CCF20090213067

W ciągu kolejnych 90 sekund protony i neutrony zaczęły tworzyć jądra atomowe lekkich pierwiastków; najpierw deuteru, potem helu i litu. Później powstały wszystkie pozostałe znane nam pierwiastki, ale to mogło zająć mniej więcej milion lat. To, czego brakuje w tym obrazie, to los neutrin wytworzonych w pierwszej sekundzie czasu. Zgodnie z teorią, powinny być nadal gdzieś w „tle” Wszechświata, chociaż ich promieniowanie musiałoby odpowiadać bardzo niskiej temperaturze - około 2,7 K. To mikrofalowe promieniowanie tła przewidziane przez teorię zostało rzeczywiście wykryte w roku 1965 przez dwóch naukowców z laboratoriów Bell Tele-phóne - Arna Penziasa i Roberta Wilsona.

Odkrycie to było pierwszym eksperymentalnym potwierdzeniem teorii Wielkiego Wybuchu. Następnie dokonano wielu innych odkryć odnoszących się do różnych jej szczegółów. Można więc przyjąć, że teoria Wielkiego Wybuchu jest ostatecznie słuszna.

Chaos

Chaos - po grecku „zamęt, bezład” - nie musi być koniecznie czymś złym. Jako po prostu czysty nieporządek nie ma wielu zalet, ale to, co matematyk James Yorke miał na myśli, kiedy zaproponował ten termin w roku 1975, było „wzorcowym” nieporządkiem -kształtem, który leży u podstaw pozornej przypadkowości. I to jest rzecz bardzo dobra.

Teoria chaosu - nauka o takim rodzaju bałaganu - stała się modna dopiero w latach osiemdziesiątych dwudziestego wieku, ale w zalążku pojawiła się już w roku 1960, kiedy meteorolog z MIT Edward Lorenz opracował komputerowe modele pogody. Jak wszyscy wiemy, bardzo trudno jest przewidywać pogodę długoterminowo, chociaż możemy wyizolować większość czynników, które ją kształtują. Lorenz, podobnie jak inni, myślał, że wszystko, czego potrzebujemy do trafniejszego prognozowania, to dokładniejszy model. Napisał więc program oparty na dwunastu prostych równaniach, które z grubsza modelowały główne czynniki kształtujące pogodę.

Lorenz odkrył coś zaskakującego: małe zmiany lub błędy w kilku zmiennych dawały zupełnie nieproporcjonalne skutki. Po okresie kilku dni nie robiły żadnej różnicy, ale ekstrapolowane na miesiąc lub dłużej, dawały zupełnie odmienne scenariusze.

Lorenz nazwał to odkrycie „efektem motyla”; wziął je z tytułu swojego artykułu opublikowanego w roku 1979 Predictability: Does the Flap ofa Butterfly’s Wings in Braził Set Off a Tornado in Texax? (Przewidywalność: Czy machnięcie skrzydeł motyla w Brazylii powoduje tornado w Teksasie?). Innymi słowy, czy niewielkie zakłócenia mogą spowodować nieprzewidziane, katastrofalne skutki w znacznej od nich odległości? Lorenz posłużył się przenośnią, żeby tym dobitniej wyrazić swój pogląd. Prawie wszyscy fizycy przed początkiem lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku skupiali się na tak zwanych procesach liniowych - procesach, w których małe zmiany powodują proporcjonalnie małe skutki. Ale olbrzymia liczba zjawisk - nie tylko w meteorologii i fizyce, ale także w biologii, ekologii, ekonomii itd. - nie przebiega zgodnie z liniowymi prawami i wzorami. W procesach nieliniowych niewielkie zmiany warunków początkowych mogą powodować wielkie zmiany wyników. Następny krok w kierunku teorii chaosu zrobiono w latach siedemdziesiątych minionego stulecia, kiedy Yorke ze swoim przyjacielem biologiem Robertem Mayem zaczęli badać własności odwzorowania logistycznego, które dostarcza m in. prostego modelu dla wzrostu populacji. (Jeśli interesują cię szczegóły, zajrzyj do rozdziału „Równania”). Równanie to „działa” w ten sposób, że uzyskany wynik służy do otrzymania kolejnego, który z kolei wykorzystuje się do otrzymania następnego itd. Interesujące jest, że zależnie od tego, jak zmieni się pewien czynnik, otrzymane rezultaty będą coraz bardziej przewidywalne albo coraz bardziej chaotyczne.

Ale nawet chaos odwzorowania logistycznego ma swój własny rodzaj wzoru. Chociaż nie możesz nigdy przewidzieć, jaki konkretnie będzie wynik równania, będziesz wiedział, że znajdzie się on w określonym przedziale. (Jeśli przedstawiłbyś graficznie wyniki, zobaczyłbyś ciągłe pojawianie się tego samego kształtu). Wiele innych równań zachowuje się podobnie, dając chaos o pewnym

137