Inne spojrzenie na cząstkę neutrino. Cz. 3

Neutrino i płaskość przestrzeni Wszechświata

Treść

8. Zerowy potencjał grawitacyjny Wszechświata.

9. Sens nadświetlnej prędkości neutrin.

Suplement. Dwie opcje rozpadu neutronu.

8. Zerowy potencjał grawitacyjny Wszechświata.

   Zgodnie z naszym ustaleniem, neutrina mają odpychać grawitacyjnie. Tym być może, stanowią czynnik przeciwdziałający powszechnemu przyciąganiu. Czy tym powszechnym odpychaniem dokładnie kompensują „naturalne wzajemne przyciąganie materii?” Można przypuszczać, że odpowiedź twierdząca nie byłaby niespodzianką. Jak wiadomo, globalna przestrzeń Wszechświata jest płaska, euklidesowa. Trudno więc ją przyrównywać do nadymającego się „balonu” przestrzeni riemanowskiej. Czy to rzeczywiście rola neutrin? [Czy nie za daleko się posunąłem?]

W tej sytuacji (jeśli już tak) uzasadnione byłoby przypuszczenie, że materia neutrinowa stanowi połowę całej materii o niezerowej masie (ale ma masę ujemną – tak dla przypomnienia i zgodnie z tutejszymi przypuszczeniami). Materia „normalna” i neutrina – może dlatego właśnie wzajemne przyciaganie materii normalnej kompensowane jest przez odpychanie neutrin wymieszanych z tą materią. Trzeba zaznaczyć, że liczba neutrin jest bardzo wielka, szacuje się, że nawet zbliżona do liczby fotonów, może nawet rzędu miliarda razy większa, niż liczba cząstek materii normalnej. Dzięki temu mimo znikomej ujemnej masy własnej (tej rzeczywistej) znanych nam neutrin (Te nieznane mogą być bardziej masywne – zobaczymy to dalej), dojść mogło do pełnej kompensacji globalnego przyciągania i odpychania. Pomysł wart rozważenia, nawet dość kuszący. Wynikałoby stąd, że świat nadświetlny nie jest mniejszy, niż nasz świat. Mielibyśmy dwa światy dopełniające się wzajemnie, tak jak dwie strony tej samej monety. Tak w skojarzeniu przypomnijmy sobie, że topologia Wszechświata w dynamice jego rozwoju (cyklicznego) przypomina wstęgę Mobiusa. Szkoda, że wgląd nasz w ten drugi świat, po drugiej stronie, jest aż tak ograniczony. Za to mamy pole do popisu dla fantastów-filmowców, tym bardziej, że kiedyś będzie można się przebić na drugą stronę...   

Warto rzecz rozważyć. Więc rozważmy. W artykule na temat grawitacji Wszechświata, bazując na zasadzie kosmologicznej ostatecznie zawyrokowałem, że natężenie globalnego pola grawitacyjnego równe jest zeru. Wniosek stąd, że potencjał globalnego pola grawitacyjnego jest stały w przestrzeni (zerowanie się gradientu potencjału). Na tej podstawie wyliczyłem jego wielkość. Przedstawia to wzór poniższy:  

Wracając do naszych rozważań: „Jeśli istnieje kompensacja przyciagania materii normalnej przez neutrinowe odpychanie, to także wypadkowy (sumaryczny) potencjał powinien być zerowy.”  Potencjał pochodzący od neutrin równy byłby:

Właśnie to uzasadniałoby płaskość przestrzeni, jaką tworzy Wszechświat. Ale rzecz należy mimo wszystko przemyśleć. Wiemy, że geometria Wszechświata jest płaska. To by potwierdzać mogło nasze przypuszczenie, nawet jeśli nie interesuje nas to, co wynika z ogólnej teorii względności. Ta nie przewiduje dualności grawitacji, a tym bardziej istnienia obiektów o ujemnej masie. A co na to mimo wszystko ogólna teoria względności, w szczególności modele friedmannowskie? – mógłbym zapytać naiwnie. Jeśli przestrzeń jest płaska, to dlaczego jest zakrzywiona? Aha, z powodu niezerowego potencjału globalnego...

