Wiek odległych galaktyk i nie tylko to
Zanim przejdziemy do obliczeń, które prowadzą do wyników, chyba bardziej zbieżnych z obserwacją, wypowiedzmy ponownie nasze twierdzenie zasadnicze: Wielki Wybuch miał rzeczywiście miejsce, jest faktem przyrodniczym, a przy tym to, co dane jest obserwacji, stanowi Wszechświat w jego absolutnej całości. Twierdzenie to oznacza pośrednio także rezygnację z podejścia łącznościowego, podejścia dopuszczalnego, nawet w pełni uzasadnionego, gdyby Wszechświat był statyczny, a nawet nieskończony.. Ale taki nie jest.
Reasumując stwierdzić możemy, że: a) Wszechświat jest z natury swej płaski (wielkoskalowa niwelacja niejednorodności lokalnych); b) Jego (hubblowski) horyzont, będący reliktem „miejsca Wybuchu” (nie licząc nieliniowego etapu wstępnego), stanowi układ inercjalny – jedyny prawdziwie istniejący. Tę inercjalość wyznacza niezmiennicza prędkość ekspansji (c), która jest kresem górnym prędkości względnych. Z tą bowiem prędkością oddala się horyzont. [dodam, że właśnie dlatego ta prędkość jest niezmiennicza, a jest też prędkością światła, gdyż widocznie jest reliktem momentu, w którym pojawiły się oddziaływania elektromagnetyczne – zaraz po zajściu przemiany fazowej, kończącej przyśpieszoną, nieliniową ekspansję (URELA – ultra-relativitic acceleration), a nie inflacja.]; c) Wobec bardzo wielkich, kosmologicznych odległości obiektów, możliwe i konieczne jest uwzględnienie efektów relatywistycznych (STW) przy badaniu ich ruchu.
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. Są młodsze od nas. Czym są kwazary? Są właściwie galaktykami we wczesnym stadium rozwoju. Patrząc na nie (w odpowiednio reprezentatywnym zbiorze), widzimy historię Wszechświata w epoce kształtowania się dzisiejszych form. Jednak 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”. Nie w tym rzecz (patrz notka trzecia z tej serii). Przecież widzimy się z nimi od samego Wielkiego Wybuchu. A jednak rzeczywiście widzimy je młodszymi. Wiek Wszechświata tam, w naszych oczach, jest inny. Możemy go nawet określić. Aby obliczyć czas jaki upłynął 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. Prawda, że proste? Oto wzór [I]:
Δt =Δt'* [√(1 –β^2)]^-1 , β = v/c
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*10^9 lat. Kwazar przez nas wybrany, oddala się od nas ze stałą prędkością v = 272.000 km/s. Obliczmy ile czasu upłynęło tam z naszego punktu widzenia:
Δt' =Δt*√(1 –β^2) , Δt' = 6,33*10^9
czyli znacznie mniej niż u nas. To, co widzimy patrząc na kwazar, przedstawia więc obiekt dużo młodszy niż nasza galaktyka, młodszy o około dziewięciu miliardów lat. Kwazar może więc stanowić określone, wczesne stadium rozwoju galaktyk. Jego stosunkowo małe rozmiary są widocznie rozmiarami jąder galaktyk. Zauważmy także, iż Wszechświat przed dziesięciu miliardami lat był też znacznie mniejszy niż dziś. Ogólnie uważa się, że nie ma to żadnego wpływu na rozmiary obiektów, nawet galaktyk. Ja nie dałbym za to głowy. Na aspekt ten zwróciłem uwagę już wcześniej, choć nie był to zasadniczy temat. Chyba trzba będzie temu poświęcić całą notkę. Być może z tego między innymi powodu rejestrowana przez nas gęstość energii ich promieniowania wydaje się nam tak bardzo wielka. Poza tym materia otaczająca go nie zaczęła jeszcze świecić gwiazdami pierwszej (młodszej) populacji. W samym jądrze zachodzą jednak bardzo intensywne procesy związane także z grawitacyjnym zapadaniem się materii, co powodować może wyzwalanie się ogromnych ilości energii, wraz z erupcją materii (warto tutaj przypomnieć sobie notki poświęcone odpychaniu grawitacyjnemu). 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 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. Ja osobiście bardzo powątpiewam w ich istnienie, nawet uzasadniam ich brak (chodzi o czarne dziury z osobliwością)**. Ale cóż, nie ja jestem tu autorytetem. Nie mogę nim być, jeśli sądzę inaczej, w dodatku wytykam różne niedostatki dzisiejszych "ugruntowanych przekonań". By przekonania te posiadać nie trzeba było się przekonać na bazie niezbitych faktów. Wystarczyło uwierzyć. Tego tematu jednak tutaj nie chcę podejmować, by nie stracić głównego wątku.
Można by powiedzieć, że patrząc w niebo widzimy historię Wszechświata. Widzimy „nas samych” sprzed iluś tam miliardów lat. Nasz kwazar w obserwowalnej (dla naszych homo arboris) 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 Bardek napisze te słowa…Jeśli chodzi o czas, istnieje pełna symetria. 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, a my czas ten mierzymy naszymi zegarami, gdyż znajdujemy się najdalej od Wielkiego Początku (tak samo, jak wszyscy inni swoją jaźnią, widząc sąsiadów opóźnionych w rozwoju...).
Co byśmy widzieli gdyby nie istniał czasowy efekt relatywistyczny, gdyby nie istniała prędkość niezmiennicza względem dowolnego układu odniesienia)c(? Wówczas 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).
*)Pewien astronom z Torunia (było to gdzieś sześć lat temu), czytając te słowa, gdy jeszcze to coś nie było książką, stwierdził, że koledzy jego, astrofizycy, ukamienowaliby mnie. 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.
**)Patrz notki poświęcone odpychaniu grawitacyjnemu.
