K
iedyś było lepiej. Wszystko było prostsze i pięk-
niejsze
. Egipcjanie mocno stąpali po ziemi.
Geb, bóg Ziemi, to mężczyzna, którego wizerunek
był często przedstawiany w pozycji leżącej, czasem
malowany zielonym kolorem, a z jego ciała wyrastały
rośliny. Ziemia była „domem Geba”. To jego śmiech
miał wywoływać to, co dziś nazywamy trzęsieniami
ziemi. Ponad Gebem stał bóg Shu, jego ojciec. Był bo-
giem zimnego, suchego powietrza. Jak później Atlas,
był odpowiedzialny za podtrzymywanie sklepienia
niebieskiego i oddzielanie go od Ziemi. Wyprężona
w łuk, rozpięta nad światem bogini Nut ma ciało po-
kryte gwiazdami. Podtrzymywana przez Shu, nakrywa
swego męża i brata, Geba. Wokoło kręcą się inni bo-
gowie: Ozyrys, Izis, Set… Każdy zajmuje się sprawami
w swoim zakresie kompetencji, sprawiając, że bieg
spraw na świecie ma swój porządek.
Ilustracja przedstawia egipski model Wszech-
świata, który przetrwał przynajmniej dwa i pół tysiąca
lat. Przez długi czas wszystkim się zdawało, że jest to
model, który dobrze działa. Że nie trzeba w nim nic
zmieniać. Ilustracja, którą tu pokazujemy, była jedno-
cześnie podręcznikiem kosmologii i logo systemu uz-
nawanego za „jedynie słuszny”. Był to Pierwszy
Wszechświat.
Amerykański badacz nauki, Thomas S. Kuhn
(1922–1996), wprowadził pojęcie paradygmatu nauko-
wego. Paradygmat, według Kuhna, to zbiór pojęć i teorii
tworzących podstawy nauki w danym okresie. Paradyg-
mat nie jest dany raz na zawsze. Rewolucje naukowe
według Kuhna są związane ze zmianą paradygmatu.
Mówiąc prostszym, popularnym językiem, kuh-
nowska rewolucja naukowa polega na zmianie obraz-
ka, zmianie owego „logo”, które ludzie mają przed
oczami, gdy myślą, mówią i piszą o świecie.
Taka rewolucja miała miejsce wraz z powsta-
niem wyrastającego z nauki greckiej, geocentrycznego
Drugiego Wszechświata. Na rysunku
widzimy geo-
centryczny Wszechświat, którego budowa odpowiada
schematowi wypracowanemu przez Ptolemeusza
(ok. 90–ok. 168). Powłoka Saturna znajduje się wew-
nątrz firmamentu zawierającego gwiazdy ułożone
w konstelacje. Nie ma w tym schemacie bogów. Są za
to inne idealizacje. Są doskonale kołowe orbity. Jest
idealna sfera gwiazd stałych, do której przyklejone są
konstelacje. Wszystkie gwiazdy są w jednakowej od-
ległości. Wszechświat jest skończony i wcale nie duży.
Ziemia znajduje się w środku.
Ta ikona, ten model, czy wreszcie ten paradyg-
mat też przetrwały długo, przynajmniej półtora tysiąca
lat. Nawet po rewolucji kopernikańskiej, gdy w centrum
Kosmosu zamiast Ziemi znalazło się Słońce, Wszech-
świat wciąż był „okrągły”, mały, otoczony „sferą
gwiazd stałych”. W niektórych podręcznikach elemen-
tarnej fizyki, przy omawianiu inercjalnych układów od-
niesienia, wciąż jeszcze do dziś (!) używa się przykładu
z „układem związanym z gwiazdami stałymi”.
Ikona („logo”) Drugiego Wszechświata to war-
stwowy, cebulowy Kosmos. Takie wyobrażenie zapadło
głęboko w pamięć. Przenikało od sztuki. W Boskiej ko-
medii Dantego mamy kolejne kręgi piekieł i niebios.
Kiedy Dante i Beatrycze docierają do nieba, widzą chó-
ry anielskie zorganizowane w koncentryczne kręgi.
Ludzie mieli znane kłopoty z zerem. Czy nic mo-
że być czymś? Nie dawało to spokoju starożytnym
Grekom. Podobny problem miano z nieskończonością.
Czy coś może być nieskończone i co to właściwie zna-
czy? Skoro liczb naturalnych jest nieskończenie wiele,
a jest ich tyle samo co ich kwadratów, to jak część
może być mniejsza od całości? Te niepokoje utrudnia-
2
1
a s t r o n o m i a
Stanisław Bajtlik, astro-
fizyk, pracuje w Centrum
Astronomicznym im. Ko-
pernika PAN w Warsza-
wie. Zajmuje się kosmolo-
gią. Jest autorem kilku-
dziesięciu prac nauko-
wych i książki „Kosmiczny
alfabet”. Pracował na uni-
wersytetach w Princeton,
Kolorado i w Centrum Fi-
zyki Teoretycznej w Trie-
ście. Od lat zajmuje się
popularyzacją nauki.
48
8
1
albo
o potrzebie budowania Czwartego Wszechświata
S t a n i s ł a w B a j t l i k
astro k.qxd 2007-03-22 19:02 Page 48
ły kolejną zmianę paradygmatu – re-
wolucję, która doprowadziła do ut-
worzenia Trzeciego Wszechświata.
Trzeci Wszechświat, które-
go ikoną (logo) jest ilustracja
z Wiecznej przepowiedni Thoma-
sa Diggesa (1546–1595), przedsta-
wiona na rys.
. Heliocentryczny
świat jest zanurzony w nieskoń-
czonym morzu gwiazd. Napis na
najbardziej zewnętrznej sferze mó-
wi: „Ta orbita gwiazd stałych rozcią-
ga się sferycznie na nieskończoną wy-
sokość i jest nieruchoma”.
Uff! To była prawdziwa rewolucja.
Nie mamy już kryształowej, idealnej sfery
gwiazd stałych. Nie mamy granicy Kosmosu. Wszech-
świat jest nieskończenie wielki, wypełniony nieskoń-
czoną liczbą gwiazd.
Dzisiejszy model Wszechświata bardzo odbiega
od tego na obrazku
. Słońce nie jest wyróżnioną
gwiazdą. To nie gwiazdy wyznaczają budowę
Wszechświata, ale galaktyki. W dodatku Wszechświat
się rozszerza. Mimo to najważniejsza własność tego
Trzeciego Wszechświata jest zachowana – przestrzeń
we współczesnej kosmologii jest nieskończona, wy-
pełniona nieskończoną ilością materii. Nowoczesnym
logo tego współczesnego Trzeciego Wszechświata
jest diagram kołowy
pokazujący podział tortu od-
powiadającego zawartości Kosmosu.
Właśnie ten diagram jest najważniejszym po-
wodem, dla którego należy przystąpić do budowy
Czwartego Wszechświata. Cóż bowiem na nim widzi-
my? Około 95% masy-energii we Wszechświecie jest
w postaci bajkowych form energii, o których nic nie
wiadomo. Pół biedy z ciemną materią. Tę tworzą za-
pewne jakieś jeszcze nieodkryte cząstki, skupione
w galaktykach i gromadach galaktyk. Ale prawie 70%
to ciemna energia. Zupełnie egzotyczna forma materii.
Ma ujemne ciśnienie, co powoduje, że efektywnie
działa jak antygrawitacja. Co jeszcze dziwniejsze, po-
mimo rozszerzania się Wszechświata, jej gęstość po-
zostaje stała. A to już pachnie kreacją materii z nicze-
go, jak w porzuconym dawno modelu stanu stacjonar-
nego Wszechświata.
Co więcej, nieskończoność Wszechświata musi
budzić niepokój. Masa Wszechświata, objętość, liczba
cząstek materii czy liczba wypełniających go fotonów
byłyby także nieskończone. Byłyby to jedyne nieskoń-
czone wielkości w fizyce. Czy chcemy żyć w takim
Wszechświecie?
Dziś wiemy, że nie ma
bogów: Shu, Geba i Nut. Wie-
my, że nie ma doskonałych
orbit kołowych, kryształowej
sfery gwiazd stałych i in-
nych tworów, o istnieniu
których ludzie byli kiedyś
święcie przekonani. Jakim
mirażom ulegamy dziś?
W historii fizyki wie-
lokrotnie postulowano formy
materii, które miały rozwiązy-
wać problemy, a które potem
okazały się złudzeniami. Kiedy nie
rozumiano zjawisk cieplnych, do wy-
jaśnienia przepływu ciepła od ciał o wyż-
szej temperaturze do ciał o niższej temperaturze
używano pojęcia cieplika.
Dziś wiemy, że cieplika nie ma, a zjawiska te
można wyjaśnić w oparciu o atomowo-cząsteczkową
budowę materii, w ramach fizyki statystycznej. Kiedy
nie rozumiano, w jaki sposób fale elektromagnetyczne
mogą przenosić energię w próżni, wprowadzono hipo-
tezę wypełniającego cały Kosmos doskonale sprężyste-
go, nieważkiego ośrodka – eteru. Do dziś z tego pomys-
łu pozostało jedynie powiedzenie „na falach eteru”.
Czy ciemna energia, powodująca, że Wszech-
świat wydaje się być płaski (jak kiedyś wydawała się
Ziemia), okaże się być czymś takim, jak kiedyś cieplik
i eter? Bardzo możliwe. Przyroda nie znosi bowiem nie
tylko próżni. Przyroda nie znosi także nieskończoności.
Jakie jest wyjście z tej sytuacji? Konieczna wy-
daje się budowa Czwartego Wszechświata. Być może
okaże się, że przestrzeń ma niezwykłe własności spój-
ności, które sprawiają, że światło może obiegać
Wszechświat naokoło. Być może Wszechświat okaże
się skończony i mały, jak na dawnych ilustracjach,
choć w przeciwieństwie do nich nieskończony. Być
może kolejnym logo – myślowym skrótem paradygma-
tu Czwartego Wszechświata będzie dwunastościan
foremny
. Ściany tego dwunastościanu byłyby pos-
klejane ze sobą tak, jak sklejając krawędzie kartki pa-
pieru, można utworzyć walec albo torus. Taki Wszech-
świat miałby niezwykłe własności, ale wiele zalet –
były skończony, liczba cząstek w nim, jego masa, ob-
jętość itd. byłyby skończone.
Niektóre obserwacje astronomiczne zdają się
sugerować, że taka jest właśnie budowa Kosmosu.
Dwunastościan foremny zastąpiłby więc dawnych bo-
gów i idealne sfery i kryształowe kule. Czy tak się sta-
nie? O tym w jednym z kolejnych esejów.
5
4
3
3
4
49
3
5
4
2
astro k.qxd 2007-03-22 19:02 Page 49
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
więcej podobnych podstron