Jak więc wygląda sprawa prędkości względnych? Chodzi oczywiście o ogólną tendencję, a nie
li tylko o wybraną parę obiektów. Właściwie należałoby zapytać (w tym momencie)
inaczej: Czy prędkość względna obiektów jest stała w czasie? Otóż do niedawna,
przynajmniej intuicyjnie, sądzono, że maleje, z powodu grawitacji, podobnie jak
ciało podrzucone do góry zwalnia, by w końcu zatrzymać się, a potem spadać z
powrotem. Dziś sądzi się, już powszechnie, że wzrasta za sprawą ciemnej
energii. Jest to jednak mimo wszystko rzecz świeża, na razie nie potwierdzona ostatecznie
(co wcale nie przeszkadzało w przyznaniu Nobla). [Tu trzeba zaznaczyć, że
powszechnie wyobraża się to jako normalny ruch, a nie jako zmianę czynnika
skali w rozszerzającej się przestrzeni, wbrew rzeczywistemu stanowi
zapatrywań.] Na razie zaznaczyć należy, że bezpośredni
pomiar ewentualnych zmian prędkości (kosmologicznych) nie jest możliwy. Jeśli
nawet zachodzą, są zbyt powolne. Rzecz ustala się drogą pośrednią. Problem
jednak w tym, że ustalenia te nie oznaczają absolutnej prawdy, że są nawet
funkcją stanu aktualnych zapatrywań. Tys prowda.
Postarajmy się rzecz przedstawić w sposób bardziej jednoznaczny i
ogólniejszy. W tym celu wprowadźmy (przynajmniej roboczo) pojęcie współczynnika
ekspansji względnej. By je zdefiniować, wyobraźmy sobie dwie galaktyki, różnie
od nas odległe. Oddalają się one od nas z różnymi prędkościami. Zapytajmy: Jaka
różnica ich prędkości przypada na jednostkową różnicę ich odległości od nas?
Jeśli różnica prędkości przypadajaca na jednostkową różnicę odległości jest
duża (prędkość w miarę „oddalania się” narasta szybciej), to oznacza to większe
tempo ekspansji. Zapisać to pytanie można symbolicznie następująco:
Oto odpowiedź bazująca na prawie Hubble`a:
Jak widzimy, właśnie współczynnik Hubble`a jest tym
współczynnikiem ekspansji względnej i oznacza tempo
ekspansji. Zauważmy że wielkość ta nie zależy od tego jaką parę obiektów
wybierzemy. W tym sensie jest to wielkość stała. Stała w przestrzeni. Czy stała
w czasie? Niebawem przekonamy się, że współczynnik H z czasem zmienia się. Czy
oznacza to automatycznie zmianę prędkości względnych? Zgodnie z naszym modelem
(ekspansja), prędkości te powinny być stałe, przy tym różnica odległości
rośnie. Zatem współczynnik H powinien z czasem maleć. Zobaczymy to dalej. Już
teraz zauważmy też, że także w związku z istnieniem kresu górnego prędkości,
tempo ekspansji powinno maleć.
Także zgodnie
z dzisiejszym widzeniem spraw, współczynnik H jest parametrem
określającym tempo ekspansji. Podstawę dla dociekań kosmologicznych stanowi
dziś równanie Friedmanna, bazujące na ogólnej teorii względności. Mowa więc o
ekspansji przestrzeni, a nie o ruchu jako takim konkretnych obiektów. Sam
„parametr” H dziś określa się następująco:
Tutaj a to wspomniany już powyżej, tak
zwany czynnik skali, którego odpowiednikiem jest odległość związana z
rzeczywistym ruchem materii, natomiast a z kropką u góry (w liczniku)
oznacza pochodną względem czasu, odpowiadającą prędkości (w tradycyjnym
pojmowaniu ruchu). Podejście to nie jest jednak konsystentne z koncepcją
przedstawioną w tej pracy. Podkreślam: podejście, a nie ostateczne (na wieki
wieków) ustalenie.
Powyżej zauważyłem, że współczynnik H wyraża tempo
ekspansji Wszechświata. W tej pracy oprócz tempa ekspansji występuje też
bardziej intuicyjne pojęcie prędkości ekspansji. To oczywiście nie to samo.
Zatem, jak to jest z prędkościami względnymi? „Prędkościami? Przecież tu chodzi
o przestrzeń, która się nadyma coraz wolniej lub coraz szybciej.” Mi jednak
chodzi o prędkości. Kosmologia naiwna?... Zobaczymy dalej. Dziś sądzi się bez
cienia wątpliwości, że zmiana dotyczy jedynie metryki przestrzeni, jej zakrzywienia.
Do niedawna sądzono, że „prędkości” maleją, dziś, że rosną. O stałość prędkości
względnych w dodatku opisujących prawdziwy, faktyczny ruch względny obiektów (a
nie szybkości wzrostu czynnika skali), nikt Wszechświata nie podejrzewa.
Ideałami niech się zajmują filozofowie...
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz