piątek, 21 września 2018

4...Promień (Schwartzschilda) Wszechświata


     Dla przypomnienia (i w uproszczeniu), chodzi o promień czarnej dziury, innymi słowami, promień horyzontu grawitacyjnego odpowiadającego określonej masie, zawartej w nim całkowicie. Wyraża się on wzorem (1):
                                                                                                      
Do wzoru tego dochodzimy z łatwością na bazie szkolnego kursu mechaniki (newtonowskie prawo powszechnego ciążenia) i nie jest do tego potrzebna ogólna teoria względności (na niej bazując Schwarzschild wyprowadził ten wzór podchodząc do sprawy z dużo głębszych przesłanek). Po prostu wychodzimy ze wzoru na prędkość ucieczki (jak druga prędkość kosmiczna 11,2 km/s) i zakładamy, że prędkość ucieczki równa jest c.
     Jeśli podstawimy do tego wzoru oszacowaną przez nas wartość masy Wszechświata, otrzymamy następującą wartość promienia jego horyzontu grawitacyjnego: R = 15,67 miliardów lat świetlnych. Widzimy, że jest to liczba zbliżona wartością do promienia Wszechświata, wyliczonego przez nas na podstawie prawa Hubble’a (piętnastu miliardów lat świetlnych, przy założeniu, że stała H = 20). Prawie dokładnie to samo. Zauważmy jednak, że ewentualna równość promieni: R(graw.) = R(H) wcale nie jest taka oczywista. Stałą H (na tej podstawie promień hubblowski Wszechświata) wyznacza się z bezpośredniego pomiaru odległości i prędkości względnej określonych obiektów, natomiast masę Wszechświata (a stąd promień horyzontu grawitacyjnego) oszacowaliśmy na podstawie ekstrapolacji zliczeń obiektów widocznych, uwzględniając dodatkowo (szacowaną) poprawkę na masę materii nie promieniującej.
     A może jednak to tylko przypadkowa zbieżność? Nie! To bardzo mało prawdopodobne, zważywszy na wielkość samej liczby (koicydencja tak dużych liczb jest prawie nieprawdopodobna). Twierdzenie, że ta koincydencja istniała zawsze i jest swoistą cechą Wszechświata, nie jest więc pozbawione racjonalnego sensu. Wszak raczej nie żyjemy w jakimś wyjątkowym czasie. Trudno byłoby się z czymś takim pogodzić, chyba, że odwołamy się do wyjątkowej złośliwości Stwórcy. Zabił nam ćwieka? Nie, o to Go, ja osobiście (sądzę, że tym „ja” jest każdy z nas) nie podejrzewam. Antropomorfizacja Absolutu? Nie! To byłby szczyt pychy, szczyt samozakłamania.
     Bardziej rozsądne jest przyjęcie (skromniejszej) tezy, że ten zakątek czasoprzestrzeni, w którym znajdujemy się, z punktu widzenia Przyrody, nie jest wyjątkowy. Już Giordano Bruno głosił rzecz (do roku 1600). Nie, nie mam zamiaru być jego inkarnacją. Raczej nie jestem. Sądząc po wrodzonym znaku na mym karku, w poprzednim życiu zostałem ścięty. Chyba byłem Lavoisierem i odrzuciłem flogiston. Moim skromnym zdaniem, dzisiejszym flogistonem jest ciemna energia. [Czy znów mnie zetną?] Ale nie uprzedzajmy faktów. Przyjęliśmy bowiem za słuszną, zasadę kosmologiczną. Przyjmijmy więc, że to, co zauważyliśmy w odniesieniu do promieni Wszechświata, nie jest przypadkiem, że coś w tym jest; być może wskazuje to nawet na istnienie jakiejś głębokiej, zasadniczej prawdy przyrodniczej.    
     Uznajmy więc te promienie za (nawet) tożsamościowo równe, gdyż różnica, bardzo niewielka zresztą, między wynikami naszych obliczeń (wartość długości promieni) wynika stąd, że masę Wszechświata oszacowaliśmy z grubsza, natomiast wielkość H przyjęliśmy w sposób arbitralny nie znając jej dokładnej wartości, choć bazowaliśmy na dziś przyjętych oszacowaniach. Sformułujmy więc nasz wniosek w sposób bardziej ceremonialny: Horyzont grawitacyjny Wszechświata pokrywa się z horyzontem hubblowskim. Równość ta, a nawet tożsamość ma charakter uniwersalny. Innymi słowy horyzont grawitacyjny bytu o masie Wszechświata pokrywa się ze „sferą”, której odległość od obserwatora (nie ważne, gdzie się on znajduje) odpowiada niezmienniczej prędkości ekspansji (c), będącej przecież kresem górnym względnych prędkości obiektów (galaktyk), tak, jak wskazuje na to Prawo Hubble’a. Odległość tę nazwiemy promieniem Wszechświata. Zobaczymy, do czego to nas doprowadzi. Jeśli do jakichś bzdur, to porzucimy tę kwestię zadowoleni, że wyeliminowaliśmy kolejny zły trop.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz