Podstawy grawitacji dualnej. Wstęp - 1

Zagajenie

    Wielokrotnie w swych postach wspominałem o grawitacji dualnej. Widocznie istnieją powody na to, by tego nie wykluczyć. Dziś tę dualność wyklucza się przy założeniu a priori, że grawitacja, to wyłącznie przyciąganie. Z tego apriorycznego założenia wychodzi się przy rozpatrywaniu grawitacji na bazie ogólnej teorii względności. To, że w ramach tej teorii rozważa się też ciśnienie (jakby galaktyki stanowiły rodzaj gazu i poruszały się bezładnie, co, jak wiadomo, nie jest prawdą (prawo Hubble'a)), które może być także ujemne, sprawiając tym wrażenie odpychania, nie jest tu istotne, tym bardziej, że dotyczy to raczej obowiązującego dziś sposobu modelowania  Wszechświata, a nie skromnego oddziaływania dwóch ciał. [Samo przypuszczenie (a nawet zalożenie), że istnieje jakieś ciśnienie już świadczy o intuicyjnym przeczuciu, że powinno być także odpychanie. W którym kościele dzwonią?] Nie o takie odpychanie (na wzór prężności  gazu) mi chodzi. Chodzi o odpychanie będące grawitacją w samej jej istocie (tak, jak przyciąganie). Najlepiej (ideowo) i najłatwiej (to też się liczy) jest opisać układ dwóch ciał. Jeśli grawitacja ma charaktet dualny, rzecz ujawni się właśnie w takim najprostszym układzie i to w sposób jednoznaczny. W układach bardziej złożonych efekty takie, czy inne, mogą być rezultatem chaosu, a przez to nie stanowić bezpośredniego argumentu na istnienie dualności grawitacji. Mnie interesują zagadnienia podstawowe. Dobrze, a gdzie to odpychanie ma zachodzić? Oczywiście nie w naszej skali, nie w skali naszej percepcji, bo przecież go jakoś nie stwierdzamy.

   Zanim jednak dotkniemy tego meritum, przypomnijmy sobie o równoważności masy i energii. To ważny element naszych dalszych rozważań. Jednakże różnie się tę równoważność interpretuje. Nie ulega wątpliwości, że każda forma energii równoważna jest masie, co wyraża słynny wzór E = mc². Obecność masy implikuje istnienie pola grawitacyjnego. Ale masa tak rozumiana, to nie jakieś nowe ciało. Nie należy utożsamiać tworów matematycznych (masa) z bytami materialnymi (ciało). Powtarzam to jak mantrę. Nie bez powodu. Chodzi wyłącznie o to, że jeśli energia układu wzrasta, to wzrasta też jego masa, co wcale nie znaczy, że wzrasta liczba cząstek tworzących ten układ. Zresztą, wszystko wskazuje na to, że spełnione muszą być w każdych warunkach, prawa zachowania liczb leptonowej i barionowej – w prostych słowach, nie przybywa (i nie ubywa) elektronów i nukleonów.

   A teraz z innej beczki. Zastanówmy się, tak z głupia frant. Gdyby grawitacja była wyłącznie przyciąganiem, to wszystko by znikło, wciągnięte do jakiejś otchłannej czeluści bez wyjścia i bez szans na ratunek. Za to, dzięki fantazji uczonych (np. Michio Kaku) przeszlibyśmy przez dziurkę od klucza (z doświadczenia wiemy, że diablo czarną) do wszechświata równoległego, albo stalibyśmy się nagle triumfalnym Wielkim Wybuchem (wraz z inflacją) po drugiej stronie. Ta dziurka, rezultat zapadania się jakiejś gwiazdki stworzyłaby cały ogromny wszechświat – ku radości jego mieszkańców. [Dobrze, że nie wiedzą, że to tylko fantazjowanie niesfornych fizyków – mieliby się z pyszna.] Swoją drogą, jeśli już tak jest, to dlaczego czarne dziury nie znikają? Przecież stają się tam gdzieś nowym wszechświatem – a mimo to dalej straszą. Robota dla Sherlocka Holmesa.

    To jak to się stało, że w ogóle istniejemy? Skąd się więc wzięliśmy? Chyba byśmy wcale nie zaistnieli. Coś musiało pchnąć na zewnątrz całą tę Wszystkość. Skąd? Znikąd? Z jakiejś innej dziurki? Dzięki hipotetycznej energii próżni? Dzięki ujemnemu ciśnieniu pola inflatonowego, wymyślonego okazjonalnie na potrzeby wymyślonej przez A. Gutha inflacji? Tak, ale to już nie OTW. To inny rewir badań – kwantowa teoria pola, a nawet teoria GUT (...) Wszystko to nie sprzyja wrażeniu, że wszystko jest OK w 100%.

Wstęp

   Tym razem Wstęp będzie dłuższy, niż zwykle. Nic dziwnego, to coś nowego. To pierwsza seria postów poświęcona grawitacji dualnej. Rzecz zapowiadałem wielokrotnie. Świadczy to o merytorycznej ważności tematu. Z oczywistych powodów dokonać będę musiał licznych skrótów. Specjalnie zainteresowanym polecam książkę: Wszechświat grawitacji dualnej. Tam rzecz przedstawiona jest pełniej. Na razie jest osiągalna.    

  Esej ten przedstawia niekonwencjonalne ujecie zagadnień związanych z oddziaływaniem grawitacyjnym. Ukazuje też prespektywy badawcze dotąd nie uwzględniane. Artykuł ten poprzedza serię trzech artykułów poświęconych grawitacji w skali planckowskiej. Wszystkie omawiają też po części konsekwencje kosmologiczne proponowanego modelu. Wszystkie cztery stanowią jedną zintegrowaną całość. Wszystkie tworzą też bazę fizykalną dla tak zwanej grawitacji dualnej i niekonwencjonalnej kosmologii. Że taką prezentują moje posty, zdążyliście już zauważyć.  

       W swojej pracy bazuję na newtonowskiej koncepcji grawitacji i oddziaływań, ale uwzględniam to, co wnosi do sprawy szczególna teoria względności. Ktoś mógłby stwierdzić, że „właśnie tym zajął się Einstein, a płodem jego dociekań jest przecież ogólna teoria względności”. Mimo wszystko moje podejście jest inne, może dlatego, gdyż uniknąłem mieszania się matematyków do sprawy. Przy zagadnieniach związanych z STW nie korzystam z geometrii Minkowskiego, a przy rozważaniu zagadnień kosmologicznych (dziś to domena OTW) – z konsekwencji światopoglądowych stosowania specyficznej i mocno zaawansowanej geometrii (geometria różniczkowa, Riemannowska). Nie akceptuję więc, wprost odrzucam traktowanie przestrzeni jako autonomiczny byt, będący ontologicznym dodatkiem do materii w każdej jej postaci, modyfikującym materialne dzianie się. Staram się oddzielić przyrodniczą realność od tego, w jaki sposób staramy się ją poznawać i opisywać, stosując środki matematyczne. To oddzielenie nie jest wcale rzeczą łatwą. Wszak właśnie dzięki matematyce mamy wgląd głębszy, ogólniejszy. Ale dziś, hopla, matematyka stała się wprost bazą wyjściową i ona nadaje, mnogością możliwych wersji rozwiązań, kierunek (przez tę mnogość kierunek bardzo poskręcany...) ku (jednoznacznemu?) poznaniu. Procedury matematyczne powinny stanowić tylko formalistyczną nadbudowę dla tego, co jest bazą, co jest intelektualnym zaczynem. Dla pierwotnej myśli, intuicji, przyrodniczej wyobraźni nie pozostało wiele miejsca. I to jest jedną z przyczyn kryzysu. Dotyczy to także procedur bazujących na OTW.  Nie oszukujmy się. Nie media zachłystujące się entuzjazmem, nierzadko w głoszeniu treści bałamutnych, decydyją o postępie. Tam czary mary, chochliki i wilkołaki towarzyszą tworzeniu się planet,  galaktyk i temu, co się dzieje z Wszechświatem. Gdzie więc tkwi prawda, gdzie tkwi to co realne?
 Byle paplać i na kolorowo. 
  Dziś panuje w tej kwestii daleko posunięta swoboda, rodzaj rozmycia. Nie sprzyja to postępowi we właściwym kierunku. [Jeśli kierunek jest niewłaściwy, to i postęp jest pod znakiem zapytania.]     

    Jakbym wracał do dawnych czasów sprzed ponad stu lat, zrywając jednak przy tym z przekonaniem o Wszechświecie nieskończonym i statycznym, zrywając, bo dziś w dalszym ciągu (choćby w podświadomości) pokutuje. Zrywając, wbrew wszystkiemu także z tym, czym obrosły te lata w związku z nieustannymi zmaganiami nauki, prącej nie koniecznie we właściwym kierunku –  co do tego, wielu podziela mój sąd. Problem w tym, że nowy kierunek jeszcze się nie pojawił (właśnie się pojawia), a wszystko, co się dzieje, pozostaje w jakby trochę zmurszałej megakoncepcji. Ale w sumie dobrze się stało. Mamy OTW, na którą spojrzeć można z perspektywy stu lat rozwoju, stu lat przmyśleń. Tak przy okazji polecam lekturę mej książeczki poświęconej dydaktyce szczególnej teorii względności: Elementarne wprowadzenie do szczególnej teorii względności, nieco...inaczej, o której zdążyłem już wspomnieć – też (na razie) do nabycia. Tam przedstawiam dość specyficzną, nie stosowaną wcześniej dydaktykę STW - dużo łatwiejszy niż na ogół kurs podstaw teorii, a przy tej okazji, także specyficzne podejście do niektórych zagadnień, mając w tle pewne kwestie kosmologiczne. 

     Interesuje mnie szczególnie oddziaływanie grawitacyjne w bardzo krótkim zasiegu.  W świecie naszej bezpośredniej percepcji, ogólna teoria względności (jako procedura badawcza) działa bez zarzutu. Problem pojawia się, gdy za jej pomocą próbujemy opisać cały Wszechświat a także opisać świat niedostępnej dziś małości, gdzieś tam głęboko w podwymiarach; opisać cały Wszechświat pomimo jego nielokalności. Pisałem już o tym wcześniej. Tu, jak się dalej okaże, podejście newtonowskie – zmodyfikowane, wnosi do sprawy coś nowego, choćby jako alternatywa do testowania.  

     Dzisiaj kluczową rolę w opisie mikroświata spełniać ma kwantowa teoria pola, z tym, że nie rozważa ona grawitacji – to poważny mankament i niedostatek tej teorii. Rzecz oczywiście bagatelizuje się. W tej pracy chodzi w szczególności o materię bardzo skondensowaną. Zaznaczyć należy, że w tym zakresie ogólna teoria względności nie była testowana, a to, co „wiemy” (czarne dziury) jest raczej ekstrapolacją tego, co ustalono w odniesieniu do układów dynamicznych, dostępnych bezpośredniemu badaniu. [Osobliwość i niedostępna małość?] Chodzi tu mianowicie, o potwierdzony ilościowo, znany fakt istnienia soczewkowania grawitacyjnego, a także o znaną wcześniej i niewytłumaczalną na bazie klasycznej teorii newtonowskiej, anomalię perihelium Merkurego. Za potwierdzenie przewidywań OTW uznano też wynik doświadczenia z pomocą interferometru LIGO, o którym doniesiono w lutym 2016. Chodzi o odkrycie fal grawitacyjnych. Na ten konkretny temat wypowiedziałem się w innym miejscu, na bazie grawitacji dualnej.

    Testowanie grawitacyjnej dylatacji czasu za pomocą zegarów atomowych lub jakichkolwiek bazujących na cechach materii, nie uważam za miarodajne. Przy różnych okazjach będę to uzasadniał. Na bazie wyników mych rozumowań uzasadniał będę, w różnych miejscach, wprost nieistnienie tej dylatacji czasu. Odbije się to na modelowaniu czarnych dziur, czyli obiektów ograniczonych przez horyzont grawitacyjny.        

     Materia bardzo skondensowana, to raczej domena mechaniki kwantowej – mógłby ktoś zaznaczyć. Problem w tym, że grawitacja jest poza jej zasięgiem. A jednak dla nas czarne dziury z materialnym wnętrzem nie do określenia (!) są już realnym faktem (...), a nadzieją na rozwiązanie problemu materii w ich wnętrzu jest, zdaniem wielu, kwantowa grawitacja, którą usilnie poszukuje się, choć ta, jak na razie, znajduje się poza horyzontem (zdarzeń). Na razie mamy atrakcyjną nazwę, która żyje własnym życiem nawet bez istnienia tego, czego dotyczy (pomijając rozbudowujący się w szybkim tempie aparat matematyczny – czy z niego coś się wykluje?).

     Istnieje sporo problemów, sporo kwestii nie rozwiązanych, kwestii nawet zasadniczych. Właśnie one stanowią o istnieniu motywacji dla badań, ukierunkowują ciekawość. Pytania goniły pytania. Podjąłem więc na poły infantylną próbę zmierzenia się z nimi, bez czekania, aż ktoś mnie oświeci. Zresztą odpowiedzi satysfakcjonujących nie otrzymałem. Trzeba było drążyć samemu. Jak dalej zobaczymy, to nie takie łatwe, nawet ideowo, wobec muru kompletnej obojętności (nawet nie krytyki) ze strony osób zdawałoby się kompetentnych. Z pewnością sądzą (nie czytając), że mój brak kompetencji jest zbyt rażący. Zaciekawiony czytelnik niech osądzi sam.          

     Praca ta ma skonkretyzować nadzieję na rozwiązanie rozlicznych problemów, dziś na razie znajdujących się poza zakresem dociekliwości badaczy, ot choćby problem materii wewnątrz czarnej dziury. Istnieje bowiem opcja, zgodnie z którą materia poniżej horyzontu grawitacyjnego jest jak najzwyklejszą materią. Sądzę, że warto pójść właśnie w tym kierunku, wbrew protestom gniewnych.

Niespójność istniejąca na styku deterministycznej teorii grawitacji (tak newtonowskiej, jak i OTW) i indeterministycznej mechaniki kwantowej (to ma miejsce w układach materii skondensowanej) skłania do podjęcia próby pójścia „trzecią drogą”; chyba raczej nie w poszukiwaniu rozwiązań kompromisowych, także niekoniecznie w kierunku grawitacji kwantowej w dzisiejszym pojmowaniu spraw. Okazuje się, że grawitacja newtonowska (w tym powrót do sił), trzeba przyznać, że zmodyfikowana i po uwzględnieniu ustaleń szczególnej teorii względności, daje dość obiecujące wyniki. Przedstawia to niniejszy esej, wraz z trzema pracami, które poprzedza.  

  Szczególną rolę odgrywa tu, jak się niebawem przekonamy, właśnie modyfikacja teorii newtonowskiej. Chodzi przy tym o określoną ideę (to na razie), a nie o pakiet równań. Te mogą zaczekać. Dziś odwrotnie, sądzi się, wprost automatycznie, że fizykę otrzymamy rozwiązując określone równania. Skąd się wezmą? Z powietrza? Jeśli chcemy iść nową drogą, to raczej nie na bazie tego, co wytycza starą. Przecież to, czym nauka dziś dysponuje, stanowi o ograniczoności naszego wglądu w przyrodę. To przecież teorie, których zakres adekwatności w pewnej skali kończy się. A my, znajdujemy się właśnie tam u granic. Bazować na tym, co już nie działa, dlatego, gdyż tam jest odpowiednio zaawansowana matematyka? To tak, jakbyśmy szukali czegoś pod jasną latarnią tylko dlatego, gdyż tam jest widno. To już zakrawa na... Nie, to nie kpiny. Po prostu, mnie nie kręcą rzeczy już wcześniej przebadane. Dla mnie zawsze materiałem priorytetowym do przemyśleń były zagadki nierozwiązane. Tu mogłem się wyżywać. Czytelniku, przekonasz się o tym. Inna sprawa, że do tego, co już napisane doszedłem po wielu latach przemyśleń. Popełniałem po drodze (dość wyboistej) niemało błędów, a zatrzymywały mnie liczne dylematy poznawcze. Wcale nie jestem pewny, że to, co publikuję, jest moim ostatnim słowem. W badaniach swych bowiem byłem i do dziś jestem osamotniony. Brak wymiany myśli z innymi parającymi się tym samym, chyba miał niebanalny wpływ na wyniki mych dociekań (na dobre i na złe). Dokumentację mej pracy stanowią przysłowiowe tony papieru, a także niezliczone wcześniejsze wersje rozsiane w różnych pamięciach elektronicznych, no i w chmurze, która jest już tak rozległa, że zapowiada burzę z grzmotami i piorunami. Dokumentację stanowią też książki wydane wcześniej.

W naszych rozważaniach, wbrew poważnym oczekiwaniom, nawet dla rozwinięcia tez, jak zauważycie, wystarczy w zupełności matematyka elementarna, gdyż chodzić będzie o układy elementarne. Jeśli przy tym okaże się, że wpadłem na właściwy trop, to rzeczy rozwiną się i wtedy dostaniecie matematykę matematykę. Na razie na to za wcześnie.