Tu warto przypomnieć sobie serię poświęconą grawitacji dualnej. Przeprowadźmy doświadczenie myślowe. Niech badanym układem jest (umowny) obiekt o symetrii kulistej – cząstki, które go tworzą (nieprzeliczalna, ogromną mnogość), są punktami materialnymi. Obiekt kurczy się wyłącznie pod wpływem grawitacji, od rozmiarów na tyle dużych, że deficyt jego masy jest znikomo mały. Jego masa równa jest łącznej masie jego elementów całkowicie rozdzielonych, a natężenie pola grawitacyjnego, w dowolnej odległości od jego środka, jest maksymalne – początkowe (w sensie czasowym). Początkowy defekt masy równy jest więc zeru. Obiekt zapada się przy założonej zerowej prędkości początkowej. Gdy się zapada, wzrasta defekt jego masy grawitacyjnej (zgodnie z definicją podaną na samym początku naszych rozważań). W miarę kurczenia się obiektu, jego masa maleje. Teoretycznie możliwe, że w rezultacie kurczenia się obiektu, jego masa grawitacyjna redukuje się do zera. Ma to miejsce w „połowie” drogi między masą maksymalną dodatnią, a masą maksymalną ujemną, gdy rozmiary naszej kuli są już stosunkowo małe.
Na razie wstrzymajmy się z dalszym omawianiem tej sytuacji. Zajmijmy się sytuacją skrajną, u celu zapadania się obiektu – masa maksymalna ujemna. Bardziej ujemna masa nie może być, bo to przeczyłoby zasadzie zachowania energii (stwierdziliśmy to, gdy omawialiśmy układ dwóch punktów materialnych). Oczywiście ta maksymalna masa ujemna nie odpowiada rozmiarom zerowym, odpowiada pewnym rozmiarom minimalnym (matematycznie chodzi o minimum absolutne). Łatwo wykazać (pokazałem to wcześniej, że w odniesieniu do układu dwóch identycznych punktów materialnych, jego masa równa jest – 2M, gdy odległość między nimi wynosi R/8 (R – promień grawitacyjny). Istnieją więc rozmiary minimalne absolutnie. To bardzo ważne ustalenie.
Sądząc po tym od razu wnioskujemy, że istnieje siła odpychania maksymalna, działająca w tym momencie na wszystkie (w skrajnym przypadku) punkty, oczywiście siła jednakowa. Dawniej wyliczyliśmy to dla układu dwóch punktów materialnych. Okazało się, że siła ta jest 64 razy większa od maksymalnej siły przyciągania, nazywanej też siłą Plancka (chyba niesłusznie, gdyż rzecz dotyczy także punktów materialnych, których opis jest ogólniejszy). W związku z zasadą superpozycji (wzajemnej niezależności sił), można nawet przyjąć, że efekt jest ten sam także w układzie nieprzeliczalnym punktów, niezależnie od tego jakie jest położenie przestrzenne każdego z nich – nie będzie to obiekt zagęszczajacy się ku środkowi, lecz obiekt jednorodny gęstością. Sądzac po skojarzeniach (i pod wpływem niesfornej wyobraźni), układ taki, szczególnie w momencie maksymalnego stłoczenia posiadałby cechy Wszechświata gotowego do Wybuchu. [To by wymagało dodatkowo, by sam obiekt (maksymalnie stłoczony) był przestrzennie zamknięty (bez pustki-otoczenia), co oznacza po prostu spełnienie zasady kosmologicznej, w szczególności, w momencie maksymalnego stłoczenia. Przestrzeń jest tylko tam, gdzie jest materia. Dlaczego? Otóż dlatego, gdyż w przeciwnym przypadku, warstwy wierzchnie tworzyłyby rzadszą „atmosferę”.] Ale brnimy dalej.
A teraz, wracając do początku, jeśli pozwolimy naszemu ciału swobodnie zapadać się od rozmiarów maksymalnych, aż do rozmiarów minimalnych, to w połowie drogi (nie w sensie połowy rozmiarów liniowych) jego masa równa jest zeru. W tym momencie nie jest ono źródłem pola grawitacyjnego. Defekt masy układu równy jest w tym momencie początkowej masie (gdy zaczął się kurczyć). Pole znikło. Można więc już teraz wysunąć hipotezę, właściwie intuicyjne przypuszczenie (to zdarzyło mi się przed wielu taty), że łączna energia zawarta w polu grawitacyjnym źródła tworzącego symetrię radialną, równa jest połowie jego aktualnej (maksymalnej) masy grawitacyjnej, ze znakiem minus (energia potencjalna). Połowie, gdyż to połowa drogi. Na razie mamy przecież do dyspozycji jeszcze łączną energię kinetyczną, maksymalną, równą w tym zerowym momencie drugiej połowie łącznej masy układu (zgodnie z hipotezą). Innymi słowy, by impet zapadania się (prędkość) powrócił do początkowej wartości zero, a wartość energii potencjalnej (już dodatniej) by była maksymalna, potrzeba drugie tyle. Sądząc po tym, popełnić możemy hipotezę dodatkową, że maksymalna (dodatnia) energia potencjalna w momencie maksymalnego ściśnięcia, równa jest masie całego układu. [To tak, jakby w tym momencie materia całkowicie znikła, a pozostało wyłącznie pole grawitacyjne. Czy oznacza to, że materia jest formą grawitacji? Jeśli to nie są manowce, to mamy rewolucję w pojmowaniu sensu istnienia materii. W tym kontekście interesująco przedstawia się sens zakazu Pauliego, a także istota fizyczna plankonu (obiektu absolutnie elementarnego).]
Tak spróbowałem zracjonalizować to, co było moją intuicją. Zapiszmy to formalnie:
Energia zawarta w polu grawitacyjnym źródła M:
Eg = – Mc2/2 (Y)
I co z tego wyszło? Znów jakaś rewolucja w pojmowaniu podstaw bytu materialnego? Czy coś potwierdzi tę hipotezę? Chyba tak. Ciekawskich wystawiam na próbę czasu, bo jeszcze sporo przed nami.
Czym fizycznie jest w tej sytuacji i w istocie rzeczy, sam punkt materialny? Czy ktoś o to pytał? Czy materialnie chodzi o coś niezniszczalnego? A może to tylko nieokreślony z bliska element doświadczenia myślowego, pomoc naukowa, idealizacja, coś nieokreślenie małego, ale posiadającego parametry mierzalne? Czy to po prostu symboliczne ciało wystarczająco małe, by wymiarami swymi nie przeszkadzało w badaniu innych rzeczy? Bezwymiarowe, by nie rozważać jego ewentualnego obrotu? Właściwie, co to znaczy: bezwymiarowy? Czegoś tu brak, jakiś niedosyt semantyczny. Odpowiadam. To elementarne źródło pola grawitacyjnego, byt polowy; to po prostu byt elementarny absolutnie, a równocześnie kwant pola grawitacyjnego. Ale nie jest to grawiton z modelu standardowego cząstek. Wprost nie istnieje potrzeba do jego istnienia. Nie ma potrzeby istnienie cząstek przekazujących siły w oddziaływaniu grawitacyjnym, gdyż grawitacja jest nielokalna.
Mamy tu coś nowego! Czym jest to elementarne źródło pola grawitacyjnego? Już wiemy. To plankon. Jak potwierdzić (lub obalić) te wszystkie przypuszczenia? W odniesieniu do ciał z naszego otoczenia na ogół ich masa grawitacyjna praktycznie nie interesuje nas. Interesuje nas ich masa bezwładna – opisujemy ich ruch, nawet jeśli jest on uwarunkowany przez oddziaływanie grawitacyjne (np. planety). Ich słabym polem grawitacyjnym na ogół nie zajmujemy się, a obserwacja obiektów masywnych i odległych, w kontekście poruszanej tu tematyki, niewiele wnosi do sprawy. W dodatku, w przypadku ciał makroskopowych (nasze otoczenie) pomiar pola grawitacyjnego byłby niemożliwy z powodu bliskiego sąsiedztwa innych ciał i „nieskończonego” zasięgu grawitacji. Rzecz zyskuje na znaczeniu dopiero w skali struktury cząstek nazywanych przez nas elementarnymi.
Powyżej wypowiedzieliśmy hiptezę (chodzi o wzór (Y)), którą podpowiada intuicja i rozważania na niej oparte. Hipotezę tę zdają się potwierdzać rezultaty dalszych rozważań – uwzględniając ją dojdziemy bowiem do wyników koherentnych z wynikami rozważań prowadzonych na innej bazie (różnymi drogami dochodzimy do tych samych wyników). To kryterium jest nie mniej ważne od kryterium empirycznego. Sprawdzenie rachunkowe tej hipotezy pozostawiam jednak młodym. Ale nie wszystko im zostawię. Są rzeczy, które wyłażą na wierzch pomimo mego wrodzonego lenistwa. [Po pięćdziesięciu latach od matury spotkałem swego profesora od matematyki. Pomimo swych lat, od razu mnie rozpoznał i spontanicznie wyrzucił z siebie: „Ależ to był z ciebie nygus.”]
Co więc potwierdza? Otóż, na bazie naszej hipotezy dokonamy ciekawego obliczenia i dojdziemy do ciekawych wniosków dotyczących między innymi budowy cząstek elementarnych, wniosków konsystentnych (powiedzmy, że niesprzecznych) ze znanymi faktami empirycznymi, na przykład odpowiemy na pytanie, na które dotąd nie odpowiedziano (mało kto je zadaje): Skąd się bierze spin 1/2 cząstek, wspólny przecież dla różnych cząstek (o różnych masach)? Że spin i że 1/2, wynika z równań mechaniki kwantowej uwzględniających to, co wnosi do sprawy szczególna teoria względności (efekty relatywistyczne). Ten spin nie należy jednak do swoistych cech wyróżniających daną cząstkę spośród innych. Widocznie rzecz tkwi znacznie głębiej, w skali podkwantowej. „Skąd się bierze”? Odpowiem przy innej okazji („Plankony i obrót” – na razie to niewiele mówi).
A tak na marginesie, czy możliwe byłoby dojście do takiej konkluzji jeśli nie jest to ogólne ustalenie – chodzi o wzór (Y), na bazie tradycyjnego definiowania masy grawitacyjnej jako masy jednego z ciał w powszechnie znanym wzorku Newtona? Samo obliczenie energii zawartej w polu grawitacyjnym byłoby dość karkołomne. Należałoby rozważać punktową gęstość energii pola o niezerowym gradiencie, pola, w najprostszym przypadku, o charakterze radialnym wokół odosobnionego punktu materialnego, i zsumować (już pomijając kwestię ciśnień, stanowiącą integralną część opisu bazującego na OTW). Może ktoś zechce się tym pobawić. Jego praca będzie wtedy bardziej naukowa, niż praca źródłowa (bo zobligowany będzie do stosowania zaawansowanej matematyki, wraz z moca obliczeniową superkomputera).
Jakie są rozmiary naszego maksymalnie ściśniętego obiektu w porównaniu z rozmiarami początkowymi, jeśli jest on z początku kulą gazową gęstniejącą w sposób naturaly ku środkowi? Tym niech się zajmą zainteresowani tematem. W badaniach swych z pewnością uwzględnią aspekt termodynamiczny, związany z dyssypacją energii i wzrostem temperatury obiektu w miarę jego zapadania się. Na początku nie muszą. Dla nas, tutaj, nie ma to nawet znaczenia, gdyż wbrew temu, co się dziś, wprost automatycznie sądzi, zamiana energii grawitacyjnej na „energię cieplną”, nie jest rzeczą aż tak oczywistą. Dla pewności można też (wstępnie) przyjąć, że temperatura układu równa jest dokładnie 0K.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz