astro k.qxd 2007-03-22 19:02 Page 48
a s t r o n o mi a
iedyś było lepiej. Wszystko było prostsze i pięk- Stanisław Bajtlik, astro-
1
niejsze . Egipcjanie mocno stąpali po ziemi. fizyk, pracuje w Centrum
KGeb, bóg Ziemi, to mężczyzna, którego wizerunek Astronomicznym im. Ko-
był często przedstawiany w pozycji leżącej, czasem pernika PAN w Warsza-
malowany zielonym kolorem, a z jego ciała wyrastały wie. Zajmuje się kosmolo-
rośliny. Ziemia była  domem Geba . To jego śmiech gią. Jest autorem kilku-
miał wywoływać to, co dziś nazywamy trzęsieniami dziesięciu prac nauko-
ziemi. Ponad Gebem stał bóg Shu, jego ojciec. Był bo- wych i książki  Kosmiczny
giem zimnego, suchego powietrza. Jak póz
niej Atlas, alfabet . Pracował na uni-
był odpowiedzialny za podtrzymywanie sklepienia wersytetach w Princeton,
niebieskiego i oddzielanie go od Ziemi. Wyprężona Kolorado i w Centrum Fi-
w łuk, rozpięta nad światem bogini Nut ma ciało po- zyki Teoretycznej w Trie-
kryte gwiazdami. Podtrzymywana przez Shu, nakrywa ście. Od lat zajmuje się
popularyzacją nauki.
Logo Kosmosu
S t a n i s ł a w Ba j t l i k
albo
o potrzebie budowania Czwartego Wszechświata
swego męża i brata, Geba. Wokoło kręcą się inni bo- Taka rewolucja miała miejsce wraz z powsta-
gowie: Ozyrys, Izis, Set& Każdy zajmuje się sprawami niem wyrastającego z nauki greckiej, geocentrycznego
2
w swoim zakresie kompetencji, sprawiając, że bieg Drugiego Wszechświata. Na rysunku widzimy geo-
spraw na świecie ma swój porządek. centryczny Wszechświat, którego budowa odpowiada
Ilustracja przedstawia egipski model Wszech- schematowi wypracowanemu przez Ptolemeusza
świata, który przetrwał przynajmniej dwa i pół tysiąca (ok. 90 ok. 168). Powłoka Saturna znajduje się wew-
lat. Przez długi czas wszystkim się zdawało, że jest to nątrz firmamentu zawierającego gwiazdy ułożone
model, który dobrze działa. Że nie trzeba w nim nic w konstelacje. Nie ma w tym schemacie bogów. Są za
zmieniać. Ilustracja, którą tu pokazujemy, była jedno- to inne idealizacje. Są doskonale kołowe orbity. Jest
cześnie podręcznikiem kosmologii i logo systemu uz- idealna sfera gwiazd stałych, do której przyklejone są
nawanego za  jedynie słuszny . Był to Pierwszy konstelacje. Wszystkie gwiazdy są w jednakowej od-
Wszechświat. ległości. Wszechświat jest skończony i wcale nie duży.
Amerykański badacz nauki, Thomas S. Kuhn Ziemia znajduje się w środku.
(1922 1996), wprowadził pojęcie paradygmatu nauko- Ta ikona, ten model, czy wreszcie ten paradyg-
wego. Paradygmat, według Kuhna, to zbiór pojęć i teorii mat też przetrwały długo, przynajmniej półtora tysiąca
tworzących podstawy nauki w danym okresie. Paradyg- lat. Nawet po rewolucji kopernikańskiej, gdy w centrum
mat nie jest dany raz na zawsze. Rewolucje naukowe Kosmosu zamiast Ziemi znalazło się Słońce, Wszech-
według Kuhna są związane ze zmianą paradygmatu. świat wciąż był  okrągły , mały, otoczony  sferą
Mówiąc prostszym, popularnym językiem, kuh- gwiazd stałych . W niektórych podręcznikach elemen-
nowska rewolucja naukowa polega na zmianie obraz- tarnej fizyki, przy omawianiu inercjalnych układów od-
ka, zmianie owego  logo , które ludzie mają przed niesienia, wciąż jeszcze do dziś (!) używa się przykładu
oczami, gdy myślą, mówią i piszą o świecie. z  układem związanym z gwiazdami stałymi .
Ikona ( logo ) Drugiego Wszechświata to war-
1
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
48 może być mniejsza od całości? Te niepokoje utrudnia-
4
8
T E K S T T R U D N Y



astro k.qxd 2007-03-22 19:02 Page 49
2
ły kolejną zmianę paradygmatu  re- Dziś wiemy, że nie ma
wolucję, która doprowadziła do ut- bogów: Shu, Geba i Nut. Wie-
worzenia Trzeciego Wszechświata. my, że nie ma doskonałych
Trzeci Wszechświat, które- orbit kołowych, kryształowej
go ikoną (logo) jest ilustracja sfery gwiazd stałych i in-
z Wiecznej przepowiedni Thoma- nych tworów, o istnieniu
sa Diggesa (1546 1595), przedsta- których ludzie byli kiedyś
3
wiona na rys. . Heliocentryczny święcie przekonani. Jakim
świat jest zanurzony w nieskoń- mirażom ulegamy dziś?
czonym morzu gwiazd. Napis na W historii fizyki wie-
najbardziej zewnętrznej sferze mó- lokrotnie postulowano formy
wi:  Ta orbita gwiazd stałych rozcią- materii, które miały rozwiązy-
ga się sferycznie na nieskończoną wy- wać problemy, a które potem
sokość i jest nieruchoma . okazały się złudzeniami. Kiedy nie
Uff! To była prawdziwa rewolucja. rozumiano zjawisk cieplnych, do wy-
Nie mamy już kryształowej, idealnej sfery jaśnienia przepływu ciepła od ciał o wyż-
gwiazd stałych. Nie mamy granicy Kosmosu. Wszech- szej temperaturze do ciał o niższej temperaturze
świat jest nieskończenie wielki, wypełniony nieskoń- używano pojęcia cieplika.
czoną liczbą gwiazd. Dziś wiemy, że cieplika nie ma, a zjawiska te
Dzisiejszy model Wszechświata bardzo odbiega można wyjaśnić w oparciu o atomowo-cząsteczkową
3
od tego na obrazku . Słońce nie jest wyróżnioną budowę materii, w ramach fizyki statystycznej. Kiedy
gwiazdą. To nie gwiazdy wyznaczają budowę nie rozumiano, w jaki sposób fale elektromagnetyczne
Wszechświata, ale galaktyki. W dodatku Wszechświat mogą przenosić energię w próżni, wprowadzono hipo-
się rozszerza. Mimo to najważniejsza własność tego tezę wypełniającego cały Kosmos doskonale sprężyste-
Trzeciego Wszechświata jest zachowana  przestrzeń go, nieważkiego ośrodka  eteru. Do dziś z tego pomys-
we współczesnej kosmologii jest nieskończona, wy- łu pozostało jedynie powiedzenie  na falach eteru .
pełniona nieskończoną ilością materii. Nowoczesnym Czy ciemna energia, powodująca, że Wszech-
logo tego współczesnego Trzeciego Wszechświata świat wydaje się być płaski (jak kiedyś wydawała się
4
jest diagram kołowy pokazujący podział tortu od- Ziemia), okaże się być czymś takim, jak kiedyś cieplik
powiadającego zawartości Kosmosu. i eter? Bardzo możliwe. Przyroda nie znosi bowiem nie
Właśnie ten diagram jest najważniejszym po- tylko próżni. Przyroda nie znosi także nieskończoności.
wodem, dla którego należy przystąpić do budowy Jakie jest wyjście z tej sytuacji? Konieczna wy-
Czwartego Wszechświata. Cóż bowiem na nim widzi- daje się budowa Czwartego Wszechświata. Być może
3 4 5
my? Około 95% masy-energii we Wszechświecie jest okaże się, że przestrzeń ma niezwykłe własności spój-
w postaci bajkowych form energii, o których nic nie ności, które sprawiają, że światło może obiegać
wiadomo. Pół biedy z ciemną materią. Tę tworzą za- Wszechświat naokoło. Być może Wszechświat okaże
pewne jakieś jeszcze nieodkryte cząstki, skupione się skończony i mały, jak na dawnych ilustracjach,
w galaktykach i gromadach galaktyk. Ale prawie 70% choć w przeciwieństwie do nich nieskończony. Być
to ciemna energia. Zupełnie egzotyczna forma materii. może kolejnym logo  myślowym skrótem paradygma-
Ma ujemne ciśnienie, co powoduje, że efektywnie tu Czwartego Wszechświata będzie dwunastościan
5
działa jak antygrawitacja. Co jeszcze dziwniejsze, po- foremny . Ściany tego dwunastościanu byłyby pos-
mimo rozszerzania się Wszechświata, jej gęstość po- klejane ze sobą tak, jak sklejając krawędzie kartki pa-
zostaje stała. A to już pachnie kreacją materii z nicze- pieru, można utworzyć walec albo torus. Taki Wszech-
go, jak w porzuconym dawno modelu stanu stacjonar- świat miałby niezwykłe własności, ale wiele zalet 
nego Wszechświata. były skończony, liczba cząstek w nim, jego masa, ob-
Co więcej, nieskończoność Wszechświata musi jętość itd. byłyby skończone.
budzić niepokój. Masa Wszechświata, objętość, liczba Niektóre obserwacje astronomiczne zdają się
cząstek materii czy liczba wypełniających go fotonów sugerować, że taka jest właśnie budowa Kosmosu.
byłyby także nieskończone. Byłyby to jedyne nieskoń- Dwunastościan foremny zastąpiłby więc dawnych bo-
czone wielkości w fizyce. Czy chcemy żyć w takim gów i idealne sfery i kryształowe kule. Czy tak się sta-
4
9
Wszechświecie? nie? O tym w jednym z kolejnych esejów. 49