  Jeśli przypuszczenie co do neutrin jest słuszne, to potencjał globalnego pola, jako wielkość addytywna, powinien być na stałe zerowy – płaskość zapewniona w stu procentach, płaskość immanentna. A jak ma się to do ustalenia, które wyraża powyższy wzór na potencjał? Na razie nie wszystko jest zaklepane. Przecież w związku ze stopniowym maleniem (zgodnie z naszym roboczym ustaleniem) niezmienniczej prędkości ekspansji, wartość globalnego potencjału powinna też maleć. A co z potencjałem pochodzącym od neutrin? Jeszcze się zastanowimy.

Dla zastanowień przyjmijmy, wbrew atrakcyjności hipotezy, (o immanentnej równości wartości mas materii normalnej i neutrinowej), że ujemna łączna masa neutrin nie kompensuje się z dodatnią masą pozostałej materii.  Pomimo, że rozwiązanie takie, jak już zauważyliśmy, jest raczej zgodne z ogólnymi tendencjami Przyrody (ku symetrii i równowadze, powiedzmy, że ku estetyce); pomimo, że przestrzeń Wszechświata jest płaska. Można by na przykład przypuszczać, że w związku z ciągłym maleniem potencjału ujemnego, potencjał dodatni pochodzący od neutrin, relatywnie rośnie i nie ma mowy o kompensacji. To by przypominało (ku radości wielu) ciemną energię. Nawet mielibyśmy wyjaśnienie, skąd się ona bierze. Przecież stała kosmologiczna, to byt matematyczny, a nie przyrodniczy. Opis sprawy byłby bardzo podobny do dzisiejszego oficjalnego (nagrodzonego Noblem): „W początkach ekspansji dominowała grawitacja, a po kilku miliardach lat, do dziś dominuje ciemna energia i tak będzie na wieki wieków amen.”  

Mimo wszystko istnienie nierówności obydwu potencjałów prowokowałoby do pytania o to, w jakim stopniu są nierówne, jak ta nierówność zmienia się z czasem. Moim skromnym zdaniem mielibyśmy też nietuzinkowy problem choćby natury filozoficznej. O estetyce trudno mówić. Stworzyłoby to także motywację do mnożenia bytów bez możliwości ustalenia, który potrzebny, a który nie – dla radosnej twórzości prowadzącej (poprzez liczne doktoraty) do nikąd. W dodatku nowa matematyka jest jak na zawołanie. Doszłoby więc do rozdmuchania badań nad zupełnie hipotetycznymi konsekwencjami tego niewinnego przypuszczenia o zróżnicowaniu mas. Już z czymś podobnym mamy do czynienia (w innych kwestiach – nie wymieniam, by nie ściągnąć na siebie gromów odciągających od tematu.). Media tylko na to czekają, już wpadają w orgazm. Przypomina mi to (a jednak) pomysł ze stałą kosmologiczną, z którego Einstein wycofał się na czas, a jego kontynuatorzy (by nie powiedzić: epigoni) zaczęli kombinować: kwintesencja, ciemna energia...

Sądząc po tym skonstatować można, że przyjęcie równości mas (dodatniej i ujemnej) jest bardziej uzasadnione (pomimo, że nie sprzyja to doktoratowej wydajności – przynajmniej na razie). 

   W artykule poświęconym grawitacji Wszechświata obliczyliśmy potencjał pola grawitacyjnego Wszechświata (nasz wzór) nie uwzglęgniając obecności neutrin, jakby ich nie było. To, co wówczas wyliczyliśmy, było składową (ujemną)  potencjału pola pochodzącą od materii normalnej. Wartość tego potencjału sukcesywnie maleje wraz z maleniem wartości inwariantu c. Wniosek stąd (Uwaga!), że jeśli pomysł z równością mas materii normalnej i neutrin jest do przyjęcia (mimo wszystko to dość atrakcyjna opcja), to maleć powinna wartość łącznej ujemnej masy neutrin (potencjał dodatni ich pola). Właśnie dzięki temu utrzymuje się przez cały czas stan zerowej krzywizny przestrzeni. Przestrzeń (nawet patrząc na to z pozycji OTW) pozostaje płaska – to naturalna i stała jej cecha, przy tym natężenie globalnego pola grawitacyjnego pozostaje równe zeru (zgodnie z zasadą kosmologiczną). Już dawno zauważyliśmy, że w związku z tym właśnie potencjał pola wszędzie jest jednakowy.

  Gdyby potencjał dodatni pochodzący od ujemnej masy neutrin nie malał w tym samym tempie, co wartość liczbowa (ujemnego) potencjału materii normalnej, to Wszechświat być może musiałby rozszerzać się coraz szybciej (ciemna energia? O nie!), albo zapadać się coraz szybciej, w dodatku od samego początku ekspansji hubblowskiej (wtedy był bardzo malutki), co byłoby absurdem. Czy natężenie pola w tej sytuacji mogłoby być zerowe? Chyba raczej nie, nie tylko ze względów estetycznych. Godziłoby przecież w zasadę kosmologiczną (w związku z charakterem wektorowym natężenia pola).

Wobec tego, jak miałaby maleć wartość masy rzeczywistej neutrin? Otóż, także one stopniowo rozszerzają się, więc siłą rzeczy wartość ich ujemnej masy powinna stopniowo maleć – są coraz mniej zbite w sobie, są coraz mniej odpychające. I tu chyba mamy rozwiązanie tej kwestii. Wszystko przecież łączy ogólna tendencja Wszechświata, rozszerzajacego się, w dodatku proporcjonalnie w każdej skali rozmiarowej – to ustaliliśmy już dawno. Pamiętamy przy tym, że przyrost rozmiarów jest proporcjonalny do skali rozmiarów. Ujemna masa neutrin powinna więc z czasem maleć. [To by prowadziło też do malenia szybkości rozpadów cząstek, rozpadów promieniotwórczych, co byłoby konsystentne ze stopniowym maleniem wartości inwariantu c. Czy jest jakaś szansa na zbadanie tego? Chyba tak.] Czy to przekonuje? Ciekawe, co będzie w momencie inwersji Wszechświata. O tym niech sobie pofantazjuje czytelnik. Na wszelki wypadek przypominam, że inwersja ma nastąpić jeszcze zanim inwariant c spadnie do zera. Choć to tylko spekulacje, przyznać trzeba, że wszystko się tak ładnie zazębia... A tak swoją drogą, ileż ciekawych przypuszczeń generuje się dzięki temu, że grawitacja ma charakter dualny.

9. Sens nadświetlnej prędkości neutrin.

     „Jeśli neutrina są szybsze od światła, to uciekają poza Wszechświat”. Jak to pogodzić z tym, że rozmiary Wszechświata ogranicza horyzont hubblowski-grawitacyjny, oddalający się z prędkością c? Jak pogodzić to z ustaleniem, że Wszechświat obejmuje całą przestrzeń, że poza Wszechświatem przestrzeń nie istnieje? Przypuszczam, że jest to problem pozorny. Już wcześniej przecież podałem inne przedstawienie „nadświetlności”.

     „Nadświetlność” z naszego podświetlnego stanowiska, nie musi oznaczać rzeczywiście szybszego rozszerzania się horyzontu. Dla neutrin (nadświetlnych przecież) największą, a właściwie niedoścignioną prędkośćią jest też c. Chodzi więc raczej o rodzaj „uwarunkowania topologicznego”. Ta nadświetlna prędkość była w fazie Ureli prędkością w samouzgodnieniu panelsymonu. Poszczególne jego elementy nie mogły między sobą kontaktować się. Nie jest to więc ruch posiadający cechy względności i inercjalności. Nie jest to ruch definiowany przez nas jako wzajemna zmiana położenia dwóch ciał. Nie jest to ruch kreujący przestrzeń Wszechświata. Nie jest to ruch o charakterze lokalnym. Już to jest przyczyną braku możliwości bezpośredniego kontaktu między neutrinami, a światem naszej percepcji. Nie istnieją fakty doświadaczalne, które by temu przeczyły. Ta „nadświetlność” nie podlega uwarunkowaniom szczegolnej teorii względności. Tylko w tym sensie prędkość neutrin nazwać można nadświetlną. Neutrina zatem, jeśli także ich ruch tworzy naszą przestrzeń, „widzą” w c niedościgniony dla nich kres górny prędkości, a maksymalną odległość wyznacza właśnie ta prędkość. Zatem granicę ich przestrzeni wyznacza horyzont hubblowki, oddalający się od wszystkich bez wyjątku obserwatowów (zasada kosmologiczna) z prędkością niezmienniczą c. Dla nas obserwatorów, przestrzeń tworzy materia Wszechświata, której elementy poruszają się w zbiorze prędkości względnych [0,c). Istnienie tego zbioru ruchów stanowi o rozszerzaniu się przestrzeni Wszechświata. Z tego powodu przestrzeń Wszechświata jest immanentnie płaska. A zakrzywienie przestrzeni? To wyłącznie jakość o charakterze matematycznym. To nie ontologia, lecz procedura obliczeniowa. Wskazałem na tę możliwość już na początku naszych rozważań (już w artykule: „Dualny charakter grawitacji”). Tam przecież dokonałem modyfikacji newtonowskiego prawa grawitacji, która wprowadza poprawki tym bardziej znaczące, im silniejsze jest pole grawitacyjne. Zachęcam do przebadania kwestii, choćby w zamiarze odrzucenia całej (mojej) koncepcji.

SuplementDwie opcje rozpadu neutronu

    Wielokrotnie zaznaczałem, że neutrina są reliktem Ureli. Czy bez wyjątku wszystkie? Wszak wiadomo, że otrzymujemy je w wyniku rozpadów promieniotwórczych. Czy „rodzą” się one jako produkt tych rozpadów, jako obiekty produkowane, powoływane do życia w tych reakcjach? Intuicja, przynajmniej moja, przeciwstawia się temu. Przecież neutrina , sądząc po moich konkluzjach, są reliktem najwcześniejszej fazy Wielkiego Wybuchu, a ich własności (ujemna masa, stosunkowo duża wewnętrzna koncentracja materii) wykluczają możliwość ich wytworzenia w warunkach dzisiejszych. Dodajmy do tego, że neutrina nie oddziaływują elektromagnetycznie, więc jak mają kreować się z cząstek oddziaływujących elektromagnetycznie? Bądźmy konsekwentni.  

     Mimo wszystko dla przykładu weźmy rozpad neutronu. Proces ten przebiega w dwóch etapach. Najpierw jeden z dwóch kwarków dolnych neutronu (down – d) rozpada się na kwark górny (u – up) i bozon W (-). Neutron staje się protonem. Następnie bozon W, po bardzo krótkim czasie, rozpada się na elektron i antyneutrino. Otrzymujemy więc: proton elektron i antyneutrino elektronowe. Symbolicznie reakcję rozpadu neutronu zapisujemy tak:

Tak w skrócie i w uproszczeniu przedstawić można proces rozpadu neutronu. To model powszechnie akceptowany. Mimo wszystko problematyczny jest fakt, że rozpad ten i inne rozpady „słabe” mają charakter statystyczny. Nie stanowi dla mnie problemu udział bozonu W. Dla przypomnienia, zgodnie z dzisiejszym paradygmatem, w procesie takim uczestniczyć powinna cząstka pośrednicząca (nawet jeśli jest cząstką wirtualną). Jednak co mnie niepokoi: przyczyna rozpadu kwarku d, właśnie tego, a nie innego. Bo mu się zachciało? Bo jest inny, niż pozostałe (większe prawdopodobieństwo)? Jest „ważniejszy” od tego drugiego (u-d-d)?

   „Charakter statystyczny” – wniosek stąd, że powinien istnieć czynnik zewnętrzny, jedno z miliardów neutrin, tworzących tło; czynnik o charakterze losowym, właściwie w każdym procesie rozpadu słabego. A co z rozpadem spontanicznym (widocznie rozpad z udziałem neutrin nie jest spontaniczny)? Taki rozpad możliwy jest gdy tworzy się układ (plankonowy) nie mogący istnieć z powodu niezgodności drgań wewnętrznych – to układ niestabilny, pojawiający się jako etap przejściowy, stan przejściowy układu, istniejący w czasie bardzo krótkim, by rozpaść się bez udziału czynnika zewnętyrznego. Poglądowym przykładem czegoś takiego mógłby być granat wybuchający po kiku sekundach od wyciągnięcia zawleczki. Tak rozpada się na przykład bozon W. Właśnie neutrino (odpowiednie), gdy pojawia się na przykład w pobliżu neutronu (a właściwie jednego z kwarków), zakłóca spokój układu stabilnego, powoduje powstanie stanu przejściowego, który my nazywamy bozonem wirtualnym rozpadającym się spontanicznie w czasie rzędu 10^-25 sekundy. [Jego masa jest bardzo duża, gdyż stanowi on formę bardziej rozproszoną (mały deficyt masy grawitacyjnej). Nic dziwnego, że rozpada się tak szybko. To rzecz charakterystyczna. Mamy tu ciekawą zbieżność modelu plankonowego, bazującego na grawitacji dualnej z tym, co daje (kwantowa) fizyka cząstek. Warto zwrócić uwagę i na to.] Dlatego właśnie nie ma sensu branie bozonu W pod uwagę w zapisie rozpadu neutronu, chyba, że chcemy przedstawić proces z pomocą diagramu Feynmana:

(wzięte z Wikipedii).

    Czy powyższy zapis reakcji (*) jest bezwarunkowo słuszny jako spontaniczny rozpad samego neutronu? Tak się powszechnie sądzi. To jednak otwiera puszkę Pandory z licznymi problemami. Już w poprzednich częściach eseju zauważyłem niekonsystentność takiego modelu z tym, ze neutrina nie oddziaływują elektromagnetycznie i silnie, a także to, że liczba neutrin i antyneutrin we Wszechświecie jest jednakowa. Do tematu tego wrócę jeszcze w artykule czwartym.

     Całkiem  możliwe jednak, że przyczyną rozpadu neutronu jest wtargnięcie w jego pobliże neutrina (nie antyneutrina) z zewnątrz, z tła. Neutrino to zadziałało swą grawitacją, spowodowało rozpad neutronu i poszybowało dalej (mając już inny pęd i energię). Wtargnęło do neutronu i rozpychając się spowodowało jego rozpad swym działaniem odpychającym. Zjawisko rozpadu (chyba nawet niezbicie) świadczy o istnieniu odpychania grawitacyjnego. Czy chcemy, czy nie. 

Chyba, że nasze pragnienia stać się mogą ciałem – bytem przyrodniczym (utożsamianie bytów matematycznych z przyrodą). Już myślenie o tym byłoby sporą arogancją – chęć dorównania Nadistocie, w dodatku w niepewności Jej istnienia. Bo przecież wiara jest bezwarunkowym przekonaniem o słuszności hipotezy, której nie można udowodnić. Ta „bezwarunkowość” stanowi o różnicy między nauką, a teologią.

   Uznanie grawitacji dualnej za istniejącą umożliwia wyjaśnienie proste, logiczne, a nawet poglądowe rozpadu beta (i innych rozpadów). Mamy więc jeszcze jeden argument potwierdzający słuszność tezy, że grawitacja dualna istnieje, a w związku z tym możliwe jest istnienie cząstek o ujemnej masie (neutrin).

     Z powyższych wynurzeń wynikałoby, że możliwy, a nawet godny rekomendacji jest inny proces rozpadu neutronu, chyba, w kontekście naszych przemyśleń, bardziej trafiający w sedno, niż ten przedstawiony jako (*). Oto on: 

Możliwości tej nie wykluczają prawa zachowania, w szczególności prawo zachowania liczby leptonowej (tak elektron, jak i neutrino mają liczbę leptonową równą plus jeden). W obydwu przypadkach spełnione są zasady zachowania. Sens jest jednak inny.

  W pierwszym przypadku (otrzymujemy wraz z elektronem, antyneutrino elektronowe) mamy rozpad spontaniczny neutronu (pomimo statystyczności tych rozpadów) na trzy cząstki – wszystkie miałyby się wziąć z niego. Czy zatem wystarczy jeden kwark dolny (z neutronu), by wyczarować dwie cząstki o sporej (w dodatku) energii? [Zasób energii w kwarku górnym jest znacznie mniejszy, niż w kwarku dolnym? Nic dziwnego, że proton jest tak trwały. Ale to już inny temat.] Czy neutron wytwarza antyneutrino i ono pomimo, że nie oddziaływuje silnie, jest rezultatem zmian zachodzących w środowisku kwarków? Trzecie pytanie: Czy właśnie to antyneutrino wykrywamy w sposób niezbity jako antyneutrino? Przecież detekcja tych cząstek ma charakter wyłącznie pośredni. I jeszcze jedno pytanie (już zadane w poprzednim artykule): Czy liczba neutrin (i anty-) sukcesywnie rośnie kosztem materii „normalnej”? Sądząc po tym, co wiemy, to raczej nie.

      W przypadku drugim nie ma mowy o tworzeniu się (powoływaniu do życia) antyneutrina, lecz o uczestnictwie neutrina z tła w procesie rozpadu neutronu. Trzeba przyznać, że ta opcja, w źródłach pisanych pojawia się bardzo rzadko, także trudno się jej doszukać w sieci. Wielu zainteresowanych nawet nie zdaje sobie sprawy z takiej możliwości. Swoją drogą, właśnie ta opcja pasuje do dualności grawitacji, zakładanej wyłącznie w tej pracy.  Tu neutrino (nie antyneutrino) zbliża się do neutronu (a nie oddala od otrzymanego protonu), robi co do niego należy i opuszcza teren. W gruncie rzeczy, w związku z cechą skrętności, oddalanie się antyneutrina równoważne jest zbliżaniu się neutrina. Chyba właśnie dlatego Majorana uznał, że neutrino i antyneutrino, to dwa różne stany tej samej cząstki.     

     Dodajmy, że w pierwszym przypadku mamy do czynienia z rozpadem spontanicznym (nie spowodowanym przez czynnik zewnętrzny). Jednak w takiej sytuacji trudno oczekiwać charakteru wykładniczego funkcji (malejącej) opisującej rozpad większej próbki, trudno oczekiwać statystyczności procesów rozpadu (zwróciłem na to uwagę wcześniej). Zatem czynnik wywołujący rozpad przybywa z zewnątrz. Jak widać, w drugim przypadku mamy do czynienia z neutrinem tła, z cząstką będącą reliktem procesu Ureli. To rzecz istotna w związku z tym, że posiada masę ujemną i porusza się z prędkością nadświetlną – zgodnie z modelem przedstawionym w tej pracy. [Właśnie ta ujemność  masy neutrin stanowi o destrukcyjnym działaniu neutrin.] Na pytanie: „Czy w ogóle cząstkę neutrino wyprodukować można podczas doświadczeń siłą rzeczy z cząstkami naszego świata?”, odpowiedź: „Tak” w kontekście naszych rozważań nie zadawala. Która więc opcja jest lepsza? Znów przypominamy sobie o statystyczności rozpadów z udziałem neutrin, o tym, że mamy do czynienia z rozpadami o charakterze wykładniczm. To fakt doświadczalny. Tak, ale co się dzieje z neutrinem? Już zauważyłem wcześniej. Po prostu kontynuuje swój ruch, z tym, że jego pęd i energia są nieco inne. A zbiór takich jak on, po zmodyfikowaniu ich ruchu, tworzy wiązkę bardziej lub mniej skolimowaną – to, co stwierdzamy doświadczalnie (np. neutrina reaktorowe, a także słoneczne). Problem w tym, że nie daje się tego wykryć bezpośrednio. Sam problem z jednoznacznym opisem procesu wynika stąd, że, jak na razie, nie bierze się pod uwagę możliwości tej, że cząstki neutrino mają masy ujemne, że kinematycznie znajdują się po drugej stronie osi c.  

     Sam opis rozpadów, zgodnie z obowiązującą teorią, przez wprowadzenie bozonów wirtualnych, można już zastąpić przez deterministyczny opis bazujący na modelu plankonowym i grawitacji dualnej. Wówczas nie ma potrzeby posiłkowania się cząstkami przekazującymi siły. To dużo prościej. Tak sądzę. Sama możliwość istnienia układów niestabilnych, przez krótką chwilę, wcale nie jest z tym sprzeczna.

   Że odkrywamy w reakcji mimo wszystko antyneutrina? Dzieje się tak dlatego, gdyż dla ich detekcji posługujemy się fotonami, zatem to, co widzimy (antyneutrino)  jest zwierciadlanym odbiciem tego, co dzieje się faktycznie, a to z powodu nadświetlnej prędkości tych cząstek. Temat ten zostanie rozwinięty w czwartej, ostatniej części eseju. Wypowiedziane zostanie wtedy też Twierdzenie o Odbiciu Zwierciadlanym Obiektów Nadświetlnych (OZON).