A fale grawitacyjne, te tak modne ostatnio? Zbudowane (nakładem wielkich kosztów) detektory fal grawitacyjnych (na przykład słynny detektor Webera) mają właściwie za zadanie wykrycie zmian grawitacyjnych* (natężenia pola) w naszym środowisku fizycznym, w innej zupełnie skali, niż ta, o której była mowa w poprzednim poście. Fale te mają pojawiać się (i być wykrywalne) tam, gdzie obiekty o wielkich masach poruszają się z wielkimi przyśpieszeniami, co oznacza, że „ich energia, odpowiadająca energii grawitacyjnego wiązania, ma być równoważna jakiejś masie”. Wymownym przykładem poszykiwań w ostatnim czasie jest doświadczenie LIGO, nota bene uwieńczone sukcesem, sądzac po wrzawie medialnej.
W doświadczeniu LIGO (tym pierwszym) mowa o układzie dwóch czarnych dziur, którego masa po ich połączeniu była mniejsza od ich łącznej masy przed połączeniem. Od razu wyjaśniono, że energia równoważna temu niedoborowi masy wyemitowana została w postaci fali grawitacyjnej, której detekcji ponoć dokonano. Jak widać, tu mowa o czymś zupełnie innym, niż to, o czym mowa w skali stryktury cząstek. A tak na marginesie, jeśli już coś takiego (z tymi czarnymi) się zdarzyło (wynikało to z symulacji, a nie z bezpośredniej obserwacji), to sam niedobór masy układu wskazuje na dualność grawitacji! Czy chcemy, czy nie.
Skąd wiadomo, że ta para czarnych znajduje się aż tak daleko? [Zgodnie z doniesieniem, zdarzenie miało miejsce 1,3 miliarda lat temu, co oznacza, że aktualnie układ ten znajduje się w odleglości ok. 6 miliardów lat swietlnych – na podstawie twierdzenia TET.] Jedyny znany dziś układ (astrofizyczny) drgający z tak dużą częstotliwością, sądząc po danych doświadczalnych – „to muszą być obiekty bardzo małe i bardzo masywne, w dodatku znajdować się powinny one bardzo blisko siebie – czarne dziury albo gwiazdy neutronowe”. Z cech zarejestrowanych drgań można też było wyznaczyć stosunek mas tych obiektów. Sam zauważony efekt był niezmiernie słaby (wykryty dzięki temu, że zastosowano bardzo czuły interferometr). Natężenie pola (jeśli już rozważamy je) maleje proporcjonalnie do kwadratu odległości. Musiała więc to być odległość bardzo wielka (jeśli miałyby to być masywne czarne dziury). Całkowita energia wypromieniowana w wyniku połączenia się obiektów (zarejestrowana fala grawitacyjna), powinna więc być bardzo wielka, sądząc po zakładanej odległości i zakładanej masie obiektów – równoważna masie trzech Słońc. Rzecz opisałem dokładniej, choć bez środków matematycznych, w swej książce: „Wszechświat grawitacji dualnej”, w szczególności w rozdziale poświęconym czarnym dziurom. Powtarzam: jedyny znany dziś.
Jak wiadomo, układ, jeśli jest izolowany, to nie traci energii. Można jednak na to spojrzeć inaczej, rozważyć pojęcie zasobu grawitacji (gravity resource). Ten zasób grawitacji określić można jako łączną liczbę plankonów składających się na dany układ. Plankony są przecież niezniszczalne. Ich liczba jest niezmienna nawet jeśli masa grawitacyjna układu ulega zmianie. Spójne to jest z twierdzeniem, że łączna zmiana energii wiązania i energii niedoboru masy równa jest zeru. W eseju powięconym grawitacji dualnej, a także w eseju poświęconym czarnym dziurom wypowiedziałem to twierdzenie i nazwałem je prawem zachowania zasobu grawitacji. Inna sprawa, że ciało reagujące na zewnętrzne pole (powiedzmy, że zmienne) grawitacyjne, automatycznie staje się elementem układu. Oddziaływanie jest przecież wzajemne.
Ale to nie uspakaja. „Jeśli układ LIGO zarejestrował zmianę natężenia pola grawitacyjnego, to sama rejestracja jest zjawiskiem o charakterze energetycznym. Skąd się ta energia bierze?” – można zapytać. Przede wszystkim, jeśli możemy zarejestrować, to znaczy, że badany układ nie jest izolowany. Prawo zachowania jest słuszne tylko dla układu zamkniętego.
Uczonym szukającym fal grawitacyjnych nie chodzi więc o istniejące tylko w mikroskali drgania pól o wysokiej częstotliwości, uwarunkowane przez odpychanie grawitacyjne, co opisane zostało, szczególnie w poprzednich notkach. Fale grawitacyjne, te „wykryte”, choć można wydedukować możliwość ich istnienia z równań Einsteina (można też na ich p odstawie stwierdzić, że nie istnieją – Einstein nie bardzo był za ich istnieniem), są w gruncie rzeczy rezultatem inercji myślowej bazującej z jednej strony na elektrodynamice klasycznej (promieniowanie elektromagnetyczne ciała będącego w ruchu przyśpieszonym), a z drugiej, na mechanice kwantowej: oddziaływania – cząstki przenoszące je (hipotetyczne grawitony) – fale grawitacyjne w związku z dualizmem korpuskularno-falowym. I tyle. Analogia ta musiała od razu nasunąć się wszystkim. Po prostu inercja nawyków myślowych. Jednak analogia, to żaden dowód istnienia.
Postęp w badaniach jednak ma miejsce. Urządzenie LIGO, na przykład w porównaniu z detektorem Webera, to jakby nowe pokolenie (dzięki postępowi technicznemu). Ogólnie chodzi właściwie o wykrywanie zmian w środowisku grawitacyjnym, makroskopowym (astronomicznym). Detekcja tych zmian jest niezwykle trudna. Sądzę, że do tego celu bardziej nadawałyby się układy biologiczne. Moim skromnym zdaniem chodzi więc ogólnie nie tyle o fale grawitacyjne w zrozumieniu udpowiadającemu interpretacji doświadczenia LIGO, co o wykrywanie subtelnych zmian pola grawitacyjnego, spowodowanych przez ruchy ciał niebieskich lub przez zjawiska zachodzące wewnątrz masywnych obiektów. Tradycyjnie interpretować można uzyskany wynik jako zmiany cykliczne natężenia pola grawitacyjnego.
Przemyślmy rzecz jeszcze raz. Jeśli ciało porusza się z przyśpieszeniem, to jest elementem jakiegoś układu grawitacyjnego. Emitować może układ jako całość, bo przecież przyśpieszenie ciała bierze się stąd, że oddziaływuje ono z resztą układu. Czy może emitować pojedyńcze ciało, bez związku z tą resztą? [Dla przypomnienia, masa grawitacyjna jest masą układu.] Jeśli słusznym jest prawo zachowania zasobu grawitacji (law of conservation of gravity resource), to nie. A słuszne jest to prawo jeśli materia posiada strukturę ziarnistą (nie jest ciągła nieskończenie w głąb), niezależnie od tego, czy chodzi o konkretne plankony, czy o jakieś inne byty elementarne absolutnie.
Sytuacja jest inna, jeśli należymy do układu, znajdujemy się w określonym środowisku grawitacyjnym i wystawieni jesteśmy na zmiany w tym środowisku. Przykład stanowią ruchy planet, a tym bardziej Księżyca. W tych warunkach zmiany natężenia pola grawitacyjnego mogą być rejestrowane – każde ciało rejestrujące jest elementem układu.
Jeśli detektor rejestruje, to tylko dlatego, gdyż sam jest elementem układu. Co rejestruje? Rejestruje zmiany natężenia pola grawitacyjnego. Sam układ przy tym nie muszą stanowić jakieś bardzo odległe (i bardzo masywne) obiekty. A wracając do naszych czarnych, gdy się zlewają w jeden obiekt, to masa układu maleje (zgodnie z pryncypiami grawitacji dualnej), a sam proces nie musi być wcale źrodłem fal grawitacyjnych zgodnie z przyjętą interpretacją. Mniejsza masa – mniejsze natężenie pola grawitacyjnego wokół obiektu i tyle. Właśnie to można rejestrować.
A jeśli mamy układ (praktycznie) izolowany? Może nim być w przybliżeniu tak ciasny układ czarnych dziur, jak i układ planetarny. Á ropos, nasz układ planetarny jako całość zachowuje swój zasób grawitacji. W jego początkach przed miliardami lat prowadziło to siłą rzeczy do określonego samorzutnego uporządkowania orbit planetarnych. Słynna reguła Tittiusa-Bodego, właśnie w tym ma swoje uzasadnienie. Być może stanowi potwierdzenie słuszności wspomnianego powyżej prawa zachowania zasobu grawitacji. Zatem to nie przypadek.
Układ planetarny zatem na zewnątrz nie wypromieniowuje energii grawitacyjnej. Gdyby to miało miejsce, układ ten nie byłby stabilny. Wszystkie planety zbliżałyby się do Słońca i już by nas dawno nie było. Przypomina to w skojarzeniu atom, w którym (przy braku oddziaływań z układami zewnętrznymi) elektrony, pomimo ruchu przyśpieszonego (po liniach krzywych), nie są źródłem promieniowania elektromagnetycznego. Wyraża to jeden z postulatów Bohra. No dobra, to dlaczego nasze kochane czarne dziury, okrążając wspólny środek masy układu, parły ku sobie? Taki scenariusz zjawiska wymyślono. Chyba, że poruszały się we wspólnej atmosferze hamującej ruch. Ale, zostawmy pary czarnych (lub neutronowych) w spokoju. Identyczny (detekcyjnie) efekt dać mogą drgania objętościowe (pulsacje) zapadających się gwiazd (dużo bliższych) – pod warunkiem, że grawitacja ma charakter dualny. Wówczas bowiem natężenie pola wokół tych gwiazd cyklicznie się zmienia, co daje efekt identyczny z tym zauważonym w doświadczeniu LIGO, bez angażowania gigantycznych mas równoważnych ogromnej energii wiązania (wielokrotność masy Słońca), w związku z zakładaną bardzo wielką odległością.
Wspomniałem powyżej, że do detekcji subtelnych zmian w środowisku grawitacyjnym bardziej (niż urządzenia techniczne) nadawałyby się układy biologiczne. Chyba właśnie organizmy żywe zmiany te rejestrują. Bardzo możliwe, że zmiany położeń planet i Księżyca, powodujące mikrozmiany naszego środowiska grawitacyjnego, mają jakiś wpływ na przebiegi bardzo subtelnych przemian metabolicznych w organizmach. Przejawiać się to może w zaniepokojeniu zwierząt czujących zbliżające się trzęsienia ziemi, w zmianach nastroju ludzi, a nawet zmiennej w czasie podatności do określonych schorzeń (wskutek reakcji naszej mikroflory bakteryjnej na nadsubtelną zmianę pola grawitacyjnego). [Kiedyś, dawno temu, na Akademii Medycznej chciałem tę rzecz badać. Ale było wtedy stanowczo za wcześnie. Nawet dziś.] Przypominam, że energia niemierzalnie słabego w mikro-układach pola grawitacyjnego, jest stosunkowo duża (defekt masy jądra atomowego i energia fotonu gamma). W mikroukładach biologicznych te słabe zmiany pola grawitacyjnego mogą mieć jakiś wpływ na metabolizm. Przypomina to astrologię, która bazuje na spostrzeżeniach dokonanych przez tysiące lat rozwoju cywilizacji. (Oczywiście nie mam tu na myśli horoskopów gazetowych i licznych ezoterycznych stron internetowych.) Być może astrologia jest nawet spuścizną po tych, którzy ludzkości przekazali ogromną wiedzę w bardzo zamierzchłych czasach. Fale nano-grawitacyjne, pola torsyjne?
Detektory fal grawitacyjnych? Proponuję, by do tego użyć układów biologicznych. W tym celu można wyhodować, drogą inżynierii genetycznej, szczepy bakterii szczególnie wrażliwych (wzmocnić te cechy) na zmiany pola grawitacyjnego. Bakterie te stanowiłyby serce niezwykle czułego detektora – grawimetru przyszłości. Może wówczas zaistnieje możliwość przewidywania trzęsień ziemi.
*) Chodzi o drgania (bo to mają być – z góry wiadomo, fale grawitacyjne), „zmarszczki przestrzeni”, a nie zmiany natężenia pola grawitacyjnego, które to określone jest przez siłę, nie braną przecież pod uwagę przez OTW.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz