Kometa – (niezwykły) wypad w teren
Kometa – (niezwykły) wypad w teren
T.S. T.S.
259
BLOG

RÓWNANIE STRUKTUR III (3) – osobliwość i czas

T.S. T.S. Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 3

 CZAS GRAWITACJI KWANTOWEJ


Węzłowym problemem fizyki współczesnej jest synteza mechaniki kwantowej z teorią względności jako tzw. Teoria Wszystkiego. Występują tu jednak – jak się uważa – poważne ku temu przeszkody.


    Podstawową trudność fizycy widzą w zjawisku osobliwości (nieskończonej gęstości materii początku Wszechświata lub w czarnych dziurach), gdyż dochodzi tu do wymiarów nieskończonych, które z metodologicznego punktu widzenia są nieprawidłowe. Już Albert Einstein podejrzliwie i negatywnie traktował osobliwość, mimo że bezpośrednio wynikała ona z równań jego teorii względności; podobnie uważali na przykład fizycy Stephen Hawking i James Hartle (tzw. koncepcja sferycznego Wszechświata bez brzegów). Tak też kosmolog Michał Heller pisze w swojej interesującej książce „Początek jest wszędzie”:


Już od dawna fizycy podejrzewali, że pierwsza epoka Wszechświata była aczasowa i aprzestrzenna.” (s. 15). I dalej: „już w pierwszych pracach Friedmana osobliwość ukazywała swoją złośliwą naturę.” (s. 55). „Jeżeli w jakiejś czasoprzestrzeni choć jednej (…) krzywej nie da się dowolnie przedłużać (krzywa taka się urywa), oznacza to, że gdzieś istnieje osobliwość lub – lepiej – że czasoprzestrzeń jest osobliwa.” (s. 56-57).


Jak do tego ustosunkowują się teoria akceleracji i równanie struktur?


Przede wszystkim teoria akceleracji i równanie struktur sprawdziły się w wyjaśnianiu historii Wszechświata, wszystkich faz kosmicznych jako integracja wstępna (początek Wszechświata i ciemna energia), dezintegracja (inflacja i tzw. wieki ciemne), reintegracja (era gwiazdowa i ciemnej materii), akceleracja (era galaktyczna, zwykłej materii i życia) oraz hiperakceleracja (inteligencja kosmiczna). Podobnie teoria akceleracji i równanie struktur w miarę sprawnie scharakteryzowały fazy materii i energii – ciemnej energii, ciemnej materii i zwykłej materii, oraz diagramy Feynmana jako astronomię plastyczną. Podaje też opis innych zjawisk, m.in. entropii.


Teoria akceleracji, dla przypomnienia, opiera się na tzw. zasadzie izomorfizmu termodynamicznego, zgodnie z którą historia kosmosu, geologiczna, biologiczna (filogeneza), cywilizacyjna (historia) i biografia (ontogeneza) mogą być dla siebie izomorficznymi modelami. Powstaje zarazem hierarchia – drzewo ewolucyjne mas ustrukturyzowanych, czyli mas, struktur przełamujących aromorfotycznie entropię.


W biografii integracja wstępna (teza – pole sił w formule w = mu = katn = gv o wartośći v = 1 punkt (1 pu)), jest fazą edukacji (szkoła i studia),w której następuje wprawdzie nieprawidłowe, jednak zrealizowane i przełamane później, w kolejnych fazach, oraz wiążące, postawienie problemu życia i rozwoju.


Po fazie integracji wstępnej często, choć nie zawsze, występuje faza dezintegracji (antyteza – 0 pu), wypadnięcie z kolein i orbity społeczno-twórczej.


Trzecią fazą ewolucji jest reintegracja (synteza – 5 pu), powrót do ról społecznych i pierwsze udane próby rozwiązania problemu życia i rozwoju.


Następną fazą ewolucji jest akceleracja (supersynteza – 50 pu), pełny rozkwit aktywności twórczej i naukowej – czas doktoratów i habilitacji.


Ostatnią fazą ewolucji jest hiperakceleracja (hipersynteza – 200 pu), czyli osiągnięcie pełnego miejsca w świecie.
Bliżej i dokładniej powyższe fazy rozwoju scharakteryzowane zostały w cyklu „Teoria akceleracji…”, oraz przy temacie stricte fizycznym, w tekście „Ciemna energia i ciemna materia…” (T. Szulga, www.salon24.pl/u/ad-astra/, Internet, 2015, 2017, 2018).


Można więc założyć, że teoria akceleracji i równanie struktur jako teoria fizyki i oddziaływań, prawidłowo wyjaśnią problem grawitacji kwantowej. Obszarem grawitacji kwantowej jest okres bardzo wczesnego Wszechświata, era Plancka (0-10-43 i dalej, aż do 10-35 sek po Wielkim Wybuchu). I tu można uznać, że jej modelem –zgodnie z powyższym – może być integracja wstępna.


Czy pojawią się tu problemy i sprzeczności wskazywane przez fizyków?


Weźmy osobliwość. (Na razie wstępnie załóżmy, że nie zestawiamy z proponowanym modelem akceleracyjnym teorii względności i fizyki kwantowej. To osobne zagadnienie, choć jest dobrym zwyczajem w nauce, aby nowa, ogólniejsza teoria wyjaśniała zjawiska teorii bardziej szczegółowych – jest to jednak materiał na oddzielny tekst). Zgodnie z powyższą propozycją, osobliwość może być siłą napędową rozwoju i ewolucji struktur Wszechświata, nie zaś defektem (i tu krzywe sięgają nieskończoności zamiast – jak pisze Heller – się „urywać”).


Z problemem powyższym łączy się sprawa bezczasowości i bezprzestrzenności ery Plancka. Tak przynajmniej się uważa (w uznawaniu, że prawa znanej fizyki są wtedy zawieszone). Pojawia się jednak pytanie, że właściwie dlaczego tak miałoby być. Próg Plancka nie może sztucznie dzielić fizyki i ją niejako „wyrzucać”. Era Placnka (czyli tu integracja wstępna) jest takim samym rozłożonym w czasie okresem ewolucji Wszechświata jak inne okresy (chyba że jest to nowa faza, ale i wtedy nie ma powodu, aby nie istniał w niej czas).


Ponadto w teorii akceleracji i w równaniu struktur (zgodnie z powyższym cytatem) osobliwości nie muszą towarzyszyć wielkości nieskończone. To jest tu głównie (w zaawansowanym Wszechświecie) domena akceleracji (50 pu) i hiperakceleracji (200 pu), w których wartość masy ustrukturyzowanej (jako skwantowana redukcja katastrofy w nadfiolecie) jest skrajnie wysoka, jednak nie nieskońćzona. We wczesnym Wszechświecie i w czarnych dziurach jest to obszar krańcowych (nieskończonych?) gęstości (powyżej 1093 g/cm3). Tu Heller tak pisze:


Uwolnienie się od nieskończoności można uzyskać przez wprowadzenie dyskretności tam, gdzie dotychczas mieliśmy ciągłą czasoprzestrzeń.” (s. 167), tyle że autor tych słów dodaje: „równie dobrym – i bardziej radykalnym – sposobem jest całkowite pozbycie się czasoprzestrzeni. A własnie tak się dzieje w reżimie nieprzemiennym.” (s. 167).


Jednak – dlaczego obszar trudny do zgłębienia od razu rugować z nauki? Najważniejsze tutaj – powtórzmy – jest to, że era Plancka, czyli integracja wstępna, jest takim samym poznawalnym okresem ewolucji kosmosu, jak inne okresy. Nic tu się nie zawiesza (np. czas ∆t ≠ 0). Zatem propozycja Hellera musiałaby tu być zmodyfikowana.


Model ewolucji biologicznej może być tu trafnym modelem zestawu stałych Wszechświata, jako jego kod DNA. Wszechświat zaczyna się prawidłowo od osobliwości fizykalnej, która rodzi jego fizykę, a kończy osobliwością twórczą, która również przyjmuje postać fizyki (w koncepcji Teilhada de Chardin ta faza nazywa się Punktem Omega).


Wydaje się, że obecnie wiele różnych tropów prowadzi do grawitacji kwantowej i Teorii Wszystkiego (m.in. M-teoria, supersymetria, ewolucjonizm Smolina, geometria nieprzemienna Hellera). Jak pisze Heller:


    „przepowiednie Smolina: wszystkie ważniejsze eksploatowane dziś drogi wiodące ku kwantowej grawitacji są zapewne przybliżeniami tej teorii, której wszyscy poszukujemy.” (s. 167).


Jedną ze ścieżek być może będą teoria akceleracji i równanie struktur. Wymagałoby to jednak włożenia w nie masę pracy. Na razie istnieje uzasadniony pomysł, który należałoby rozwinąć. Jest to nieco odmienna droga w stosunku do tego co proponuje większość fizyków. Tam, gdzie funkcjonuje poprawna matematyka, tam jest trafne rozwiązanie problemu. Na zakończenie swojej książki Heller tak pisze:


matematyka ma zawsze rację. Ilekroć coś nie wychodziło tak, ja chciałem, i byłem tym załamany, zawsze w końcu okazywało się, że niechciane rozwiązanie prowadzi do jeszcze ciekawszych rezultatów. Trzeba dać się prowadzić matematyce i, oczywiście, mieć zawsze w perspektywie motywację fizyczną, uzasadniającą w ogóle podjęcie całego programu.” (s. 186).


RÓWNANIE STRUKTUR A ODDZIAŁYWANIA

Nie ma Teorii Wszystkiego i grawitacji kwantowej bez objęcia problemu oddziaływań w fizyce. Musiałby tu istnieć w powyższym przypadku związek między poziomami integracji a rodzajami oddziaływań.


    Historia fizyki jest dochodzeniem do coraz ogólniejszych symetrii. Istnieją w fizyce podstawowe symetrie: U (1) (oddziaływanie elektromagnetyczne), SU (2) (oddziaływanie słabe jądrowe) oraz SU (3) (oddziaływanie silne jądrowe). Wraz z próbami włączenia do Teorii Wielkiej Unifikacji (GUT – Grand Unified Theory) grawitacji uwaga kierowana jest do symetrii czterowymiarowej obejmującej czasoprzestrzeń i grawitację, np. jako symetria O (3,1).


    Jak wskazał Alan Guth w książce „Wszechświat inflacyjny”, oddziaływania różnią się między sobą:


    „Każde z trzech oddziaływań – SU (3), SU (2) i U (1) – ma inną moc. (…) oddziaływanie SU (3) jest dużo silniejsze od SU (2), które z kolei jest nieco silniejsze od U (1).” (s. 189).


    Wszystkie cztery oddziaływania wyłoniły się we wczesnym Wszechświecie, w obecnej propozycji charakteryzowanym przez integrację wstępną. I tu, aby teoria akceleracji i równanie struktur spełniły warunek grawitacji kwantowej, muszą ustosunkować się do problemu oddziaływań.


    I tak można zaproponować tezę, że oddziaływanie elektromagnetyczne odpowiada integracji wstępnej (1 pu), słabe jądrowe – reintegracji (5 pu), silne jądrowe – akceleracji (50 pu), a grawitacyjne – hiperakceleracji (200 pu). Chodzi tu o energie, w których następuje włączenie kolejnych poziomów oddziaływań. Były one następujące, oddziaływania: elektrosłabe 1015 K, silne 1027 K, grawitacyjne 1032 K.


Powyższy rysunek autora przedstawia powierzchnię i przyszłą eksplorację komety.
                                            Kometa – (niezwykły) wypad w teren



    Materiały źródłowe:

M. Heller, „Początek jest wszędzie. Nowa hipoteza pochodzenia Wszechświata”, Prószyński i S-ka, Warszawa 2002.
T. Szulga, „Ciemna energia i ciemna materia – wyprowadzenie podstawowego wzoru”, www.salon24.pl/u/ad-astra/, Internet, 2018.


Tagi: grawitacja kwantowa, osobliwość

T.S.
O mnie T.S.

Zainteresowania: astronomia plastyczna

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie