Dziś sądzi się powszechnie, że rozwiązaniem kwestii jest przyjęcie, że
ewentualne rozszerzanie się (lub kurczenie się) Wszechświata nie jest
związane z faktycznym ruchem, lecz jest wynikiem zmian metryki przestrzeni. Czy
słusznie? Będzie o tym mowa niejeden raz dalej. Ale dajmy na to, że w związku z
tym właśnie możliwe jest przyśpieszenie (daje tę możliwość doktryna o
rozszerzającej się przestrzeni, czyli odejście od modelu newtonowskiego). Samo
przyśpieszenie byłoby, zgodnie z zasadą kosmologiczną, proporcjonalne do
odległości. W sytuacji tej narzucają się od razu pytania: Jaka jest przyczyna
przyśpieszenia? Czy chodzi o przyśpieszenie „na zewnątrz”? Pomimo, że
grawitacja działa w przeciwną stronę, pomimo, że ogólna teoria względności
opisuje wyłącznie przyciągające działanie grawitacji (jeśli nie liczyć tzw.
stałej kosmologicznej, wprowadzonej przez Einsteina i przez niego odrzuconej jako
„największa pomyłka w jego życiu”)?
Czy samo przyśpieszenie (dajmy na to) w danym momencie
obserwacji rośnie wraz z odległością? Jeśli na zewnątrz, to
przyśpieszenie kwazarów powinno być bardzo duże pomimo, że ich prędkość
względem nas jest bardzo wielka, bliska nieosiągalnej prędkości
światła... Poza
tym, jeśli ich szybko rosnąca prędkość (w związku z bardzo wielkim
przyśpieszeniem) dąży do nieprzekraczalnej prędkości światła, to jak to może
być? A przecież tam (wtedy, gdy Wszechświat był mały) grawitacja była
najsilniejsza, najsilniej spowalniała ekspancję. „Chyba raczej przyśpieszenie kwazarów maleje”... A
jeśli odwrotnie – maleje wraz z odległością, to najbliższe nam galaktyki
oddalają się (lub zbliżają) z największym przyśpieszeniem. Jakim? Tego się
przecież nie obserwuje. Malenie przyśpieszenia wraz z odległością jest więc
także raczej nie do przyjęcia, tak, jak i wzrost. Patrząc na to oczami
Friedmanna* sądzić
możemy, że chodzi nie tyle o przyśpieszenie, co o opóźnienie, opóźnienie
malejące z czasem (wskutek grawitacji coraz słabszej w miarę
ekspansji). To stanowiłoby o dynamice Wszechświata. Problemy
horyzontu i płaskości, pojawiające się przy tej okazji, rozwiązuje nam
inflacja”. Jak znalazł. A może
przyśpieszenie jest stałe w czasie? Oznaczałoby to istnienie jakiejś stale
malejącej siły odpychania (związku ze słabnięciem powszechnej grawitacji
rozrzedzającego się Wszechświata). W pełnym synchronie. Tak, ale jakie
przyśpieszenie i dlaczego właśnie takie? Mamy pole do popisu wyłącznie dla
fantastów, bo nie ma tu żadnego punktu zaczepienia w znanych faktach.
W tej mniej więcej sytuacji
dokonano obserwacyjnego odkrycia: słabszego, niż oczekiwano świecenia
odległych supernowych. Znów fakty zaskoczyły świat nauki (to bardzo
wymowne wobec przekonania, że oto to, a będziemy mogli wszystko...). A gdy jest
zaskoczenie, to każdy pomysł, szczególnie „jednego z naszych”, osłabia
motywację do poszukiwań na bazie tego, co już wiadome. I tak pojawiła się
ciemna energia, od razu zresztą skojarzona ze stałą kosmologiczną. Cały świat
już wie (...) o istnieniu ciemnej energii, tym bardziej, że uhonorowano już jej
głównych rzeczników i badaczy nagrodą Nobla (Adam Riess, Brian Schmidt, Saul
Perlmutter – 2011). W kosmologii ostatnimi czasy, dzięki temu, nastąpiło
spore ożywienie. Najbardziej wziętym dziś jest wspomniany już model
kosmologiczny (LCDM – Lambda Cold Dark Matter). Lambda Λ, to stała
kosmologiczna, której Einstein się wyrzekł, a dziś to gwiazda pierwszej
wielkości. Wszystko bazuje na jednej sztancy (OTW + Λ) , jakby tam gdzieś
chował się Święty Graal (albo Święty Mikołaj). Model ten od razu
też zyskał na znaczeniu. W kontekście naszych aktualnych rozważań
przyjęcie istnienia ciemnej energii jest jednak gołosłowne. Przecież budujemy
wszystko od zera. A sama „ciemna energia”? Nikt jej przecież nie widział.
A sama obserwacja? Istnieje, jak się przekonacie, lepsze jej
wytłumaczenie. To co zrobić ze stałą kosmologiczną? To nie mój problem.
Zapytajcie Einsteina.
Ta ciemna energia, ponoć dawniej,
wskutek silniejszej powszechnej grawitacji (Wszechświat był mniejszy),
przyśpieszała ekspansję słabiej, a nawet, przed upływem ok. siedmiu miliardów
lat po Wielkim Wybuchu miało miejsce na razie jeszcze, grawitacyjne
spowolnienie ekspansji. Patrząc na galaktyki bardzo odległe, a tym bardzo
młode, powinniśmy więc oczekiwać nawet opóźnienia TAM ekspansji, czyli
pojaśnienia supernowych. A u nas? Powinniśmy stwierdzić, że przyśpieszenie
spowodowane przez ciemną energię powinno być największe, gdyż dziś, wskutek
ekspansji przestrzeni, grawitacja jest słabsza, niż dawniej (w mniejszym
stopniu kompensuje więc ciemną energię). Zatem supernowe najbliższych galaktyk
powinny świecić dużo słabiej (ta właśnie obserwacja stanowiła
powód dla wymyślenia ciemnej energii), niż właśnie swiecą stanowiąc
wzorzec jasności... To przecież absurd. Warto się zastanowić. W eseju
pt. „Katastrofa Horyzontalna” sprowadzę ciemną energię do niebytu,
wskazując na możliwość zgoła innego wyjaśnienia efektów obserwacyjnych, rzekomo
świadczących o przyśpieszeniu ekspansji. Z całą pewnością pójdziemy
inną (niż ta nagłośniona) drogą. Wróćmy jednak do naszych aktualnych
dociekań.
Dla pełności
obrazu: Chyba, że Wszechświat się zapada... Teoretycznie możliwa jest także ta
opcja. Uprzedzając tok wynurzeń, jakie by się pojawiły w związku z tą
możliwością stwierdzam rzecz wiadomą dziś szerokiej publiczności. Z obserwacji
wynika, że Wszechświat (aktualnie) rozszerza się. Wariant zapadania się w tym
kontekście odpada. [Jak się przekonamy
później, to wcale nie takie oczywiste (i potrzebne jest jeszcze jedno
kryterium), gdyż także podczas kontrakcji będzie przesunięcie widm ku czerwieni
(?). Cierpliwość niektórych wystawiam na próbe, ale nie ma rady. Niech wiedzą, że
czeka ich jeszcze sporo przeżyć nie mniej bolesnych (psychosomatycznie).
*) Chodzi o równanie
Friedmanna i trzy modele, jakie przwiduje.
Na tym kończy się cykl wpisów poświęconych
różnym aspektom zasady kosmologicznej. Jak widać posiada ona spory potencjał
heurystyczny. Ale to oczywiście nie koniec naszych dociekań. W następnych
notkach zajmiemy się pokrótce konkretnymi danymi obserwacyjnymi, mającymi zasadniczy
wpływ na to, jak można (lub należy) modelować Wszechswiat. Czy zasada
kosmologiczna ostanie im się?
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz