A jeśli już krytyczny, to co wtedy z pozostałymi dwoma
modelami? Jak widać mamy nowy powod do zastanowień, tym
bardziej, że sam „start” Wielkiego Wybuchu nie jest przewidywany przez ogólną
teorię względności. Energia próżni, inflacja, to inny paragraf. Sprawami
początków Wszechświata zajmę się później. Może doczekacie się.
Modele friedmannowskie zakładają, że tempo
ekspansji zmniejsza się, w analogii do ciała podrzuconego do góry – zmniejsza
się jego prędkość. Chodzi tu jednak o zmiany krzywizny przestrzeni, jaką
tworzyć ma Wszechświat. Tempo ekspansji H jest tu zasadniczym parametrem. Jednakże w tej pracy nie mniej ważna jest względna prędkość,
prędkość stała dla określonej pary obiektów, prędkość faktycznego ruchu
galaktyk (a nie zmiany czynnika skali), której kresem górnym jest oczywiście
prędkość niezmiennicza c. To właśnie prędkość ekspansji Wszechświata. Mowa o stałej
prędkości względnej (w stosunku do c) pomimo,
że Wszechświat ma także oscylować. Jakżesz to? Zobaczymy później, choć już coś zdążyłem
wcześniej wypaplać. Do dyskusji na ten temat jeszcze wrócimy, bogatsi o nowe
konkluzje.
Trzy wspomniane
modele będące rozwiązaniami równań pola Einsteina-Friedmanna stanowią do dziś
podstawę kosmologii (pomijając zastrzyk heurezy za sprawą stałej kosmologicznej
i ciemnej energii). To, jak realny Wszechświat rozwija się, co „nas” czeka, zgodnie
z friedmannowskim modelem, zależy od jego gęstości średniej, której stosunek do
gęstości krytycznej nazwano parametrem gęstości Ω.
Dlaczego nie uzależnia się od masy?
Otóż masa jest wielkością ekstensywną, czyli zależną od wielkości
układu. Przy założeniu, że Wszechświat jest nieskończony (lub, że nie jest
widoczny w całości – zgodnie z dzisiejszym widzeniem spraw), „masa Wszechświata” jest czymś nieokreślonym.
Dlatego właśnie stosuje się wielkość intensywną, czyli niezależną od
ilościowej zawartości, w naszym przypadku – gęstość średnią. Jednakże jeśli
przyjmujemy, że to, co dane jest obserwacji jest Wszystkością, rozważania nad
masą Wszechświata mają sens, a nawet prowadzą do ciekawych wniosków o sporym
potencjale heurezy. Przekonamy się o tym dalej.
Zatem, okazuje
się, wskazują na to wyniki obserwacji, że realny Wszechświat ewoluuje
(najprawdopodobniej) zgodnie z modelem krytycznym (Ω = 1). Mówi się też, tak dla pewności, że rozwój Wszechświata jest „bardzo
bliski krytycznemu”. Ja jednak twierdzę, że chodzi nie tyle o przybliżoną
krytyczność (już powyżej zauważyłem, że nie chodzi o pomiar), co o płaskość immanentną
przestrzeni Wszechświata. Krytyczność pozostała w tyle razem z Friedmannem.
Wcale
nie znaczy to, że zawsze z Wszechświatem tak
będzie. Kto wie, może ewolucja Wszechświata przebiega tak, że wszystkie trzy
modele są w niej reprezentowane i stanowią określone jej etapy? Wrócimy jeszcze
do tego przypuszczenia, nie koniecznie by je poprzeć.
Jak wiadomo,
po siedmiu latach od opublikowania przełomowej pracy Friedmanna, Hubble dokonał
swego odkrycia. Z równań OTW wynika zmienność (stopniowe malenie) tempa
ekspansji. Czy to raptem nie przeczy odkryciu Hubble'a? Otóż nie, gdyż teoria
Friedmanna zajmuje się dynamiką Wszechświata, zmianami jego stanu, natomiast
prawo Hubble'a odnosi się do przestrzeni w określonym momencie obserwacji.
W ciągu krótkiego czasu, jeszcze w latach
dwudziestych, namnożyło się sporo modeli Wszechświata, bazujących na ogólnej
teorii względności. Stanowiły one doskonałą bazę intelektualną i heurystyczną
dla odkryć, które przyszły potem. Najwcześniejszym było odkrycie Hubble’a.
Modele, którym poświęcony jest ten rozdział nie straciły na aktualności, nawet
uwzględniane są przez najbardziej współczesne teorie. Innym modelom poświęcam w
swej pracy niewiele miejsca, gdyż na ogół nie korespondują z prezentowaną tu
koncepcją, a poza tym mają tylko znaczenie historyczne. Co innego modele
Friedmanna, pomimo, że „ideologicznie” nie w pełni pasują do mojej wizji
świata. Przedstawiłem je między innymi po to, by uwypuklić swe zapatrywania, a także niedostatki tej
teorii. W latach dwudziestych ub. wieku friedmannowskie modelowanie
Wszechświata zapoczątkowało bardzo ważny etap rozwoju wiedzy kosmologicznej.
Niestety, od tego czasu tylko drepczemy w miejscu, a gdy pojawia się jakaś
nisza dla badań (ostatnio struny, ciemna energia, no i pętlowa grawitacja kwantowa, oraz próby zastosowania geometrii
nieprzemiennej przy tworzeniu grawitacji kwantowej), rzucamy się na nią, jak lew
na antylopę, nie bacząc na to, czy słusznie. Wszystko w obrębie tej samej
megakoncepcji. Jak dotąd dominują ślepe zaułki, a lwy nie znoszą padliny. Ale
chyba tak powinno być – by stworzyć
(negatywną) bazę dla nowego spojrzenia.
Frustracja jest ważna dla rozwoju nauki, jako etap poprzedzający
rewolucję.
Ogólnej teorii względności nie odrzucam.
Bez cienia wątpliwości akceptuję ją, bo lepszej dotąd nie wymyślono. Uważam
jednak, że teoria ta znakomicie opisuje układy, natomiast w odniesieniu do
opisu Wszechświata, który jest sam w sobie absolutną jednością i
„wszystkością”, traci (kto wie) swą adekwatność. Nie ma bowiem skąd
przypatrywać się Wszechświatowi, bo poza nim przestrzeń nie istnieje, nie
istnieje układ odniesienia. Pogląd ten jakby sprzeniewierza się sposobowi
myślenia badaczy, dla których ogólna teoria względności (stosowana do opisu
Wszechświata) jest codziennością ich badawczego warsztatu. Nie
ma mowy, by go porzucili, niezależnie od okoliczności, bo na ogół tylko to
potrafią. Wąska specjalizacja. Sądzą oni (intuicyjnie, choć intuicja w
znacznym stopniu bazuje właściwie na tym, co tworzy aktualną
wiedzę), że istnienie wielu wszechświatów lub chociażby materii poza horyzontem
jest jak najbardziej do przyjęcia, ba jest nawet
oczywistością. Sam horyzont bowiem ma właściwie tylko znaczenie
„łącznościowe” (Wspominałem już wcześniej. Będzie też o tym dalej.). Pogląd ten, jak sądzę, jest także wyrazem kurczowego
przywiązania intuicji do wszechświata statycznego i nieskończonego (to już
psychologia). Jeśli chodzi o ogólną teorię względności, to istnieje jeszcze
jeden aspekt ograniczonego zakresu jej stosowalności. Chodzi o dualność
grawitacji i jej konsekwencje w odniesieniu, szczególnie, do mikroświata w
przypadku dużej koncentracji materii. Przyjdzie i
na to czas. Jednak, z punktu widzenia kosmologicznego, zasadniczą
przyczyną problemów i niedopasowań OTW jest to, że Wszechświat nie jest
obiektem lokalnym, gdyż jest Wszystkością. Już zasada kosmologiczna sugeruje tę
rzecz. Stwierdziłem to już wcześniej i będę do tego wciąż cierpliwie powracał.
Na zakończenie (i przy okazji) wypada
wspomnieć o pracach belgijskiego kosmologa, Georgesa Lamaître, który doszedł (1927) niezależnie
od Friedmanna i przed odkryciem Hubble`a, do bardzo podobych wniosków, pomimo,
że zachował w swych równaniach stałą kosmologiczną. W swych dociekaniach
próbował też zmodelować sam wielki wybuch. Tym właściwie zasługuje na miano
„ojca wielkiego wybuchu”, choć nie on wprowadził tę nazwę. Wybuch ten
poprzedził, według niego, stan „pierwotnego atomu” (tak to nazwał) o rozmiarach
trzydzieści razy większych niż Słońce. W wyniku jego eksplozji powstał
Wszechświat, który do dziś ekspanduje.
Aktualnie kosmologia czerpać może nadal z dobrodziejstwa niewyczerpanych
możliwości jakie pozostawia do dyspozycji uczonych ogólna teoria względności,
choć ich mnogość bynajmniej nie czyni nas bliższymi jednoznaczności bytu obiektywnego.
Nie ma obawy. Przyroda nie da się nakłonić do wymowy równań jeśli
nie będą jej wyrażać w sposób absolutny i jednoznaczny. Można więc swobodnie i spokojnie szukać
dalej śladów kamienia filozoficznego.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz