Uwagi i refleksje związane z hipotezą inflacji Cz.1.

Treść

Zagajenie

1. Wstępne oszacowania.

2. Przesłanki prowadzące do hipotezy Inflacji.

3. Przebieg procesu inflacji na cenzurowanym.

4. Co „zyskaliśmy” dzięki inflacji?

5. Co na to empiria?

Zagajenie

     Dzisiejsze oblicze Wszechświata, w znacznym stopniu jest konsekwencją warunków jakie panowały i procesów jakie przebiegały w najwcześniejszym, bardzo krótkim okresie, w małym ułamku pierwszej sekundy od chwili „startu”. W okresie tym według sądów dziś przyjętych, temperatura była z „całą pewnością” niezwykle wysoka. Gdy „zmalała” do 10^29K (to dość wiarygodne oszacowanie), zgodnie z teorią, wyodrębniły się oddziaływania jądrowe i elektrosłabe. Nastąpiło to po upływie czasu ok. 10^-34s od początku Wybuchu. Oszacujmy dla orientacji wstępnej (i z ciekawości nastolatka), rozmiary Wszechświata po upływie tego czasu. Czy na samym początku były zerowe (osobliwość), czy nie, to nie istotne. Dane jakimi dysponujemy umożliwią nam to, znamy bowiem także temperaturę panującą dziś, oraz dzisiejsze rozmiary Wszechświata. Z termodynamiki wiadomo, że temperatura promieniowania wypełniającego zamkniętą przestrzeń (więc także Wszechświat), zmienia się wraz ze zmianą jej rozmiarów. Zależność tę przyjąć można za odwrotnie proporcjonalną. Do wniosku tego można też dojść drogą rozumowania. Otóż, temperaturę promieniowania powiązać można z długością fali odpowiadającej maksymalnemu natężeniu w widmie ciała doskonale czarnego (prawo Wiena). Rozszerzanie się Wszechświata, wzrost jego rozmiarów liniowych, powinno prowadzić do proporcjonalnego wydłużania się fali promieniowania zawartego w nim, bo jego ilość (liczba fotonów) nie ulega zmianie. Wniosek stąd, że temperatura powinna maleć proporcjonalnie do rozmiarów. Rozumowanie to jest w zasadzie słuszne pod warunkiem zupełności przestrzennej układu. Rozszerzanie się całości daje indykację wzrostu długości fali. Jeśli jednak Wszechświat obserwowalny nie jest wszystkim, jest częścią większego układu, przewidywanie dotyczące długości fali promieniowania reliktowego, właściwie nie ma sensu. Mimo to wprost automatycznie (dziś) zakłada się, że obserwowalny Wszechświat jest częścią, nawet znikomą, czegoś znacznie większego. Zatem ocena temperatury promieniowania reliktowego nie ma sensu. A jednak już dawno temu przewidziana została poprawnie przez Gamowa. Nawet moje wprost amatorskie oszacowania w artykule poświęconym promieniowaniu reliktowemu prowadziły do wyników z grubsza zbieżnych z cechami faktycznego promieniowania. Jaki stąd wniosek? Otóż ten, że Wszechświat przez nas percepowany jest Wszystkością. Dodam od siebie, że horyzont grawitacyjno-hubblowski zamyka go całkowicie. Hipoteza inflacji (ostatnio coraz częściej nazywana teorią, a nawet zbiorem, czy klasą teorii) prowadzi wprost do mniemania, że to, co widać nie jest wszystkim, że to nawet drobna część całości. Takiemu pojmowaniu sprawy sprzyja też aktualna interpretacja ogólnej teorii względności. Dla wielu stało się mniemanie to nawet założeniem wstępnym, pomimo, że nie ma na to żadnego dodwodu empirycznego, a przede wszystkim, nie jest ono spójne z ilościowymi cechami promieniowania reliktowego (patrz powyżej). 

    Odrębny problem, wcale nie tuzinkowy, stanowi wyjaśnienie zmian długości fali fotonu w powiązaniu z jego strukturą (?). Ciekawe, jaki jest związek tej struktury ze zmianami rozmiarów Wszechświata. Skąd, na przykład, foton osobiście wie, że Wszechświat rozszerza się i w jaki sposób wpływa to na jego budowę decydującą o takiej, a nie innej częstotliwości promieniowania jakie tworzy wraz z identycznymi sobie? Czy fenomenologiczne podejście wystarcza? Zająłem się tym w artykułach traktujących o dualności grawitacji, w pierwszej części książki. Jakąś sugestię stanowi też treść artykułów poprzednich, wskazujących na rolę ekspansji i zmian niezmienniczej prędkości ekspansji. Nawiasem mówiąc, już ten elementarny fakt, wyrażony w podkreślonym powyżej pytaniu, świadczyłby o strukturalności (a nie ciągłości), wprost ziarnistości materii. Do rozwiązania kwestii na razie mimo wszystko daleko. Na razie mamy tylko obiecujący trop. Jestem pewien, że sama próba definitywnego rozwiązania bazować będzie właśnie na przesłankach wprost nie korespondujących z dzisiejszym widzeniem spraw. Przecież dziś nie rozważa się kwestii struktury cząstek, w szczególności fotonów. To wymaga jednak odrębnych badań, dla których baza już istnieje (dzięki mym skromnym wysiłkom). Dziś pytania takie (te z początku tej dygresji) zadają właściwie tylko uczniowe w liceum (i infantylni staruszkowie jak ja). [Pod warunkiem, że nauczyciel pozwala im na to – dziś niepozwalanie, to rola nauczycieli, oczywiście tych nielicznych, którzy wiedzą więcej niż zawartość podręczników. Inni nauczyciele nie zrozumieją pytań. Inkwizycja nie jest potrzebna. Na studiach, ci byli licealiści o pytaniach takich zapominają. Nie mają czasu na samodzielne myślenie. Nawet ci najzdolniejsi. A potem stają jednym murem wraz z inkwizytorami, imponując gorliwością, dumni z zakupionej wiedzy.

1. Wstępne oszacowania

  Dane jakimi dysponujemy wystarczą nam by wykonać odpowiednie obliczenie, a właściwie oszacowanie wielkości Wszechświata w momencie, gdy jego temperatura była odpowiednio wysoka, zgodnie zresztą z dość (w tym przypadku) wiarygodnymi przewidywaniami teorii. We wspomnianym na początku artykule, bazując na zakładanym powyżej związku długości fali promieniowania reliktowego z rozmiarami Wszechświata, oszacowaliśmy długość fali tego promieniowania, jak się okazało, z niezłym wynikiem. Rozumowanie bazujące na tym związku stanowiło dla nas wówczas podstawę dla przewidywania istnienia promieniowania reliktowego, odkrytego (dla przypomnienia) w roku 1964 przez Penziasa i Wilsona. Temperatura tego promieniowania dziś, jak wiadomo, równa jest 2,7K, a rozmiary dzisiejsze Wszechświata oszacować można na 15 miliardów lat świetlnych (według arbitralnie założonej z góry, okrągłej wartości współczynnika Hubble’a: 20). Zestawmy więc nasze dane: 

oto stosowne obliczenie:                

Z całą pewnością przyjąć można, że obliczenie bazujące jedynie na powyższych przesłankach i użytych przez nas danych, jest daleko posuniętym uproszczeniem, daje tylko i wyłącznie ogólną orientację, dla stworzenia inflacyjnej atmosfery [Proszę się nie obawiać, przynajmniej nam nie grozi krach na giełdzie]. Dodatkowo zwróćmy uwagę na to, że nie jest nam znany dokładnie wiek Wszechświata, choćby w tym kontekście, że nas interesują nie miliardy lat, lecz drobne ułamki sekundy. Dodajmy do tego, że promieniowanie tła, którego temperaturę wykorzystaliśmy w powyższym obliczeniu, jest reliktem czasów znacznie późniejszych, czasów w których miało miejsce tak zwane rozprzężenie, czyli separacja materii substancjalnej i promieniowania. Od tego czasu Wszechświat jest przeźroczysty. Przed tym był „ognistą kulą”. Wszechświat liczył już sobie wówczas około pół miliona lat (właściwie 300.000 – 700.000 lat). Nie ma to jednak wielkiego znaczenia, gdyż samo promieniowanie istniało, właściwie od początku (powiedzmy, że prawie). Co ważniejsze, że w istocie rzeczy nie znamy właściwości materii w chwili 10^-34s (i wcześniej); wykluczone, by istniało już wówczas w ogóle promieniowanie elektromagnetyczne. Być może w tym właśnie momencie (lub nieco później) pojawiło się. Do wyniku otrzymanego przez nas powinniśmy ustosunkować się więc z dużą rezerwą. [Także do obliczeń (właściwie oszacowań) przeprowadzanych w zaciszu campusa.] Wynik ten jednak stworzy racjonalną bazę (patrząc na to okiem niespecjalisty – specjaliści zanurzeni są po uszy w aktualnie obowiązujących treściach swych wąskich specjalności) dla hipotezy inflacji, do której ustosunkowuję się w tym eseju, bazując właściwie na ustaleniach, do jakich już doszliśmy w poprzednich artykułach. Esej ten w jakimś stopniu stanowi więc próbę podsumowania dotychczasowych rozważań i odskocznię dla badań wiążących globalność i całościowość ze strukturą na poziomie elementarnym (nawet absolutnie). Stanowi też próbę konfrontacji koncepcji tutejszych ze zgoła innym podejściem, dziś akceptowanym powszechnie.  

2. Przesłanki prowadzące do hipotezy Inflacji.

  Zgodnie z teorią GUT (Grand Unified Theory), która unifikować ma oddziaływania silne z elektrosłabymi, na  pewnym etapie doszło do separacji wymienionych wyżej oddziaływań. Wcześniej były one jednak połączone w jedno, powiedzmy, że pierwotne. A grawitacja? Ta jest jakby poza sprawą. Czy dlatego, gdyż jest wyłącznie czynnikiem zakrzywiającym przestrzeń, co czyni oddziaływanie to nieoddziaływaniem? To bardzo wygodny unik. A grawitacja dualna? To jakaś herezja. A jednak, może właśnie dlatego mamy kłopoty, których parawan równań wcale nie zasłania. Jeśli ktoś chowa się za parawanem, to wiemy dokładnie co ma do ukrycia.  

   Według obowiązującej teorii, dzięki bardzo wysokiej temperaturze (powyżej 10^29 K) oddziaływania silne i elektrosłabe były zunifikowane. Istniały wówczas tylko bozony cechowania X i monopole magnetyczne. [Co było wcześniej? Nie wiemy.] Układ zaczął rozszerzać się, wraz z tym malała koncentracja materii i temperatura. Było to przyczyną rozpadów. [Z jakiej paki? „Tak by wynikało z tego, co dziś istnieje.”] Rozpad cząstek X (i ich antycząstek) – na kwarki i leptony, prowadził do separacji oddziaływań silnych i elektrosłabych. Rozpad bozonów X nie był jednak symetryczny w sensie czasu rozpadu. Dlaczego? Czy Stwórca był Partaczem? Nieeee, po prostu lubuje się w łamaniu symetrii. Spowodować to musiało zdecydowaną dominację (stwierdzaną także dziś) materii nad antymaterią. [To w końcu, czy była wielka anihilacja, czy nie?] Jak widać, teoria elegancko dopasowała się do stanu faktycznego. Ten zabieg dopasowania w fazie wstępnej badań jest jak najbardziej uzasadniony. Jak już wiadomo, według mojego modelu, przedstawionego w poprzednich artykułach, problem antymaterii został rozwiązany zupełnie inaczej (warto przypomnieć sobie, tak dla konfrontacji), bez dopasowywania się, w dodatku bez powoływania sztucznego: „jeśli tak, to widocznie (być może)”, które za sprawą mediów staje się prawdą objawioną nawet dla adeptów fizyki. Krytycyzm u nich godny uwagi – tylko wobec wszystkiego, co inne.

     Poważny problem jednak stanowią monopole magnetyczne. Czy są one jakością fizyczną realną, czy też są plewami teorii, manifestującymi kres jej stosowalności? W samej teorii przyjęte są jako byt realny, a nawet konieczny. Posiadają przy tym bardzo wielką masę, są masywniejsze od zwykłych cząstek (protonów) nawet 10^15 raza. Dziś jednak nie istnieją (a może jednak?). Elektromagnetyzm materii dzisiejszej wprost wyklucza ich istnienie. Gdyby nie znikły na jakimś wczesnym etapie ewolucji materii (pomimo, że są cząstkami trwałymi), na przykład wtedy gdy pojawiło się oddziaływanie elektromagnetyczne, nawet mała ich liczba spowodowałaby to, że masa Wszechświata byłaby bardzo duża sprawiając tym jego bardzo szybkie zamknięcie się, jeszcze zanim by powstały gwiazdy i galaktyki (zgodnie z podejściem bazującym na równaniu Friedmanna, które jest już, w świetle moich prac, anachronizmem). [Inna sprawa, że gdyby monopole istniały w momencie pojawienia się oddziaływań elektromagnetycznych, to te wygladałyby dziś inaczej, a rozwój materii przebiegałby w innym zupełnie kierunku. Gdybyśmy mimo wszystko zaistnieli, to chyba jako jakieś monstra.]  Nasze istnienie przeczy takiemu rozwojowi wypadków. Sam elektromagnetyzm uwzględniający istnienie monopoli byłby zgoła czymś innym, niż to, co znamy. Gdybyśmy istnieli, nie bylibyśmy nami. Zupełnie inna byłaby struktura materii. Wiemy z autopsji co powodują monopole. Jestem za tym, by je z teorii wyeliminować (łatwiej magnetyczne, niż tytoniowy i spirytusowy). Jak więc znikły te nieszczęsne monopole? W jakim zdarzeniu (przy założeniu, że nie są one li tylko produktami ubocznymi modelowania)? „Być może wcale nie znikły, tylko rozproszyły się odpowiednio, na tyle, że znalezienie choćby jednego w naszej Galaktyce byłoby mało prawdopodobne.” Niezłe rozwiązanie, wbrew pozorom wcale nie infantylne. 

    Swoją drogą wcale nie lekceważę monopoli i nie prześmiewam, choć nie przyjmuję ich za byt faktyczny. Niezależnie od tego fascynuje mnie zadziwiająca moc nauki, która dotarła już do bytu tkwiącego bardzo głęboko pod względem skali rozmiarowej i bardzo przy tym masywnego (nazwanego monopolem), wychodząc z założeń wprost nie korespondujących z grawitacją. Skąd więc się wzięła ta ogromna masa monopola? Stąd, że jesteśmy już dosyć blisko skali Plancka. [A może to znak, że bez grawitacji, teoria GUT jest niepełna? A grawitacja? Ta wpycha się sama właśnie obecnością monopoli (przez ich wielką masę). Problem w tym, że powinna być dualna (to warunek, by wszystko grało), co nie jest dziś uzmysławiane. „Wszystkim rządzą kwanty”. A może jednak grawitacja?] „Pole grawitacyjne się nie liczy, a masa monopolu, to inna sprawa.” Aaaa chodzi tylko o to, że Wszechświat przy dużej ich ilości może się zamknąć (lepiej, byś się sam zamknął) jeszcze zanim pojawi się ta szkarada, która siebie nazywa człowiekiem (wiemy dobrze, w czym przede wszystkim przejawia się człowieczeństwo) i jeszcze gorsza, która psoci wzbudzając wątpliwosci wobec inflacji. Czy w związku wielką masą, monopol oddziaływuje grawitacyjnie silnie z otaczającą materią? „Jeśli ich nie czujemy, to widocznie zostały odpowiednio rozproszone. Dlatego właśnie w mikroświecie grawitacja nie odgrywała żadnej roli” – oto sposób na wybrnięcie z opresji. „Zostały rozproszone”... Jednakże, jeśli Wszechświat obserwowalny stanowi wszystkość, jeśli jest przestrzennie ograniczony, to niezależnie od tego, czy są, czy też nie są rozproszone, miałyby wpływ istotny (ten sam, niezależnie od stopnia rozproszenia) na globalną masę Wszechświataº. [Dziś jednak nie rozważa się masy Wszechświata, lecz gęstość średnią, a właściwie parametr gęstości, już choćby dlatego, gdyż „obserwowalny Wszechświat, to część, nawet znikoma, nieznanej całości”. Czy słusznie?] A może jednak nie widzimy wszystkiego? Widocznie manopole wszystkie uciekły gdzieś tam w zaświaty (dzięki inflacji). Fajne rozwiązanie. Tak, ale dlaczego pojawienie się monopoli miałoby zwiększać masę Wszechświata? Przecież nic do niego nie przybyło, a to to pojawiło się w nim. Aha, z energii próżni. Czym więc jest energia (jeśli stanowi budulec tworów materialnych)? Jak wiadomo, jest bytem matematycznym. Równoważność energii i masy jeszcze nie tworzy bytów materialnych, cząstek, wbrew oczekiwaniom myślowej inercji. Materia jest niezniszczalna i nie powstaje z niczego, a środek opisu, nawet najbardziej trafny, nie ma nic wspólnego z samym bytem materialnym. „Słowo ciałem się stało”? To tylko metafora. Przecież najpierw były bozony cechowania X i monopole. Całkiem najpierw? Grawitonów jeszcze nie było? To nie dotyczy sprawy (?).

   Sądzi się, że dzięki odpowiedniemu rozproszeniu naszych kochanych monopoli, nie doszło do zamknięcia się Wszechświata zanim powstały gwiazdy i galaktyki. Czy zatem Wszechświat obserwowalny nie stanowi Wszystkości (patrz uwaga podkreślonaº tuż powyżej)? Pytam z głupia frant. To jak to jest z promieniowaniem reliktowym, którego temperaturę (również my) wyznaczyliśmy wychodząc z założenia, że Wszechświat obserwowalny jest właśnie wnęką zamykającą to promieniowanie, czyli w całości dany jest obserwacji? Czytelniku, rozważ i zadecyduj.

   Z oszacowania jakie przeprowadziliśmy powyżej wynika, że rozmiary Wszechświata u kresu epoki GUT były rzędu kilku  milimetrów. Obliczmy teraz jaką drogę przebyć może promień świetlny w ciągu czasu zamykającego tę epokę. Oto obliczenie: 

Wynik zaskakująco różny od otrzymannego poprzednio. Zupełnie nieuzasadnione jest więc upatrywnie przyczyn w tym, że wykonując pierwsze obliczenie cofaliśmy się w czasie od dziś, tu zaś podążaliśmy naprzód od chwili zero. [Wynik ten byłby wiążący pod warunkiem, że wartość inwariantu nie ulega zmianie, czyli wtedy była równa dzisiejszej. Inna sprawa, że w tak wczesnej fazie ekspansji warunki były zupełnie inne a dzisiejsza inwariantna prędkość ekspansji była tylko planem na przyszłość. „A może to dowód na to, że prędkość światła z początku była bardzo wielka w porównaniu z dzisiejszą?” Wniosek taki byłby dla mnie łatwizną niczym nie popartą.] Liczba otrzymana w ostatnim obliczeniu określa właściwie promień horyzontu łącznościowego, a nie promień grawitacyjny (Schwarzschilda), choćby dlatego, że nie jest znana masa Wszechświata w tej konkretnej chwili. Jeśli miałby to być promień Schwarzschilda, masa równa byłaby 20 kg (łatwo to obliczyć). Odpowiadałoby to, tak nawiasem mówiąc, wypowiedzianej już w artykule poświęconym masie Wszechświata tezie o sukcesywnym wzroście masy, skoordynowanym ze wzrostem horyzontu grawitacyjnego. Ale nie o gdybanie chodzi i nie w tym rzecz, a tutaj nic nie wiemy o Ureli i przemianie fazowej.

    Wróćmy do sedna sprawy. Na bazie naszych oszacowań stwierdzamy, że s jest zdecydowanie mniejsze od rozmiarów Wszechświata jakie otrzymaliśmy wcześniej. Czy zatem rozmiary Wszechświata na początku rosły szybciej niż światło? Jeśli obydwa wyliczenia są uzasadnione, a rozmiary Wszechświata w wybranym przez nas momencie były aż tak wielkie w porównaniu z wynikiem ostatniego obliczenia, to łatwo wysnuć wniosek (Czy słuszny?), że Wszechświat obserwowalny, także dziś, stanowi tylko częśc wprost znikomą tego, co wybuchło. Wszak rozmiary dzisiejsze (obserwowalne) byłyby proporcjonalne do wyniku ostatniego obliczenia, gdyż nie mogą być większe niż droga przebyta przez światło w czasie równym wiekowi Wszechświata. Wniosek? Na początku rozmiary Wszechświata musiały wzrastać dużo szybciej, z prędkością większą, niż prędkość światła, a to by sugerowało, że Rzeczywiście widzimy tylko znikomą część Wszechświata. Choć to brzmi logicznie, chyba to raczej zbyt śmiała hipoteza, notabene nie wytrzymująca konfrontacji ze zgoła innym, prostszym podejściem do kwestii, bazującym na twierdzeniu, uzasadnianym niejednokrotnie i dogłębnie, że: Wszechświat widzialny jest Wszystkim.

     „Czy rosły szybciej niż światło?” Przede wszystkim zwróćmy uwagę na to, że rozmiary początkowe wcale nie musiały być zerowe. Wynik obliczenia pierwszego jest więc w jakiejś mierze z tym spójny. W związku z tym wynik ostatniego obliczenia może nie być adekwatny z domniemanym przebiegiem procesu, nawet jeśli w początkach ekspansji inwariant c był znacznie większy, niż dziś (co dawałoby wynik trochę bardziej znośny). Zresztą, samo obliczenie dotyczy jedynie przedziału czasowego, którego początek wcale nie musiał być początkiem Wszechrzeczy. A jeśli początek przedziału czasowego pokrywał się z początkiem Wszechrzeczy? To rozmiary początkowe wcale nie musiały być zerowe. W tej sytuacji jednak, by osiągnąć przewidywane (kilka milimetrów), w czasie już znacznie krótszym, musiały wzrastać bardzo szybko, z prędkością dużo większą, niż  prędkość swiatła. Będzie o tym mowa także w artykule pt. Plankony i obrót. 

   Przyjmuje się, że „osobliwość” na samym początku miała rozmiary planckowskie. Wobec docelowych rozmiarów rzędu milimetrów i czasu jaki upłynął do tego momentu, nie może dziwić wniosek, że  ekspansja, musiała być przyśpieszona (z docelową prędkością ekspansji znacznie większą od c). Jaki był mechanizm fizyczny tego przyśpieszenia – to już inna sprawa. Tylko tego rodzaju proces, w czasie którego, na pewnym etapie prędkość przekraczać mogła (i to znacznie) prędkość światła, zapewnić mógł zgodność przewidywania bazującego na znanych prawach przyrody (choćby nasze pierwsze przybliżone obliczenie) z danymi obserwacyjnymi. Dzięki procesowi takiemu można (być może) także uwolnić się od problemu monopoli, a także od problemów horyzontu i płaskości. Pokusa wielka. Chyba to właśnie skonstatował fizyk amerykański Alan Guth i wtedy wpadł na pomysł przyśpieszonej ekspansji. Uczony ten właśnie zajmował się Teorią Wielkiej Unifikacji: GUT (nomen-omen). 

[Problemami płaskości i horyzontu zajmowaliśmy się wcześniej, w poprzednich artykułach. Dla nas już problemy te nie istnieją. Powyższe zdania stanowią część relacji, jedną z motywacji stanowiących bazę dla hipotezy inflacji (i bazę dla jej kontrowania). ]

3. Przebieg procesu inflacji na cenzurowanym.

   Oto po krótce opis sprawy (wraz z pytaniami i okolicznościowymi komentarzami). Zakładam, że zainteresowani kwestią, zapoznali się już wcześniej z zasadniczymi elementami hipotezy inflacji. W swojej relacji, bez wnikania w szczegóły, a tym bardziej w formalizmy, przedstawię wątki zasadnicze. Uczynię to po swojemu, stosując metodę problemową. [Tak to się mawiało w dawnej szkole, z orzełkiem bez korony i bez celebrytów w czerni. Dziś nauczanie problemowe jest rzadkością. Problemów już nie ma, gdyż Ktoś zadbał o wszystko].

   Jak wiadomo, ogólna teoria względności stanowi dziś główne narzędzie badawcze kosmologii. Na niej bazuje tak zwany model standardowy Wszechświata, zakładający rozszerzanie się przestrzeni zgodnie z równaniem Friedmanna. Sam fakt rozszerzania się jest jednak czymś jakby „zastanym” (redukcja pewnej liczby możliwości przewidywanych przez równania, do tej jednej, potwierdzonej przez obserwację), tak, jak istnienie materii. Wbrew temu, co sądzą liczni czytelnicy książek popularno-naukowych, sam fakt ekspansji (ten push do przodu) nie wynika z równania Friedmanna. Wspominałem już o tym. Równania OTW nie mówią bowiem nic o tym, jak się to wszystko zaczęło, dlaczego mamy „rozszerzanie się” pomimo, że grawitacja, to przecież przyciąganie. „To już było”, gdy OTW wzięła sprawę w swe ręce, a wzięła nie od samego początku, który był osobliwością, której teoria ta nie opisuje.

   Wraz z tym mikroświat jest domeną kwantowej teorii pola, dziś stroniącej od grawitacji. Rzeczą naglącą stało się więc znalezienie fizycznej przyczyny samego Wybuchu. [Dziś poszukuje się tak zwanej kwantowej grawitacji. Powodzenia!] W sytuacji tej każdy pomysł „trzymający się kupy” (oczywiście w ramach określonej mega-koncepcji) zyskuje rangę odkrycia. Dla wszystkich było rzeczą oczywistą, że tajemnica tkwi w cechach mikroświata (a o szczegółach decyduje diabeł i boskie cząstki). Stąd już krótka droga do posłużenia się teorią wielkiej unifikacji GUT, a w jej ramach do pól Higgsa. Pole Higgsa wprowadzono pierwotnie, by umożliwić spontaniczne łamanie symetrii, co doprowadzić miało do zróżnicowania się podstawowych cząstek materii, do zróżnicowania się ich mas i do wyodrębnienia się w ostatecznym rezultacie kwarków, gluonów, elektronów, fotonów i neutrin. [A co było przyczyną łamania symetrii? Co było przyczyną samej spontaniczności? Widocznie to musialo się stać, czego dowodem jest istnienie tych cząstek, a nawet istnienie nas. Zaiste, bardzo logiczne.] Rozkład gęstości energii tego pola nie mógł być więc gładki (w związku z tym zróżnicowaniem). Jednak pole mające być sprawcą procesu inflacyjnego powinno mieć właśnie rozkład w miarę gładki, już choćby dlatego, gdyż grawitacja (też jako zakrzywienie przestrzeni) ma charakter ciągły (a nie dyskretny). To drugie pole nazwane zostało więc polem inflatonowym. [Gdyby Guth, proces wymyślony przez siebie, nazwał „kukuryku”, to mielibyśmy „pole kukurykowe”] Mnożenie bytów? Tak, ale z jak najbardziej uzasadnionej potrzeby.      

   Samą przyczyną inflacji było wyzwolenie się ogromnej energii zawartej w próżni, co ujawniło się jako ogromne ujemne ciśnienie, które utożsamia się z niezwykle silnym odpychaniem grawitacyjnym. Dlaczego „grawitacyjnym”? „Dlatego, gdyż to ujemne ciśnienie pola inflatonowego wywarło ogromną siłę i spowodowało gwałtowne rozszerzanie się przestrzeni.” Materię substancjalną stanowiły wtedy bozony X i monopole. [Skąd się wzięły? Z energii próżni? Nie, z pola, które przekształciło się w cząstki.] Na co ta siła działała? Czy już istniała jakaś forma materii? Sądząc po założeniu, że wszystko zaczęło się od osobliwości, to raczej chyba nie. Czy do powstania materii wystarczyła „czysta” energia? Przecież w tym przypadku „energia”, to nie promieniowanie elektromagnetyczne, to nie fotony, które nie mogły przecież jeszcze istnieć. „To energia równoważna masie, która tworzy grawitację w formie zakrzywionej przestrzeni”. A bozony Higgsa, to nie łaska? „Bozony Higgsa, cząstki X, monopole itd.” – menażeria do dyspozycji. Powiedzmy, że nie ma problemu z dojściem do materii nam znanej. To zresztą w kontekście naszych rozważań sprawa uboczna. Kiedy to się stało? To filozoficznie bardzo kłopotliwe pytanie. Odpowiedzią wykrętną na nie jest stwierdzenie, że wtedy zaczął się też czas. Waniajet teologią. Inną odpowiedzią, także wykrętną, jest przyjęcie tezy, że stało się to nie tylko u nas, nie tylko w naszym bąbelku, lecz w różnych miejscach nieskończonego mega-wszechświata, w różnym czasie. [Chłop swoje – pop swoje: wszechświat nieskończony.] Ale tego się nie da zbadać pomimo, że fantazja domaga się swych praw, na przykład do określenia statystyki tego inflatonowego megabąblowania (jak na patelni), a nawet prawdopodobieństwa, że tu mi wyrośnie... Przypomina mi to wykręcanie się tatusia od odpowiedzi na kłopotliwe pytanie dziecka, zadawane przy bajeczce na dobranoc. A bociany, to nie łaska? Wybaczcie.

   Sama inflacja nie zapoczątkowała jednak Wybuchu. Zaczęła się, jak już zdążyłem zasygnalizować, nieco później, po upływie ok. 10^-35 s. Dlaczego? Otóż, zgodnie z teorią, inflacja jest zdarzeniem, które nastąpiło w istniejącym już Wszechświecie. Potrzebny był jakiś czas na wytworzenie się pola inflatonowego, a tym, odpowiednio dużego ciśnienia ujemnego. Uprzestrzeniona riemanowsko grawitacja, by wziąć wszystko w swoje objęcia, musiała mieć co wziąć. Przecież najpierw musiały pojawić się cząstki X, a także monopole, które inflacja miała odpowiednio rozproszyć. Czy bozony X nie uległy rozproszeniu? W jakim medium? Przecież one tworzyły to medium, razem z monopolami. Te jednak się rozproszyły (?). Tak, ale bozony X rozpadły się na to, co znamy, między innymi na to, co tworzy nas. A monopole? Jakby znikły. Zadziwia ich rzadkość (rozproszenie) w stosunku do bozonów X pomimo, że zgodnie z teorią powstało ich sporo. Chyba powinniśmy je napotykać. Co więc zarobiliśmy dzięki inflacji? Tylko czas, gdyż przesunęliśmy „wiadomy” początek do tyłu... Co więc spowodowało sam Wybuch? Chyba jakiś stwórca („jakiś”, więc  z małej litery)... Pole do popisu dla księży naukowców. W tym krótkim czasie poprzedzającym inflację, przestrzeń miała rozszerzać się wystarczająco powoli, (po to – nie przyczynowość, a celowość) by materia była jednorodna pod względem temperatury. [„Tak być musiało, gdyż w przciwnym razie nie istnielibyśmy” – trochę wykrętne stosowanie zasady antropicznej.] Jaki sens fizyczny miała wówczas temperatura? Oczywiście nie chodzi o średnią energię kinetyczną cząsteczek, lecz o gęstość energii pola. W porządku. Czy na samym początku temperatura była nieskończenie wysoka? Nie? Ile mogła wynosić? Lekką ręką wskazano na temperaturę Plancka (pisałem już o tym). Ale potem powstał ruch (uporządkowany całości i wyodrębniających się jej elementów, oraz ruch chaotyczny nowopowstałych cząstek). Jaka część tej pierwotnej energii „przeznaczona została” na ruch uporządkowany? [Jaki sens ma ten ruch uporządkowany wobec pseudo-ruchu związanego z ekspansją przestrzeni?] Jaka część tej energii stała się energią wewnętrzną decydującą o temperaturze materii? Co ma wspólnego tamta pierwotna temperatura z temperaturą określoną przez ruch chaotyczny cząstek i promieniowanie? Czy zmiana temperatury miała charakter ciągły? Przejdźmy nad tym do porządku dziennego (przynajmniej na razie), tym bardziej, że wstępnie, w innym miejscu, przedstawiłem już inny zupełnie model w odniesieniu do temperatury, moim skromnym zdaniem, jakby bardziej racjonalny i spójny, a przy tym prosty i zrozumiały dla każdego wykazującego choćby odrobinę dociekliwości i ciekawości świata. Model ten odpowiada z łatwością na powyższe pytania. Ale problem stanowi tu „medialna wiara w nieomylność nauki”, powoli upodabniajaca się do „medialnej wiary w nieomylność innej instancji”, do dziś pretendującej do roli wyroczni. Nie tak dawno palono na stosie czarownice.  

   Wróćmy do rozpoczętego wątku. Dzięki zachowanej wcześniej, u progu inflacji, jednorodności temperatury, podczas gwałtownego inflacyjnego rozszerzania się, zachował się stan pierwotny, jednakowy wszędzie. Zachowała się jednorodność, pomimo braku wzajemnego kontaktu pomiędzy poszczególnymi częściami („wyjaśnienie” problemu horyzontu). Zachowała się ta sama tendencja rozwojowa. Przy tym wszelkie niejednorodności wygładziła gwałtowna ekspansja przestrzeni. A jednak na mnie robi to wrażenie dostosowywania się alibi do przebiegu śledztwa. Poszczególne części? Wszystko się rozczłonkowało? Nie. Chodzi o to, co by widział lokalnie obserwator. Zatem jednorodność powszechna zachowała się, a wszystko, czego nie widzimy (bo jest zbyt daleko), wiemy czym jest, bo jest tym, co my.

   A dlaczego jednak istnieje niejednorodność lokalna? Po prostu dlatego, gdyż wszystkim rządzą prawa kwantowe. Eleganckie wyjście z opresji. Wskutek nieoznaczoności musiały istnieć tu, czy tam (pomimo wygładzenia, o którym tuż powyżej) przypadkowe odchylenia, fluktuacje. Za ich przyczyną powstały struktury odosobnione: galaktyki, ich gromady i obszary pustki między nimi. A dlaczego Wszechświat mimo wszystko jest aż tak jednorodny? Gdyż Całość została stworzona z jednej tylko fluktuacji pola inflatonowego. A co z innymi fluktuacjami? Ile ich jest? nieskończenie wiele? To już nie nasza sprawa, tym bardziej, że nawet naszego rodzinnego bąbelka nie jesteśmy w stanie ogarnąć, gdyż to, co widzimy, to mikrodrobiazg w porównaniu z całością, drobiazg którego granice (zasięg widzenia) wyznacza prędkość światła i czas.

Zatem wszystko ciągnie się w nieskończoność, nieskończenie wiele wszechświatów rodzących się w bólach, przepraszam, w bąblach inflatonowych. Czy starcza budulca (energii)? Właściwie, to powinien też istnieć proces odwrotny: antybąblowanie. W jaki sposób? Czy rodzaj wybieracza surowców wtórnych, kosmiczny recykling? Niekoniecznie. Po każdej inflacji wszystko stopniowo degraduje się. Na pewnym etapie pojawia się życie i cywilizacja, by swą degradacją (widzimy to na codzień) zamanifestować tendencję ogólną. A potem wszystko rozpływa się śmiercią cieplną schodząc do Hadesu energii próżni, spływając Tartarem i Polami Elizejskimi, a na wspólnym ujściu tych rzek, z połączenia dobra i zła dochodzi do eksplozji. Triumfalny bąbel! Oto cykliczność Przyrody!  

    Tak więc Wielka Unifikacja (GUT), choć nie dotyczy grawitacji i jest teorią kwantową, dzięki zastosowaniu ujemnego ciśnienia pola inflatonowego, przewidzieć mogła możliwość zajścia inflacji. To ogromne ciśnienie było przyczyną niezwykle silnego odpychania grawitacyjnego. Dlaczego raptem grawitacyjnego? Raptem odpychania? Tym razem grawitacja utożsamiona została z ujemnym ciśnieniem? Jakim prawem? Gdyż rozszerzała się przestrzeń. W tym momencie także ogólna teoria względności miała więc coś do powiedzenia.  

   Inflacja skończyła się. W tym momencie – co się stało z prędkością nadświetlną? Tu sprawa nie jest jasna. Utworzyła się materia cząstek w większości znanych nam, o masie spoczynkowej niezerowej. Ich prędkość względna oczywiście w każdym przypadku jest mniejsza od niezmienniczej, a niezmienniczą i tylko niezmienniczą mają fotony (i co jeszcze?). Materia ta wypełniać ma więc cały wielki wszechświat (którego znikomą cząstką ma być nasz Wszechświat). Ale to jeszcze nie odpowiedź na zadane pytanie. Jest za to sporo innych pytań. Dlaczego po bardzo krótkim czasie inflacja zakończyła się? Czy dlatego, gdyż pojawiły się cząstki masywne? Bo skończyło się paliwo napędzające przyśpieszoną ekspansję przestrzeni?  Co z bezwładnością materii, która już istniała? Z jaką prędkością „resztkową” Wszechświat jako całość zaczął rozszerzać się? Co to znaczy „z jaką prędkością”? Czy chodzi o kres górny prędkości względnych poszczególnych elementów układu, czy też wyłącznie o tempo ekspansji określone wartością współczynnika Hubbble'a (wyrażonego przez czynnik skali)? Czy chodzi o ruch, czy też o rezultat puchnięcia czasoprzestrzeni (uspokojony bąbel pola inflatonowego)? Skąd więc się wzięła temperatura stworzona przez ruch chaotyczny cząstek? Sprawa nie jest jasna. Może właśnie dlatego namnożyło się już sporo wersji teorii inflacji. Powinien to być sygnał do odwrotu (podobnie było z superstrunami). Ja osobiście widziałbym w tym tylko hipotezę i mnożenie bytów, wątpliwe, czy z uzasadnionej potrzeby, chyba, że potrzebę uzasadniał brak punktu zaczepienia. Jak się nie ma co się lubi, to się lubi co się ma. Zdolnych doktorantów przybywa z każdym rokiem. Tematy czekają. Być „in” w inflacji to coś (dlatego nie  flacja).        

   Właśnie Allan Guth nazwał ten proces inflacją (inflatio – nadymać, rozdmuchiwać). Z całą pewnością inflacja została rozdmuchana, ale to już nie jego wina. Na pomysł ten wpadł rozważając „pola Higgsa”i bazując na koncepcji „fałszywej próżni”, będącej ponoć przyczyną, jak się sam wyraził, „bardzo silnego odpychania grawitacyjnego”, utożsamianego z ujemnym ciśnieniem. Tak to było, gdy wpadł na swój pomysł. Potem rzecz się rozwinęła (i dalej rozwija, być może po to, by doprowadzić do ostatecznej konkluzji, że... nie tędy droga.).

   Odpychanie to spowodować miało więc wykładniczą ekspansję Wszechświata, w czasie której rozmiary jego miały ulec podwojeniu w ciągu zaledwie 10^-37s. Inflacja zaszła w bardzo krótkim przedziale czasowym, ale już to wystarczyło, by nastąpiło około stu (może nawet więcej) podwojeń. Rozmiary Wszechświata miałyby więc wzrosnąć około 10^30  raza*.

  Tak nawiasem mówiąc, jeśli na początku rozmiary były zerowe, to po tym wykładniczym, imponującym wzroście,... w dalszym ciągu powinny być zerowe, gdyż iloczyn zera i jakiejkolwiek liczby daje zero. Widocznie zerowe na początku nie były. Więc jakie były?... Z tego choćby powodu sama inflacja rozpoczęła się nieco później (czy dla uniknięcia zera?) A na samym początku jednak zerowe? Osobliwość? Tak się sądzi, pomimo, że iloczyn...

   Pomysł inflacji przyjął się szybko (Z braku laku dobry kit.), choć nie przekreśla to opcji, według której osobliwość nie miała miejsca, a początkowe rozmiary zgoła nie były zerowe. Proces ten zresztą zaczął się „dopiero” po upływie ok. 10^-35s. od momentu wybuchu. Wzbudza to pewną wątpliwość: „Mimo wszystko dlaczego nie od samego początku?”, „Dlaczego wtedy, a nie w innym czasie?” „Dlaczego w ogóle?” oraz wrażenie (na razie intuicyjne) niespójności, którego zresztą inni (szczególnie ci z Ameryki) wcale nie muszą podzielać. Jednak czuje się w tym, co ma być obiektywnością przyrodniczą, jakby rękę człowieka, istoty ułomnej, a nie Stwórcy.

     A jednak ta hipotetyczna inflacja dosłownie zmiata wszystkie monopole do tego stopnia, że wydają się być niewykrywalne. Zgodnie z teorią GUT monopole mają być najprostszymi defektami topologicznymi pól Higgsa, a pojawiły się na styku niedopasowanych obszarów (?), oczywiście w temperaturze unifikacji, rzędu 10^29K. Ich gęstość w przestrzeni, którą zajmowały miałaby dorównywać gęstości atomów, a masa (indywidualna) miałaby być bardzo wielka, rzędu 10^15 masy protonu. Mimo wszystko nie wykrywamy ich. To jeden z trzech klasycznych problemów kosmologii (pozostałe dwa: horyzontu i płaskości). A stała kosmologiczna? To dziś integralny element kosmologii. A może po prostu monopole nie istnieją? Czy oznaczałoby to, że nie było żadnych niedopasowań? W każdym razie, nawet jeśli monopole istnieją, nie mają żadnego wpływu na cechy fizyczne percepowalnego przez nas mikroświata i naszego otoczenia – tego, co widzimy, patrząc nawet ku najdalszym galaktykom. Takie duchy? „Niedopasowań”? W prawdziwej (nie wykombinowanej przez człowieka) Przyrodzie wszystko pasuje jak ulał. Właśnie to starożytni nazywali boskością.

    Dziś „boskość” emanuje z radia pt. Muchomor sromotnikowy, a w szkołach – z czerni głównych celebrytów wychowania i edukacji, z tamtą boskością nie mając nic wspólnego. Niektórzy celebryci mają za to boskie używanie (młodzież się garnie do Bozi). Nibirianie wiedzą dlaczego lepiej nie ujawniać się pomimo, że u nas w Polsce jeszcze nie jest tak źle. [Z jednej strony antyaborcja ratuje poczęte życie przed kobietami (niech sobie głupie protestują), a z drugiej, uchwala się, że dzień pierwszy maja ma być dniem konia – w  wyniku sejmowej debaty na temat chwalebnej roli konia w historii Polski. Gdy kiedyś przed czterdziestu laty uczyłem fizyki w liceum, otrzymałem przydomek Koń. Dziś, po latach jestem dumny ze swych uczniów.] Chyba jednak Nibirianie myślą przede wszystkim o czarnej sotni z księżycowym sierpem (i bez młota), zalewającej Europę, która dla poprawności politycznej udaje, że jest ślepa, więc rozsądek nawet pisany Brajlem jest dla niej nieczytelny. A może (Europejczycy z tą czarną) mają jakiś wspólny cel? Dziwny jest ten świat. Wolę inflację, a Nibirianie wiedzą dlaczego mi nie do śmiechu.

   A prędkość nadświetlna? „Problematyczność prędkości nadświetlnej jest w zasadzie pozorna, gdyż teoria względności nie wyklucza jej formalnie, w dodatku mówi się tu właściwie o zmianach samej czasoprzestrzeni, a nie o ruchu w sensie mechaniki klasycznej.” Interesujące, że mamy tu do czynienia z intuicyjnym kojarzeniem mechaniki kwantowej z ogólną teorią względności, co jak na razie, w badaniach podstawowych, nie dało rezultatów jednoznacznych wobec stojącej temu na przeszkodzie dychotomii (determinizm i indeterminizm). Czy zatem koncepcja, na której bazuje hipoteza inflacji, nie jest słuszna? Odpowiedź dać mogą tylko dalsze badania. Na razie inflacja zdaje się wyjaśniać sporo znanych, choć, jak dotąd, nie w pełni zrozumiałych faktów. Powinna też coś antycypować. Powinna. 

4. Co „zyskaliśmy” dzięki inflacji?

    Zyskaliśmy między innymi to, że Wszechświat jest płaski. W każdym razie uzyskać można dopasowanie teorii do tego niewątpliwego faktu obserwacyjnego (dzięki usunięciu niedopasowań...). Bazując na inflacji, w sposób poglądowy płaskość przedstawić można w postaci powierzchni gigantycznej kuli (którą stał się Wszechświat w wyniku inflacji), tak, jak płaską jest powierzchnia Ziemi dla nas. Tutaj, jak widać, płaskość jest tylko przybliżona, a nie immanentna, jak w modelu zaprezentowanym przeze mnie. Bąbelek pola inflatonowego tak się ma do płaskiej przestrzeni, jak mój platfus do Kuli Ziemskiej.

   Formalnie rzecz biorąc problem polega na tym, że wielkość:

(Ω - parametr gęstości), zgodnie ze standardową teorią Wielkiego Wybuchu, bazującą wyłącznie na równaniach ogólnej teorii względności, w szczególności na równaniu Friedmanna, stale rośnie. Inflacja odwraca tę sytuację, co sprawia, że parametr gęstości zbliża się do jedności, oznaczającej płaskość. Co za sprytna manipulacja. Tak nawiasem mówiąc, jeśli równanie Friedmana nie wystarcza dla uzyskania płaskości, to Wszechświat budowany na nim może być źródłem wątpliwości nawet dużo większych niż powszechne przekonanie o słuszności drogi, jaką wytycza. Jestem w porządku, gdyż powiedziałem to, jak widać, szeptem. Jak wiadomo, podejście do kwestii, zaprezentowane w mych pracach, jest zgoła odmienne i chyba uzasadnione bardziej dogłębnie, w każdym razie dużo prościej. Wadą jednak jest to, że bez zaawansowanej matematyki, bo nie jest ona potrzebna, gdy mowa o zagadnieniach podstawowych. Dziś Wielka Matematyka ma tworzyć podstawy Bytu. Nieskończona liczba rozwiązań równań daje rękojmię jednoznaczności realnej Przyrody... I to ma być kryterium prawdy. Za to doktoraty mają swój ciężar gatunkowy. I słusznie. Niech młodzi uczą się warsztatu naukowego. Niestety, w ogromnej większości przypadków, na warsztacie wszystko się kończy, niezależnie od dalszej kariery.

   Inflacja „rozprawiła” się również z problemem horyzontu, gdyż wyjaśniła (?) zadziwiającą jednorodność promieniowania tła (posiadającego charakter promieniowania cieplnego, ciała doskonale czarnego) pomimo odległości pomiędzy dwoma jego źródłami, na przykład między obiektami w przeciwnych kierunkach patrzenia, mogącej przekraczać odległość horyzontu. W przypadku tym nie jest ponoć możliwy kontakt, gdyż „czas konieczny dla jego realizacji, dłuższy jest niż wiek Wszechświata”. Już wcześniej, w swych poprzednich artykułach, zwróciłem uwagę na tę kwestię. Dla przypomnienia, problem horyzontu zilustrowany został w uproszczeniu następująco, w formie pytania: Czy obiekty znajdujące się po stronie prawej i lewej od nas (prawie w odległości horyzontu od nas) widzą się wzajemnie (są ze sobą uzgodnione) pomimo, że (ponoć) odległość między nimi większa jest niż R? „Raczej nie powinni się widzieć”. Inflacja „załatwiła ten problem” tym, że tuż przed jej zajściem możliwa była termalizacja (wzajemny kontakt cieplny, bo chodzi o promieniowanie termiczne). Że wtedy nie było jeszcze materii substancjalnej (cząsteczek) i oczywiście promieniowania elektromagnetycznego (mającego być „cieplnym”), nie wzrusza nikogo. Gwałtowne powiększenie rozmiarów zachowało uzgodniony stan, wspólne cechy materii, pomimo braku (w następstwie tego) jakiegokolwiek kontaktu między rozproszonymi częściami. Stąd jednorodność i izotropia pomimo braku kontaktu. Czy dla każdego obserwatora te dwie części (widoczna i niewidoczna) były identyczne? Jeszcze na ten temat wypowiem się w części B tego eseju. Zgodnie z moim podejściem do sprawy, kontakt istniał (i istnieje) między wszystkimi, od samego początku, bez potrzeby przesyłania fotonów (patrz artykuły poprzednie, w szczególności: „Katastrofa horyzontalna”.).    Teraz już wiem, dlaczego inflacja zaczęła się dopiero po pewnym czasie od początku Wybuchu. Z nakazu moralnego obowiązku musiała zaczekać na termalne uzgodnienie tych, którzy się za chwilę rozstaną na wieki wieków. A czym była ta materia, mająca się uzgodnić termalnie? Otóż była osobliwością lub osobliwą postosobliwością (dzisiejsze czarne dziury stanowią neoosobliwość). Czy było wtedy co uzgadniać? Znów powiedziałem cichutko, bo z nikim nie uzgadniałem.              

   To nawet sprytne, choć pytanie: „Czy na prawdę wzajemnie się nie widzą?”, wcale nie jest pozbawione sensu. Ten sens wysłowiony już został w poprzednich artykułach. Przypomnijmy sobie że problem zniknie jeśli zrezygnujemy z konepcji łącznościowej (patrz w szczególności esej pt. „Katastrofa Horyzontalna”). Na niej właśnie bazuje „termalizacja”, wzbudzająca sporą wątpliwość. W mikroczasie poprzedzającym „Wybuch” temperatura, jako wielkość opisująca układ będący w stanie statystycznego nieuporządkowania mnogości nieprzeliczalnych elementów, nie mogła bowiem jeszcze istnieć. Nie mogła już choćby dlatego, że te elementy jeszcze nie powstały. Na samym początku był bowiem idealny porządek, pełne uporządkowanie strukturalne (najniższa, zerowa wartość entropii). Najpierw jest porządek, a potem bałagan. Inna sprawa, że sprzątamy, by móc bałaganić, a bałaganimy, by sprzątać. Jak widać, także tu mamy cykliczność.  

   Wróćmy jednak do naszej relacji. Samo powiększenie rozmiarów przebiegało z zachowaniem cech warunkowanych przez zasadę kosmologiczną (z zachowaniem skali hubblowskiej). Dzięki temu właśnie promieniowanie reliktowe biegnące zewsząd jest w zasadzie identyczne, pomimo, że aktualnie kontakt między tymi obszarami nie istnieje. To „w zasadzie” jest istotne, gdyż oznacza, że nawet najlepsze uzgodnienie (jak w życiu) nie jest absolutne. Zatem istnieje możliwość pojawienia się drobnych (na początku) nieregularności (zmarszczek), które ponoć doprowadziły do stworzenia charakterystycznej struktury kosmicznej, niejednorodności wizualnej. To jedna z możliwości, jaką daje hipoteza inflacji – czy bez inflacji nie byłoby to możliwe?

   W moim odczuciu argumentacja inflacyjna mająca wytłumaczyć jednorodność świata (pomimo niemożliwości wzajemnego kontaktu) jest jakby troszkę naciągana, między innymi tym, że stanowi próbę dopasowania się do faktów obserwacyjnych. To dopasowywanie równań do wyników badań empirycznych stało się nawet rodzajem procedury badawczej. Można to robić przy założeniu, że same równania sa absolutnie słuszne. A przecież w rzeczywistości stanowią one mimo wszystko tylko model aktualny, właściwie cały zbiór modeli (do wyboru, do koloru) słuszny w ograniczonym zakresie (przez empiryczne ograniczenia), przyjęty jako obowiązujący, zgodnie z dzisiejszym widzeniem sprawy. Myślę, że odczucie to podzielają też inni, a przyjmują inflację „z braku laku”. W poprzednich artykułach wskazałem na dużo prostsze rozwiązanie kwestii, w każdym razie bez potrzeby stosowania karkołomnych wygibasów myślowych mających dopasować Przyrodę do matematyki. A może to tylko moje subiektywne wrażenie, moje „nieprzystosowanie lub wprost niedopasowanie”? W każdym razie inflacyjne wyjaśnienie problemu horyzontu nie w pełni zbieżne jest z tym, co stwierdziłem w poprzednich artykułach. Stwierdziłem wręcz, że ci na antypodach (powiedzmy: prawie na antypodach) mimo wszystko widzą się wzajemnie. Odrzuciłem tym ostatecznie podejście łącznościowe. Przyczynę niejednorodności wizualnej, według mnie bardziej „trzymającą się kupy”, podałem w artykułach poprzednich, w rozlicznych kontekstach. Ale, czy mam rację? Racja stanu jest ważniejsza. 

   Inflacja sprawiła nawet, że pełne rozmiary bytu, którego częścią jest obserwowany Wszechświat są o niebo większe, nawet ok. 10^23 raza, niż to, co dane jest naszej obserwacji. W poprzednich artykułach, a także w początkach tej pracy, ustosunkowałem się do sprawy uzasadniając swe wątpliwości co do ewentualnego istnienia czegoś poza horyzontem, który, zgodnie z przyjętą przeze mnie koncepcją, ogarnia Wszystko. Ale czy logika „chłopskiego rozumu” wystarcza?

   W inflacji upatruje się przyczynę braku uzgodnienia własności w tym, że „przekaz informacji nie może być szybszy niż światło”. Łatwo więc powiązać to z obserwowaną niejednorodnością rozkładu przestrzennego galaktyk. Opis tego w oparciu o hipotezę inflacji jest naturalną konsekwencją dociekań. W daleko posuniętym uproszczeniu, brak kontaktu spowodować musiał pojawienie się, na początku, drobnych niejednorodności. Początkowe drobne zmarszczki zaewoluowały z czasem, dzięki grawitacyjnemu ich pogłębieniu, w galaktyki, gromady galaktyk, spowodowały niejednorodności ich przestrzennego rozkładu. Tak zwana Wielka Ściana, będąca ogromnym zbiorowiskiem galaktyk, wyróżniającym się na tle rozległej pustki wokół niej, stanowi tego poglądowy przykład. Wszystko pięknie, z tym, że jako wieczny malkontent i sceptyk odczuwam (intuicyjnie?) w tym wszystkim jakby „niedopasowanie”, może nawet niekonsekwencję, przepraszam, dopasowywanie (wyników obserwacji) do matematycznej koncepcji rojącej się od wieloznaczności. Z jednej strony bowiem inflacji zawdzięczamy jednorodność (dzięki zachowaniu się uzgodnień z okresu przedinflacyjnego), z drugiej zaś dzięki tejże inflacji mamy niejednorodność struktury wielkoskalowej, nawet w obszarach, z którymi jesteśmy w kontakcie (choćby wzrokowym). Zatem niejednorodności pojawiły się nawet wewnątrz obszaru uzgodnionego absolutnie, gdyż części jego nigdy nie rozstały się z powodu inflacji. Tylko część (znaczna) uleciała na wieki wieków. Przecież Wielką Ścianę widzimy, a Wielkiego Atraktora** czujemy.

 A czy to, co uleciało na wieki wieków, także posiada (dzięki inflacji) cechy materii przez nas obserwowanej? Niby tak jest, ale empirycznie wykazać tego się nie da.

Nie chodzi więc tylko o obszary nie mogące być ze sobą w kontakcie (z powodu zbyt wielkiej odległości). A może po prostu dawniej nie widzieliśmy Ściany. Czego jeszcze nie widzieliśmy? Andromedy? Nas samych w całości (głowa nie widziała kieszeni)? A Teraz? Widzimy w kieszeni... Wielkiego Atraktora. To pachnie skandalem (To, co napisałem, czy to, o czym piszę?). Przyroda z defektem? Stwórca partacz (przepraszam: Partacz)? Nie! O to Go nie podejrzewam. Jeśli już, to nie On. Niee, przecież tutaj chodzi o fluktuacje kwantowe w mikroskali ściśniętej materii. To wspaniały patent.

   Tak na marginesie: Co ma wspólnego światło, a właściwie jego prędkość ze zmianami metryki czasoprzestrzeni? Czy uzgodnienie zachodzić może tylko z prędkościami nie większymi niż c? Bo tak chce łącznościowy paradygmat? Poza tym, cała przestrzeń rozwija się zgodnie z tym samym imperatywem fizykalnym, więc sprawa „braku” uzgodnienia nie wchodzi tu (raczej) w rachubę, w każdym razie w czasie inflacji. Do kwestii tej ustosunkowałem się we wcześniejszych artykułach wskazując na „chwilowe” nieuzgodnienie w związku z zajściem przemiany fazowej, wraz z zakończeniem Ureli. A może to ja nie mam racji? Na co się właściwie porywam? Z motyką na Słońce? Nie. Na Betelgeuse.

   Wróćmy do samouzgodnienia w okresie najwcześniejszym. Świadczyłaby o nim późniejsza izotropia i jednorodność promieniowania reliktowego. Czy wiązać to jakoś z inflacją? Trochę trudno, gdyż promieniowanie wówczas jeszcze nie istniało, a przyczyna jego drobnej niejednorodności jest, moim skromnym zdaniem, inna niż się dziś przypuszcza. Jaka? Patrz niżej. Zgodnie z dzisiejszym pojmowaniem sprawy, wyrażając to w prostych słowach możemy stwierdzić, że rozwój inflacyjny miał rozpocząć się od pojedyńczego „bąbelka” fluktuacji pola inflatonowego. Ten jeden, rozszerzając się gwałtownie wygładził wszystkie niejednorodności (czy uwarunkowane przez pola Higgsa?). A jak powstała wielkoskalowa niejednorodność? Otóż, znów wskutek fluktuacji, która spowodowała, że sama inflacja zakończyła się w różnych miejscach niedokładnie w tym samym czasie. Przejście fałszywej próżni w gorącą materię nie zaszło więc wszędzie równocześnie. To stworzyło „zmarszczki”, a więc też fluktuacje gęstości materii. [Dlaczego? Widocznie tak się stało, sądząc po tym, co widać. Piknie.  Grawitacja od razu z tych fluktuacji utworzyła centra ściągające materię. Tak rzecz skrótowo i w ogólnym zarysie przedstawić można w oparciu o dzisiejsze pojmowanie spraw (albo o moje pojmowanie tego pojmowania).

5. Co na to empiria?

   Zajmijmy się promieniowaniem tła. Jest ono bardzo jednorodne i izotropowe (to słowo „bardzo” wskazuje na to, że nie w stu procentach). Oczywiście nie ma sensu brać tu pod uwagę wykrywalnego wpływu ruchu Ziemi na rozkład temperatury tego promieniowania, a nawet ruchu naszej Galaktyki w stronę Wielkiego Atraktora. Chodzi bowiem o niejednorodność uwarunkowaną kosmologicznie. Być może ta znikoma niejednorodność promieniowania reliktowego, wykryta przez satelitę COBE (i bardziej sprecyzowana w dalszych badaniach), jest reliktem czasów, w których nastąpiła separacja promieniowania i materii substancjalnej (zaszła oczywiście znacznie później niż hipotetyczny proces inflacyjny). To jedna z możliwych opcji, powiedzmy hipoteza robocza. Dla przypomnienia, proces separacji rozciągnięty był w czasie na około pół miliona lat. Tak, ale co było przyczyną tego rozciągnięcia w czasie? Być może przyczyną tego rozciągnięcia w czasie była niejednorodność przestrzenna rozkładu materii substancjalnej (dziś obserwowana jako niejednorodność wielkoskalowa), a także niejednorodność rozkładu temperatury promieniowania, istniejąca już wówczas. Wraz z tym, nie mam przekonania do tezy, zgodnie z którą przyczyną tego, że rozprzężenie rozciągnięte było w czasie, był na przykład brak uzgodnienia w istniejącej wówczas materii, choć tak można by sądzić.

   Sądząc z powyższego, nie w rozciągnięciu rozprzężenia w czasie upatrywać należy pierwotną przyczynę znikomej niejednorodności promieniowania tła. W dodatku samo promieniowanie istniało od dawna. Oddziaływanie elektromagnetyczne (a więc i promieniowanie) pojawiło się, zgodnie z moimi przemyśleniami, tuż po przemianie fazowej, zaraz po trwającym mgnienie braku samouzgodnienia, opisywanym niejednokrotnie wcześniej. Dla przypomnienia, ten brak samouzgodnienia jest, zgodnie z przyjętym tu założeniem, przyczyną wielkoskalowej niejednorodności materii substancjalnej, a z tego powodu także przyczyną niejednorodności promieniowania. Od samego początku nie jest więc to promieniowanie jednorodne w stopniu absolutnym. Nie zapominajmy też, że istotną rolę w tworzeniu się podukładów, wyodrębniajacych się jako przyszłe zbiorowiska galaktyk, miała ciemna materia, dzięki swej bardzo silnej grawitacji (o jej istocie była mowa w atykule drugim poświęconym plankonom). 

     Przypuszczać więc można, że nie inflacja zamieszana jest w tę aferę. Sądzę, że wyniki badań nie są sprzeczne z tym przypuszczeniem. Wracając do promieniowania zauważmy, że z całą pewnością „pamięta” ono czasy najwcześniejsze, gdy tylko pojawiło się oddziaływanie elekromagnetyczne. Krótkotrwałe nieuzgodnienie kończące przemianę fazową, wspomniane wyżej kilka razy, na samo promieniowanie miało jednak wpływ stosunkowo niewielki. Dlaczego? Zauważmy, że Wszystko, co właśnie stawało się Wszechświatem, ograniczone było horyzontem grawitacyjnym o promieniu, wszystkiego dwudziestu paru kilometrów (taki w każdym razie będzie wynik pewnego obliczenia). Co istotniejsze, to to, że nieuzgodnienie dotyczyło właściwie jedynie materii masywnej, gdyż z natury rzeczy ta nie może poruszać się z prędkością światła. Na promieniowanie musiało ono mieć jednak wpływ w związku z tym, że materia masywna oddziaływała z promieniowaniem od chwili jego wyodrębnienia się, w związku z nieustającymi intensywnymi przemianami, w tym kreacji i anihilacji. Dziś materia ta (w tym także „ciemna”) tworzy Ściany i Atraktory. Samo promieniowanie nie było więc odseparowane od materii cząstek, z którymi oddziaływało, a nawet przez jakiś czas było z nią w równowadze. Stanowiło ono jednak znaczącą przewagę ilościową. Fotonów było znacznie więcej, niż wszystkich pozostałych cząstek (razem wziętych). To bardzo ważny szczegół. Z tego właśnie powodu niejednorodność materii substancjalej (cząstek masywnych) mogła co najwyżej w nieznacznym stopniu naruszyć jednorodność promieniowania. To właśnie stwierdzamy patrząc w niebo i badając promieniowanie reliktowe którego niejednorodność jest właściwie tylko śladowa.

   Reasumując możemy więc stwierdzić co następuje: zróżnicowany rozkład przestrzenny materii substancjalnej, istniejący od pierwszych chwil po przemianie fazowej (mojego chowu) jest przyczyną rozciągnięcia się w czasie procesu separacji promieniowania i materii substancjalnej (rozprzężenia). Ta niejednorodność rozkładu materii masywnej, która pojawiła się podczas przemiany fazowej, siłą rzeczy spowodować musiała drobną niejednorodność promieniowania tła wykrytą przez satelitę COBE. Drobna dlatego, gdyż promieniowanie (elektromagnetyczne) stanowiło (i stanowi) ogromną przewagę ilościową. Niejednorodność rozkładu materii masywnej miała z tego powodu znikomy wpływ na rozkład gęstości promieniowania.
    Z jednej strony przemiana fazowa była przyczyną wyraźnej dziś niejednorodności rozkładu materii masywnej, z drugiej zaś, właśnie w tym krótkim czasie braku samouzgodnienia (i wstępnej fraktalizacji materii) pojawiło się (wraz z oddziaływaniem elektromagnetycznym) promieniowanie. Nie mogło więc ono siłą rzeczy być jednorodnym w sposób absolutny. Niejednorodność wielkoskalowa materii masywnej wraz z niejednorodnością (od samego początku) promieniowania, spowodowały to, że rozprzężenie nie było zdarzeniem punktowym (czasowo), że trwało stosunkowo długo. Jednak wpływ niejednorodności materii masywnej na samo promieniowanie, jak już wyżej zaznaczyłem, był znikomy, pomimo równowagi między promieniowaniem, a materią cząstek, jaka już na początku panowała. Fotonów było bowiem ok. miliarda razy więcej, niż pozostałych cząstek razem wziętych. Nic więc dziwnego, że stwierdzona obserwacyjnie niejednorodność promieniowania reliktowego jest znikoma.

    Wspominałem już parę razy o obowiązującym powszechnie twierdzeniu, przyjmowanym niejednokrotnie nawet za pewnik, że widoczny Wszechświat stanowi tylko część układu znacznie większego. Odnosiłem się do tego „przekonania” bardzo sceptycznie, właściwie uzasadniałem potrzebę jego odrzucenia. Hipoteza inflacji wychodzi mu jednak na przeciw. Zasadniczą przyczyną tego przekonania jest podejście „łącznościowe”. Istnieje tu określona niekonsekwencja: my stanowimy tylko część Wszechświata, ale rozważania dotyczące samych jego początków sugerują zupełność materialno-przestrzeną. Chyba, że straciliśmy z powodu (tym razem tylko) inflacji, kontakt z dużą częścią macierzystego układu.

   Ale to nie wszystko. Według wielu badaczy, istnienie promieniowania reliktowego w takiej, a nie innej postaci, zawdzięczać należy inflacji. „Dzięki niej bowiem, pomimo braku uzgadniającego kontaktu, cechy Wszechświata wszędzie są jednakowe (jednorodność i izotropowość promieniowania tła, biegnącego z obszarów, zbyt odległych, by mogły być ze sobą w kontakcie).” Przyjmuje się też (jako rzecz oczywistą), że Wszechświat obserwowalny jest znacznie mniejszy, niż ten, co powstał z bąbla fluktuacji pola inflatonowego. Przypomnijmy sobie: Promieniowanie reliktowe jest promieniowaniem cieplnym. Jak wiadomo, temperatura promieniowania cieplnego zawartego w obszarze zamkniętym, zmienia się liniowo wraz ze zmianami jego rozmiarów. Na podstawie tego oszacowaliśmy długość fali „hipotetycznego” promieniowania reliktowego (zresztą, z zupełnie dobrym wynikiem). Wykonanie tego obliczenia miało sens przy założeniu, że Wszechświat tworzy obszar zamknięty.     Jeśli przyjmuje się (dziś), że Wszechświat obserwowalny, jest tylko częścią, nawet znikomą całości, to rozważanie wymiarów dostępnych obserwacji (tylko części układu) nie daje możliwości wyznaczenia temperatury promieniowania (sposobem zastosowanym w artykule traktującym o promieniowaniu tła. Zauważyłem to już niejeden raz. Jeśli jednak temperatura wyznaczona na podstawie rozmiarów dostępnych (promień hubblowski) daje wynik poprawny, to znak, że Wszechświat nie jest większy, niż ten percepowalny – hubblowski. Jest to jednak wyraźnie sprzeczne z konkluzją (do jakiej prowadzi hipoteza inflacji), że wszechświat jest znacznie większy, niż ten percepowalny. Zatem już choćby z tego powodu, hipoteza inflacji powinna być odrzucona. A może się mylę? Jeśli tak, to trzeba znaleźć inne wytłumaczenie dla istnienia promieniowania reliktowego... Zanim zaczniemy szukac zauważmy, że zaprezentowane rozumowanie prowadzi do konkluzji, że Wszechświat ograniczony przez horyzont hubblowski jest Wszystkim, konkluzji wyrażanej już wielokrotnie. Oczekiwanie czegoś znajdującego się dalej nie ma po prostu sensu. Oto jeszcze jeden argument potwierdzający wizję Wszechświata przedstawioną w tej pracy.             

   To także okazja do wyrażenia wątpliwości, jaką wzbudza podejście łącznościowe, stosowane dziś w kosmologii.

*) Alan H. Guth – Wszechświat inflacyjny (Prószyński i S-ka, Warszawa 2000)

**) Wielki Atraktor stanowi obszar bardzo rozległej „pustki”. Uważa się go za rozległe skupisko ciemnej materii, powodujące intensywny ruch wielu, setek, może nawet tysięcy galaktyk. Dzięki skrupulatnej analizie drobnych niejednorodności promieniowania tła stwierdzono, że nasza Galaktyka przemieszcza się z prędkością ok. 600 km/s w kierunku nie zaznaczonym wielką liczbą galaktyk, lecz przeciwnie. To kierunek ku Wielkiemu Atraktorowi, „widocznie niezwykle masywnemu”... Albo to obszar pustki, ku której zmierzają galaktyki, po prostu „dla wyrównania ciśnień”. Czy tak, jak w gazie? Raczej nie. Ale jeśli przestrzeń tworzy sieć plankonowa, niejednorodna w skali lokalnej, w tym miejscu rzadsza, to ruch galaktyk w tamtą stronę byłby uzsadniony. Niezależnie od tego, tam prędkość światła (promieniowania elektromagnetycznego) lokalnie może być inna, mniejsza. Wyjaśniłem to w jednym z artykułów o dualnej grawitacji. Zatem byłby to rodzaj rozpraszającej soczewki grawitacyjnej. Bazując na tym można pokusić się o zbadanie sprawy. Wynik pozytywny stanowiłby też pośrednio potwierdzenie koncepcji dualnej grawitacji. Czy ktoś zechce podjąć się tych badań?