10. Wiek Wszechświata w oczach obserwatora odległych galaktyk.

   Zwróciliśmy już uwagę na to, że obiekty bardzo odległe, w tym kwazary, oddalają się od nas z prędkościami relatywistycznymi. Ich wiek, to znaczy wiek Wszechświata tam, z naszego punktu widzenia, jest inny. Widzimy je jako młodsze od nas. Czym są kwazary? Są właściwie galaktykami we wczesnym stadium rozwoju. Patrząc na nie (w odpowiednio reprezentatywnym zbiorze), widzimy historię Wszechświata, przy tym, wbrew popularnemu sądowi, widzimy je młodszymi nie z powodu tego, że: „Fotony, by do nas dotrzeć stamtąd, potrzebowały sporo czasu. Widzimy więc galaktyki takimi, jakimi były w momencie wysłania fotonów”. To jeszcze nie wszystko. Chodzi nie tyle o fotony, co o ruch galaktyk względem nas. 

   Przecież z galaktykami widzimy się od samego Wielkiego Wybuchu. A jednak rzeczywiście widzimy je młodszymi. Cały czas widzieliśmy jak rozwijały się wolniej niż my, tym wolniej, im są dalej od nas. [Przypominam, że nasz czas jest też czasem globalnym Wszechświata – my jesteśmy więc najbardziej zaawansowani wiekiem.] Wiek Wszechświata tam, w naszych oczach, jest inny. Możemy go nawet określić. Aby obliczyć czas jaki upłynął (w naszych oczach) u nich od momentu Wielkiego Wybuchu do chwili obecnej, należy więc zastosować znany wzór wyrażający dylatację czasu. Możemy to uczynić i właśnie w taki, a nie inny sposób, tylko dlatego, gdyż kiedyś „wszyscy byliśmy razem” i wzajemnie widzimy się, nieprzerwanie, od samego początku do dziś. Rachuba czasu rozpoczęła się tak u nich, jak i u nas, w tym samym momencie. [Nie zapominamy też o płaskości geometrii Wszechświata.] Prawda, że proste? Czy słuszne, zobaczymy konfrontując wnioski z wynikami obserwacji – przeszłych, teraźniejszych i przyszłych. Oto wzór [I]:

To jasne, że „oni” mówią dokładnie to samo o nas. W tym przypadku istnieje pełna symetria*. Od momentu gdy byliśmy razem, od Wielkiego Wybuchu, minęło u nas, powiedzmy, około piętnastu miliardów lat, czyli: Δt = 15·10⁹ lat. Kwazar przez nas wybrany, oddala się od nas ze stałą prędkością v = 272.000 km/s (By to obliczyć należy skorzystać ze wzoru (*) – w poście czwartym tej serii). Obliczmy ile czasu upłynęło tam z naszego punktu widzenia, od momentu naszego rozstania, czyli BB:

czyli znacznie mniej niż u nas. To, co widzimy patrząc na kwazar, przedstawia więc obiekt dużo młodszy niż nasza galaktyka, młodszy o prawie dziewięć miliardów lat. Kwazary mogą więc stanowić określone, wczesne stadium rozwoju galaktyk. Ich stosunkowo małe rozmiary (wyglądają jak gwiazdy) są widocznie rozmiarami jąder tworzących się galaktyk. Zauważmy także, iż Wszechświat przed, powiedzmy, dziewięciu miliardami lat był też znacznie mniejszy niż dziś. [Ogólnie uważa się, że nie ma to żadnego wpływu na rozmiary obiektów, nawet galaktyk, które postrzega się w charakterze kropek na rozdymajacym się balonie. „Właściwie nie ma co zawracać sobie głowy tą drobną niedogodnością.” Ja nie dałbym za to głowy, szczególnie, gdyby cofnąć się w czasie do samych początków. Na aspekt ten zwróciłem uwagę już wcześniej, choć nie był to (tak, jak i teraz) zasadniczy temat.]

    Być może z tego między innymi powodu rejestrowana przez nas gęstość energii promieniowania kwazarów wydaje się nam tak bardzo wielka. Poza tym materia otaczająca kwazar nie zaczęła jeszcze świecić gwiazdami pierwszej (młodszej) populacji. Znaczna jej część zresztą skolapsowała ku jądru. [Tak przy okazji, to by wyjaśniało do dziś zagadkowy fakt, że tak mało jest w naszej Galaktyce gwiazd starych drugiej populacji.] W samym jądrze zachodziły bardzo intensywne procesy związane także z grawitacyjnym zapadaniem się materii istniejących już wcześniej miliardów gwiazd starszej, drugiej populacji, co powodowało wyzwalanie się ogromnych ilości energii (w wyniku procesów termojądrowych na wielką galaktyczną skalę), wraz z erupcją materii. Ta materia bogata już będzie w pierwistki ciężkie całego układu okresowego. [Ta materia, to rozległe obłoki nieprzejrzystej materii pyłowej. Czy ktoś zastanawiał się nad tym, skąd się wzięły?] Z niej właśnie utworzą się gwiazdy pierwszej populacji.  (Mowa o tym będzie w artykułach poświęconych kosmogoniii galaktyk: „Jak powstały galaktyki?”). Intensywne promieniowanie radiowe, emitowane przez te obiekty, stanowić może indykację tych zjawisk. [Ta intensywność świadczyć też może o większej niż dziś wartości inwariantu c.]

    Niech za przykład posłuży znany już nam kwazar 3C 273 z charakterystyczną strugą (jet). Zgodnie z dość powszechną interpretacją, erupcja materii związana jest jakoś z obecnością czarnej dziury. Ten hipotetyczny obiekt o czarnym kolorze stał się więc panaceum na wszystko**. We wszystkich obiektach astronomicznych o cechach wyjątkowych astrofizycy, z zadziwiającą konsekwencją, doszukują się czarnych dziur. Są lekarstwem na wszystkie dolegliwości niezrozumienia. Ja osobiście bardzo powątpiewam w ich istnienie, nawet uzasadniam ich brak (chodzi o czarne dziury z osobliwością)***. Ja? A kim właściwie ja jestem? Ale nawet Hawking ma wątpliwości i wycofuje się z czarnej (łatwiej mu, bo na wózku). [Pisałem to, gdy jeszcze żył.] Także tę rzecz już zdążyłem opisać, w odpowiednim miejscu. Ale cóż, nie ja jestem tu autorytetem. Nie mogę nim być, jeśli sądzę inaczej, w dodatku wytykam różne niedostatki dzisiejszych „ugruntowanych przekonań”. Inna sprawa, że, by te ugruntowane przekonania posiadać nie trzeba było się przekonać na bazie niezbitych faktów. Wystarczyło uwierzyć. Wiarygodność autorytetów jest niepodważalna, a za sprawą mediów... szkoda gadać. Tego tematu jednak tutaj nie chcę podejmować, by nie stracić głównego wątku (Twarz już dawno straciłem, choć moja maska unosi się gdzieś tam w chmurze i straszy z ekranu tych, którzy nieopatrznie i bezwiednie na nią wpadają). 

    Można by powiedzieć, że patrząc w niebo widzimy historię Wszechświata. Widzimy „nas samych” sprzed iluś tam miliardów lat. Nasz kwazar w obserwowalnej (przez naszych dalekich potomków) przyszłości rozwinie się w galaktykę jak nasza, w niej powstaną gwiazdy, okrążane przez planety, powstanie życie i inteligencja. Jedną z gwiazd obiegać będzie planeta, na której rozwinie się życie i inteligencja. Uczeni tam odkryją nas jako kwazar, czyli protogalaktykę, a jakiś Tam (...) napisze te słowa…Jeśli chodzi o czas, istnieje pełna symetria. Gdyby można było patrzeć zzewnątrz, mielibyśmy dwie galaktyki jednakowo zaawansowane w rozwoju. Takie jakby splątanie... Oni właściwie już dziś widzą dokładnie to, co my widzimy, z tym, że to „dziś” nie jest wyznaczane za pomocą fotonów, jest czasem globalnym, czasem Wszechświata, czasem niezależnym od układu odniesienia. Wszechświat jako całość jest nielokalny. Być może właśnie to miałby dziś na myśli Izaak Newton. To właśnie czas jaki my mierzymy naszymi zegarami (nie tylko my, wszyscy we Wszechświecie, zgodnie z zasadą kosmologiczną), gdyż znajdujemy się najdalej od Wielkiego Początku.

    Co byśmy widzieli gdyby nie istniał czasowy efekt relatywistyczny, gdyby nie istniała prędkość niezmiennicza względem dowolnego układu odniesienia )c(? Wówczas, w oczach obserwatora, każda galaktyka przedstawiałaby sobą czas teraźniejszy, cały Wszechświat byłby czasową jednością. Oczywiście pod warunkiem, że nastąpił wybuch (Czy w tych warunkach byłoby to możliwe?) i wszyscy w tym momencie byliśmy razem, a potem byliśmy przez cały czas w kontakcie wzrokowym. Kwazarów byśmy nie odkryli, co nawyżej w wykopaliskach (w nagraniach wykonanych przez trylobitów, albo ich dumnych przodków z którejś gromady kulistej).  A tak nawiasem mówiąc, już samo istnienie ruchu świadczy o tym, że musi stnieć prędkość maksymalna i niezmiennicza, czego wyrazem jest właśnie zasada kosmologiczna. Istnienie efektów relatywistycznych jest tego nieuniknioną konsekwencją.

*) Ta symetria (to, co widzą obserwatorzy w galaktykach poruszających się względem siebie) skłania do sądu, a nawet przekonania, że nawet w każdym przypadku nie chodzi o obiektywną względność czasu, nie chodzi o niestałość tempa jego upływu, lecz o świadectwo konkretnego obserwatora, jego relację z tego, co on widzi (lub co naszym zdaniem powinien zobaczyć w doświadczeniu myślowym). Nie zapominajmy o lokalności tych pomiarów, a poza tym wielkość dylatacji czasu zależna jest od prędkości, a ruch jest przecież względny (za to prędkość światła, jak wiadomo, jest  niezmiennicza). Tu rekomendowałbym artykuł na temat kosmologicznej rachuby czasu, oraz lokalności i splątania w aspekcie kosmologicznym. Opublikowałem go dosyć dawno.

**) Pewien astronom z Torunia (było to gdzieś trzynaście lat temu), czytając te słowa, gdy jeszcze to coś było dopiero częścią notatek na długo przed wydaniem książek, o których wspominam (2010), stwierdził, że koledzy jego, astrofizycy, ukamienowaliby mnie. Będąc wówczas w Piwnicach (Obserwatorium w Toruniu) dałem mu do czytania swe notatki. Tak nazywać te dostojne przedmioty ich fascynacji? To bezsprzecznie bluźnierstwo!  Nie musiał mi tego mówić. Zapewniam, że nie zajmuję się zawracaniem Wisły za pomocą kija, a moje „herezje” mają dość gruntowne podstawy. Tak mi się przynajmniej dziś wydaje. A tu bomba. W styczniu 2014 dowiedziałem się, że Hawking kwestionuje (z powodów innych, niż moje) istnienie czarnych dziur o cechach powszechnie dziś zakceptowanych. Ale ja, to przecież nie Hawking, tym bardziej, że poza myśleniem mam jeszcze sporo innych zajęć.

***) Mam konkretny powód (nie chodzi o jakąś intuicyjną mrzonkę). Wyjaśnienie sprawy w artykulach traktujacych o grawitacji dualnej.