Zasada kosmologiczna i jej niedoceniane znaczenie

Treść

1. Sformułowanie zasady kosmologicznej. Czy Wszechświat

    oscyluje?

    1.0. Nawiązanie

    1.1. Pierwsze wnioski

    1.2. Zasada kosmologiczna → cykliczność przyrody

    1.3. A co widzimy patrząc ku odległym galaktykom?

           Czas globalny, a lokalne niejednorodności czasowe.

    1.4. Problem tempa upływu czasu. Czy istnieją lokalne niejednorodności czasowe?  

    1.5. Wszechświat nie jest nieskończony! A co z czasem w tym kontekście?

    1.6. Parę słów podsumowania (w wyborze wątków)

2. Modele Wszechświata spełniające zasadę kosmologiczną.

3. Model ze stałymi prędkościami (rzeczywistego ruchu) i jego w

     konfrontacja  z  modelami przyjętymi dziś.

4. Skąd się bierze niezmienniczość prędkości światła?

5. Rozmiary Wszechświata. Przestrzeń. Prędkość ekspansji, a 

     niezmiennicza prędkość światła.

Uwagi końcowe

Dodatki: Stałość, czy niezmienniczość?

                   Nieistnienie środka Wszechświata

 

1. Sformułowanie Zasady. Czy Wszechświat oscyluje?

1.0. Nawiązanie

1.0. Nawiązanie

    Sądzę, że od niej należałoby zaczynać wszelkie rozważania kosmologiczne. To podstawowa teza, którą przyjmujemy a priori. Obserwacja astronomiczna ją potwierdza. Zatem każda teoria, pretendująca do poprawnego opisu Wszechświata, powinna być z nią spójna – to wprost kryterium prawdziwości teorii.

     Zasada kosmologiczna jest postulatem orzekającym, że obserwowane, ogólne cechy Wszechświata wszędzie są jednakowe, nie są zależne od tego w jakim rejonie Wszechświata znajduje się obserwator. Innymi słowy, każdy obserwator, niezależnie od swego położenia (we Wszechświecie) – widzi to samo (także ten sam rodzaj niejednorodności lokalnych). Zasada ta bazuje na intuicyjnym przeświadczeniu, że my nie zajmujemy miejsca wyjątkowego. Prawa przyrody i cechy lokalne materii odkryte przez obserwatora, nie zależą od kierunku patrzenia. I rzeczywiście, niezależnie od tego, w którą stronę patrzymy, stwierdzamy istnienie tych samych widm, tę samą zależność prędkości obiektów od odległości, te same rodzaje promieniowań, te same rodzaje obiektów, tę samą zmienność (wraz z odległością) ich własności fizycznych – kwazary, galaktyki aktywne, galaktyki normalne.  

    Pierwszym w czasach poprzedzających współczesność, który dokonał zmiany układu odniesienia w badaniach astronomicznych, czyniąc Słońce obiektem centralnym, detronizując Ziemię do roli satelity, był Mikołaj Kopernik (1473 – 1543). Pracą swą dokonał on przewrotu epokowego w sposobie myślenia, stworzył bazę dla rozwoju nauki uwolnionej z teologicznych imperatywów i twierdzeń niepopartych empirią, sprawił, że przyrodę zaczęto postrzegać jako byt obiektywny. Właśnie on zapoczątkował w nauce to, co nazwać można umownie empiryzmem badawczym. Zasada kosmologiczna jest tego wyrazem dobitnym, dlatego często utożsamia się ją z osobą Kopernika, choć w sposób bardziej jawny i dosadny jej sens wyraził Giordano Bruno, który, jak wiadomo, na mocy wyroku Świętej Inkwizycji, w roku 1600 spalony został na stosie. Cóż, prawdziwe idee są na ogół niebezpieczne dla swych głosicieli. Czy tylko 400 lat temu? A fałszywe? Są niebezpieczne dla wszystkich ludzi. Ale za to wygrywają w głosowniu. Niech żyje demokracja!

     Odkrycie dokonane przez Kopernika było właściwie restytuowaniem prawdy, znanej już w zamierzchłej starożytności, uświadamianej później przez Greków. Arystarch z Samos (~ 250 p.n.e) twierdził, że „gwiazdy stałe wraz ze Słońcem są nieruchome, a Ziemia unoszona jest po kole wokół centralnie położonego Słońca. Przy tym, sfera gwiazd stałych, współśrodkowa ze Słońcem, jest tak ogromna, iż koło, po którym unoszona jest Ziemia, ma się do odległości gwiazd stałych jak środek sfery do jej powierzchni” Tu z całą pewnością nie chodziło o punkt geometryczny (środek), a o skalę odległości gwiazd w porównaniu z odległościami Układu Słonecznego. Można więc nawet stwierdzić, że pogląd Arystarcha, choć nie udokumentowany wynikami obserwacji, jest nawet bardziej adekwatny z rzeczywistością, niż to, do czego doszedł Kopernik w swych badaniach empirycznych. To zastanawia. Czy Arystarch bazował na wiedzy istniejącej znacznie wcześniej? Czy ta wiedza zdegradowała się, a do Arystarcha dotarły jej resztki? To, co Sumerowie wiedzieli (lub cytowali) przypomina nawet dzisiejszą naukę, może nawet więcej...

Jakby zdawał sobie sprawę (Arystarch) z tego, czym w istocie są gwiazdy i dlaczego widoczne są jako źródła punktowe. A potem nastąpiła... wyjątkowa degradacja, wobec której dzieło Kopernika było jak jutrzenka, która zajaśniała prawie po dwóch tysiącach lat. Kopernik swym dziełem tej degradacji jeszcze nie powstrzymał. Wyprzedził epokę prawie o trzysta lat.  

     Właśnie empiria stanowi o wielkości dzieła Kopernika. To nie było łatwe wobec dominacji, eksponowanej jako obowiązująca, wizji Arystotelesa, wobec nacisku doktryn i dogmatów, które oddaliły rozwój nauki o więcej, niż tysiąclecie. Także na tym polegała rewolucyjność dzieła naszego uczonego.     

1.1. Pierwsze wnioski

     Zasadę tę przyjmujemy a priori, tak, jak aksjomat w matematyce (właściwie jedyny w naszych rozważaniach) odpowiadający głębii ludzkiej intuicji poznawczej. Intuicja ta, w przeciwieństwie do niektórych sądów pochopnych, odzwierciedla właściwie istotę bytu obiektywnego, nie zawsze zresztą w zgodzie z racjonalizmem działań o charakterze poznawczym.

   Na bazie zasady kosmologicznej spróbujemy, w kolejnych artykułach, zbudować Wszechświat, to znaczy odgadnąć jego zasadnicze, immanentne cechy. Czy wszystkie potwierdza (i potwierdzi) obserwacja astronomiczna? Czy wszystkie te cechy spójne są z dzisiejszymi zapatrywaniami? Także temu poświęcimy nieco uwagi.   

     Zatem, jakich ogólnych charakterystycznych cech Wszechświata powinniśmy oczekiwać bazując na zasadzie kosmologicznej? W pierwszej kolejności oczekiwać powinniśmy tego, że w całym Wszechświecie budowa materii jest jednakowa, oczekiwać powinniśmy Wszędzie, niezależnie od odległości dzielących obiekty,  istnienia tych samych pierwiastków chemicznych, tych samych cech promieniowania, tych samych właściwości fizycznych materii. Tych samych cech podstawowych zjawisk fizycznych, tych samych podstawowych praw przyrody. Tu nie chodzi wyłącznie o obiekty super dalekie. Jak się przekonamy dalej, rzecz dotyczy także świata małości jeszcze rozleglejszej, niż widziany Wszechświat. Patrząc na Wszechwiat postrzegamy więc byt, jakby bezwzględny (przeciwieństwo względności), gdyż z każdego układu odniesienia widzimy to samo. To jakby jedyny absolutny układ inercjalny. Zatem, prawa Przyrody są jednakowe w każdym układzie odniesienia, jeśli można go uznać za inercjalny. Á propos, co nam to przypomina? Oczywiście przypomina einsteinowską zasadę względności.

    Tak z ciekawości wykonajmy bardzo proste obliczonko. Rozmiary Plancka są rzędu 10^-35m, rozmiary atomu: 10^-10m, rozmiary Wszechświata: 10²⁶m. Dzieląc je przez rozmiary atomu otrzymujemy: 10³⁶. Zatem Wszechświat w przybliżeniu jest tyle razy większy od atomu, co jeden metr od granicznie małej długości Plancka. Począwszy od artykułu szóstego wielkość ta zyska na znaczeniu. [A jeśli ta równość stosunków jest stała w czasie, bo nasz czas nie jest przecież wyjątkowy, to znak, że zmiany globalne rozmiarów Wszechświata (stwierdzimy niedługo, że mają miejsce), zachodzą proporcjonalnie w każdej, nawet najmniejszej skali. Na tym etapie to oczywiście wyłącznie przypuszczenie, a nie ostateczne ustalenie, to tylko hipoteza robocza. Nawet rozmiary atomów i cząstek elementarnych ulegają zmianie relatywnie w tym samym stopniu. Do tego samego wniosku dojdziemy także na bazie innych przesłanek. Należy dodać, że wniosek ten zaskoczy wszystkich, którzy powielają sąd, że w ogólnej ekspansji Wszechświata nawet galaktyki nie uczestniczą pełniąc rolę punkcików na powierzchni balonika. Ten powszechny sąd jest nawet akcentowany. Będzie i o tym.] 

     Oczekiwać więc powinniśmy istnienia jedności przestrzennej i czasowej: patrząc w dal, w każdym kierunku, stwierdzać tę samą gradację ewolucyjną materii (wraz z odległością), takiej samej materii – jeśli teraz, to także zawsze. Obserwacja astronomiczna potwierdza słuszność tych oczekiwań, a więc pośrednio spójność faktów obserwacyjnych z zasadą kosmologiczną. Ale to nie wszystko. 

    W gruncie rzeczy mało kto zastanawia się nad treścią tej zasady, dla większości jej treść uśpiona jest gdzieś głęboko w podświadomości. Większością nawet pracownicy nauki dalecy są w swych codziennych zmaganiach z teraźniejszością od refleksji i filozoficznej zadumy. Cóż, mamy dziś masową naukę i masową kulturę. To dobrze, bo jest znacznie więcej do zrobienia, a to wymaga większej nadwyżki kadr...

     Dziś mało kto w związku z tym uświadamia sobie, przeżywa refleksję, filozoficzną zadumę. Pracownik nauki po prostu obserwuje, bada, mierzy, liczy (walcząc jak lew o pozycję w swym światku...). Wśród ludzi nauki dominują świetnie wyuczeni warsztatowcy (na to nastawiona jest edukacja akademicka), dla których zasadniczą rzeczą jest metoda, a nie idea. Wiem to z autopsji.  Konkurencja jest duża, gdyż uprawianie nauki nobilituje. Wymienianie celebrytów naukowców jest tu zbędne. Nauka skoszarowana jest w placówkach finansowanych przez państwo lub przez wielkie konsorcja naukowo-przemysłowe.  Dawniej wielcy artyści i wielcy uczeni  nie byli wspomagani, więc byli biedni, ale wolni. Dziś, by być intelektualnie niezależnym, trzeba być emerytem (chyba, że się coś nowego wymyśli i pod warunkiem, że w ramach obowiązującej mega-koncepcji i zgodnie z aktualnymi paradygmatami nauki).

Dla większości pracowników nauki decydujące znaczenie ma wyuczony warsztat.

    Dla większości pracowników nauki powszechna jednorodność cech materii jest rzeczą pozarefleksyjną, oczywistą samą przez się, jakby zdeterminowaną (już przez sam stosowany warsztat, choć równocześnie sam warsztat sugeruje rzeczy nie koniecznie spójne z tym, co przyroda sobą ujawnia lub chciałoby się w przyrodzie widzieć). Dla niektórych z nich tekst pozbawiony matematyki, już przez sam fakt tego braku, jest wprost „nienaukowy”, natomiast nawet bardzo „naukowe” mogą być wywody nasycone, a nawet przesycone matematyką, pomimo, że prowadzą do nikąd. „Lanie wody przeznaczone jest dla amatorów” – mawiają. Wielu (z zasady powszechnego rutynowego mniemania, a nie z głębii refleksji) wzdraga się przed spekulatywnością dociekań i wywodów. Podejście to stało się wprost trendem. Komu się chce czytać? Ważna ostatnia linijka.

   A jednak prawdziwa nauka powinna unikać wszelkich trendów i mód. By nie było nieporozumień, ja interesuję się astronomią od dziecka, może dlatego zdążyłem wyrobić w sobie własne spojrzenie na Wszechświat (oczywiście rozwinięte dzięki formalnemu wykształceniu, a także działalności pedagogicznej). Dziś, „dzięki” mediom nauka stała się elementem pop-kultury – na dobre i na złe, a uprawiający ją, czy chcą, czy nie, stanowią jej tryby. Świat pieniądza decyduje o wszystkim, nawet o grantach, państwowych dotacjach na niezależne (...) badania. Czy to źle? Przecież dzięki temu mamy teleskopy nowej generacji i teleskopy satelitarne, mamy LHC. Mamy też astrofizyczny trend – dla mediów to bardzo fotogeniczne; dzięki temu mamy też granty na badania w wielkich zespołach... na potrzeby uzbrojenia. Co ma do tego nauka o Wszechświecie? A gwiezdne wojny to nie łaska?  

Ad rem... 

 1.2. Zasada kosmologiczna → cykliczność przyrody

     Mamy więc jedność przestrzenną i czasową... Wynikać więc stąd może wniosek o istnieniu wspólnoty genetycznej wszystkiego, co stanowi sobą Wszechświat, pomimo tak znacznego oddalenia większości obiektów. Uświadomienie tego prowadzi do konieczności rozważenia dwóch opcji. Zgodnie z pierwszą cechy ciał, substancji, promieniowań są zdeterminowane i wieczne. Jednak, czy zachodzą wówczas jakiekolwiek zjawiska? Czy istnieją w ogóle oddziaływania? Czy istnieje promieniowanie? Czy istnieje zróżnicowanie substancjalne i zróżnicowanie cech skupienia materii? Czy mogą istnieć galaktyki, gwiazdy, planety? Przecież nie mogły powstać w przypadku nieistnienia zmienności.  W przypadku tym sprawa jest raczej zamknięta dla dalszych dociekań, choćby przez to, że sam czas, manifestujący się nam istnieniem ciekawości, raczej nie ma racji bytu (już nie mówiąc o podmiocie piszącym te słowa). Zgodnie z drugą istnieje globalny proces ewolucyjny, zmienność, wskazująca właśnie na istnienie czasu. To czyni uzasadnionymi badania empiryczne, obserwację, a ta potwierdza wspólnotę genetyczną cech fizycznych materii Wszechświata.

   Przy tej okazji warto zauważyć, że wspólnota cech fizycznych materii, pomimo znacznego wzajemnego oddalenia obiektów i pomimo istnienia zmienności, sugeruje, że kiedyś dawno temu wszyscy byliśmy razem, a przy tym czas dla wszystkich płynie jednakowo. Wszak rozwój z zachowaniem identycznych cech rozproszonej materii (pomimo rozproszenia) wymaga jakiegoś pierwotnego uzgodnienia, może nawet samouzgodnienia całości. Cała materia powinna mieć wspólną historię. Stąd wniosek, że tempo rozwoju wszędzie jest jednakowe (co nie znaczy, że nie może się zmieniać (pozostając jednakowym wszędzie). Wniosek, że wszyscy, kiedyś, dawno temu, wszyscy byliśmy razem i tworzyliśmy coś bardzo małego w porównaniu z tym, co dziś widzimy, jest więc w pełni uzasadniony.

Ktoś by mógł stwierdzić, że nie chodzi o samouzgodnienie, lecz o kreację Wszystkości przez obiekt transcendentalny i kropka. A jak On powstał? W jakim  celu? Czy przy tym powołał do życia czas? W jakim momencie nieczasu stworzył się czas?... I wszystko wyłącznie po to, by rozpleniła się jakaś szkarada, której cechy zwierzęce są w nieustającym konflikcie (i na ogół wygrywają) z istotą intelektualnej refleksji, z bezinteresowną ciekawością świata, w dodatku postrzeganego w kategoriach dobra, z empatią i tolerancją? To już manowce.

   Dawno temu, wszyscy razem, byliśmy więc (jako materialne istnienie) czymś stosunkowo małym. A dziś? Odległości są ogromne. W takim razie ma miejsce ekspansja. Oczywiście to jeszcze nie wniosek. To jedna z opcji. Kurczenie powszechne też wymaga czasu, zmienności, a jeśli przy tym ma miejsce, to wcześniej musiała zachodzić ekspansja (w związku ze wspólnotą cech i koniecznością uzgodnienia). W tej sytuacji wprost narzuca się myśl o cykliczności Przyrody. Tak sądzili już starożytni (ci najdawniejsi). 

   Ale to dopiero przymiarka. Swoją drogą, tak niewiele nam było potrzeba, by dojść do powyższych „ustaleń”. Wystarczyło przyjęcie zasady kosmologicznej i najbardziej elementarna obserwacja (m.in. widm). Także stwierdzenie naszego istnienia za fakt...

Może więc paść pytanie: Czy istnienie czasu oznacza istnienie absolutnego początku? Jeśli zasada kosmologiczna prowadzi do wniosku o cykliczności Wszechświata, to mówienie o absolutnym początku nie ma sensu. Raczej chodzi o pewien szczególny moment „początku nowego cyklu”, tak, jak wybieramy swobodnie jakiś punkt na sinusoidzie. My wybraliśmy ten moment, moment początku ekspansji.

1.3. A co widzimy patrząc ku odległym galaktykom?

       Czas globalny, a lokalne niejednorodności czasowe.

    Patrząc ku odległym obiektom widzimy Wszechświat już niedzisiejszy. Czy to, co widzimy gdzieś tam daleko jest identyczne z tym, co znamy z naszego otoczenia? Raczej chyba nie. Wydatny przykład tego stanowią kwazary, istniejące tylko i wyłącznie bardzo daleko, miliardy lat świetlnych od nas – i bardzo dawno. [Tak wyglądał młody Wszechświat mający wszystkiego 2, 4 miliardy lat. Powszechnie tłumaczy się to tym, że światło, by przebyć odległość dzielącą nas potrzebowało miliardów lat. „O tyle są więc kwazary młodsze (w naszych oczach)”.] Świadczy to o istnieniu ewolucji, o zmienności. Nie jest więc słuszna tak zwana mocna zasada kosmologiczna, zgodnie z którą Wszechświat, nie tylko wszędzie, lecz także zawsze był i będzie taki sam. Wszechświat nie jest statyczny. Ta Wszystkość jednak się zmienia. Właściwie dopiero odkrycie kwazarów i hierarchii ewolucyjnej galaktyk, wraz z odpowiednią hierarchią odległości  (kwazary, galaktyki aktywne, galaktyki z naszego otoczenia), stworzyło obserwacyjną bazę dla obalenia „mocnej” („uogólnionej”, „drugiej”) zasady kosmologicznej. Przypieczętowało (to obalenie) odkrycie promieniowania reliktowego. O nim też będzie, ale nie uprzedzajmy faktów.        

     Czy ta wizualna zmienność godzi także w zasadę kopernikańską? Wszak odległe obiekty wyglądają inaczej niż te bliżej. Nie. Przecież to samo stwierdzamy niezależnie od kierunku patrzenia (i położenia obserwatora). Wszechświat cechować powinna izotropia, a nawet jednorodność w odpowiednio dużej skali. [Wniosek ten potwierdziła obserwacja.] Sądzę (oczywiście nie tylko ja), że zmienność, ewolucyjność, nie narusza zasady kopernikańskiej. To by oznaczało, że istnieje globalne samouzgodnienie dotyczące całości. Jakby Wszechświat był organizmem żywym. Oznaczałoby to istnienie globalnego czasu kosmicznego (nie chodzi o absolutny czas newtonowski). To, że obiekty dalsze przedstawiają sobą przeszłość, jest sprawą obserwacji z określonego stanowiska, jest efektem lokalności. Wszędzie, tzn. patrząc we wszystkich kierunkach, widzimy wraz z odległością, gradację fizycznych cech obiektów. Gradację identyczną. Wszędzie zachodzi ten sam proces ewolucyjny materii, niezależnie od tego, czy obiekty są ze sobą w kontakcie, czy nie, czy oddziałują ze sobą, czy nie. [Oto zasada kosmologiczna.] 

    Zasada kosmologiczna narzuca też istnienie symetrii.  Dziś obserwatorzy z obiektu, który my widzimy jako kwazar, widzą właśnie nas jako kwazar. Wszystkie obiekty w danym momencie globalnego czasu kosmicznego są jednak tak samo czasowo odległe od Początku. Szkoda, że nie można obserwować Wszechświata od zewnątrz, by się o tym naocznie przekonać.

     Z zewnątrz patrząc na Wszechświat odnieślibyśmy wrażenie, że ma miejsce globalne samouzgodnienie całości (pomimo braku wzajemnego kontaktu pomiędzy oddalonymi częściami), pomimo braku lokalności. Oczywiście wielu doszukiwałoby się w tym celowości i woli Stwórcy. Ja w tym kierunku nie pójdę. [Na Niego można zwalić wszystko i przestać interesować się czymkolwiek.] Po prostu, materia wszędzie jest ta sama, więc tak samo ewoluuje. Nawet w najbardziej elementarnej skali. Właśnie to sprawia, że wrażenie samouzgodnienia, jakby „Wszechświat był organizmem żywym”, jest wprost przemożne. Odnosi się wprost wrażenie, że mimo wszystko, łączy, integruje Całość, jakiś globalny proces. Nie tylko „każdy sobie”. Także to spójne jest z zasadą kosmologiczną. Wszechświat ewoluuje jako całość. [Tu niejeden z czytelników przypomina sobie tzw. problem horyzontu i przy okazji hipotezę inflacji. Śpieszę więc przypomnieć, że na razie daleko nam do tych zagadnień. Tu tylko ocieramy się o tak zwany paradygmat łącznościowy, albo uzgodnieniowy – tak to nazwałem.]

    To, że obiekty dalsze przedstawiają sobą przeszłość, jest sprawą obserwacji z określonego stanowiska. Lokalnie to rzecz względna. A ogólnie: każdy obserwator, niezależnie od swego miejsca we Wszechświecie widzi to samo, tę samą gradację (z odległością) własności obiektów. Dla przykładu, dziś obserwatorzy z obiektu, który my widzimy jako kwazar (tam jest to już galaktyka rozległa jak nasza), widzą właśnie nas jako kwazar. Istnieje pełna symetria. [Zasada kosmologiczna.] Wszystkie obiekty w danym momencie globalnego czasu kosmicznego, są tak samo czasowo odległe od Wielkiego Początku. Szkoda, że nie można obserwować rozwijającego się Wszechświata od zewnątrz, by się o tym naocznie przekonać. W tym sensie mówić można o globalnym czasie Wszechświata, a sam Wszechświat nie posiada cech lokalności. Jest zintegrowaną Wszystkością.

1.4. Problem tempa upływu czasu. Czy istnieją lokalne niejednorodności czasowe?  

     Czy istnienie czasu oznacza istnienie początku? Nie od razu odpowiemy na to pytanie. Wszyscy obserwatorzy, niezależnie od tego, gdzie się znajdują, stwierdzają dokładnie to samo, między innymi widzą sąsiadów opóźnionych w rozwoju, czyli wykazujących cechy zewnętrzne wskazujące na to, że reprezentują sobą czas wcześniejszy. Na ogół rzecz uzasadnia się tym, że obserwator czekać musi, by światło od danego obiektu do niego dotarło, a to zabiera czas. To, co widać, miało więc miejsce wcześniej. W odniesieniu do obiektów lokalnych, to rzecz nawet oczywista. Czy tak samo oczywista w odniesieniu do obiektów o znaczeniu kosmologicznym? Zobaczymy później.

     Czym więc jest ten czas globalny?  To czas własny obserwatora – najbardziej wysuniętego ewolucyjnie do przodu, najbardziej odległego od momentu, w którym zaczęła się rachuba czasu dla całego Wszechświata, czas faktyczny, jaki upłynął od Wielkiego Początku. Przyjęcie zasady kosmologicznej prowadzi więc do wniosku o istnieniu kosmologicznego czasu globalnego. Nie mylić z newtonowskim czasem absolutnym.

     W tym kontekście niepokojącą, może właśnie dlatego marginalną (...), jest nie rozwiązana do dziś kwestia, potencjalnie możliwej (jako opcja), niejednorodności czasowej. O tym się raczej nie myśli, więc o rozwiązywaniu tej kwestii nie ma mowy.

     Lokalne niejednorodności przestrzennego rozkładu materii nie stanowią problemu w odpowiednio dużej skali. Nawet wielkie zaburzenia jednorodności nie biją w zasadę kosmologiczną, gdyż wszędzie istnieją i nie godzą w istotę jednorodności praw i cech materii w każdej skali, nie godzą w globalną jednorodność rozkładu materii.    

     Inaczej jest z upływem czasu. Patrząc ku odległym obiektom stwierdzamy, że są wizualnie młodsze. Sądzi się powszechnie, że przyczyną tego jest uwarunkowanie łącznościowe (uzgodnieniowe) – tak to nazwalem. „Fotony stamtąd, by dotrzeć do nas, potrzebują czasu”. [Mój sąd, w odniesieniu do obiektów odległych, kosmologicznie znaczących, jest inny, ale nie uprzedzajmy faktów.] Na razie możemy stwierdzić, że obserwatorzy w dwóch galaktykach tworzących parę ruchu względnego, stwierdzają dokładnie to samo, patrząc na opóźnione zegary swych partnerów. Ta dylatacja czasu, opisana przez szczególną teorię względności, zupelnie nie zakłóca jednorodności i izotropii (w odpowiednio dużej skali), nie zakłóca globalnych zmian ewolucyjnych Wszechświata. Gdyby można było patrzeć zzewnątrz, te dwie galaktyki byłyby sobie zupełnie równoważne wiekiem Wszechświata stwierdzanym u nich. Zegary kosmiczne tam wskazywałyby tę samą godzinę. Ich równoważność jest zresztą konsystentna z zasadą kosmologiczną.                        

    Problemem poważnym są, dla wielu jednak o dziwo do przyjęcia, frywolnie (...) nie odrzucane,  niejednorodności tempa upływu czasu uwarunkowane przez lokalne pola grawitacyjne – zgodnie z powszechnie przyjętą interpretacją ogólnej teorii względności, wynikające z zakrzywienia przestrzeni. W spojrzeniu kosmologicznym rzecz tę bagatelizuje się bezrefleksyjnie, przyjmując istnienie grawitacyjnej dylatacji czasu jako rzecz udowodnioną. Może także dlatego bagatelizuje się, gdyż chodzi o lokalne niejednorodności czasowe. „Nie ma nad czym rozwodzić się. Przecież dylatacja wynika ze wzorów i kropka.” A jednak właśnie z powodu tych niejednorodności (wynikających nota bene z procedur obliczeniowych), jeśli rzeczywiście istnieją, globalna ewolucja jest zakłócona. Poszczególne, lokalne układy byłyby opóźnione w stosunku do całości. Proces taki byłby nieodwracalny. Dla upoglądowienia, wyobraźmy sobie, że w drodze do pracy wyszliśmy o pięć minut później. Spóźnienia już nie nadrobimy, gdyż korki są coraz większe, opóźnienia się kumulują. Dojeżdżamy z półgodzinnym opóźnieniem. Któż nie zna takiej sytuacji... Szczególnie drastycznie uwidacznia się to w związku z odkrytą przez nas możliwością oscylacji Wszechświata. Poszczególne, lokalne fragmenty, w tej sytuacji, są bowiem opóźnione w stosunku do całości. Mało tego, jeśli np. mamy czarną dziurę, to tempo upływu czasu w okolicy horyzontu jest bardzo zróżnicowane. A gdy dochodzimy do inwersji, to bałagan murowany. Podkreślam, chodzi o upływ czasu, a nie o gradient gęstości (np.). Jeśli ewolucja Wszechświata ma charakter cykliczny – bardzo wiele na to wskazuje, nie tylko argumentacja powyższa, to w chwili inwersji z ekspansji w kontrakcję (jeśli już przyjmiemy możliwość oscylacji Wszechświata), część już zaczyna zapadać się, a część jeszcze ekspanduje. Zatraca się powszechne samouzgodnienie. [Wynik takiego testowania uznać można nawet za kryterium poprawności proponowanych koncepcji przy opisie Wszechświata.] Dodam, właściwie już tu zdradzę, że cechy materii w fazie kontrakcji  powinny być inne (antymateria). W czasie inwersji (rozciągniętej w czasie wskutek lokalnej niejednorodności czasowej), zasada kosmologiczna zostałaby naruszona, a przewidywany rozwój Wszechświata byłby bardzo nieestetyczny. Mielibyśmy wymieszanie postępowej antymaterii ze wsteczną materią – lepiej uciekać.  [Cykliczność rozwoju Wszechświata sugerują też ostatnie wyniki badań, z użyciem sondy WMAP. To mi dodaje otuchy.]  

   Kwestię niejednorodności czasowej dziś nie porusza się, jakby nie istniała, nawet potencjalnie, wprost wmieciono pod dywan. Czy słusznie (że wmieciono)? Myślę, że tak. Otóż przyczyną tej niejednorodności jest, zgodnie z obowiązującą dziś doktryną, jak już zaznaczyłem powyżej, grawitacyjna dylatacja czasu, tym większa, im silniejsze jest lokalne pole grawitacyjne. Jeśli słuszną jest zasada kosmologiczna, to niesłuszną jest ta doktryna. Osobiście jestem za tym, by ponownie rzecz rozważyć w jej aspekcie dydaktycznym (i pozostać przy słuszności zasady kosmologicznej). Zegary atomowe nie roztrzygają kwestii, gdyż pole grawitacyjne działa na ich chód – opóźnia go, a nie na upływ czasu.

Powoływanie się na zegary atomowe zatem, jak zauważyłem, nie roztrzyga kwestii, gdyż pole grawitacyjne, w związku z jego wpływem na energię fotonów, opóźnia ich chód, dokładnie w tym samym stopniu, jak zmniejsza energię fotonów. Chodzi o to, że pole grawitacyjne powoduje wydłużenie fali promieniowania elektromagnetycznego (i ew. odchylenie jego strumienia). Wydłużenie fali elektromagnetycznej w polu grawitacyjnym odpowiada wydłużeniu okresu tej fali w związku z obniżeniem się jej energii. [Na tej zasadzie działa system GPS, jeśli pominiemy ruch satelitów.] To wydłużenie się okresu fali można określić mianem grawitacyjnej dylatacji czasu. To nazewnictwo wiązane jest z formalnym zapisem równań, a nie z faktycznym wolniejszym upływenm czasu w danym układzie, nie z opóźnieniem zjawisk tam zachodzących – wbrew temu, jak wielu to sobie wyobraża.     I tu należy podkreślić, że ta „dylatacja” nie jest zjawiskiem nieodwracalnym. Foton wychodząc z pola grawitacyjnego powraca do swego pierwotnego stanu. Na to rzadko zwraca się uwagę. Zatem nie ma opóźnienia czasowego samego układu. Nie istnieją więc lokalne niejednorodności czasowe. To cieszy (zależy kogo). [Kinematyczna dylatacja czasu, w wymiarze kosmologicznym jest efektem łączącym wszystkie bez wyjątku obiekty, jak się o tym przekonamy później, w ścisłym powiązaniu z odległością. Nie ma więc mowy (w tym przypadku) o naruszeniu zasady kosmologicznej.]

    Na rzecz tę (niedopasowanie czasowe z powodu grawitacyjnej niejednorodności lokalnej) zwróciłem uwagę także w innym miejscu, w szczególności w rozdziale pświęconym czarnym dziurom – tam rzecz rozwiąłem. W końcu, zgodnie z moim przekonaniem (głową muru nieprzebijesz), problem (pod dywanem) doczeka się swego nieistnienia. Na razie, z lęku przed ujawnienim, siedzi, jak mysz pod miotłą. Natomiast kinematyczna dylatacja czasu już, w kosmologicznym wymiarze jest efektem łączącym wszystkie bez wyjątku obiekty, jak się o tym przekonamy później, w ścisłym powiązaniu z odległością. Obiekty te, jak już zaznaczyłem powyżej, są w pełni równoważne sobie. W opisie całościowym  (nielokalnym) nie ma  dylatacji (też tej kinematycznej) – gdybyśmy mogli patrzeć na Wszechświat z zewnątrz. Nie ma więc mowy (w tym przypadku) o naruszeniu zasady kosmologicznej. A jednak, o dziwo, kinematycznej dylatacji czasu obiektów o znaczeniu kosmologicznym, nie uznaje się, bo zgodnie z opisem bazującym na OTW, nie chodzi o ruch jako taki, lecz o zmiany krzywizny przestrzeni. Nie rozaważa się tego, a szkoda, gdyż bezwiednie rezygnuje się z kopalni heurez. Dla przypomnienia, OTW jest teorią lokalną, a przecież, już tu można zauważyć, że Wszechświat, jako nadobiekt, jako Wszystkość, nie może mieć charakteru lokalnego. Często jednak zachodzi intuicyjna projekcja lokalności naszego postrzegania na wymiar kosmologiczny. I to może być przyczyną różnych niedopasowań – jest ich wiele w dzisiejszym modelowaniu Wszechświata.

1.5. Wszechświat nie jest nieskończony! A co z czasem w tym kontekście? Wszechświat jest materialnie ograniczony i przestrzennie skończony. Widzimy go w całości.

      Niezwykle ważne dla toku naszych przemyśleń jest to, że jednak jesteśmy w stanie widzieć, co się zdarzyło nawet przed miliardami lat (gdy obserwujemy obiekty bardzo odległe). Nie narusza to zupełnie naszego wglądu w to, co dziś stwierdzamy jako cechy ogólne i niezmienne Wszechświata. Istnienie odległościowej gradacji cech, zaawansowania ewolucyjnego, o której była już mowa, w połączeniu z izotropią oznacza, że wszystkie ciała mają wspólne pochodzenie, czyli pomimo dużych dziś odległości, kiedyś dawno temu, razem stanowiły jedność, tworzyły jakiś obiekt, obiekt ograniczony także zawartością materii. Nie nieskończenie wielki. W dodatku, wspólnota cech (ta sama fizyka i ta sama chemia – patrząc we wszystkich kierunkach) pomimo tak dużego dziś oddalenia wzajemnego obiektów danych obserwacji i pomimo zmienności, którą już skonstatowaliśmy, mogłaby wskazywać na to, że Wszechświat (już ten dany obserwacji) stanowi zintegrowaną CAŁOŚĆ, a to znak, że chyba rozmiarami swymi Wszechświat jest ograniczony. Nie jest nieskończenie wielki. Już wcześniej zdążyliśmy bowiem zauważyć, że kiedyś, dawno  temu wszyscy byliśmy razem i stanowiliśmy coś bardzo małego (w związku z pełnym samouzgodnieniem cech). W dodatku, przecież nieskończoność przestrzenna właściwie wykluczałaby jakąkolwiek ewolucję (z całą pewnością w skali globalnej i chyba także w odniesieniu do skal lokalnych).  W przypadku ewentualnego istnienia lokalnych zmian, nie byłoby uzgodnienia cech całości, bo jak, gdy chodzi o nieskończoność. Nie istniałoby więc czasowe powiązanie (obserwowalnych) obiektów. A przecież z obserwacji wynika, że istnieje ono nawet w odniesieniu do obiektów, tych najbardziej oddalonych. Przecież patrząc we wszystkich kierunkach, widzimy tę samą gradację zmian ewolucyjnych. W dodatku zdajemy się nawet widzieć Wszechświat sprzed epoki kwazarów – jednolitą, słabą poświatę, najprawdopodobniej utworzoną przez gwiazdy pierwotne, które tworzyć się zaczęły już po dwustu milionach lat od początku, sądząc po tym, co dziś wiemy o materii (raczej niemało). Można by powiedzieć, że moglibyśmy zobaczyć Wszechświat od samego początku, a nie widzimy tylko z powodów technicznych, a także z powodu tego, że własności materii na samym początku, z całą pewnością były inne, na przykład, nie istniało promieniowanie elektromagnetyczne, dzięki któremu wszystko możemy zobaczyć (to, co możemy). Zatem, ewolucja ma miejsce, a „nieskończoność”, to wyłącznie matematyka rozmijająca się z realnością przyrodniczą – w tym wyjątkowym „miejscu” (nieskończoność i syngularność). Wbrew automatycznym (dziś już) sądom, matematyka, to nie Przyroda.  Dziś widzi się sprawy nieco inaczej. Wcale nie pewne, że słusznie. Zapewniam, że nie jestem ten pierwszy z wątpliwościami.

    Nie dość na tym. Można pokusić się o stwierdzenie, że to, co dane nam jest do wglądu, jest Wszystkością – nic się nie chowa za jakimś „łącznościowym” horyzontem*. Istnieje więc horyzont absolutny stanowiący granicę między bytem i niebytem. W jego obrębie zobaczyć można (nie koniecznie fotonami) wszelką istniejącą materię (nie ma nic poza nią). Nie istnieje nic poza tym horyzontem absolutnym.  W obliczu dzisiejszych sądów, to bardzo ryzykowne twierdzenie. [Ale trzeba brać pod uwagę wszystkie ewentualności, także te mniej popularne.] Wymaga ono, to twierdzenie, w związku z obowiązującą nas zasadą kosmologiczną, bardzo specyficznego modelowania topologii Wszechświata. Sprawie tej poświęcimy sporo miejsca w innych rozważaniach, uzbrojeni w wiele innych danych. Niebawem, podam

*) Dziś przyjmuje się, że widać tylko te obiekty, których odległość w latach świetlnych jest mniejsza od wieku Wszechświata (w latach). To właśnie horyzont łącznościowy. Chodzi o to, ze kontakt przyczynowo-skutkowy zachodzić może wyłącznie z prędkością niewiększą od prędkości światła. W związku z tym można też mówić o „horyzoncie uzgodnieniowym”. Z obiektami dalszymi kontakt nie jest możliwy – „trzeba czekać, aż się pojawią w miarę upływu czasu”. Hipoteza inflacji spójna jest z tym sądem (to, co widać, to tylko, nawet niewielka część tego, co istnieje). W sukurs hipotezie inflacji przyszło modelowanie Wszechświata w postaci powierzchni „balonu” zakrzywionej przestrzeni. Chodzi o to, że światło, zgodnie z OTW rozchodzi się nie tyle po prostych, co wzdłuż krzywych geodezyjnych, a rozmiary widomego Wszechświata wyznacza prędkość światła. Mamy więc z jednejj stronny „balon”, a z drugiej, materię, która wskutek inflacji uleciała poza horyzont (ten „łącznościowy”). Opisany tu pogląd nie jest zbieżny z wizją przedstawioną w tym tekście. Jest po prostu niespójny. Wszechświat jest samouzgodniony – sądząc po tym, że przyjęliśmy za zobowiązujące, spełnienie zasady kosmologicznej.  

bardzo ważny argument dla uzasadnienia tej (dziś) tak ryzykownej tezy. Spodziewam się ostrej krytyki, ale nie spodziewam się by ta krytyka była logicznie uzasadniana (na bazie niewątpliwych faktów, a nie teorii). Poza tym, tak dla przypomnienia, wszystkie twierdzenia wyprowadzam wychodząc z zasady kosmologicznej i celowo nie bazując na jakiejkolwiek teorii, w szczególności na OTW.

    OTW jest jednym z najwybitniejszych osiągnięć ludzkiego umysłu. Równania Einsteina pomimo swej dość lapidarnej formy, zawierają w sobie mnogość możliwości. Na ich bazie budować można (i zbudowano) różne modele Wszechświata. Który z nich przedstawia prawdę? To, że punktem wyjścia są równania Einsteina, nie gwarantuje, że model uznany w pewnym czasie za prawidłowy, musi takim być. Stworzono już wiele modeli – wszystkie na bazie OTW. Czy to znaczy, że wszystkie bez wyjątku stanowią prawidłowy opis Wszechświata? To przecież niemożliwe, gdyż modele różnią się między sobą. Skąd więc pewność, że wybór jednego z nich jest trafny? Przecież jeszcze nie znamy wszystkich opcji i wszystkich pomysłów. I tu tkwi problem. A przecież Przyroda jest taka jaka jest, nie jest zbiorem nieskończonej liczby alternatyw i opcji wydumanych przez matematyków. Prawdziwy obraz jest absolutnie jednoznaczny.

    Roztrzygnięcie stanowią nie teorie i nie dzisiejsze wyobrażenia, lecz wyłącznie potwierdzone (w większej liczbie faktów) obserwacje astronomiczne. Dziś, jak wiemy, znaczna liczba obserwacji zaskakuje. Niespodzianka goni niespodziankę. To znamienne. Antycypacja dzisiejszych teorii kuleje – by nie użyć określenia bardziej adekwatnego. [Tu mam na myśli przede wszystkim teorię superstrun i pętlową grawitację kwantową.] Należy rozważać wszelkie opcje, nawet te najdziwniejsze, „niedopuszczalne” i „niedouczone” ,pod warunkiem, że są weryfikowalne przez fakty przyrodnicze. Ale nie uprzedzajmy faktów.      

     A co z czasem? - znów pytamy. Że istnieje, nie mamy wątpliwości. Ale jak to wygląda w spojrzeniu kosmologicznym? Oto (pierwszy z brzegu) tok rozumowania: Kiedy czas zaistniał? Zaistniał??? Wbrew pozorom nie ma zgodności w tej kwestii. Jeśli już ewolucja (sensie zmienności) ma miejsce, to „czy możliwe, że kontinuum czasowe jest nieograniczone, że sama ewolucja miała też miejsce zawsze, w nieograniczonej przeszłości? Trudno się z tym zgodzić. Przecież ewolucja, jeśli istnieje, to musiała się kiedyś zacząć. To całkiem rozsądne przypuszczenie. Zmienność materii nie może być nieskończona czasowo do tyłu. Nie może też do przodu jako ciągła zmienność. Asymptotyczność nie rozwiązuje kwestii.” Nie jest to jakiś sąd odosobniony. Sądzę, że można przyjąć ten sąd z natury rzeczy. Kiedy więc rozpoczęła się ewolucja? Kiedy rozpoczęło się więc istnienie czasu (wraz z zaistnieniem ewolucji)? Jaki był stan pierwotny? Zgodnie z poglądem dość powszechnym, w pewnym momencie czas zaistniał (razem z przestrzenią). Czy to logiczne? To nawet teo-logiczne. Co było przed tym początkiem?... Czy to całkiem naiwne pytanie? Także to: Czy po tym triumfalnym początku czas już sobie będzie płynął w nieskończoność? Pewne, że pytania te wywołują zmieszanie. Pewni wszystkiego są tylko ci, którzy nie myślą (i teolodzy). By się od tych pytań (i wielu innych) uwolnić, warto rozważyć (oczywiście nie po raz pierwszy) opcję cykliczności Przyrody, cykliczności ewolucji Wszechświata. 

    Wróciliśmy więc (inną drogą) do pomysłu, który się już pojawił. Czy rzeczywiście Wszechświat pulsuje, oscyluje? To by jakoś pogodziło ewolucję z (fizyczną) nieskończonością. Jak widać, sporo pytań przed nami. Wielu kosmologów szuka uzasadnienia dla tego bądź co bądź intuicyjnego priorytetu cykliczności. Ale trzeba za coś złapać. Tu rzecz mamy na tacy. Aktualnie tym poszukującym nie jest łatwo. Szczególne utrudnienie powściągające ich odwagę stanowią dzisiejsze sądy, przyjmujące już za fakt istnienie stałej kosmologicznej i ciemnej energii. Najbardziej dziś przyjęty model, to LCDM (lambda-cold-dark-matter). Odrzucam go z kretesem. Co, nie upoważniono mnie do tego? Moim skromnym zdaniem, nie jest to ostatnie słowo nauki. Wielu święcie wierzy w to, że na samym początku była osobliwość, a od tego momentu Wszechświat rozszerza się w nieskończoność, nawet w tym przyśpiesza. Czuję w tym brak logicznej spójności. Ale kimże ja jestem? Gdzież mi do tych przyznających Nobla?

    Wątki powyżej zasygnalizowane, powracać będą w naszych pogadankach niejednokrotnie. Ciekawe, że filozofie Starożytnego Wschodu przyjęły cykliczność za podstawową cechę Przyrody. Dziś priorytet cykliczności jakby stracił na znaczeniu, albo wprost uległ zapomnieniu. Może dlatego, gdyż czas dziś traktowany jest linearnie, a nie jako byt określony przez cykliczną zmienność Przyrody. Przy tym, dzięki (...) ciemnej energii i stałej kosmologicznej, będącej jeszcze reliktem początków dwudziestego wieku (i wtedy, słusznie, wycofanej przez swego kreatora), dzisiejszy Wszechświat, w opinii większości astronomów, ekspanduje, nawet coraz szybciej  od zera w nieskończoność. Wówczas sądzono, że Wszechświat jest nieskończony i statyczny. Einstein złapał się na to, z tym, że się zreflektował na czas. A dziś, szkoda gadać, restytuowana przez astrofizyków poszukujących niszy badawczej, stała kosmologiczna świętuje (Nobelek), a nawet triumfuje – czy słusznie? Moim skromnym zdaniem, nie jest to ostatnie słowo nauki. Dla wielu wyobraźnię zastępuje myślenie blokowe i algorytmiczne. Jednak priorytet cykliczności wciąż powraca. A u nas, tutaj,... nie obędzie się bez katastrofy (horyzontalnej) – przekonamy się o tym w jednym z dalszych artykułów.   

   Jak widać, sporo wniosków wyciągnęliśmy (już) z jednej tylko przesłanki (i ze świadomością, trzeba przyznać, tego, co już bezsprzecznie wiadomo z obserwacji). Interesujące, że do tego wszystkiego doszliśmy już w wyniku przyjęcia (a priori) zasady kosmologicznej.  Wystarczyło być trochę konsekwentnym.  A jeśli mimo wszystko zasada kosmologiczna nie jest słuszna? To wnioski bazujące na niej doprowadzą nas do sprzeczności z wynikami obserwacji. Uznajmy więc, przynajmniej roboczo, zasadę kosmologiczną (kopernikańską) za bazę dla dalszych przemyśleń (zresztą, inną bazą nie dysponujemy), tym bardziej, że jak na razie, takich sprzeczności nie odkryliśmy. Dodam, że w naszych rozważaniach zaczynamy właściwie od zera (by nie sugerować się czymkolwiek innym, niż fakty obserwacyjne), a naszym sprzymierzeńcem jest logika. Nie teorie i nie poglądy prywatne koryfeuszy. Czy sprostam temu?

1.6. Parę słów podsumowania (w wyborze wątków)

    Przede wszystkim, jak już powyżej zauważyłem, powinniśmy się liczyć z możliwością, a nawet koniecznością istnienia kosmologicznego czasu uniwersalnego, wcześniej nazwanego czasem globalnym, którego pomiar możliwy jest jedynie z naszego stanowiska, jako nasz czas. Dla nas bowiem wszystkie obiekty oddalone, są młodsze, zegary tam wskazują NAM godzinę wcześniejszą. Zasada kosmologiczna mówi, że każdy obserwator stwierdza to samo, co my. Stwierdza on, zgodnie z tym, co zaznaczyłem powyżej, także to, że odległe (dla niego) obiekty zasadniczo różnią się od tych z jego otoczenia. Zatem mieszkańcy kwazarów wcale nie sądzą, że ich galaktyka jest kwazarem, czyli protogalaktyką. Sądzą o nas to, co my o nich. Zasada kosmologiczna kategorycznie wyklucza możliwość naruszenia tej symetrii.

    Tak nawiasem mówiąc oznaczać to może (jeśli nie powinno), że wszystkie obiekty całego Wszechświata łączy wspólne pochodzenie, wspólna historia, a jeśli kiedyś powstały, to ich tworzenie się zapoczątkowane zostało w tym samym momencie (i oczywiście we wspólnym miejscu), a tempo rozwoju jest identyczne wszędzie (co wcale nie znaczy, że zawsze). Podobną myśl wyraziłem już wczesniej, gdy stwierdziłem istnienie wspólnoty genetycznej Wszystkiego).

   Interesujące, że do tak daleko posuniętego wniosku dojść można już w wyniku przyjęcia (a priori) zasady kosmologicznej.  Wystarczy być trochę konsekwentnym i nie dawać się zwodzić różnym widzimisiom. W gruncie rzeczy jej przyjęcie pociąga za sobą konieczność przyjęcia tezy, że historia Wszechświata jest wspólna dla wszystkiego, co stanowi jego zawartość, że istnieje powiązanie wszystkich jego elementów. Czy to nie zastanawia? Co? To, ile można stwierdzić w konkluzji, czy to, że tak właśnie jest?

2. Modele Wszechświata spełniające zasadę  

    kosmologiczną

Pomijam tu modele dzisiejsze, bazujące na koncepcjach przeze mnie odrzucanych z kretesem, w szczególności model LCDM (Lambda Cold Dark Matter), dziś chyba najbardziej przyjęty, choć korci nawet nie jedną brzytwę. Nie chodzi też o modele określane jako zbiór równań matematycznych. Pomijam też wszelkie modele bazujące na OTW. Wolę w naiwnosci ducha zaczynać od zera; jak już wyżej wspomniałem, bazować na zasadzie kosmologicznej, a nie na dzisiejszych „ustaleniach” nauki, co do których mam w tej kwestii (nie tylko ja) dość uzasadnione wątpliwości.

     Spróbujmy teraz, bazując na zasadzie kosmologicznej wyciągnąć wnioski dotyczące dynamiki obiektów mających znaczenie kosmologiczne. Jaki jest ich ruch? Oczywiście pomijam ruchy lokalne. Chodzi o tendencję ogólną. [Zderzenia galaktyk nas tu nie interesują.] W rozważaniach poniższych, drogą eliminacji, wybierzemy opcje (lub alternatywy), najbardziej wewnętrznie spójne, najbardziej zgodne z tym, co już wiemy (nawet od dawna). Istotne, że wszystkie z opcji prezentowanych tu, spełniać mają zasadę kosmologiczną. Oczywiście roztrzygające znaczenie dla ewentualnych przypuszczeń będą miały wyniki obserwacji. Oto kolejne etapy przemyśleń, wraz z roboczymi propozycjami określonych modeli. Ich rozważenie, drogą eliminacji, doprowadzi do konkluzji, która stanowić będzie bazę dla dalszych dociekań dotyczących budowy i dynamiki Wszechświata. 

1. Wszystkie obiekty poruszają się z tą samą prędkością (Z jaką? Dobre pytanie.), niezależnie od odległości dzielącej obiekty. Nie chodzi tu oczywiście o „wewnętrzne” prędkości obiektów w obrębie układów lokalnych, tylko o prędkości w skali kosmologicznej, powiedzmy 100 milionów lat świetlnych co najmniej. Dzięki temu nasze miejsce nie jest wyjątkowe. Zgodnie z tym modelem, Wszechświat jest statyczny i nieskończony.  Czy jednak istnienie innych, tych lokalnych, prędkości – o ich istnieniu świadczy obserwacja, nie kłóci się trochę z tą jedyną i wspólną? Co ze względnością ruchu? W dodatku pytanie: „Ile wynosi ta wspólna prędkość?”, nie jest pozbawione sensu, a odpowiedź na nie, nie wydaje się możliwa.

2. Prędkości są zróżnicowane, z tym, że nie charakteryzuje ich określony rozkład przestrzenny, co oznacza, że w każdym kierunku patrzenia prędkość średnia w zbiorze obiektów jest jednakowa. Od razu jednak pytamy: Ile wynosi ta średnia prędkość? Odpowiedzią może być albo zero, albo prędkość światła, gdyż każda inna prędkość („Jaka? Dlaczego ta, a nie inna z nieskończonego zbioru prędkości?”) niewątpliwie jest bardzo wątpliwa. Zauważmy, że druga możliwość spośród obydwu tu wymienionych odpada, gdyż prędkość światła zarezerwowana jest tylko dla fotonów, tym bardziej nie może więc być prędkością średnią prędkości mniejszych od c.

   Może więc prędkość średnia równa jest zeru? Czy to realne? Co wynika z obserwacji? Obserwacje astronomiczne potwierdzają istnienie ruchów względnych galaktyk (w każdym razie ruchów galaktyk względem nas). Odległości między galaktykami zmieniają się, jednak na podstawie ruchów w grupie lokalnej galaktyk nie można jednoznacznie zawyrokować istnienia określonej tendencji o znaczeniu kosmologicznym. Na przykład słynna galaktyka w Andromedzie (M 31) zbliża się do nas z prędkością około 300 km/s. Okazuje się jednak, że, sądząc z obserwacji, większość galaktyk oddala się. Trudno więc oczekiwać zerowania się prędkości średniej w odniesieniu do dużej liczby galaktyk. A gdybyśmy, nie licząc się z tym, opowiadzieli się za modelem średniej zerowej prędkości, sprawa byłaby zakończona. Dalsze poszukiwania nie miałyby sensu. A jednak ,,zasadnicza statyczność” tego modelu Wszechświata trochę kłóci się z naszym, bardzo zresztą zmiennym istnieniem, z istnieniem ewolucji w przyrodzie, starzeniem się i (bardziej naukowo) sukcesywnym wzrostem entropii. Kłóci się też z ustaleniem (powyżej), że Wszechświat zmienia się. Z jednej strony przyroda wykazuje, wszędzie i we wszystkich skalach, te same cechy ogólne, z drugiej zaś, cechy te charakteryzują się zmiennością. Przyroda rozwija się, ewoluuje. Zmienność jest jej cechą swoistą. Wynika to z obserwacji, także nas samych.

Także opcję zerowej prędkości należałoby więc odrzucić.

     Sprecyzujmy rzecz bardziej. Jeśli nie będziemy zajmowali się ruchami własnymi galaktyk (w dowolnych kierunkach), z prędkościami stosunkowo małymi (dotyczy to układów lokalnych) i skoncentrujemy się na ruchach o znaczeniu kosmologicznym, to nasza uwaga ograniczy się jedynie do badania ruchów radialnych. Po prostu, w przypadku ogromnych odległości ruchy własne (tangencjalne) są nie do wykrycia i trudno oczekiwać wykrycia jakiejś prawidłowości wraz z odległością. Zresztą, jej istnienie raczej naruszałoby zasadę kosmologiczną (na przykład, wiekszość galaktyk poruszałaby się na prawo. W kontekście tym, możliwe, że w przypadkach odosobnionych takie ruchy (własne) są do wkrycia, ale nie mogą mieć one znaczenia kosmologicznego, nie dają podstaw dla wnioskowań dotyczących cech ogólnych Wszechświata. Poza tym, w odniesieniu do prędkości radialnych dysponujemy narzędziem obiektywnego pomiaru: badanie widm w powiązaniu z efektem Dopplera.  

3A. Można sądzić, że zasady kosmologicznej nie narusza określony rozkład (uwarunkowany przez odległość) różnych prędkości radialnych obserwowanych obiektów, względem określonego obserwatora (znajdującego się w dowolnym miejscu), pod warunkiem, że prędkości te zależne są od odległości w sposób matematycznie zdefiniowany. Jeśli w oczach każdego obserwatora rozkład taki zdefiniowany jest jednakowo, to jest to zgodne z zasadą kosmologiczną. Może na przykład być tak, że w określonym kierunku patrzenia połowa galaktyk się zbliża, a połowa oddala (koresponduje to z modelem drugim). Jeśli tak, to średnia prędkość radialna równa jest zeru, gdyż każdej galaktyce zbliżającej się odpowiada galaktyka oddalająca się z tą samą prędkością. A jaka byłaby prawidłowość, zależność prędkości (oddalania się – zbliżania się) od odległości? Pomyślimy dalej. Czy taki model jest do przyjęcia? Raczej tak. Co nam zostało, to sprawdzić prędkości radialne galaktyk. Zanim jednak zaczniemy sprawdzać, kontynuujmy nasze „teoretyzowanie”. To fajnie, gdy któreś z przewidywań, choćby bazujących na spekulacjach (i na znajomości podstawowych praw przyrody), potwierdzą badania empiryczne. A jednak już coś zdążyłem wypaplać. Powyżej stwierdziłem przecież, że, jak się okazuje (badania widm), zdecydowana większość galaktyk oddala się. Jeśli tak, to model opisany tuż powyżej (fragment podkreślony) jest raczej nierealny.

3B. Wróćmy do pierwszego zdania z poprzedniego akapitu – fragment zapisany tłustym drukiem: „..prędkości te zależne są od odległości w sposób matematycznie zdefiniowany.” W najprostszym przypadku prędkości są stałe dla danej pary obiektów i proporcjonalne do ich wzajemnej odległości*. Kojarzy się to z zasadami najmniejszego działania: zasada Fermata i zasada Maupertuis. Dalej uznamy, że stały w czasie jest stosunek v/c prędkości obiektu do prędkości światła. Im dalej od nas znajduje się określona galaktyka, tym prędkość jej względem nas jest większa. Tendencja odwrotna nie jest realna, gdyż stworzyłoby to sytuację, w której najbliżsi sąsiedzi powinni byli poruszać się z prędkością podświetlną (jeśli nie z prędkością światła), co jest absurdem. Możliwe są jednak dwa zwroty prędkości: do nas lub od nas. Roztrzygnięcie dać może obserwacja astronomiczna. Już ta możliwość (odwołania się do obserwacji) stanowi o przewadze tego wariantu. Zatem prędkości względne (radialne) są w odniesieniu do określonej pary, stałe i proporcjonalne do wzajemnej odległości. Dla obserwatora z Ziemi galaktyka dwukrotnie bardziej oddalona porusza się z prędkością dwa razy większą. Można to symbolicznie zapisać następująco:

v/r = const

Rozwiązanie proporcjonalne należy preferować, gdyż brak liniowości oznacza złożoność przyczyn (równoczesne działanie więcej, niż jednego czynnika). A tu chodzi o bazę, o podstawy, o najbardziej elementarną przyczynowość. Niżej przedstawiam dowód na to, że model ten jest zgodny z zasadą kosmologiczną. Zgodnie z tym modelem, Wszechświat bądź się rozszerza, bądź też kurczy. Model taki nie jest już modelem statycznym. Wszechświat rozwija się bowiem w określonym kierunku, ewoluuje, nie tylko zmianami lokalnymi, lecz jako całość. 

*) Te najprostsze przypadki przy opisie przyrody należy preferować. Jeśli zależność jest bardziej skomplikowana (niż wprost proporcjonalna), to niewątpliwie przyczyną tego jest jakiś czynnik dodatkowy. Należałoby go więc poszukiwać (Gdzie? Jak?). Jeśli jednak mamy układ elementarny w swej prostocie, podstawowy, to takich czynników nie ma. Nasz Wszechświat jest właśnie takim. Być może to tylko pierwsze przybliżenie, ale od tego należy zacząć. Komplikować będziemy jeśli model podstawowy nie wypali. Dziś robi się (często) odwrotnie. Na przykład zaczyna się od ogólnej formy matematycznej, dającej teoretycznie nieskończenie wiele opcji i szukaj wiatru w polu. Dodajmy do tego, że matematyka jest bytem o charakterze aksjomatycznym, nie stanowi prawdy absolutnej, a człowiek jest raczej niezbyt doskonałą istotą.

   Samo istnienie powszechnego ruchu, a w tym istnienie zależności prędkości względnej obiektów, od ich wzajemnej odległości, sugerowałby  bądź: 1. istnienie absolutnego początku (kiedyś w przeszłości) lub 2. dążenie, od nieskończonego dawna ku ostatecznemu końcowi, sprowadzającemu się do punktu lub też...3. cykliczność zmian. Tę cykliczność sugerowały już wcześniejsze przemyślenia, bazujące na innych przesłankach. Także ograniczoność ilościowa, na którą zwróciłem uwagę wcześniej, sugerowałaby właśnie to. Co lepsze spośród trzech powyższych opcji? Proszę wybierać, w każdym razie cykliczność, to trop godny uwagi. By uprzedzić wątpliwoci w związku z zakładaną możliwością rozwoju cyklicznego, śpieszę zauważyć, że nasze aktualne rozważania dotyczą jednak relacji przestrzennej, niezależnej od czasu (sytuacja „wszędzie”, a nie „kiedy”). Oczywiście w odpowiednim czasie zajmiemy się też czasem.

     Dodać do tego można, że pomimo postulowanej tu proporcjonalności prędkości do odległości, prędkość ta nawet nie osiąga prędkości światła, która jest nieosiągalnym kresem górnym prędkości względnych obiektów masywnych. Oto jeszcze jeden znak, że Wszechświat jest ograniczony rozmiarami, a to daje szansę istnieniu cykliczności, może nawet oscylacji (trudno mówić o oscylacjach tworu nieskończenie wielkiego). Tak, ale jak pogodzić tę cykliczność, z proporcjonalnością prędkości do odległości? Do wątku tego wrócimy wzbogaceni o nowe ustalenia, już w innych artykułach, chociaż już teraz możemy zauważyć, że problem zniknie, jeśli brać będziemy pod uwagę nie prędkość względną jako taką, lecz jej stosunek do prędkości światła (v/c). Zauważyłem to już powyżej w zapisie kursywą. Stosunek ten nazwiemy później prędkością właściwą.

   Zatem, przypuszczać można, że wszystkie modele zbudowane na bazie proporcjonalności spełniają zasadę kosmologiczną. Czy jednak wszystkie są realne fizycznie? Weźmy najprostszy model ze zmienną prędkością, model, w którym proporcjonalne do odległości jest przyśpieszenie. Czy jest fizycznie realny? Pytanie to zbija z tropu wzbudzając wątpliwość, gdyż źródłem przyśpieszenia jest siła, która jest wielkością wektorową. Kłóci się to z założoną izotropowością Wszechświata. Poza tym, zgodnie z zasadą kosmologiczną, zgodnie z założeniem o  jednorodności,  siły pochodzące od obiektów znajdujących się po przeciwnych stronach (gdziekolwiek), powinny kompensować się. Siła wypadkowa działająca na każdy obiekt powinna być więc równa zeru. Wynikałby stąd wniosek, że natężenie kosmologicznego pola grawitacyjnego równe jest wszędzie zeru. To dość ważki argument za tym, że kosmologiczna prędkość względna (dwóch określonych obiektów) jest stała. Uczeń, nawet w szkole podstawowej stwierdziłby rezolutnie, że jest to zgodne z pierwszą zasadą dynamiki.     

    Mielibyśmy wówczas do czynienia z ruchem bezwładnym. Do tego stopnia?? Czy mielibyśmy wtedy do czynienia także z „kosmologią naiwną”? By odnaiwnić rzecz, powiedzmy, że chodziłoby właściwie o stałość stosunku prędkości obiektu do prędkości światła w związku z tym, że prędkość radialną wyznacza się obserwacyjnie, bazując na efekcie Dopplera (tam mowa o prędkości radialnej obiektu promieniującego w stosunku do prędkości światła). Mimo wszystko to coś nowego. To też nie bardzo zgadza się z dzisiejszym widzeniem spraw na podstawie innych z gruntu założeń.. W dodatku, sama prędkość niezmiennicza (c) wcale nie musi być stała... Jeszcze wrócimy do tego tematu.

    Można jednak do sprawy podejść inaczej. Zasada kosmologiczna jest niezmiennicza względem czasu. Oznacza to, że przyśpieszenie (lub opóźnienie) może mieć miejsce, gdyż w danym momencie Wszechświat widziany zewsząd jest identyczny. Tym kierować się można, przyjmując możliwość globalnego przyśpieszenia (lub opóźnienia) za realną. A co z siłami? Otóż, jeśli przyjmiemy, że rozszerza się (lub kurczy) przestrzeń, nie ma mowy o ruchu w sensie newtonowskim. Zatem „wszystko w porządku”. A jeśli wbrew wszystkiemu chodzi o rzeczywisty ruch rozbiegających się (lub zbiegających się) galaktyk, a nie o puchnący balon zakrzywionej przestrzeni? To raczej trudno mówić o przyśpieszeniu (lub opóźnieniu), choćby w związku z rozumowaniem przedstawionym powyżej. W tej sytuacji naukę o Wszechświecie należałoby budować od początku. I chyba właśnie tak będzie tutaj... [Abstrachuję tu od dzisiejszych usiłowań – z jednej strony OTW z równaniem Friedmanna (przyciąganie), a z drugiej jakaś ciemna energia napędzana przez stałą kosmologiczną, mająca działać w przeciwną stronę. I by nie było sił, sprawę załatwia ekspandująca czasoprzestrzeń. Czterowymiarowy balonik, a my na jego riemanowsko zakrzywionej powierzchni. Riemanowsko? Niekoniecznie. Może tak jest lepiej.]

3. Model ze stałymi prędkościami (rzeczywistego ruchu) 

     i jego  konfrontacja  z modelami przyjętymi dziś.

   Pozostańmy więc przy modelu ze stałymi prędkościami względnymi (w stosunku do c). Model ten zilustrujemy poniżej. To właściwie model najprostszy. Oczekujemy, że takie właśnie modele preferuje Przyroda. A jednak nie był on (o dziwo) jak dotąd poważnie brany pod uwagę. Wprawdzie rozważana była stała prędkość jako taka, ale traktowana była jako model uproszczony, przeznaczony bardziej dla amatorów niż dla profesjonalistów, gdzieniegdzie dla zilustrowania zasady kosmologicznej, która sama w sobie już nie stanowiła rzeczy zasadniczej, a tym bardziej bazy wyjściowej (jak to jest w moich poczynaniach). Przyczyna takiego podejścia, to znaczy, nie brania pod uwagę opcji ze stałymi prędkościami, ma charakter raczej historyczny, a nie merytoryczny. Jeszcze zanim Hubble odkrył swoje prawo (1929), ogłoszona została ogólna teoria względności (1915). Od razu, właściwie wszyscy zainteresowani sprawą, nie zważając na nic, rzucili się na tę nową teorię, jak na kurę znoszącą złote jaja, co było w pełni uzasadnione zważywszy na jej niebywały potencjał heurystyczny. W ciągu kilkunastu lat namnożyło się bez liku modeli Wszechświata bazujących na nowej teorii, nad którą pracował przecież nie byle kto. Droga dla innych (potencjalnie) koncepcji była tym samym zamknięta. Sam Einstein zniewolony przez ten napływ entyzjastów, porwany przez ten nurt badań, dość szybko stracił z oczu to, co pierwotnie obligowało go do poszukiwań: unifikacja grawitacji z elektromagnetyzmem. Dobrą motywacją dla tych badań była teoria Kaluzy-Kleina. Na to Einstein nie od razu zwrócił uwagę. Chyba był już zbyt zafascynowany możliwością zastosowania OTW w kosmologii.

     Wracając do rzeczy, zatem, za kosmologię wzięła się ogólna teoria względności, czyniąca przestrzeń bytem autonomicznym. Tu podkreślam, stało się to jeszcze zanim odkryta została prawidłowość nazwana prawem Hubble'a (która bardzo zaskoczyła świat nauki), jeszcze zanim zrezygnowano (za sprawą odkrycia Hubble'a) z tak wówczas oczywistego modelu Wszechświata nieskończonego i statycznego. Czy do końca zrezygnowano? Wszak stała kosmologiczna wróciła do łask jako ważny element przy modelowaniu Wszechświata, wbrew decyzji Einsteina. Skromnie przypuszczam, że Einstein miał rację odrzucając ją, już choćby dlatego, gdyż Wszechświat nie jest statyczny i nieskończony. W dodatku, ciemną energię, niedługo, w jednym z esejów drugiej części książki, wyślę do niebytu. Przepraszam szanowną Komisję Noblowską. Warto zajrzeć do wspomnianego eseju, w którym wprowadziłem pojęcie  Katastrofy horyzontalnej. To znamienne, że nawet dziś ogólna teoria względności jest źródłem nietuzinkowych pomysłów. Świadczy to na jej korzyść. A jednak.... Dziś kosmologia bazująca na ogólnej teorii względności, wbrew pozorom i rozwiniętej już dogmatyce, napotyka na spore kłopoty. Nie wszyscy to sobie uświadamiają. Nie pomoże pewność siebie epigonów i licznych zadziornych forumowiczów w sieci internetowej, nie pomoże wybujała matematyka. W dodatku próby połączenia OTW z mechaniką kwantową, jak na razie pozostają w sferze pobożnych życzeń – ze strunami coś nie klapuje (nieskończone kłopoty z nastrojeniem...); pętlowa grawitacja kwantowa tonie w różnorodności pomysłów i nieskończonej matematyce. Chyba to manowce. Nie pomoże też ciemna energia, nie pomoże „teoria” inflacji. Cóż, inflacja teorii. A brzytwy? Wprost zaczynają się już stępiać. Nawet Ockham się martwi. A wszystko, moim więcej, niż skromnym zdaniem dlatego, gdyż nie pomyślano, że Wszechświat nie jest tworem lokalnym. OTW radzi sobie świetnie... z układami lokalnymi. I tu jest pies...

     Uzasadnioną rzeczą jest więc zrobić to, czego nie zrobiono wtedy sto lat temu, za sprawą entuzjazmu dla nowej idei. Zrobić to, co dziś stanowić już może nawet alternatywę dla dzisiejszego modelowania. Chodzi między innymi o „naiwny” model, który usiłuję przedstawić w swych pracach, model ze stałymi prędkościami (rzeczywistego ruchu). Od niego właściwie wszystko się zaczyna. Najpierw jednak należy udowodnić, że taki model jest w ogóle zgodny z zasadą kosmologiczną.

Poniżej przedstawię rozumowanie, które wcale nie jest moim wynalazkiem. Można je znaleźć w niejednym podręczniku astronomii.

     Wyobraźmy sobie cztery galaktyki: A, B, C, D, równooddalone od siebie, tworzące jedną linię prostą. Patrz rysunek powyżej. My zamieszkujemy galaktykę B. Jeśli ruch tych galaktyk ma charakter kosmologiczny (realizują określoną wspólną dla wszystkich ogólną tendencję), to albo wszystkie oddalają się, albo też wszystkie zbliżają się. Przyjmijmy, że się oddalają, w dodatku, wszystkie ze stałą prędkością. Galaktyka C oddala się od nas z prędkością v. [Nie rozważamy tu stosunku v/c dlatego, gdyż c traktujemy jako stałą. Ewentualne zmiany tej wielkości miałyby charakter globalny i byłyby zależne od czasu. My jednak badamy rzecz w określonym momencie.]  Z tą samą prędkością oddala się galaktyka D od galaktyki C (w związku z założoną proporcjonalnością prędkości do odległości). Wynika stąd, że galaktyka D oddala się od nas z prędkością 2v. Galaktyka A oddala się od nas w kierunku przeciwnym, także z prędkością v. To stwierdzamy my. A co stwierdza mieszkaniec galaktyki C? Otóż my oddalamy się od niej z prędkością v, tak samo jak galaktyka D w przeciwną stronę, a galaktyka A z prędkością 2v. Według mieszkańców galaktyki A galaktyka D oddala się z prędkością 3v. To samo stwierdzają mieszkańcy galaktyki D w odniesieniu do galaktyki A. Zatem, niezależnie od tego, na której galaktyce znajduje się obserwator, rozkład prędkości galaktyk sąsiednich jest identyczny. Mamy więc zgodność z zasadą kosmologiczną.

     W modelu tym podstawę stanowi stałość prędkości, ale istnieje też możliwość konstrukcji innych modeli, także spełniajacych zasadę kosmologiczną. Tutaj jednak preferujemy ten najprostszy. Przyroda też preferuje modele najprostsze. [Już wcześniej zwróciłem uwagę na to, że nieliniowość oznacza złożoność, udział większej liczby niezależnych (lub współzależnych) czynników warunkujących ostateczny efekt. Najpierw trzeba poznać elementarną bazę.] Poza tym, zgodność innych możliwych modeli z zasadą kosmologiczną, raczej jeszcze nie zapewnia ich fizycznej realności. Już się o tym powyżej przekonaliśmy rozważając ruch przyśpieszony (przy założeniu, że chodzi o ruch rzeczywisty, a nie o rozdymającą się przestrzeń). W przypadku autonomicznej zakrzywionej przestrzeni (OTW), z zasadą kosmologiczną nie ma problemu nawet jeśli ekspansja jest przyśpieszona, gdyż nie chodzi o siły – grawitacja nie jest oddziaływaniem w tradycyjnym sensie. W odniesieniu do Wszechświata (Friedmann) opóźnienie oznacza po prostu malenie krzywizny przestrzeni. Mamy więc alternatywę: albo ruch jednostajny (v/c = const dla określonej pary obiektów), albo zmiany czynnika skali (będzie o tym przy innej okazji). W związku z nielokalnością Wszechświata opowiadam się za rozwiązaniem pierwszym, tym prostszym.

    Możemy więc stwierdzić w konkluzji, że prędkości względne (odległych) galaktyk są stałe w czasie (v/c = const) – w odniesieniu do określonej pary obiektów i proporcjonalne do wzajemnej odległości. Na tym stwierdzeniu bazować będziemy w (aroganckiej) próbie opisu Wszechświata. Traktujmy stwierdzenie to jako antycypację czekającą na obserwacyjne potwierdzenie. Ale nie od razu...

    ...A może jednak mamy przyśpieszenie (ub opóźnienie), a nie prędkość (v/c) stałą (względną dla dwóch obiektów)? Pozostajemy przy ruchu jako takim (a nie OTW). [Kosmologia na bazie OTW  jest już rozpracowana i nic tu po mnie. Pozostaję przy opcji alternatywnej, gdyż ta powszechnie przyjęta nie jest pozbawiona wad.] Zgodnie z zasadą kosmologiczną przyśpieszenie (jeśli już istnieje) może być stałe (jednakowe dla wszystkich obiektów), wzrastać lub maleć wraz z odległością. Od razu widać, że pierwszy przypadek należy wykluczyć. Niezależność przyśpieszenia od odległości, czyli niezależnie od skali nie jest po prostu możliwa (podobnie jest z prędkością). Tak oddalałyby sie od nas wszystkie atomy tak samo szybko jak najdalsze galaktyki. Co by z nas zostało? Jeśli rośnie wraz z odległością, to przyśpieszenie kwazarów powinno być bardzo duże pomimo, że ich prędkość  względem nas jest bardzo wielka, bliska nieosiągalnej prędkości światła... Zaraz, jeśli ich szybko rosnąca prędkość (w związku z bardzo wielkim przyśpieszeniem) dąży do nieprzekraczalnej prędkości światła, to jak to może być? Jeśli już wzrasta, to asymptotycznie do c. W dodatku... A przecież tam (wtedy, gdy Wszechświat był mały) grawitacja była najsilniejsza, najsilniej spowalniała ekspancję, więc dlaczego przyśpieszenie miałoby być największe? Absurd.

To „chyba raczej przyśpieszenie 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. A jeśli chodzi o opóźnienie, to jedyna możliwość sensowna: wzrost opóźnienia wraz z odległością. To przypomina model friedmannowski (wcześniej krzywizna była większa). Ale przecież podałem powody, dla których rezygnuję z OTW (choćby lokalność) przy opisie Wszechświata. W tej sytuacji opóźnienie oznacza istnienie siły – wielkości wektorowej, a to podważa zasadę kosmologiczną. Wniosek ostateczny: v/c = const. Rozwiązanie najprostsze, chyba jedyne zgodne z tym, co już wiadomo z obserwacji i chyba jedyne wychodzące obronną ręką z prób jego podważenia. Takie odnoszę wrażenie.

     Ale nauka poszła w innym kierunku. Aż się prosiło, by zastosować OTW do opisu Wszechswiata. Jednak równanie Friedmanna nie zadawalało: problemy płaskości i horyzontu, a także wskutek „przyciągania” wiek Wszechświata o 1/3 mniejszy, niż wiek bezpośrednio wynikający z zasady kosmologicznej (i tym się zajmiemy), nazywany wiekiem Hubble'a. To liczba mniejsza niż wiek gwiazd z gromad kulistych (będzie o tym sporo w odpowiednim miejscu). Należało znaleźć jakiś czynnik przyśpieszający ekspansję, by choć w części zrekompensować wpływ przyciągania. Od razu sięgnięto po zarzuconą przez Einsteina stałą kosmologiczną – pomimo, że Wszechświat nie jest statyczny. Zaczęto przy niej kombinować, pojawiła się nisza badawcza dla ambitnych. Posypały sie doktoraty i profesury. I czekano na cud, na „potwierdzenie".

     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 dalszych poszukiwań, szczególnie gdzieś poza obowiązującą megakoncepcją. A poza tym to był ten cud, na który czekano. Deus ex machina. 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 wytłumaczenie tej obserwacji. 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.

[Interesujące, że właśnie w odniesieniu do galaktyk odległych o 7-8 mld. lat świetlnych, czyli znajdujących się tam (w czasie), gdy ciemna energia dopiero zrównała się z przyciągającym działaniem grawitacji, rejestrujemy pociemnienie supernowych. Zgodnie z dzisiejszymi zapatrywaniami, w odniesieniu do tych galaktyk, nie powinniśmy obserwować pociemnienia supernowych. Mamy sprzeczność. I za to mamy Nobla.]

     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. Jest tam nawet model matematyczny efektu pociemnienia, wraz z prawidłową antycypacją jego wielkości. 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). Ci bardziej przewidujący zakończą lekturę na tym artykule.]

     Zatem jak się Wszechświat rozszerza? Czy zgodnie z modelem przedstawionym powyżej (galaktyki A, B, C, D),  to znaczy z prędkościami proporcjonalnymi do odległości? Może jednak przy tym przyśpiesza? Na razie jednak możliwość tę, a także możliwość przyśpieszonej kontrakcji, odłóżmy na później, tym bardziej, że jest mniej atrakcyjna z powodu argumentacji przedstawionej powyżej. Być może już ten prostszy model, w którym prędkość względna dwóch określonych obiektów jest stała, zbieżny będzie z danymi obserwacyjnymi. Jeśli nie, będzie jeszcze o czym rozprawiać, będziemy też dysponować bazą ku temu, między innymi świadomi istnienia koncepcji wyeliminowanej – jeśli już.

4. Skąd się bierze niezmienniczość prędkości światła?

    „Co to ma wspólnego z zasadą kosmologiczną?” – pada naturalne pytanie. Tu odpowiem na nie. Dla przypomnienia, prędkość światła jest  stałą uniwersalną. Jest prędkością wyjątkową, prędkością niezmienniczą, co oznacza, że jej wielkość nie zależy od układu odniesienia, nie zależy od prędkości obserwatora względem innych ciał. Względem wszystkich wynosi tyle samo. „Dlaczego ma zależeć? Co światło obchodzi to, co się dzieje z jakimiś ciałami? To nie jego sprawa.” –  tak można do tego podejść. Ale nawet dziś nie jest to rzeczą oczywistą.  To własność zadziwiająca i zaskakująca, szczególnie gdy rozważamy prędkości względne ciał. Einstein tę niezmienniczość przyjął postulatywnie. Postulat niezmienniczości prędkości światła stanowi podstawę dla szczególnej teorii względności. Tak, postulat, a nie wniosek, nie wynik doświadczeń.* A po stu latach?...

  *) Mówienie tu o doświadczeniu Michelsona-Morleya  nie dotyczy sprawy, gdyż miało ono wykryć ruch ciał (Ziemi) względem eteru. I nie wykryło. Einsteinowi eter nie był potrzebny. Zresztą, wcale nie jest pewne, że Einstein wiedział o tym doświadczeniu. W tych czasach nie było smartfonów i internetu.

      Skąd się bierze ta niezmienniczość? Ponawiam pytanie. Czy chodzi wyłącznie o elektromagnetyzm?Do wniosku o niezmienniczości prędkości światła, czyli niezależności jej wartości od układu odniesienia, mimo wszystko dojść można wychodząc z prostych rozważań elektrodynamicznych (nawet bez równań Maxwella). Temat ten poruszony został w mojej książce: Elementarne wprowadzenie do szczególnej teorii względności, nieco... inaczej (Wyd. II, Poligraf 2018). Prędkość c jest kresem górnym prędkości ciał (cząstek) oddziałujących elektromagnetycznie. Większa nie może być. W nastepnym rozdziale wyjaśnię dlaczego. A przecież wszystkie (oprócz neutrin) tak właśnie oddziaływują. Szczególna teoria względności mówi o niezmienniczości prędkości c, zapostulowanej przez Einsteina. W naszych rozważaniach, nie zadawalamy się postulatem Einsteina (po stu latach można już inaczej). Jednakże fakt istnienia niezmienniczości nie oznacza jej wyjaśnienia. Skąd się bierze? Twierdzi się, i słusznie, że znaczenie tej prędkości daleko wykracza poza elektrodynamikę. Więc skąd się bierze?

    W poprzednim rozdziale (trzecim) przyjęliśmy opcję proporcjonalności prędkości względnej w układzie dwóch obiektów oddalonych od siebie, do ich wzajemnej odległości. Prędkość światła jest największą z możliwych, jest kresem górnym prędkości – to już wniosek ze szczególnej teorii względności, wniosek potwierdzony wielokrotnie empirycznie. Jeśli tak, to prędkość względna nawet najbardziej oddalonych od siebie galaktyk, nie może być większa, nawet równa prędkości światła. Co to oznacza? Teraz już na pewno to, że rozmiary Wszechświata są ograniczone, przy czym te najbardziej od siebie oddalone (teoretycznie) oddalają się od siebie z prędkością światła. Można więc wprowadzić pojęcie prędkości ekspansji  Wszechświata jako kresu górnego względnych prędkości obiektów kosmicznych. [Dziś kosmologia posługuje się pojęciem tempa ekspamsji. O  tym bedzie dalej.] Prędkość ta jest jednakowa, niezależnie od tego, w którą stronę patrzymy, czyli zgodnie z zasadą kosmologiczną. Zatem jest niezmiennicza! Właśnie tu tkwi tajemnica bulwersującej niezmienniczości prędkości światła. Istnienie jej właściwie potwierdza słuszność zasady kosmologicznej. Jest z nią spójne. Właśnie stąd bierze się ta tajemnicza niezmienniczość prędkości światła. Wyraźmy rzecz w sposób bardziej ceremonialny, bo to ważne. Dla każdego obserwatora, niezależnie od jego położenia i    ruchu względem innych obiektów lokalnych i nielokalnych (właśnie tak jest), teoretycznie najdalsze obiekty, niezależnie od kierunku patrzenia, zgodnie z zasadą kosmologiczną, poruszają się z tą samą prędkością, której wartość dąży do c. Zatem prędkość ta nie zależy od układu odniesienia, innymi słowy, jest niezmiennicza. Właśnie tu tkwi tajemnica niezmienniczości prędkości światła!!! Prędkość c jest niezmiennicza właśnie dlatego, gdyż jest prędkością, z jaką ekspanduje Wszechświat, jednakową dla wszystkich obserwatorów.

Zatem prędkość c to nie tylko prędkość światła, a jej niezmienniczość bierze się z zasady kosmologicznej. A dlaczego jest taka jaka jest? Przyczyną jest to, co się działo w początkach ekspansji.

c jest wprost reliktem stanu, w którym znalazł się Wszechświat w ułamek sekundy po starcie Wielkiego Wybuchu. W tym wyjątkowym momencie, w wyniku przemiany fazowej, pojawiło się promieniowanie elektromagnetyczne, przy tym zerowa masa fotonów jest reliktem zerowej masy Wszechświata w tym momencie. Oj kumie dziwy prawicie. Poczytamy, zobaczymy.

Jak widać, do konkluzji tej doszliśmy rozważając (faktyczny) ruch względny obiektów mających znaczenie kosmologiczne, np. odpowiednio oddalonych galaktyk. Właśnie to stanowi o zmianach rozmiarów Wszechświata.

Twierdzenie (czasami się je słyszy), że istnieją obiekty szybsze od światła (i dlatego nie można ich dostrzec, gdyż znajdują się poza horyzontem), nie jest konstatacją empiryczną. Nie uzasadniają takiego twierdzenia żadne fakty obserwcyjne. Nawet pośrednio. To wynik modelowania. A modele są różne. Przesłanki w postaci hipotezy inflacji, albo to, że światło rozchodzi się po krzywych geodezyjnych, nie stanowią żadnego dowodu na to, że istnieją obiekty (typu galaktyk) poruszające się szybciej niż światło (i dlatego są niewidoczne). Nie jest nawet pewne, czy istnieje sens traktować tę rzecz poważnie. Może się mylę. To, jeśli chodzi o kosmologię w związku z rozmiarami Wszechświata i jego dostrzegalnością. Jednak nie jest wykluczone, że istnieje ruch ponadświetlny. Czego? Pewnych określonych cząstek. Ale o tym nie tutaj.

5. Rozmiary Wszechświata

     A teraz szanowni czytelnicy, zwróćcie uwagę. W przypadku prędkości bardzo dużych, relatywistycznych, w odniesieniu do obiektów najbardziej oddalonych, odległość ich od nas wzrasta (od obiektu do obiektu) inaczej, wolniej, w sposób zsynchronizowany ze wzrostem prędkości, przy zachowaniu proporcji, którą postuluje zasada kosmologiczna. Chodzi o to, że w związku z ograniczeniem możliwej prędkości do prędkości światła c, także odległość ma swój kres górny. Oznacza to, że rozmiary Wszechświata są też ograniczone. Wcześniej doszliśmy do tego bazując raczej na przesłankach filozoficznych. To wzmacnia naszą tezę. Wszechświat nie może być nieskończony w swych rozmiarach! Zauważmy istnienie zbieżności rozwoju, ewolucji, ukierunkowanego jednoznacznie ruchu, ze skończonością, z ograniczonością przestrzenną Wszechświata. Z całą pewnością to nie przypadek. 

     Czy bazując na powyższym ustaleniu można wyznaczyć rozmiary Wszechświata? Otóż można, w związku z założoną proporcjonalnością prędkości radialnej (względem nas) galaktyk do ich odległości, oraz w związku z istnieniem kresu górnego prędkości (c). Oczywiście możliwe to jest pod warunkiem, że tę proporcjonalność wykryjemy obserwacyjnie. Proporcjonalność tę już zapisaliśmy powyżej: v/r = const. Rozmiary Wszechświata (R) odpowiadałyby prędkości światła (c). By je wyliczyć, należałoby jedynie... wyznaczyć wielkość współczynnika proporcjonalności (tej stałej – const). Należałoby więc odwołać się do obserwacji. To bardzo ważne ustalenie. Można by rzec, że koncepcja ta jest falsyfikowalna.

    A dlaczego obiekty odleglejsze, oddalać się mają od nas szybciej? – można zapytać. Otóż, fakt rozszerzania się oznacza, że kiedyś, w dalekiej przeszlości, całość stanowiła coś stosunkowo małego.  W pewnym momencie pojawił się chaos. W nim prędkość poszczególnych elementów tej całości była zróżnicowana. W związku z bezwładnością, ich ruch zachował się. Te szybsze, dziś znajdują się dalej. Chyba odpowiedziałem na to pytanie. Podejście to uzasadnia też płaskość przestrzeni Wszechświata (przestrzeń euklidesowa). Dlaczego płaska? Dlatego, gdyż chodzi o faktyczny (i bezwładny) ruch obiektów.

    Ale to jeszcze nie koniec. Warto zwrócić też uwagę na zdawałoby się oczywistą konsekwencję tego ustalenia. W związku z wzajemnym oddalaniem się obiektów o znaczeniu kosmologicznym wnioskujemy, że Wszechświat jako całość rozszerza się (jeśli już); przy tym prędkość graniczna wzajemnego oddalania się obiektów dąży do c (bo większą być nie może). Można więc (na razie roboczo) przyjąć, że c jest prędkością ekspansji Wszechświata. Jego rozmiary określone przez wartość tej prędkości, a także przez czas jaki upłynął od początku ekspansji. Promień Wszechświata określony jest więc jako największa z możliwych odległość wzajemna (w danym momencie) obiektów fizycznych. [Dziś tempo ekspansji określa się zupełnie inaczej, ale to nie istotne. Wszak zaczynamy od zera w związku z inną zupełnie koncepcją.]

     Co więc określa przestrzeń Wszechświata? Czy stan jej zakrzywienia, czy po prostu względny, bezwładny ruch obiektów, co sprawia, że Wszechświat zajmuje coraz więcej miejsca? Skłaniam się do takiego właśnie widzenia spraw. A co jest dalej, poza materialną wszystkością? Chyba jakaś niedefiniowalność, albo po prostu (powinniśmy być konsekwentni) przestrzeń poza Wszechświatem nie istnieje. Przestrzeń Wszechświata powiększa się wzrostem odległości między dowolnymi konkretnymi obiektami (mającymi znaczenie kosmologiczne). Przestrzeń tworzona jest przez ich ruch. Poza Wszechświatem materialnym przestrzeń nie istnieje. Pozwolę sobie nawet na stwierdzenie, że dany obserwacji Wszechświat jest Wszystkim, jest pełnym i jedynym Istnieniem. Czy przesadziłem (sądząc po aktualnych wyobrażeniach)? Nie wydaje mi się.

     A gdzie jest centrum Wszechświata, to znaczy miejsce Wybuchu? Nie ma z tym problemu, jeśli Wszechświat obserwowalny jest i był zawsze wszystkością tak materialną, jak i przestrzenną. Wszystkie punkty, wszelkie dzisiejsze położenia ciał stanowią razem ten punkt Wybuchu, bo przecież „wszyscy kiedyś byliśmy razem”.   

    Można też na to spojrzeć inaczej. Gdyby Wszechświat był obiektem zatopionym w rozleglejszej (nieskończonej?) przestrzeni, to miałby powierzchnię (jak powierzchnia kuli). Możliwe więc byłoby określenie środka. W dodatku, punkty należące do tej powierzchni byłyby punktami wyróżnionymi, a to byłoby sprzeczne z zasadą kosmologiczną.

     Tu ocieramy się o zagadnienie topologii Wszechświata. I o tym będzie mowa. W nagrodę za cierpliwość. 

     Sto lat temu, bez uwzględnienia zasady kosmologicznej, bez tej przesłanki, a wyłącznie na bazie elektromagnetyzmu, postulat o niezmienniczości prędkości światła stanowił rewolucyjną heurezę tworząc istotę szczególnej teorii względności. [Nieistotne, czy Einstein wiedział czy nie o doświadczeniu Michelsona-Morley'a.] Dziś, po stu-latach niezmienniczość c jest wnioskiem z zasady kosmologicznej (pod warunkiem zastosowania koncepcji proponowanej w tej pracy). Samo istnienie kresu górnego prędkości (względnej) wynika już z istoty elektromagnetyzmu. Zwróciłem na to uwagę w swej książeczce poświęconej dydaktyce STW (patrz wyżej). A co ma ta kosmologia wspólnego z oddziaływaniem elektromagnetycznym (wszak chodzi o prędkość światła)? Widocznie oddziaływanie to pojawiło się (wyodrębniło) dokładnie w momencie, gdy ustaliła się prędkość ekspansji Wszechświata. Jest to zatem rzecz wtórna. „Prędkość światła” jest reliktem tej wyjątkowej chwili w historii Wszechświata. Reasumując stwierdzić można, że prędkość ta jest reliktem czasu, w którym pojawiło się oddziaływanie elektromagnetyczne, a także momentu, w którym ruszyła ekspansja Wszechświata o cechach dzisiejszych. W kontekście tym uzasadnione może być przypuszczenie, że prędkość fali elektromagnetycznej może być lokalnie zróżnicowana (nawet w próżni), w związku z niejednorodnym rozkładem materii w wielkiej skali. Czy to przypuszczenie rozsądne? Okaże się w przyszłości.  

Na tematy te będzie jeszcze sporo w innych artykułach.

    I jeszcze jedno. Zgodnie z twierdzeniem Noether, niezmienniczość podstawowych praw ruchu powiązana jest ze spełnieniem określonych zasad zachowania.  W szczególności, niezmienniczość wyboru kierunku w przestrzeni związana jest z zasadą zachowania momentu pędu. Zasada zachowania momentu pędu jest uniwersalna, co wykazało doświadczenie. Zatem istnieje pełna symetria w odniesieniu do kierunku. Co nam to przypomina? Oczywiście zasadę kosmologiczną. Jak widać, zasada kosmologiczna, to nie tylko wymóg naszej intuicji poznawczej, nie tylko zdroworozsądkowy imperatyw. To wprost wniosek z niewątpliwie słusznych i uniwersalnych ustaleń dotyczących przebiegu zjawisk fizycznych, ustaleń bazujących na eksperymencie i potwierdzonych we wszystkich bez wyjątku zjawiskach. Można też odwrotnie. Otóż spełnienie tych wszystkich praw fundamentalnych oznacza słuszność zasady kosmologicznej, jej potwierdzenie. Wprost z niej prawa te wywodzą się.  To coś mówi.

 

Uwagi końcowe

    Do wielu ustaleń zbieżnych z prezentowaną tu koncepcją można było dojść już w wiekach szesnastym, siedemnastym. To nie przesada. Inna sprawa, że model taki z całą pewnością nie byłby preferowany. Nawet w początkach XX wieku nauka dotrzegała właściwie tylko możliwość wskazaną tu jako drugą (przyjętą bez głębszej refleksji, szczególnie w odniesieniu do ogólnej dynamiki obiektów) za jedynie istniejącą. Wszechświat nieskończony, statyczny był wówczas oczywistością. Na poglądzie tym bazował Eintein wprowadzając w swych równaniach pola (OTW) stałą kosmologiczną (Λ), ad hoc, dającą możliwość odpychania, dla zneutralizowania powszechnego przyciagania stanowiącego immanentną cechę grawitacji. [Po niedługim czasie wycofał się z tego nazywając rzecz, swą największą pomyłką. Rzeczywiście, był to jakby sztuczny wtręt. Dziś mówią, że uznanie stałej Λ za pomyłkę było jedną z największych pomyłek Einsteina. Czy rzeczywiście?] Mimo wszystko właśnie to, że się wycofał było przebłyskiem genialnej intuicji zważywszy na to, że myślał tak ze stuletnim (dokładnie) wyprzedzeniem. Wszak tyle lat minęło już od jego prac nad ogólną teorią względności. Dziś, gdy piszę te słowa (kolejne czytanie) mamy rok 2015. Po ponad stu latach śmiem twierdzić, że nie mylił się wycofując z pomyłki. Jego genialna intuicja nie ma nic wspólnego z rzekomym istnieniem ciemnej energii (to wynalazek epigonów – z całym szacunkiem i bez obrazy). W swej arogancji sądzę, że gdyby w badaniach swych poszedł w innym kierunku, gdyby nie bazował na stosunkowo nowych wówczas ideach matematycznych, na geometriach, w szczególności Minkowskiego i Riemana; może by doszedł do idei dualności grawitacji. Poświęcony jej jest odrębny zbiór artykułów. Przypuszczam, że gdzieś tam w jego podświadomości coś kołatało, ale wtedy było jeszcze za wcześnie). Ja, po stu latach, zanim do tej dualności doszedłem i ją właściwie (tak sądzę) opisałem, chyba przyczyniłem się do produkcji miesięcznego zapasu papieru toaletowego. Przydało się gdy nastała koronalna panika. Chyba Einstein przeczuwał tę właśnie możliwość (oczywiście nie chodziło mu o koronę), choć nie miał podstaw dla jej werbalizacji. Wiedza o Wszechświecie była bowiem wówczas zbyt uboga. Nawet nie wiedziano, że poza naszą Galaktyką istnieją miliardy innych. W dodatku także wiedza o mikroświecie była na razie w powijakach.

     Choć już w czasach Galileusza można było pójść we wskazanym tu kierunku (zasada kosmologiczna), a Giordano Bruno w duchu tej zasady fantazjował (i źle skończył), nawet w czasach Einsteina było stanowczo za wcześnie. Okazuje się, że także dziś... Niezalenie od tego, zmiana nawyków myślowych jest procesem bardzo powolnym, wprost pokoleniowym. Może właśnie dlatego dokonał się „triumfalny” powrót do zarzuconej koncepcji stałej kosmologicznej. Jak się nie ma co się lubi, to się lubi co się ma. Jak nie ma niszy, to trzeba ją stworzyć. Następne pokolenie akurat (...) oczekuje moich wypocin.

     Tak na marginesie dodam od siebie, że powrót ostatnimi czasy do stałej kosmologicznej, jeszcze zanim „odkryto” ciemną energię, świadczy, wbrew pozorom, o obiektywnym istnieniu głębokiego kryzysu kosmologii bazującej w sposób bezkrytycznie totalny na ogólnej teorii względności, którą należałoby już dziś nieco uzupełnić, a może nawet zmodyfikować. „Czy to przypadkiem nie szarganie świętości?” Prawdziwa nauka lubi szargać. Jestem przekonany, że Einstein nie poszedłby w kierunku, który odrzucił (i słusznie). A teraz, cóż, tonący brzytwy się chwyta (tutaj brzytwy Ockhama).  

   Ale wróćmy do Wszechświata. W ostatecznej konkluzji tego (bądź co bądź pierwszego) artykułu, na bazie zasady kosmologicznej, popełnić możemy nawet stwierdzenie, że Wszechświat jest nadobiektem samouzgodnionym, a tempo jego rozwoju wyznacza czas globalny. Rozwój Wszechświata w każdym jego elemencie, nawet w najmniejszej skali przebiega tak samo. Przypuszczenie to uzasadniane będzie, na bazie różnych przesłanek w dalszych artykułach.

     Doszliśmy do wniosków daleko idących, zbudowaliśmy w zasadzie zręby spójnego modelu Wszechświata. A tak niewiele nam było do tego potrzeba. Wszystko teraz zależy od wyników obserwacji astronomicznych. Jeśli nie potwierdzają słuszności modelu, który idziemy zbudować (na bazie proporcjonalności prędkości i odległości, jako wniosku z zasady kosmologicznej), to albo należy poszukać innego rozwiązania sprawy, zgodnego z zasadą kosmologiczną, albo zasada ta nie jest słuszna. Ten wniosek pozostawiłbym jednak na sam koniec, już choćby w związku z twierdzeniem Noether (patrz powyżej) .

Dodatki

Stałość, czy niezmienniczość?

    We wspomnianej tuż powyżej książeczce napisałem:

...Często, aż nazbyt często, podkreśla się „stałość” prędkości światła, a nie jej „niezmienniczość”. Nawet zastępuje się niezmienniczość stałością – nie tylko na lekcjach w liceum. Przykład: Wikipedia – „Niezmienność prędkości światła”. Nie wiem, czy wg. Einsteina stałość oznaczała też niezmienniczość. Skłonny jestem przypuszczać, że niefortunne użycie słowa „stały” na samym początku (1905), spowodowało to, że teraz wszyscy, także naukowcy, niesłusznie utożsamiają te dwa pojęcia. Z tego powodu jeśli ktoś uzna za możliwą zmienność w czasie prędkości światła, to „narusza on (lub nawet obala) szczególną teorię względności”. Wcale nie obala, jeśli w dalszym ciągu uznaje niezmienniczość tej prędkości. Nie chodzi więc tu o niedbałość. Zatem, stałość i niezmienniczość, to nie to samo. Patrząc na to kosmologicznie można nawet uznać za istniejącą, możliwość zmienności c w czasie, z tym, że raczej nie w przestrzeni, bo postulat zgodności z zasadą kosmologiczną jest nie mniej ważny od niezmienniczości prędkości światła – to już do STW nie należy. Dziś stałość wydaje się rzeczą oczywistą. Wydaje się. (...) 

Nieistnienie środka Wszechświata

      Zgodnie z dzisiejszym widzeniem spraw, przestrzeń jaką tworzy Wszechświat, jest „balonem” riemanowskiej przestrzeni o dodatniej krzywiźnie. Wszechświat materii jakby znajduje się na powierzchni tego balonu. Dzięki takiemu stawianiu sprawy nie ma punktu wyróżnionego, nie ma centrum. Ale to nie jedyny możliwy sposób pozbycia się tego wyjątkowego punktu (by uczynić zadość zasadzie kosmologicznej).

     Można też rozumować inaczej, wychodząc z postulatu, że obserwowany (i obserwowalny) Wszechświat jest Wszystkim, że ekspanduje, a w początkach tej ekspansji stanowił byt o stosunkowo małych rozmiarach. Po prostu: „Kiedyś wszyscy byliśmy razem i tworzyliśmy coś bardzo małego”, a to coś stanowiło pełnię przestrzeni. Przestrzeń poza Wszechświatem nie istnieje, a wzrasta powszechnym ruchem względnym obiektów, nawet ruchem bezwładnym. Doszliśmy do konkluzji dosyć światoburczych. Czy będą się one mogły ostać natłokowi faktów (obserwacji), a także argumentów, o których będzie mowa dalej?

    Zwrócił się do mnie czytelnik, będący pod wrażeniem lektury książki*. Z treści listu wynika, że jest człowiekiem wykształconym (choć nie fizykiem). Także odkryłem, nie po raz pierwszy, dzięki komentarzom do moich wpisów, że największym problemem jest konstatacja, już w pierwszym artykule dotyczącym zasady kosmologicznej, iż Wszechświat obserwowalny stanowi Wszystkość, że nie istnieje przestrzeń poza Wszechświatem. To najtrudniej strawić wszystkim pomimo, że wynika wprost explicite z zasady kosmologicznej. 

    W odpowiedzi na list naisałem m.in. To, że Wszechświat nie ma środka, wynika z zasady kosmologicznej. Nie istnieją bowiem punkty w jakiś sposób uprzywilejowane. Nie istnieje środek, ale także nie istnieją punkty stanowiące powierzchnię „kuli" - Wszechświata. Zresztą, istnienie takiej powierzchni wprost dowodzi istnienia środka... Nie istnieje sfera powierzchniowa, oddzielająca Wszechświat od rzekomo istniejącej, pozostałej przestrzeni. Wszechświat nie może więc być czymś zatopionym w nieskończonej pustce. Wszystkie punkty należące do Wszchświata są absolutnie równoważne sobie. Zatem, przestrzeń poza Wszechświatem (mającym ograniczone rozmiary) nie istnieje. To sprawa nie wyobraźni, lecz określonej, dziś nie znanej, topologii. To, zdawałoby się rzecz oczywista, w każdym razie logiczna. A jednak przebić się przez barierę imperatywu myślenia nawykowego, niesposób. Dotyczy to wszystkich.

    Dzisiejsza kosmologia ma kłopoty właśnie dlatego, gdyż sprzeniewierzyła się zasadzie kosmologicznej. Właśnie w świetle tej zasady, każdy punkt we Wszechświecie (znajdować się w nim może obserwator) stanowi jego centrum, a równocześnie miejsce geometryczne punktów (położeń) najbardziej od niego oddalonych jest rodzajem sfery.

    W rozdziale poświęconym topologii Wszechświata zacytowałem starożytną sentencję: Bóg jest niekończoną sferą, której środek jest wszędzie, a obwód nigdzie. Tu Bóg, będąc sferą, prezentuje sobą niebo – jest Wszechświatem (także nieskończonym zbiorem punktów – obserwatorów...), a nie tym, co dziś rozumie się pod pojęciem Boga. Jaka piękna alegoria. Jest też bytem o specyficznej topologii: nie może być kulą, gdyż nie posiada środka – pełna równoważność wszystkich bez wyjątku punktów. Nie istnieje więc zewnętrzna powierzchnia (jakiejś kuli), która stanowiłaby coś obcego, byłaby naruszeniem płynności, sztucznym wtrętem dla zadośćuczynienia zawodnej intuicji. W tej sytuacji nie można mówić o obwodzie (jest nigdzie). Jakże trafne ujęcie topologii Wszechświata. To przypomina panteizm Spinozy. A tak nawiasem mówiąc: Skąd starożytni o tym wiedzieli?