3. Zależność gęstości Wszechświata od czasu. Zasada antropiczna

Ciekawe więc jaka jest zależność tej gęstości od czasu. W tym celu skorzystamy z zapostulowanej w poprzedniej serii, traktującej o masie Wszechświata, równości promieni grawitacyjnego i hubblowskiego. Należy też uwzględnić prawo Hubble`a.

Tak na marginesie trzeba przyznać, że dopiero po jakimś czasie od początku ekspansji, cechy Wszechświata mogły odpowiadać tym warunkom. Na temat tego, co się działo wcześniej, można snuć domysły, tworzyć hipotezy i budować modele. Z przekonaniem jednak można stwierdzić, że na samym początku Wszechświat ekspandował w sposób nieliniowy. Naprzeciw tej tezie wychodzi hipoteza inflacji. Można jednak tę nieliniowość opisać inaczej, wraz z uniknięciem niekonsekwencji i niespójności jakie wnosi sobą ta hipoteza. Wystarczy przyjąć, że początkowe wymiary Wszechświata nie były zerowe. Wówczas nieliniowość wzrostu rozmiarów jest rzeczą naturalną wobec docelowej prędkości c. Samą nieliniową ekspansję mojego chowu, nie bazującą na przesłankach „inflacyjnych” nazwałem: Urela (ultra-relativistic acceleration). W tych bardzo wczesnych czasach nie istniało też oddziaływanie elektromagnetyczne, a więc nie istniało ograniczenie co do prędkości ekspansji - tak można by sądzić.

Przekształcamy więc  najpierw wzór na promień Schwartzschilda:

i stosujemy prawo Hubble’a w odniesieniu do horyzontu: c = HR. Otrzymujemy więc:  

 

Tutaj t jest wiekiem Wszechświata. Ostatecznie, łącząc wzory (1) i (2) dochodzimy do wzoru na średnią gęstość Wszechświata: 

               

Widzimy, że gęstość średnia Wszechświata zależna jest wsposób jawny od wielkości współczynnika H, proporcjonalna do jego kwadratu (lub odwrotnie proporcjonalna do kwadratu wieku Wszechświata). [Dla przypomnienia, tak określony wiek Wszechświata nazywany jest czasem Hubble'a. Uważa się, że dla określenia wieku (prawdziwego) Wszechświata należy uwzględnić grawitacyjne spowolnienie ekspansji (przewidywane przez równanie Friedmanna), a także jej przyśpieszenie przez ciemną energię. Ja nie widzę uzasadnienia dla takiego traktowania sprawy. Uważam, że „idealizacja” w kontekście naszych rozważań, jest w gruncie rzeczy bliższa prawdzie, gdyż jest uwolniona od niedoskonałości ludzkiego wglądu badawczego.] Zauważmy też, że w ostatnim wzorze nie ma stałej c. Wartość prędkości światła nie ma więc, w myśl tej zależności, wpływu na przebieg zmian gęstości Wszechświata. Nie oznacza to wcale, że prędkość ta jest naprawdę stała wobec czasu globalnego.  

     Godne podkreślenia jest to, że wzór ten wyprowadziliśmy wychodząc z przyjętego, jak pamiętamy, wcześniej postulatu o równości promieni grawitacyjnego i hubblowskiego. Do wzoru tego dojdziemy też inną, bardziej uzgodnioną drogą. Nie jest on nowością, świat nauki w pełni akceptuje ten wzór (dalej zobaczymy dlaczego). A jednak postulat o równości promieni grawitacyjnego i hubblowskiego, dziś zaskakuje, w każdym razie tych, którym przedstawiam swe przemyślenia. [Na ogół wcześniej proponuję im zaopatrzenie się w butelkę wody mineralnej.] Jak się okaże dalej (o dziwo), postulat ten prowadzi do wyniku zbieżnego z obliczeniem przewidującym rozwój Wszechświata zgodny z modelem krytycznym, stanowiącym, jak wiadomo, jedną z trzech opcji wynikających z równania Friedmanna. Zatem, ta moja „inna droga” nie jest „aż tak” pozbawiona sensu pomimo, że nie w pełni zbieżna jest z wersją friedmannowską, nawet w odniesieniu do „krytyczności”. Chodzi o to, że pomimo płaskości* Wszechświat (modelowany tutaj) jednak, w związku z przyjętą periodycznością jego cech fizycznych i przestrzennych, mimo wszystko nie będzie ekspandował asymptotycznie ku nieskończoności (którą przewiduje równanie Friedmanna dla modelu krytycznego). Tak, periodycznością, nie tylko postulowaną, lecz wprost uzasadnianą na bazie różnorodnych kryteriów do tego stopnia, że „nie może być inaczej”. Czy to wyłącznie moje subiektywne przekonanie? Oczywiście nie. Wielu mądrzejszych ode mnie przekonanych jest o periodyczności Przyrody. Problemy, na które napotykają, są w gruncie rzeczy natury doktrynalnej, na przykład „Co zrobić ze wzrostem entropii?”. Także entropią zajmę się, w odpowiednim czasie. 

Przekonanie o cykliczności ma też swoje zaplecze w starożytnej myśli filozoficznej (nie wyłączając spuścizny intelektualnej ludów Ameryki przed najazdem barbarzyńców z chrześcijańskiej Europy. Teraz są już inni barbarzyńcy. Ci najechali właśnie na Europę.

Alternatywa dla cykliczności w postaci pół-nieskończoności (bo Wszystko miało początek i ciągnie w nieskończoność), choć poparta przez autorytety kościoła, nie wydaje mi się poważną. Wprost sprawia wrażenie ontologicznej fuszerki. Wbrew sądowi celebrytów w czerni, Stwórca nie był partaczem!        Dziś, ta dziwna alternatywa przyjmowana jest jakby z natury rzeczy, w dodatku z „głębokim zrozumieniem”.

     A my mamy (tutaj) płaskość przestrzeni w połączeniu z cyklicznością. Wraz z tym, w koncepcji, którą przedstawiam, mowa o rozwoju Wszechświata: zdeterminowanym, zachodzącym w jednym, jedynym kierunku. Mowa o procesie jedynym możliwym w tym sensie, że nie może istnieć jakakolwiek alternatywa różnych opcji (jak to jest z trzema modelami w równaniu Friedmanna). Przyroda jest jedna, a jej opis powinien więc być jednoznaczny. Tutaj nie chodzi o treść moich ustaleń, nie chodzi o „ten właśnie model”, a o jednoznaczność bytu obiektywnego. Chodzi o ideę jednoznaczności. Więcej (niż jedna) możliwości po prostu nie ma. Oznacza to, że nawet ten konkretny, przedstawiony tu model Wszechświata, jest bardziej wiarygodny w odniesieniu do obiektywnie istniejącej przyrody, niż ten tradycyjny. Wszechświat po prostu nie jest „taki albo siaki” (w zależności od wyników pomiaru). Teoria nie przewidująca rozwoju jednoznacznego, jest wyłącznie (i co najwyżej) modelem roboczym. Sądzę, że tak należy traktować równanie Friedmanna.    

   Także rozważanie spraw w kategorii prawdopodobieństwa, tutaj (tak sądzę) mija się z celem. Wszechświat jako taki jest, podkreślam znów, zdeterminowany. Nie opisuje go jakaś tam funkcja falowa. Wszechświat jest wprost rodzajem absolutu, a ludzka percepowalność nie ma z tym nic wspólnego. Epistemologiczna nadbudowa nie powinna mieć wpływu na to jakie obiektywne fakty poznajemy i poznamy w przyszłości. A zasada antropiczna? Dla mnie to rodzaj kuriozum, którego przesłanek „emocjonalnych” nie podzielam. Przesadny antropocentryzm? Nawrót (podświadomy) hierarchizmu Tomasza z Akwinu i geocentryzmu w nowym wydaniu? A może by zaprosić do dyskusji Stowarzyszenie Płaskiej Ziemi? Nawroty? Cóż, cykliczność nie omija też nas. Zasada antropiczna jest też chyba przede wszystkim wynikiem frustracji nauki na rozstaju dróg. Zachęcam do lektury książki Lee Smolina**.  I tak dla przypomnienia, Eratostenes z Aleksandrii (276 – 194 p.n.e.), prostym pomiarem wyznaczył promień Kuli Ziemskiej, ze sporą dokładnością. Tak, nawroty.

     Celowość, to odwracanie przyczyny i skutku. Wszystkie te argumenty na poparcie zasady antropicznej nie są żadnymi dowodami. To manowce. W roku 1600 spalono na stosie Giordano Bruno za to, że miał czelność twierdzić, iż istnieją inne światy, na kórych istnieje życie, może nawet podobne do naszego. Od tego czasu minęło ponad 400 lat, a ludzkość niewiele się nauczyła pomimo osiągnięć technologicznych i naukowych (w gruncie rzeczy osiągnięć małej garstki „wtajemniczonych”). Mentalnie daleko nam jako masie do tych osiągnięć. Ewolucja życia trwa już na Ziemi chyba prawie 4 mld. lat. Było dosyć czasu. Chyba, że uważa ktoś, że cały świat zaczął się 5779 (dziś mamy 2018-19) lat temu – zgodnie z rachubą sumeryjską i zgodnie z naukami celebrytów w czerni. [Dla Sumerów był to początek ich cywilizacji, a nie początek świata.] W tej sytuacji bezdyskusyjnie nie można dyskutować. 

   Jeśli zasada antropiczna jest konsekwencją dzisiejszych paradygmatów, to znak, że należy z niektórych z nich zrezygnować. Przy badaniu Przyrody wskazówkę stanowić powinna prostota i rezygnacja z antropocentryzmu przy badaniu obiektywnych praw przyrody.

     Inna sprawa, że samo dociekanie, empiria, wraz z różnorodnością interpretacji, cała dynamika poznawcza, mająca swe główne źródło w ciekawości świata, to rzecz nad wyraz interesująca i godna odrębnych badań. To rzecz zbożna. Poszukiwania prawdy przyrodniczej (i innych prawd obiektywnych), to także jeden z zasadniczych elementów tego, co stanowić powinno bazę dla myśli humanistycznej, nawet jeśli poszukiwania te odżegnują się od „antropo-aktywizmu”. Jakże wielu zadeklarowanych humanistów cechuje wprost paranoiczna nienawiść (oczywiście w stosunku do ludzi)... Zauważyć to można, już choćby w przyzwoleniu władz na faszystowskie zadymy, nawet podczas obchodów Święta Niepodległości, w publicznych wystąpieniach pewnych docentów, nawet członków rządu, w licznych notkach i komentarzach Salonowych (Salon24.pl), już nie mówiąc o mniej inteligentnych portalach. Wśród prawdziwych badaczy Natury (także natury ludzkiej) nienawiść jest zjawiskiem raczej dosyć rzadkim.

     Wracając do wzoru (3) zauważmy też, że nie występuje w nim masa pomimo, że gęstość, to masa właściwa. W gruncie rzeczy tego należało oczekiwać zważywszy na to, że masa jest wielkością ekstensywną. Czy także masa całego Wszechświata? Tutaj byłbym ostrożny. Oznacza to jednoznaczność, można by rzec: absolutność. W każdym razie Stwórca wiedział co robi. Chyba właśnie tędy wieść powinna droga ku zrozumieniu Przyrody, nawet jeśli natura Stwórcy jest semantycznie nieokreślona. 

     Ile wynosi średnia gęstość Wszechświata? Każdy może to sobie policzyć (lub cierpliwie zaczekać na dalszy ciąg).

*) Dla zapalczywych, skłonnych do trollowania, oraz dla zwolenników płaskiej Ziemi: przestrzeń „płaska”, to przestrzeń euklidesowa, w której suma kątów wewnętrznych trójkąta równa jest 180^o.

**) „Kłopoty z fizyką” (Prószyński i Ska 2008)