświat
stanowiący integralną całość, jakby był oddychającym balonem. Pełne samouzgodnienie.
Dzieki czemu? Już dawno wyraziłem pogląd, że
Wszechświat rozszerza się w każdej, nawet najmniejszej skali, a także
przyjąłem za uzasadniony pogląd o istnieniu bytu absolutnie elementarnego.
Właśnie w związku z tym zmiany, jakie nastąpią w momencie inwersji dotyczyć będą
równocześnie całej materii, w każdej skali. Nie byłoby to możliwe, gdyby rolę
inicjującą odegrać by miały zmiany wielkoskalowe. Także, gdyby nie istniał
jednoznaczny czas globalny, ogarniający Wszystkość. To czas bezwzględny i
inwariantny względem każdej transformacji. Czy to także newtonowski czas
absolutny? Chyba jednak nie, gdyż istnienie tego czasu
globalnego nie wyklucza możliwości dylatacji w układach lokalnych. A mierzyć go może bezpośrednio tylko i wyłącznie obserwator. Dla
niego jest to czas własny, niezależnie od tego, gdzie się on znajduje. Nawiasem mówiąc, na ogólne
cechy Całości składają się jej elementy. Struktura Bytu, wszędzie ta sama,
sprzężona czasowo i powiązana uwarunkowaniami przestrzennymi, dojrzeje w swej
integralnej całości do przewrotu. Dałem temu wyraz już wcześniej. Stwierdziłem
przecież, że zmiany globalne będą wynikiem zmian zachodzących w elementarnej
mikroskali, a czynnikiem uzgadniającym będzie wartość inwariantu c, choć
zmienna w czasie, jednakowa wszędzie. [Tu
lokalność nie jest relewantna. Przypomnijmy sobie, jako przykład, kinematyczną
dylatację czasu dotyczącą pary odległych galaktyk – lokalnie konkretna, a
globalnie nieistniejąca.]
Zatem, w gruncie rzeczy nie istnieje problem uzgodnienia
gdy mowa o całym Wszechświecie. Powszechne zbliżanie się jest naturalną
kontynuacją powszechnego oddalania się. W dodatku procesy wewnątrz (w dowolnej skali), lokalne, przebiegają wszędzie tak samo, gdyż czas jest absolutnie jednorodny – nie istnieją
lokalne odchylenia od ogólnego tempa jego upływu. Dzięki temu właśnie, wszystkim rządzić może określona
globalna geometria przestrzeni. Sam
przewrót nie musi być więc wydarzeniem dramatycznym. Tu warto zajrzeć dyskretnie do artykułu nastepnego, mającego
podsumować przesłanki stanowiące podstawę dla poznania topologii Wszechświata.
Tam, dla upoglądowienia sprawy przedstawiem dwa modele: model
obieranego jabłka i model mandarynki.
Co stwierdziłby obserwator (ciąg dalszy zastanowień)?
Tak,
ale co ma do powiedzenia obserwator, który zrządzeniem losu znalazł się w tym
bądź co bądź niezwykłym momencie? Co stwierdza patrząc na widma galaktyk? Przeprowadźmy
rozumowanie. Nasz obserwator znajduje się oczywiście w miejscu najbardziej
zaawansowanym pod względem wieku. Obiekty, na które patrzy są tym młodsze im są
dalej. Zatem spodziewana inwersja kierunku względnej prędkości nastąpić powinna
najpierw u niego. Inna sprawa, że przesunięcie widma w zasięgu najbliższego
otoczenia jest praktycznie zerowe, tym bardziej, że wartość stałej H
będzie wówczas, w tym odległym czasie, chyba dużo mniejsza niż dziś. Inwersja
kierunku względnej prędkości obiektów odległych, a więc młodszych, nastąpi w
przyszłości, w momencie gdy osiągną one wiek naszego obserwatora. Fala inwersji
kierunku powinna w końcu dosięgnąć horyzontu. Kiedy? Gdy skończy się zapadanie,
tuż przed wybuchem otwierającym nowy cykl? Wygląda nieźle, ale czy tak będzie
naprawdę? Czy taki rozwój sprawy nie przeczy, raptem, zasadzie kosmologicznej?
Więc co naprawdę powinien widzieć obserwator w momencie przewrotu? Zbadajmy
inny wariant: przesunięcie ku czerwieni w jednej chwili, we wszystkich
obiektach, niezależnie od ich odległości, stanie się przesunięciem ku
fioletowi. Opcja ta spójna jest z twierdzeniem wypowiedzianym w eseju o „Katastrofie”, że ze wszystkimi obiektami
jesteśmy w kontakcie wzrokowym od samego początku, od momentu gdy „byliśmy
razem”, od wybuchu. Czy to warunek dostateczny?
Samouzgodnienie i czas globalny.
Także współczynnik H określa
odległość obiektów aktualną na dziś tym, że jej wartość „jutro” będzie już
inna. Określa też promień horyzontu aktualny dziś. Już dawno bowiem uznaliśmy
za uzasadnioną tezę o stałości prędkości względnej (właściwej).
Przyjęliśmy także tezę, że Wszechświat jako byt sam w sobie jest samoistną
zupełnością czasoprzestrzenną, akceptując tym pogląd reprezentowany przez
niektórych astronomów. Wynika stąd, że każda zmiana globalna zachodzi wszędzie
równocześnie. Rolę „uzgadniacza” zmian i własności spełnia tu, jeśli patrzeć całościowo,
geometria (specyficzna topologia Wszechświata).
Powyżej wskazałem na inny aspekt samouzgodnienia – także
od dołu, od elementarnych struktur materii. Te dwa aspekty
wzajemnie się dopełniają. Problem uzgadniania cech istnieje zatem w
układach lokalnych i nie dotyczy Wszechświata jako całości. Nierozłącznie wiąże
się z tym problem czasu kosmologicznego, którego bieg wyznaczają globalne
procesy ewolucyjne. Czy to także czas absolutny? Powyżej, w
poprzedniej uwadze zapisanej kursywą,
wypowiedziałem się na ten temat. Oczywiście fotony nie uczestniczą w jego
określeniu.
Model z gońcem powraca.
Powróćmy do naszego modelu z gońcem, który w dalszym ciągu podąża swoją
drogą od bieguna do bieguna. Właśnie wrócił, choć nieustannie parł naprzód. Czas płynie jednakowo dla
wszystkich, pomimo oczywistego zróżnicowania prędkości i odległości. Nawet nie
muszą być gońcami, wystarczy, że są galaktykami. Czas wycieczki jest dla
wszystkich jednakowy i nie zależy od przebywanej drogi, bo dłuższej drodze
odpowiada proporcjonalnie większa prędkość. [Taki jest ruch swobodny
na powierzchni modelowanej przez cykloidę – zobaczymy to w artykule nastepnym.] Widzimy to na rysunku A (powyżej): z osobna trzy różne obiekty, różnie od nas oddalone. Na samym początku wszyscy byliśmy razem, teraz się
trajektorie trzech przykładowych galaktyk w
jeden układ. Widzimy na nim też linię horyzontu tworzącą okrąg największy z
możliwych.
Co stwierdziłby obserwator?
Ciekawe
co zobaczy obserwator w krytycznej chwili odwrócenia kierunku ewolucji. Sądząc
po treści dotychczasowach rozważań, przypuszczać można, że obserwator powinien
przede wszystkim zobaczyć równoczesną inwersję przesunięć widmowych,
niezależnie od odległości, gdyż, jak wspomniano już kilka razy, „jesteśmy cały
czas ze sobą w kontakcie wzrokowym”. Nie jesteśmy więc zależni od wędrówki fotonów.
Czy twierdzenie w cydzysłowiu, sądzę, że jak najbardziej słuszne, wystarcza, by
uznać hipotezę o równoczesnej inwersji widm za w pełni słuszną? To się niebawem
okaże. Na razie hipoteza ta nie jest do przyjęcia na bazie argumentu, że
„przecież widzimy dzięki fotonom, więc czas potrzebny na to by zauważyć
określony obiekt, zależny jest od jego odległości”. Ale dla nas to przecież
zarzucona już koncepcja łącznościowa. Jeśli jednak argumentacja (ta
łącznościowa) zacytowana tu jest słuszna, a inwersja obserwowalna będzie jako
zjawisko rozciągnięte w czasie, bardzo wątpliwa będzie możliwość pogodzenia
tego z zasadą kosmologiczną. W samej rzeczy. Patrząc na oddalającą się „falę
inwersji” widzimy przede wszystkim to, że część obiektów już się zbliża (te
najbliższe), część jeszcze oddala, a są też takie obiekty, które wykazują
zerowe przesunięcie widmowe (zatrzymują się?) pomimo, że znajdują się bardzo
daleko, na granicy pomiędzy zbliżającymi się, a oddalającymi się. Przy tym
przesunięcie ku fioletowi powinno być tym większe, im obiekty są dalsze. Nie
może więc dążyć do zera, będącego naturalną granicą między jednymi, a drugimi,
zera, poza którym rejestrowane jest przesunięcie ku czerwieni (dla tych
najdalszych). Poważny dylemat. Z całą pewnością nie ostatni. Czy znajdziemy wyjście z tego plątra?
Równoczesna inwersja? Przecież
odległe galaktyki są od nas wyraźnie młodsze. Jeszcze nie dojrzały do inwersji,
w dalszym ciągu się oddalają. W dodatku według nich, to właśnie my jesteśmy tej
sytuacji. I tu jest pies pogrzebany. Co z tym fantem zrobić?
4. Czas własny obiektów obserwowanych podczas
kontracji. A widma? Rozwiązanie kwestii.
Załóżmy mimo wszystko, że mamy szczęśliwie za sobą problem
powyższy. Inwersja dokonała się, a Wszechświat już się zapada. Nasze kwazary
manifestują swe zbliżanie się odpowiednio dużym przesunięciem ku fioletowi. Czy
teraz starzeją się szybciej niż dotąd? To by nam odpowiadało, bo przecież
gdy się spotkamy pod koniec drugiego półokresu, wiek nasz
i tych, które widzimy dziś jako kwazary, powinien być identyczny. Tę rzecz musielibyśmy uwzględnić. Jak dotąd, ten aspekt jeszcze
nie wypłynął. Ale to nie takie proste. Zauważmy, że
dylatacja czasu nie jest zależna od kierunku ruchu. Czy zatem, gdy spotkamy się ponownie, kwazary
będą od nas znacznie młodsze, o dziesiątki, może o setki miliardów lat?
Sytuacja nie do przyjęcia, tym bardziej, że w ich oczach to właśnie my tacy będziemy. W
odniesieniu, powiedzmy, że do dwóch obiektów
absolutnie równoważnych sobie, tworzących parę kosmologiczną (dobranych w
sposób całkowicie losowy), mamy problem, nawet poważny.
Czy można wybrnąć z niego, jeśli nie zwycięsko, to chociaż z twarzą (i bez
maski)?
Nie traćmy nadziei. Pozostało
„tylko” zbudować teorię, globalną, kosmologiczną par excellence. Teoria ta w
swej formie ogólnej miałaby opisywać Wszechświat i sprowadzać się do szczególnej teorii względności w
odniesieniu do układów lokalnych. Według tej teorii, na przykład, globalne zbliżanie się podczas
kontrakcji Wszechświata, z
prędkością proporcjonalną do odległości (w zbiorze obiektów, a nie w odniesieniu
do jednego konkretnego), zgodnie z zasadą kosmologiczną, powoduje skrócenie
przedziałów czasowych, w takim samym stopniu, jak
dylatacja czasu podczas ekspansji. Wyraża się to szybszym tempem rozwoju
rejestrowanym przez obserwatora. Mielibyśmy do czynienia z procesem odwrotnym
niż ten, który przewiduje szczególna teoria względności. Czas „tam”, dla obserwatora stąd,
płynie teraz szybciej. „Oni wszyscy” dopadną „nas” w chwili, w której nie
będziemy różnili się od nich wiekiem. A wówczas, po krótkim okresie wzajemnego,
dogłębnego sprasowywania, rozpocznie się nowy cykl. Nasi następcy nazwą ten
początek Wielkim Wybuchem, czyli efektownym odrodzeniem się Feniksa
(mitologiczne pięćset lat stanowiłoby tu pięć kolejnych etapów cyklu: wybuch,
ekspansja, inwersja, kontrakcja, kolaps). Podejście to byłoby spójne z poprzednimi spostrzeżeniami, że podczas
zapaści dominować będzie antymateria, a inwariant c będzie ujemny.
[Sytuacja opisana tu kojarzy się z „Twierdzeniem
o zwierciadle”, wypowiedzianym w eseju traktującym
o cząstce neutrino.
Być może tędy powiedzie droga do naszej teorii globalnej?]
Pomysł
z ,,odwróceniem” przedstawić można symbolicznie w następujący sposób:
tutaj: k = 1 w fazie ekspansji, oraz k = -1 w fazie kontrakcji. Wymaga tego symetria świata, która niewątpliwie powinna być zachowana przy jego opisie
w funkcji czasu.
Zapiszmy więc symbolicznie wielkość
interwału czasowego, odpowiadającego kontrakcji. Powinien on być identyczny z
dylatacją czasu mającą miejsce podczas ekspansji. Patrz esej o „Katastrofie” . Zatem:
Jeśli jest to słuszne (choćby tylko
konceptualnie), w okresie przewrotu ku kontrakcji dokonają się też określone
zmiany w cechach mikroświata, choćby tych uwarunkowanych relatywistycznie. Nastąpi inwersja spinu, a także inwersja ładunku; to, co dziś jest materią,
stanie się antymaterią. Już przy innej okazji i na bazie innych przesłanek sygnalizowałem tę rzecz. To
czyni nadzieję, chyba nie płonną, że coś konkretnego w tym jest, może nawet coś
bardzo ważnego.
Jak wiadomo, cechą swoistą neutrin jest ich
skrętność, co w wyobrażeniowej interpretacji oznacza ruch wirowy wokół osi
współliniowej z kierunkiem ruchu postępowego cząstki. W chwili, gdy ekspansja
przejdzie w kontrakcję, w ruchu powrotnym, skrętność neutrin odwróci się także,
w tym sensie, że odwróci się kierunek ruchu postępowego (przy zachowanym
kierunku wirowania). Neutrina spełniać więc będą
rolę dzisiejszych antyneutrin i vice versa. To pociągnie za sobą
natychmiast transformację materii w antymaterię, choćby „po to”, by spełnione
zostały odpowiednie zasady zachowania. Nie sądzę jednak, aby zawinić temu miały neutrina. Przewrót bowiem dotyczyć będzie całej materii,
w jednej chwili, nie jako skutek czegoś, a wprost jako naturalna kolej rzeczy,
w powiązaniu zupełnym wszystkich bez wyjątku elementów. Wszak Wszechświat jest
pełnią, całością wewnętrznie zintegrowaną. Można w tym widzieć rodzaj symetrii.
Zapadać się będzie Wszechświat antymaterialny. Więc dopadnie go piekło zapaści.
A potem Wszystko się skrystalizuje, by natychmiast ruszyć materią. Po co? By na
pewnym etapie pojawiły się jakieś szkarady, zaprogramowane na samowyniszczanie.
Całe szczęście wymyślą (te szkarady, albo jedna z nich) też możliwość powrotu
do piekła.
W porządku, w piekle wszyscy się spotkają jednakowo starzy. A zanim do tego
dojdzie, będą się nawzajem podglądali, widząc przez
teleskop sąsiadki (z
początku nawet dużo) młodsze (galaktyki). Przypuszczać można, że w momencie inwersji nie poczujemy nic. A co zobaczymy
patrząc w niebo i analizując widma?
Á propos „widma”, jak
na razie mają być one przesunięte ku fioletowi. Kiedy i które staną się
fioletowe zamiast czerwonych? Problem, jak na razie, wbrew pozorom, nie
rozwiązany.
Jeśli
już fantazjujemy, dlaczego nie do końca? Otóż wpadł mi do głowy pomysł, który
uczyni tę aferę jeszcze bardziej koherentną. Kontrakcja czasu (zamiast
dylatacji) w fazie zapadania się Wszechświata, pociąga za sobą określone efekty
spektralne. Wcale nie jest bowiem takie pewne, że podczas zapadania się,
zamiast przesunięcia ku czerwieni wystąpi przesunięcie ku fioletowi, co
sugerowane było powyżej, pomimo sporych trudności natury logicznej. Sam efekt Dopplera powinien chyba wyglądać
inaczej, gdyż chodzi tu przecież o częstotliwoci, określone przez interwały
czasowe (okresy fali), które teraz ulegają skróceniu (zgodnie ze wzorami (5) i
(6)). Wynika stąd możliwość efektu poczerwienienia widm (zamiast przesunięcia
ku fioletowi). Można to przedstawić nawet w formie matematycznej:
Łatwo zauważyć, że obydwa wzory dają dokładnie
to samo przy tych samych wartościach b (pierwszy z nich odpowiada ekspansji, a drugi
zapadaniu się Wszechświata). Wzór (7) otrzymałem rozważając efekt Dopplera dla
przypadku zbliżania się źródła z równoczesnym uwzględnieniem zależności, którą
przedstawia wzór (6). Matematycznie są one tożsame (łatwo to wykazać), choć jak
widać, pierwszy wyraża oddalanie się źródła (1 + β) , drugi zaś zbliżanie się (1 – β) z uwzględnieniem kontrakcji czasowej (stąd
odwrotność). Zatem obserwator nie zauważy wcale momentu inwersji, gdyż niezależnie
od tego, czy Wszechświat rozszerza się czy też się zapada, widma odległych
obiektów zawsze będą przesunięte ku czerwieni, w dodatku w tym samym stopniu,
wobec niezmiennej prędkości względnej! Może już teraz się zapadamy, choć w
błogości ducha patrzymy w nieograniczoną dal...? Raczej chyba nie. Patrz esej o „Katastrofie”. Tam
otrzymaliśmy kryterium obserwacyjne roztrzygające kwestię (pociemnienie supernowych). Tak, jak widać, pozbyliśmy
się kłopotliwej inwersji widm. To wcale nie żart. Po przyrodzie należy
oczekiwać pełnej symetrii, nawet jeśli na określonym etapie jej poznawania, w
głowie nam wariactwa. Ale czy to naprawdę symetryczne, to ciągłe trzymanie się
czerwieni? Bądźcie spokojni. Nie chodzi o purpurę.
Zauważmy,
że współczynnik H maleje ciągle i
cyklicznie wraz z cyklicznością zmian Wszechświata i nigdy nie rośnie (patrz
wykres powyżej). Za chwilkę zwrócimy też uwagę na ciągłą zmienność (tym razem
wzrost) globalnej entropii, mającą również charakter cykliczny. Przesunięcie ku
czerwieni może więc być spójne z tym właśnie „faktem”. Zapraszam więc młodych
do współzawodnictwa w poszukiwaniu teorii, która wyraża te fantazje. Dla
ułatwienia: wiemy z góry co powinniśmy otrzymać. Jeśli to tylko i wyłącznie
fantazjowanie, pożyteczne to bardziej niż najlepsza krzyżówka. Zanim rzucicie się na ten soczysty kęs, zaczekajcie
odrobinę.
Ustosunkuję
się mianowicie do problemu entropii. Wiadomo, że wciąż wzrasta. Fakt jej
wzrostu wyznacza kierunek rozwoju całej przyrodzie, ewolucji Wszechświata.
Każdemu zainteresowanemu znana jest, choćby ze słyszenia, teoria śmierci
cieplnej Wszechświata. Wszystkim też polecić mogę książkę Ireny Szumilewicz –
Teoria śmierci cieplnej Wszechświata (PWN Warszawa 1961). Przypadkowo
natrafiłem w sieci na jej córkę, aktywną inernautkę. Mile zaskoczyłem ją tym,
że rekomenduję po tylu latach książeczkę jej mamy. Jest w moim posiadaniu. Można też w Wikipedii. Zgodnie z tą teorią, kiedyś, w
przyszłości odległej i nieokreślonej, ustaną wszelkie tranzytywne procesy
energetyczne; nastąpi kompletna cisza w kompletnej ciemności, absolutny zastój
w absolutnej równowadze. Czy tak rzeczywiście będzie? Wrodzony optymizm każdego
z nas odrzuca taką ewentualność, pomimo, że z prywatnych względów nie powinno
to nas obchodzić (jeśli nie mówić o ciągłych wydatkach). Więc co z naszym
pulsującym Wszechświatem? Czy entropia w krytycznym momencie „odwrócenia”
zacznie maleć? Zdecydowanie: nie, choć jej wzrost w okresie kontrakcji powinien
manifestować się określoną specyfiką. Wzrost globalnej entropii wyznacza bowiem
kierunek rozwoju przyrody i nie powinien zależeć od chwilowego stanu
Wszechświata, od tego na jakim etapie rozwoju znajduje się. Wynika stąd, że ekspansja
i kontrakcja nie stanowią istotnego czynnika wpływającego na zmanę tendencji
ogólnej, określanej przez wzrost entropii. Jak to wygląda jednak w cyklicznym
procesie oscylacji Wszechświata? Entropia powinna
więc zmieniać się jak jakaś funkcja okresowa. Wniosek stąd, że powinna w
momencie przewrotu zmienić znak na przeciwny (-). Tylko wówczas bowiem będzie
mogła w dalszym ciągu rosnąć, począwszy od pewnej minimalnej (maksymalnej
ujemnej) wartości, ku zeru. Wartość tę uzyskuje gdy Wszechświat zatrzymuje się
w swym maksymalnym skurczu. Wybuchając ponownie, uruchamia wzrost entropii (dodatniej). Można by rzec, że w okresie ekspansji
entropia globalna rośnie pomimo tworzenia się struktur złożonych, na przykład
organizmów żywych, natomiast w okresie kontrakcji rośnie rozkładem tych
struktur. To może my się już zapadamy, zważywszy na to, co się u nas dzieje...
Ostatni krach na giełdzie jest tego wymownym przykładem, już nie mówiąc o zalewie Europy przez islam.
Mnogość form redukuje się wówczas do form elementarnych, do ,,podstawowych
cegiełek”, na przykład kwarków (na pewnym etapie rozkładu hadronów), a
następnie wszystko staje się jednym homogenicznym „panelsymonem” gotowym
do wybuchu będącego nowym początkiem. Poniżej widzimy wykres domniemanych zmian
entropii.
Zwróćmy uwagę, że wykres ten przypomina nam hipotetyczne zmiany
współczynnika H. Można nawet przypuszczać, że istnieje jakiś związek
między tymi wielkościami. W obydwu wykresach nie jest na przykład podana (bo
nie jest znana) wartość maksymalna (lub minimalna) danej wielkości: wartość
S(A) w przypadku wykresu przedstawionego tutaj.
Na nim: O – moment Wielkiego Wybuchu, na początku wzrost entropii bardzo szybki;
A – moment odwrócenia (inwersja). Entropia
staje się ujemna i rośnie w miarę kurczenia się Wszechświata, ΔS > 0 . Zauważmy, że zdala od momentu wybuchu, wzrost jej jest
stosunkowo powolny. Nasila się gdy rozmiary Wszechświata są stosunkowo małe w
związku ze wzmożoną intensywnością zachodzących wówczas procesów. Czy zatem zmienia się szybkość upływu czasu
globalnego? Nie byłbym za tym. To kolejny temat do przemyśleń.
B – powrót do punktu
wyjścia (zamknięcie cyklu). I znów Wielki Wybuch.
W artykule tym, jak widać,
pogląd o cykliczności rozwoju Wszechświata i w ogóle, cykliczności przyrody,
uzyskał dodatkowe, chyba dość poważne, wsparcie. Okazuje się, że ustalenia
powyższe zasługują też na komentarz natury filozoficznej, wprost powołują się
na to, co wnosi głębsza refleksja. Otóż twierdzić można, że istnienie czasu
jako takiego, nie jest spójne z nieskończonością, która właściwie równoważna
jest zerowości. W zasadzie nie jest to twierdzenie czymś nowym. Spójrzmy jednak
na to w kontekście naszych rozważań kosmologicznych. Sądzę, że nie jest możliwy
początek czegoś, co ma następnie trwać nieskończenie długo. Prowadzi to bowiem
do sprzeczności pomiędzy istnieniem czasu (Wszechświat powstał, rozwija się), a
nieistnieniem jego (zanim Wszechświat powstał), będącym synonimem totalnej
statyczności, która jest bezgraniczna. Do niej też zdąża wszelkie „dzianie się”
w immanentnej nieokreśloności czasowej. Czy w tej statyczności może się coś
zdarzyć, przełamać ją? Kiedy? W jakiej jej części (czasowej), jeśli w swej
istocie nie uznaje istnienia czasu? Oczywiście nie może. Istnienie czasu
równoważne jest dzianiu się. Nagły, ni stąd ni zowąd wybuch Wszechświata
mającego istnieć i trwać w nieskończoność nie jest spójny z istnieniem czasu,
powołanego do życia przez ten wybuch, zgodnie zresztą z poglądem dość
popularnym. Wszak od razu narzuca się pytanie: Tak, ale kiedy, w jakiej części
nieograniczonej statyczności nastąpił ten wybuch? (Nie jest słusznym
twierdzenie, że pytanie takie nie ma sensu. Powiedziałbym, że wszystkie pytania
mają sens, choćby w tym sensie, że często pomagają ten sens odnaleźć.) Model
pulsującego Wszechświata stanowi właściwie rozwiązanie tej kwestii, pomimo, że
samo pulsowanie jest nieograniczone w czasie, tym razem istniejącym jako
antyteza nieograniczonej statyczności, jako kontinuum.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz