Skocz do zawartości





Zapraszamy do kolejnego konkursu. Tym razem literackiego. Dla wszystkich! Pora zademonstrować swoją wenę twórczą :)


Zdjęcie

Hiperprzestrzeń


  • Zaloguj się, aby dodać odpowiedź
16 odpowiedzi w tym temacie

#1

kamilus
  • Postów: 1229
  • Tematów: 106
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Artykuł ten zawiera fragment z książki Michio Kaku "Hiperprzestrzeń".

Hiperprzestrzeń. Naukowa podróż przez wszechświaty równoległe, pętle czasowe i dziesiąty wymiar

Czy oprócz znanych nam z życia codziennego trzech wymiarów istnieją inne? Czy możliwe są podróże w czasie? Czy czarne dziury są wrotami do innych światów? Czy ludzkość przeżyje śmierć wszechświata? Jeszcze niedawno uczeni odrzucali tego rodzaju pomysły jako dziwaczne spekulacje, dzisiaj znajdują się one wśród najważniejszych tematów podejmowanych przez naukę.
Rozpoczynając tam, gdzie kończy się Krótka historia czasu Stephena Hawkinga, Michio Kaku, profesor fizyki, wykładowca na Uniwersytecie w Nowym Jorku, przystępnie i w porywający sposób popularyzuje wyniki badań nad wielowymiarowymi przestrzeniami, pętlami czasowymi i wszechświatami wielokrotnymi.


Zbudować wehikuł czasu

Ludzie tacy jak my, wierzący w fizykę, wiedzą,
że różnica między przeszłością, teraźniejszością
i przyszłością jest tylko uparcie obecną iluzją.
Albert Einstein


Rozdział 11

Czy możemy cofnąć się w czasie? Czy możemy, jak bohater H.G. Wellsa z Wehikułu czasu, pokręcić dźwignią maszyny i przebyć w mgnieniu oka setki tysięcy lat dzielące nas od roku 802 701? Czy też jak Michael J. Fox wskoczyć do napędzanego plutonem samochodu i powrócić do przyszłości?

Podróże w czasie

Podróże w czasie otwierają przed nami nowy świat niezwykłych możliwości. Jak Kathleen Turner w filmie Peggy Sue wyszła za mąż, każdy nosi w sobie sekretne marzenie, by móc ponownie przeżyć przeszłość i naprawić jakąś małą, ale brzemienną w skutkach pomyłkę w swoim życiu. W czasie lektury wiersza Roberta Frosta Droga nie wybrana zastanawiamy się, co by się stało, gdybyśmy w kluczowych momentach życia podjęli inne decyzje i wybrali inną drogę. Podróżując w czasie, moglibyśmy powrócić do młodości i wymazać z naszej przeszłości wstydliwe wydarzenia, wybrać innego towarzysza życia lub odmienną karierę. Moglibyśmy nawet ingerować w bieg najważniejszych wydarzeń historycznych i zmienić losy ludzkości.

W końcowych scenach Supermana bohater się załamuje, gdy trzęsienie ziemi niszczy znaczne obszary Kalifornii i grzebie jego ukochaną pod setkami ton skał i gruzów. Opłakując jej przerażającą śmierć, jest tak przepełniony bólem, że wylatuje w przestrzeń kosmiczną i łamie swoją przysięgę, że nie będzie wpływał na bieg historii ludzkości. Zwiększa prędkość i przekracza barierę światła, rozrywając tkankę przestrzeni i czasu. Podróżując z prędkością światła, zmusza czas, aby biegł wolniej, potem zatrzymuje go i w końcu cofa do okresu przed śmiertelnym wypadkiem Lois Lane.

Taka sztuczka jest jednak z całą pewnością niemożliwa. Chociaż czas rzeczywiście zwalnia, gdy zwiększamy prędkość, nie można podróżować z prędkością większą niż prędkość światła (i w ten sposób cofnąć czasu), ponieważ według szczególnej teorii względności nasza masa wzrosłaby wówczas do nieskończoności. Proponowana przez większość autorów literatury fantastycznonaukowej metoda podróży z prędkością większą niż prędkość światła przeczy szczególnej teorii względności.

Einstein zdawał sobie sprawę, że jest to niemożliwe, podobnie jak A.H.R. Buller, który opublikował w „Punchu” następujący limeryk:

Pewna młoda dama imieniem Aurora
Gdy nie pędziła szybciej od światła, była chora.
Kiedy razu pewnego w podróż wyjechała,
Na relatywny sposób się zdecydowała
I powróciła poprzedniego wieczora.1

Większość uczonych, którzy nie studiowali dogłębnie równań Einsteina, odrzuca możliwość podróży w czasie jako bzdurę tego samego kalibru, co barwne opowieści o porwaniach przez kosmitów. Sytuacja jest jednak bardziej skomplikowana.

Aby rozwiązać ten problem, musimy porzucić prostotę szczególnej teorii względności, zabraniającej podróży w czasie, i zagłębić się w ogólną teorię względności, która może na nie zezwalać. Ogólna teoria względności ma o wiele większy zakres stosowalności niż teoria szczególna. Podczas gdy szczególna teoria względności opisuje tylko ciała poruszające się ze stałą prędkością, daleko od jakichkolwiek masywnych obiektów, ogólna teoria względności jest znacznie potężniejsza: potrafi opisać rakietę, która przyspiesza w pobliżu supermasywnych gwiazd i czarnych dziur. Niektóre z prostszych wniosków szczególnej teorii należy zatem rozpatrzyć od nowa. Każdy fizyk, który uważnie przeanalizuje matematykę podróży w czasie w ogólnej teorii względności Einsteina, nie dojdzie ku swemu zdumieniu do jednoznacznych wniosków.

Zwolennicy podróży w czasie twierdzą, że równania ogólnej teorii względności Einsteina dopuszczają pewne formy takich eskapad. Przyznają jednak, że energia, którą trzeba by dysponować, aby zakrzywić czas w okrąg, jest tak olbrzymia, że równania Einsteina przestają obowiązywać. W interesującym fizycznie obszarze, w którym podróż w czasie wydaje się możliwa, teoria kwantowa staje się ważniejsza od teorii względności.

Równania Einsteina stwierdzają, że zakrzywienie przestrzeni i czasu jest określone przez zawartość materio-energii we Wszechświecie. Można znaleźć wystarczająco potężne konfiguracje materio-energii, aby wymusiły zakrzywienie czasu i umożliwiły podróże w czasie. Jednak koncentracje materio-energii konieczne do zakrzywienia czasu w tył są tak olbrzymie, że ogólna teoria względności załamuje się i zaczynają nad nią dominować poprawki kwantowe. Dlatego ostatecznego werdyktu w sprawie podróży w czasie nie można sformułować na podstawie równań Einsteina. W ekstremalnie dużych polach grawitacyjnych przestają one obowiązywać i oczekujemy, że zaczną dominować procesy kwantowe.

W tym właśnie miejscu może przyjść z pomocą teoria hiperprzestrzeni. Ponieważ zarówno teoria kwantowa, jak i teoria grawitacji Einsteina jednoczą się w dziesięciowymiarowej przestrzeni, oczekujemy, że kwestia podróży w czasie zostanie ostatecznie rozwiązana przez teorię hiperprzestrzeni. Podobnie jak w przypadku tuneli czasoprzestrzennych i okien do innych wymiarów, ostatni rozdział zostanie napisany, gdy wykorzystamy w pełni potęgę teorii hiperprzestrzeni.

Przedstawię teraz kontrowersje dotyczące podróży w czasie i interesujące, nieuniknione paradoksy, które się zawsze wtedy pojawiają.

Załamanie się przyczynowości

Pisarze literatury fantastycznonaukowej często się zastanawiają, co by się stało, gdyby ktoś cofnął się w czasie. Wiele takich historii wygląda na pierwszy rzut oka przekonująco. Ale wyobraźmy sobie, jaki zapanowałby chaos, gdyby wehikuły czasu były tak powszechne jak samochody i dostępne w dziesiątkach milionów egzemplarzy. Rozpętałoby się piekło, które zniszczyłoby tkankę naszego Wszechświata. Miliony ludzi cofałyby się w czasie, aby wpłynąć na własną przeszłość i przeszłość innych, zmieniając tym samym historię. Ktoś mógłby nawet cofnąć się w czasie, aby zastrzelić rodziców swoich wrogów jeszcze przed ich narodzeniem. Niemożliwe byłoby przeprowadzenie najprostszego spisu, który określiłby, ilu ludzi żyje w danym momencie.

Gdyby podróże w czasie stały się możliwe, załamałaby się zasada przyczynowości. Co więcej, cała historia, jaką znamy, mogłaby również przestać istnieć. Wyobraźmy sobie chaos, spowodowany przez tysiące ludzi, którzy cofają się w czasie, aby wpłynąć na bieg historii. Nagle widownia Ford’s Theater zostałaby zapełniona ludźmi z przyszłości, kłócącymi się między sobą o to, który z nich będzie miał zaszczyt zapobiec zabójstwu prezydenta Lincolna. Desant w Normandii zakończyłby się niepowodzeniem z powodu tysięcy poszukiwaczy dreszczyku emocji, którzy przybyliby z aparatami fotograficznymi, aby zrobić zdjęcia.

Pola najważniejszych bitew historii zmieniłyby się nie do poznania. Rozważmy decydujące zwycięstwo Aleksandra Wielkiego nad Persami dowodzonymi przez Dariusza III w 331 roku p.n.e. w bitwie pod Gaugamelą. Bitwa ta doprowadziła do upadku perskiej potęgi i umożliwiła rozkwit zachodniej cywilizacji, zapoczątkowując jej dominację nad światem przez następne tysiąc lat. Zastanówmy się, co by się stało, gdyby do walki wkroczyła niewielka grupa najemników uzbrojonych w małe rakiety i nowoczesną artylerię. Najmniejsza demonstracja współczesnej siły bojowej spowodowałaby popłoch wśród przerażonych żołnierzy Aleksandra. Taka interwencja w przeszłości mogłaby zapobiec ekspansji zachodniej cywilizacji.

Podróże w czasie sprawiłyby, że żadne historyczne wydarzenie nie mogłoby nigdy zostać ostatecznie rozstrzygnięte. Nie miałoby sensu pisanie podręczników historii. Zawsze znalazłby się ktoś, kto usiłowałby zamordować generała Ulyssesa S. Granta czy przekazać sekret bomby atomowej Niemcom w latach trzydziestych.

Co by się stało, gdyby historię można było pisać od nowa z taką łatwością, jak się ściera tablicę? Nasza przeszłość przypominałaby ruchome piaski nad brzegiem morza, ciągle przesuwane w tę lub tamtą stronę przez najlżejszy powiew wiatru. Historia zmieniałaby się nieustannie, za każdym razem, gdy ktoś uruchomiłby wehikuł czasu i wyruszył na wycieczkę w przeszłość. Znana nam historia nie byłaby możliwa. Przestałaby istnieć.

Oczywiście większość uczonych nie cieszy się z takiej nieprzyjemnej możliwości. Nie tylko historycy nie mogliby wyciągać żadnych wniosków z „historii”, lecz za każdym razem, gdy wkraczalibyśmy w przeszłość albo przyszłość, pojawiałyby się prawdziwe paradoksy. Kosmolog Stephen Hawking używa tego argumentu, aby dostarczyć „eksperymentalnego” dowodu na to, że podróże w czasie są niemożliwe, zauważając, iż jak dotąd „nie zostaliśmy zalani przez hordy turystów z przyszłości”.

Paradoksy czasowe

Aby zrozumieć problemy związane z podróżami w czasie, trzeba najpierw sklasyfikować różne związane z nimi paradoksy. Generalnie większość z nich da się podzielić na dwa zasadnicze typy:

1. Spotkanie z rodzicami przed własnym narodzeniem.
2. Człowiek bez przeszłości.

Pierwszy rodzaj podróży w czasie najbardziej niszczy tkankę czasoprzestrzeni, ponieważ zmienia wydarzenia, które już się działy. Pamiętamy na przykład, że w Powrocie do przyszłości młody bohater cofa się w czasie i spotyka swoją matkę, która jest młodą dziewczyną i nie zakochała się jeszcze w jego ojcu.

Zdziwiony i zrozpaczony odkrywa, że nie dopuścił do spotkania swoich rodziców. Co gorsza, jego przyszła matka zakochuje się w nim samym! Jeśli nie uda mu się skierować uczucia matki ku właściwej osobie, zniknie, ponieważ nigdy się nie narodzi.

Drugi paradoks dotyczy wydarzeń bez początku. Załóżmy na przykład, że biedny zdeterminowany wynalazca próbuje skonstruować w swojej zagraconej piwnicy pierwszy wehikuł czasu. Nagle pojawia się zamożny starszy mężczyzna i oferuje mu duże pieniądze, skomplikowane równania i obwody elektroniczne. Następnie wynalazca wzbogaca się dzięki podróżom w czasie, wiedząc z góry, kiedy dokładnie nastąpi hossa, a kiedy bessa na giełdzie. Robi fortunę, grając na giełdzie, na wyścigach konnych i w innych zakładach. Po latach, jako zamożny starzejący się człowiek, cofa się w czasie, by dopełnić swój los. Spotyka siebie jako młodego człowieka pracującego w piwnicy i przekazuje mu sekret podróży w czasie oraz pieniądze na jego wykorzystanie. Rodzi się pytanie: skąd wzięła się idea podróży w czasie?

Najbardziej chyba szalony z paradoksów czasowych drugiego rodzaju został przedstawiony przez Roberta Heinleina w jego klasycznym opowiadaniu All you Zombies.

W 1945 roku do sierocińca w Cleveland zostaje w tajemniczy sposób podrzucona maleńka dziewczynka. Jane dorasta w samotności, nie wiedząc, kim są jej rodzice. Pewnego dnia w 1963 roku spotyka włóczęgę, do którego odczuwa dziwny pociąg. Zakochuje się w nim. Gdy sprawy zaczynają się w końcu układać, następuje seria nieszczęść. Najpierw zachodzi w ciążę z włóczęgą, który wtedy znika. Później w trakcie skomplikowanego porodu lekarze odkrywają, że Jane posiada zarówno męskie, jak żeńskie organy płciowe i aby uratować jej życie, zmuszeni są chirurgicznie zmienić „ją” w „niego”. Na koniec tajemniczy nieznajomy porywa jej dziecko ze szpitala.

Wstrząśnięty tymi nieszczęściami, odrzucony przez społeczeństwo i pognębiony przez los „on” staje się pijakiem i włóczęgą. Jane nie tylko straciła swoich rodziców i ukochanego, ale i swoje jedyne dziecko. Kilka lat później, w 1970 roku, wchodzi do rzadko odwiedzanego baru Pop’s Place i opowiada swoją żałosną historię staremu barmanowi. Współczujący barman oferuje włóczędze szansę zemsty na nieznajomym, który ją porzucił, kiedy spodziewała się dziecka, pod warunkiem, że przyłączy się do „oddziałów podróżników w czasie”. Obydwaj wchodzą do wehikułu czasu i barman zostawia włóczęgę w 1963 roku. Ten czuje dziwny pociąg do pewnej młodej sieroty: wkrótce dziewczyna zachodzi w ciążę.

Barman natomiast zatrzymuje się dziewięć miesięcy później, porywa niemowlę ze szpitala i podrzuca do sierocińca w 1945 roku. Następnie przenosi zupełnie zdezorientowanego włóczęgę do 1985 roku, żeby zaciągnął się do oddziałów podróżników w czasie. Ostatecznie włóczędze udaje się ułożyć sobie życie, staje się szanowanym starszym członkiem korpusu podróżników w czasie, a wtedy przebiera się za barmana i spełnia swoją najtrudniejszą misję: randkę z przeznaczeniem, czyli spotkanie z pewnym włóczęgą w Pop’s Place w 1970 roku.

Pytanie brzmi: kto jest matką Jane, jej ojcem, dziadkiem, babcią, synem, córką, wnuczką i wnukiem? Dziewczyna, włóczęga i barman to oczywiście ta sama osoba. Takie paradoksy mogą przyprawić o zawrót głowy, szczególnie gdy próbuje się rozwikłać zagmatwane pochodzenie Jane. Gdyby narysować drzewo genealogiczne Jane, odkrylibyśmy, że wszystkie jego gałęzie są zagięte do środka i tworzą okręgi. Dochodzimy do zadziwiającej konkluzji, że Jane jest swoją własną matką i ojcem! Sama jest dla siebie drzewem genealogicznym.

Linie świata

Teoria względności daje nam prostą metodę przyjrzenia się najbardziej problematycznym paradoksom podróży w czasie. Posłużymy się stworzoną przez Einsteina metodą „linii świata”.

Załóżmy, że gdy pewnego dnia budzik dzwoni o ósmej rano, postanawiamy nie iść do pracy i spędzić cały ranek w łóżku. Chociaż wydaje się, że nic nie robimy, wylegując się w łóżku, w rzeczywistości wytyczamy „linię świata”.

Weźmy kartkę papieru milimetrowego i na linii poziomej odłóżmy „odległość”, a na skali pionowej zaznaczmy „czas”. Jeśli leżymy w łóżku od godziny 8:00 do 12:00, nasza linia świata jest prostą linią pionową. Przebyliśmy cztery godziny w przyszłość, ale nie ruszyliśmy się z miejsca. Nawet spędzanie czasu w ulubiony sposób – nie podejmowanie żadnej czynności – tworzy linię świata. (Jeśli kiedykolwiek ktoś będzie nas krytykował za lenistwo, możemy zgodnie z prawdą twierdzić, że według teorii względności Einsteina wytyczamy linię świata w czterowymiarowej czasoprzestrzeni).

Załóżmy teraz, że wreszcie w południe wygrzebaliśmy się z łóżka i o godzinie 13:00 przyszliśmy do pracy. Nasza linia świata pochyla się, ponieważ poruszamy się zarówno w przestrzeni, jak i w czasie. W dolnym lewym rogu znajduje się nasz dom, a w prawym górnym – biuro. Jeśli jednak do pracy pojedziemy samochodem, przybędziemy do biura wcześniej, o godzinie 12:30. Oznacza to, że im szybciej podróżujemy, tym bardziej nasza linia świata odchyla się od pionu. (Zauważmy, że istnieje na wykresie „zakazany obszar”, do którego nasza linia świata nie może wkroczyć, ponieważ musielibyśmy poruszać się szybciej od światła).

Jeden wniosek jest natychmiastowy. Nasza linia świata nigdy się nie zaczyna ani nie kończy. Nawet gdy umrzemy, linie świata cząsteczek naszego ciała będą nadal wytyczane. Mogą się one rozproszyć w powietrzu lub w ziemi, ale będą wytyczały swoje własne, nie kończące się linie świata. Podobnie, gdy się rodzimy, linie świata cząsteczek pochodzących od naszej matki zbiegają się w dziecku. W żadnym punkcie linie świata nie ulegają przerwaniu ani też nie pojawiają się znikąd.

Jako przykład weźmy naszą własną linię świata. Załóżmy, że w 1950 roku nasza matka i ojciec spotykają się, zakochują w sobie i mają dziecko (nas). W ten sposób linie świata naszej matki i ojca złączyły się i utworzyły trzecią linię (naszą). Gdy ktoś umiera, linie świata składające się na tę osobę rozbiegają się w miliardy linii świata cząsteczek tworzących jego ciało. Z tego punktu widzenia istotę ludzką można zdefiniować jako tymczasowy zbiór linii świata cząsteczek. Linie te były rozproszone, zanim się narodziliśmy, spotkały się, aby stworzyć nasze ciało, i rozproszą się ponownie po naszej śmierci. Biblia mówi: „z prochu powstałeś i w proch się obrócisz”. Odwołując się do teorii względności, możemy powiedzieć: „z linii świata powstałeś i w linię świata się obrócisz”.

Nasza linia świata zawiera kompletny zbiór informacji związanych z naszą historią. Wszystko, co się nam kiedykolwiek przydarzyło – od pierwszego roweru do pierwszej randki i pierwszej pracy – jest zapisane w naszej linii świata. Wielki kosmolog rosyjskiego pochodzenia George Gamow, który słynął z dowcipnego podejścia do prac Einsteina, trafnie zatytułował swą autobiografię: Moja linia świata.

Za pomocą linii świata możemy teraz narysować, co się dzieje, gdy cofamy się w czasie. Powiedzmy, że wchodzimy do wehikułu czasu i spotykamy swoją matkę jeszcze przed naszym narodzeniem. Niestety, zakochuje się w nas i odrzuca naszego ojca. Czy naprawdę znikniemy, jak to zostało przedstawione w Powrocie do przyszłości? Dzięki linii świata widzimy, dlaczego jest to niemożliwe. Jeśli znikniemy, zniknie również nasza linia świata. Jednak według Einsteina linie świata nie mogą się urywać. Dlatego zmiana przeszłości nie jest w teorii względności możliwa.

Drugi z paradoksów, związany z ponownym tworzeniem przeszłości, stwarza jednak interesujący problem. Cofając się w czasie, nie niszczymy przeszłości, tylko ją wypełniamy. Dlatego linia świata wynalazcy wehikułu czasu jest zamkniętą pętlą. Jego linia świata wypełnia raczej, niż zmienia przeszłość.

Dużo bardziej skomplikowana jest linia świata „Jane” – kobiety, która jest swoją własną matką, ojcem, synem i córką.

Podkreślam raz jeszcze, że nie można zmienić przeszłości. Gdy linia świata cofa się w czasie, wypełnia po prostu to, co już jest znane. W takim wszechświecie można więc spotkać siebie w przeszłości. Jeśli przeżyjemy pełny cykl, prędzej czy później spotkamy młodego mężczyznę lub kobietę, która okaże się nami, gdy byliśmy młodsi. Powiemy tej młodej osobie, że wygląda podejrzanie znajomo. Potem, po chwili zastanowienia, przypomnimy sobie, że gdy byliśmy młodzi, spotkaliśmy dziwną starszą osobę, która twierdziła, że wyglądamy znajomo.

W ten sposób można dopełnić przeszłość, nie zmieniając jej jednak. Linie świata, jak to już podkreślałem, nie mogą się urywać ani kończyć. Mogą tworzyć pętle w czasie, ale w żadnym wypadku nie wpłyną na przeszłość.

Diagramy czasoprzestrzenne zostały zaproponowane tylko w związku ze szczególną teorią względności, która może opisać, co się stanie, gdy znajdziemy się w przyszłości, jest jednak zbyt prymitywna, aby rozwiązać kwestię, czy podróże w czasie mają w ogóle sens. Aby odpowiedzieć na to obszerniejsze pytanie, musimy zwrócić się do ogólnej teorii względności, gdzie sytuacja staje się znacznie subtelniejsza.

Okaże się bowiem, że zagmatwane linie świata mogą być fizycznie dozwolone. Zamknięte pętle zyskały nawet naukową nazwę zamkniętych krzywych czasowych (CTC – akronim angielskiego: closed timelike curves). W kołach naukowych toczy się debata na temat, czy ogólna teoria względności i teoria kwantowa dopuszczają istnienie CTC.

Burzyciel arytmetyki i ogólnej teorii względności

W 1949 roku Einstein był zaniepokojony odkryciem dokonanym przez jednego ze swych bliskich współpracowników i przyjaciół, wiedeńskiego matematyka Kurta Gödla, pracującego również w Institute for Advanced Study w Princeton. Gödel odkrył niepokojące rozwiązanie równań Einsteina, które dopuszczało pogwałcenie podstawowych dogmatów zdrowego rozsądku: zezwalało ono na pewien rodzaj podróży w czasie. Po raz pierwszy w historii podróże w czasie otrzymały matematyczne podstawy.

W pewnych kręgach Gödel był znany jako burzyciel. W 1931 roku stał się sławny (lub raczej niesławny), gdy wbrew wszelkim oczekiwaniom udowodnił, że nie można dowieść spójności matematyki. W ten sposób przekreślił liczące dwa tysiące lat marzenie, sięgające jeszcze czasów Euklidesa i Greków, które miało być ukoronowaniem osiągnięć matematyki; wykazał, że nie da się zredukować całej matematyki do niewielkiego, spójnego zbioru aksjomatów, z którego wszystko można wyprowadzić.

W matematycznym tour de force Gödel udowodnił, że w matematyce zawsze będą istniały twierdzenia, których poprawności czy niepoprawności nie da się uzasadnić na podstawie aksjomatów arytmetyki, co oznacza, że arytmetyka zawsze pozostanie niekompletna. Wynik ten był chyba najbardziej zadziwiającym i nieoczekiwanym wydarzeniem w historii logiki matematycznej ostatniego tysiąclecia.

Kiedyś sądzono, że matematyka jest najczystszą ze wszystkich nauk, ponieważ była dokładna i pewna, niesplamiona niemiłą zgrzebnością świata materialnego. Teraz stała się niepewna. Gödel pozbawił podstawy matematyki punktu oparcia. (Mówiąc w skrócie, słynny dowód Gödla rozpoczyna się wykazaniem, że w logice istnieją dziwne paradoksy. Rozważmy na przykład zdanie: „To zdanie jest fałszywe”. Jeśli jest ono prawdziwe, to wynika z niego, że jest fałszywe. Jeśli jest fałszywe, to jest ono prawdziwe. Przyjrzyjmy się też zdaniu: „Jestem kłamcą”. Znaczy to, że jestem kłamcą tylko wtedy, gdy mówię prawdę. Następnie Gödel sformułował zdanie: „Nie można udowodnić, że to zdanie jest prawdziwe”. Jeśli jest ono prawdziwe, nie można udowodnić, że jest prawdziwe. Uważnie konstruując skomplikowaną pajęczynę takich paradoksów, Gödel wykazał, że istnieją prawdziwe zdania, których nie sposób udowodnić za pomocą arytmetyki).

Po rozwianiu jednego z najbardziej pielęgnowanych marzeń całej matematyki, Gödel zburzył konwencjonalną mądrość równań Einsteina. Wykazał, że teoria Einsteina zawiera pewne zaskakujące patologie, włącznie z podróżami w czasie.

Najpierw przyjął, że Wszechświat jest wypełniony powoli obracającym się gazem lub pyłem. Miało to uzasadnienie, ponieważ wydaje się, że najdalsze zakątki kosmosu rzeczywiście zawierają takie składniki. Rozwiązanie Gödla wzbudziło wielki niepokój z dwóch powodów.

Po pierwsze, nie spełniało ono zasady Macha. Gödel wykazał, że dla takiego samego rozkładu pyłu i gazu możliwe są dwa rozwiązania równań Einsteina. (Oznaczało to, że zasada Macha była w jakiś sposób niekompletna, że istniały
jakieś ukryte założenia).

Ważniejsze było jednak to, że Gödlowi udało się udowodnić, iż dozwolone są pewne rodzaje podróży w czasie. Gdyby podążać śladem cząstki we wszechświecie Gödla, powrócilibyśmy w końcu do punktu wyjścia i spotkali samych siebie w przeszłości. Gödel pisał: „Udając się w okrężną podróż w statku kosmicznym po wystarczająco szerokiej krzywej, można w tych światach docierać do dowolnych obszarów przeszłości, teraźniejszości i przyszłości, tam i z powrotem”. W ten sposób Gödel znalazł pierwszą CTC w ogólnej teorii względności.

Wcześniej Newton uważał, że czas płynie jak prosta strzała, nieomylnie lecąca w kierunku swojego celu. Gdy już została wystrzelona, nic nie mogło odchylić lub zmienić jej toru. Einstein wykazał jednak, że czas przypomina raczej potężną rzekę płynącą przed siebie, często meandrującą przez doliny i równiny. Obecność materii lub energii może chwilowo zmienić bieg rzeki, ale w ogólnych zarysach jej kierunek jest ustalony: nigdy nagle się nie urywa ani gwałtownie nie zawraca. Tymczasem Gödel udowodnił, że rzekę czasu można łagodnie zawrócić. W końcu w rzekach tworzą się wiry. Choć rzeka płynie do przodu, na jej brzegach często powstają zatoki, gdzie woda płynie ruchem okrężnym.

Rozumowania Gödla nie można było potraktować jako dzieła szaleńca, ponieważ aby znaleźć te niezwykłe rozwiązania, w których czas zakrzywia się w okrąg, użył równań pola Einsteina. Gödel grał zgodnie z przyjętymi regułami i odkrył pełnoprawne rozwiązanie jego równań, Einstein zmuszony był więc zrobić unik i odrzucić je, ponieważ nie potwierdzały go dane eksperymentalne.

Słabym punktem w rozważaniach Gödla było założenie, że gaz i pył powoli się obracają. Z obserwacji nie wynika jakakolwiek rotacja kosmicznego pyłu i gazu w przestrzeni. Nasze Instrumenty potwierdziły, że Wszechświat się rozszerza, ale nic nie wskazuje na to, że się obraca. Dlatego wszechświat Gödla można bezpiecznie wykluczyć. (Zostajemy więc z raczej niepokojącym, ale przekonującym przypuszczeniem, że gdyby nasz Wszechświat się obracał, jak to założył Gödel, to CTC i podróże w czasie byłyby fizycznie możliwe).

Einstein zmarł w 1955 roku, zadowolony, że niepokojące rozwiązanie jego równań można było zignorować na podstawie danych eksperymentalnych i że nikt nie spotka swoich rodziców przed własnym narodzeniem.

Życie w strefie mroku

W 1963 roku Ezra Newman, Theodore Unti i Louis Tamburino odkryli nowe, jeszcze bardziej niezwykłe rozwiązanie równań Einsteina. W przeciwieństwie do rezultatu Gödla, ich rozwiązanie nie wymagało przyjęcia założenia o wirującym, wypełnionym pyłem wszechświecie. Na pierwszy rzut oka przypominało ono typową czarną dziurę.

Podobnie jak w przypadku rozwiązania Gödla, ich wszechświat pozwalał na powstawanie CTC i podróże w czasie. Co więcej, gdyby obejść tę czarną dziurę dookoła, wcale nie znaleźlibyśmy się w punkcie wyjścia. Zamiast tego, jak w przypadku cięć Riemanna, trafilibyśmy na inną powierzchnię wszechświata. Topologię wszechświata Newmana-Unti-Tamburino można porównać do spiralnych schodów. Jeśli przejdziemy po takich schodach, wykonując obrót o 360 stopni, nie dotrzemy do tego punktu, z którego wyruszyliśmy, ale piętro wyżej. Życie w takim wszechświecie byłoby gorsze od koszmaru, a zdrowy rozsądek zdałby się na nic. Ten dziwaczny twór był tak niedorzeczny, że wkrótce nazwano go wszechświatem NUT, od inicjałów jego twórców.

W pierwszej chwili relatywiści odrzucili rozwiązanie NUT w ten sam sposób, w jaki poradzili sobie z pracą Gödla – nic nie wskazywało na to, by nasz Wszechświat ewoluował tak, jak przewidywało to rozwiązanie, więc zostało ono arbitralnie zaniechane. Jednak po upływie dziesięcioleci worek z dziwacznymi rozwiązaniami równań Einsteina, pozwalającymi na podróże w czasie, się rozwiązał. Na początku lat siedemdziesiątych Frank J. Tipler z Uniwersytetu Tulane’a w Nowym Orleanie ponownie przeanalizował stare rozwiązanie równań Einsteina, znalezione przez W.J. van Stockuma w 1936 roku, jeszcze przed pracą Gödla. Zakładało ono istnienie nieskończenie długiego, wirującego cylindra. Nieoczekiwanie rozwiązanie to, jak wykazał Tipler, również przeczy zasadzie przyczynowości.

Okazało się, że nawet rozwiązanie Kerra (które jest najbardziej realistycznym fizycznie opisem czarnych dziur w przestrzeni kosmicznej) pozwalało na podróże w czasie. Rakieta, która przejdzie przez środek czarnej dziury Kerra (jeśli, oczywiście, nie zostanie zmiażdżona) może przestać spełniać zasadę przyczynowości.

Wkrótce fizycy odkryli, że osobliwości typu NUT tkwią w bardzo wielu rozwiązaniach, opisujących czarne dziury lub rozszerzający się Wszechświat. Pozwala to na stworzenie nieskończonej liczby patologicznych rozwiązań równań Einsteina. Można na przykład wykazać, że każde rozwiązanie tych równań zawierające tunel czasoprzestrzenny zezwala na jakąś formę podróży w czasie.

Według relatywisty Franka Tiplera, „można znaleźć rozwiązania równań pola opisujące praktycznie dowolnie dziwne zachowanie”. W ten sposób pojawiło się mnóstwo niedorzecznych rozwiązań równań Einsteina, które z pewnością przeraziłyby wielkiego fizyka, gdyby jeszcze żył.

W pewnym sensie równania Einsteina okazały się koniem trojańskim. Z zewnątrz wyglądały one jak wspaniały prezent, który przewiduje obserwowalne zakrzywienie światła gwiazd pod wpływem grawitacji i daje przekonujące wyjaśnienie pochodzenia Wszechświata. W środku jednak czyhały wszelkiego rodzaju demony i gobliny, pozwalające na podróże międzygwiezdne przez tunele czasoprzestrzenne i przemieszczanie się w czasie. Ceną, jaką musieliśmy zapłacić za zgłębienie najciemniejszych sekretów Wszechświata, była możliwość zanegowania niektórych z naszych najpowszechniejszych przekonań o świecie: że przestrzeń nie jest wielokrotnie połączona, a historii nie da się zmienić.

Ciągle jednak nierozstrzygnięte pozostawało pytanie: czy można odrzucić CTC z czysto eksperymentalnych powodów, jak to uczynił Einstein, czy też istnieje sposób, by udowodnić, że są teoretycznie możliwe, a następnie rzeczywiście zbudować wehikuł czasu?

Zbudować wehikuł czasu

W czerwcu 1988 roku trzech fizyków – Kip Thorne i Michael Morris z California Institute of Technology (Caltech) oraz Ulvi Yurtsever z Uniwersytetu Stanu Michigan – zaproponowało po raz pierwszy poważnie budowę wehikułu czasu. Przekonali oni wydawców „Physical Review Letters”, jednego z najbardziej szanowanych czasopism naukowych na świecie, że ich praca zasługuje na poważne rozpatrzenie. (W ciągu lat nadsyłano do znanych czasopism fizycznych wiele niepoważnych propozycji podróży w czasie, ale wszystkie zostały odrzucone, ponieważ nie odwoływały się do przejrzystych zasad fizycznych i równań Einsteina). Jako doświadczeni uczeni, Thorne i jego koledzy przedstawili swoje argumenty w ogólnie przyjętym języku teorii pola, a następnie dokładnie wyjaśnili, gdzie znajdują się ich najsłabsze założenia.

Zdawali sobie sprawę, że aby pokonać sceptycyzm społeczności naukowej, będą musieli poradzić sobie z powszechnymi obiekcjami, dotyczącymi użycia tuneli czasoprzestrzennych jako wehikułów czasu. Po pierwsze, o czym już wcześniej wspomniałem, Einstein wiedział, że siła grawitacji w centrum czarnej dziury będzie tak olbrzymia, iż każdy statek kosmiczny zostanie rozerwany. Chociaż matematyka dopuszcza istnienie tuneli czasoprzestrzennych, są one praktycznie bezużyteczne.

Po drugie, tunele mogą być niestabilne: niewielkie zakłócenie w tunelu czasoprzestrzennym spowoduje zapadnięcie się mostu Einsteina-Rosena. Dlatego obecność statku kosmicznego wewnątrz czarnej dziury mogłaby się stać wystarczającą przyczyną, by wejście do tunelu się zamknęło.

Po trzecie, aby przelecieć przez tunel czasoprzestrzenny na jego drugą stronę, trzeba poruszać się szybciej niż światło.

Po czwarte, efekty kwantowe byłyby tak wielkie, że tunel mógłby zamknąć się sam. Na przykład potężne promieniowanie powstające przy wejściu do czarnej dziury nie tylko zabiłoby każdego, kto próbowałby się tam dostać, ale mogłoby również zamknąć to wejście.

Po piąte, w tunelu czasoprzestrzennym czas zwalnia i zatrzymuje się zupełnie w jego środku. Dlatego tunele mają tę nieprzyjemną cechę, że gdyby ktoś obserwował z Ziemi podróżnika wkraczającego do tunelu, zauważyłby, że zbliżając się do centrum czarnej dziury, zwalnia on i w końcu się zatrzymuje. Wyglądałoby to tak, jak gdyby podróżnik został zamrożony w czasie. Innymi słowy, aby przejść przez czarną dziurę, potrzeba nieskończonego czasu. Zakładając na chwilę, że komuś udałoby się w jakiś sposób przekroczyć środek tunelu czasoprzestrzennego i powrócić na Ziemię, zniekształcenie czasu byłoby tak wielkie, że na naszej planecie upłynęłyby miliony, a nawet miliardy lat.

Z wszystkich tych powodów rozwiązań zawierających tunele czasoprzestrzenne nigdy nie traktowano poważnie.

Thorne jest uznanym kosmologiem, który mógłby w zasadzie patrzeć na wehikuły czasu z największym sceptycyzmem, czy nawet kpiną. Jednak został on stopniowo wciągnięty w próby rozwiązania tego zagadnienia w bardzo ciekawy sposób. Latem 1985 roku Carl Sagan wysłał mu rękopis swojej kolejnej książki – powieści zatytułowanej Kontakt, która poważnie badała naukowe i polityczne kwestie związane z epokowym wydarzeniem: nawiązaniem kontaktu z pozaziemską cywilizacją. Każdy uczony, który zastanawia się nad zagadnieniem istnienia życia w kosmosie, musi zmierzyć się z pytaniem, jak przełamać barierę światła. Ponieważ szczególna teoria względności Einsteina wyraźnie zabrania poruszania się
szybciej niż światło, podróż do odległych gwiazd konwencjonalnym statkiem kosmicznym trwałaby tysiące lat, czyli zdecydowanie za długo. Ponieważ Sagan chciał, żeby jego książka była jak najbardziej poprawna naukowo, napisał do Thorne’a, pytając, czy istnieją jakieś naukowo akceptowalne sposoby ominięcia bariery światła.

Prośba Sagana rozbudziła ciekawość Thorne’a. Oto jeden uczony zwraca się do drugiego z uczciwą, poprawną z punktu widzenia nauki prośbą, która zasługuje na poważną odpowiedź. Na szczęście, z powodu nietypowej natury tego zadania, Thorne wraz z kolegami podeszli do niego w niecodzienny sposób: pracowali wstecz. Normalnie fizycy rozpoczynają od jakiegoś znanego obiektu astronomicznego (gwiazdy neutronowej, czarnej dziury, Wielkiego Wybuchu) i rozwiązują równania Einsteina, aby znaleźć zakrzywienie otaczającej go przestrzeni. Istotą równań Einsteina, jak pamiętamy, jest to, że materia i energia obiektu określają stopień zakrzywienia otaczającej go czasoprzestrzeni. Postępując w ten sposób, mamy gwarancję, że znajdziemy rozwiązanie równań Einsteina dla rzeczywistych obiektów, które spodziewamy się odkryć w przestrzeni kosmicznej.

Rozmyślając nad dziwnym pytaniem Sagana, Thorne wraz z kolegami podeszli jednak do problemu od przeciwnej strony. Rozpoczęli z mglistą ideą tego, co chcieli osiągnąć. Poszukiwali rozwiązania równań Einsteina, w których kosmiczny podróżnik nie zostałby rozerwany przez efekty przypływowe w silnym polu grawitacyjnym. Potrzebowali tunelu czasoprzestrzennego, który byłby stabilny i nie zamknąłby się w trakcie podróży. Chcieli znaleźć, tunel, w którym czas potrzebny na podróż tam i z powrotem byłby mierzony w dniach, a nie milionach czy miliardach ziemskich lat, i tak dalej. Ich podstawowe założenie sprowadzało się do tego, by podróżnik miał stosunkowo wygodną podróż w czasie, gdy już znajdzie się w tunelu. Dopiero gdy zdecydowali, jak powinien wyglądać ich tunel, rozpoczęli obliczenia ilości energii potrzebnej do jego stworzenia.

W ich nieortodoksyjnym podejściu właściwie nie miało znaczenia, czy wymaganą ilość energii da się wyprodukować w naszym stuleciu. Skonstruowanie wehikułu czasu potraktowali jako problem inżynierski jakiejś przyszłej cywilizacji. Chcieli udowodnić, że jest to możliwe z punktu widzenia nauki; nie interesowała ich strona ekonomiczna ani techniczna takiego przedsięwzięcia:

„Fizyk teoretyk zwykle pyta "Jakie są prawa fizyki?" i/lub "Co mówią one o Wszechświecie?" W tym artykule stawiamy natomiast pytanie: "Jakie ograniczenia nakładają prawa fizyki na działalność dowolnie zaawansowanej cywilizacji?" Prowadzi to do kilku intrygujących problemów dotyczących samych praw. Rozpoczynamy od kwestii, czy prawa fizyki pozwalają dowolnie zaawansowanej cywilizacji na skonstruowanie i utrzymanie tuneli czasoprzestrzennych w celu odbywania podróży międzygwiezdnych”.

Kluczowym terminem jest oczywiście „dowolnie zaawansowana cywilizacja”. Prawa fizyki określają, co jest możliwe, a nie – praktyczne. Są one niezależne od kosztów, jakie trzeba ponieść, aby je sprawdzić. Dlatego to, co jest dopuszczalne przez teorię, może przekroczyć całkowity dochód naszej planety. Bardzo rozsądnie więc Thorne i jego koledzy zastrzegli, że ta mityczna cywilizacja, która potrafi wykorzystać potęgę tuneli, musi być „dowolnie zaawansowana”, czyli zdolna do przeprowadzenia wszystkich eksperymentów, jakie są możliwe (jeśli nawet nie skorzystają z nich mieszkańcy Ziemi).

Ku swemu wielkiemu zadowoleniu wkrótce z olbrzymią łatwością znaleźli zadziwiająco proste rozwiązanie, które spełniało ich wszystkie założenia. W żadnym wypadku nie było to typowe rozwiązanie z czarną dziurą, nie musieli więc martwić się licznymi problemami wiążącymi się z rozrywaniem przez zapadniętą gwiazdę zbliżających się do niej obiektów. Swoje odkrycie nazwali „przekraczalnym tunelem”, aby odróżnić je od innych rozwiązań z tunelem czasoprzestrzennym, którego nie można przebyć statkiem kosmicznym. Byli tak zadowoleni ze swojej pracy, że odpisali Saganowi, a ten wykorzystał niektóre z pomysłów w swojej książce. Zaskoczyła ich prostota tego rozwiązania; uważali, że nawet początkujący student fizyki potrafi je zrozumieć. Jesienią 1985 roku, na końcowym egzaminie kursu ogólnej teorii względności w Caltech, Thorne przedstawił to rozwiązanie studentom, nie mówiąc im, co to takiego, i poprosił, aby wyprowadzili jego fizyczne własności. (Większość studentów sporządziła szczegółową matematyczną analizę tego rezultatu, ale nie zauważyła, że mają przed sobą rozwiązanie pozwalające na podróże w czasie).

Gdyby na końcowym egzaminie studenci byli trochę bardziej spostrzegawczy, wyprowadziliby kilka zadziwiających własności tego tunelu czasoprzestrzennego. Odkryliby, że podróż przezeń byłaby tak wygodna, jak lot samolotem. Maksymalna siła grawitacji, jakiej doświadczaliby podróżujący, nie przekraczałaby 1 g. Innymi słowy, nie odczuwaliby ciężaru większego niż na Ziemi. Co więcej, podróżujący nie musieliby martwić się tym, że wejście do tunelu Thorne’a zamknie się w trakcie podróży; jest on stale otwarty. Podróż przez przekraczalny tunel nie trwałaby miliony czy miliardy lat i łatwo byłoby ją zrealizować. Morris i Thorne pisali, że „podróż będzie w pełni komfortowa i potrwa w sumie około dwustu dni” lub mniej.

Thorne zauważa, że nie znajdziemy tu paradoksów czasowych, które zwykle oglądamy w filmach: „Na podstawie scenariuszy filmów fantastycznonaukowych (na przykład takich, w których ktoś cofa się w czasie i zabija siebie samego) można oczekiwać, że CTC spowodują powstanie początkowych trajektorii o wielokrotności zerowej” (to znaczy trajektorii, które są niemożliwe). Wykazał jednak, że CTC, które pojawiają się w jego tunelu czasoprzestrzennym, wypełniają przeszłość, nie zmieniając jej i nie powodując paradoksów czasowych.

Przedstawiając te zadziwiające rezultaty społeczności naukowej, Thorne napisał: „Prezentujemy nową klasę rozwiązań równań pola Einsteina, opisującą tunele czasoprzestrzenne, które charakteryzują się tym, że mogą je przekraczać ludzie”.

Wiąże się z tym wszystkim oczywiście jeszcze jeden problem i dlatego właśnie nie mamy dotąd wehikułów czasu. Ostatnim krokiem w obliczeniach Thorne’a było wydedukowanie dokładnej natury materii i energii, potrzebnych do stworzenia tego cudownego, przekraczalnego tunelu. Thorne i jego koledzy odkryli, że w centrum tunelu musi znajdować się „egzotyczna” materia o niezwykłych właściwościach. Thorne szybko jednak wskazuje, że ta „egzotyczna” materia, chociaż niezwykła, nie wydaje się pozostawać w sprzeczności z jakimkolwiek znanym prawem fizyki. Ostrzega, że w przyszłości uczeni mogą dowieść, że coś takiego nie istnieje. Obecnie jednak wydaje się, że jest ona akceptowalną formą materii, jeśli ma się dostęp do wystarczająco zaawansowanej technologii. Thorne z pełnym przekonaniem pisze, że „dzięki jednemu tunelowi dowolnie zaawansowana cywilizacja może skonstruować maszynę umożliwiającą cofanie się w czasie”.

Schemat wehikułu czasu

Każdego, kto czytał Wehikuł czasu H.G. Wellsa, może jednak spotkać rozczarowanie, gdy zapozna się ze schematem maszyny do podróży w czasie zaproponowanym przez Thorne’a. Nie siada się na krześle w salonie, nie przesuwa kilku dźwigni, nie widzi migoczących światełek i nie doświadcza szerokiej panoramy historii włącznie z niszczycielską wojną światową, powstaniem i upadkiem wielkich cywilizacji czy owocami futurystycznych cudów nauki.

Jedna z wersji wehikułu czasu Thorne’a składa się z dwóch pomieszczeń, z których każde zawiera dwie równoległe płyty metalowe. Intensywne pole elektryczne wytwarzane pomiędzy każdą parą płyt (większe od tego, na jakie pozwala nasza dzisiejsza technika) rozdziera tkankę czasoprzestrzeni, tworząc w przestrzeni dziurę, która łączy te dwa pomieszczenia. Wtedy jedno pomieszczenie umieszcza się w rakiecie, która zostaje przyspieszona do prędkości bliskiej prędkości światła, podczas gdy drugie pozostaje na Ziemi. Ponieważ tunel czasoprzestrzenny może łączyć dwa obszary czasoprzestrzeni o różnym czasie, zegar w pierwszym pomieszczeniu odmierza czas wolniej niż zegar w drugim. Skoro czas biegnie w różnym tempie na dwóch końcach tunelu, każdy, kto wpadłby do jednego z jego wejść, zostałby natychmiast przerzucony w przeszłość lub w przyszłość.

Inny wehikuł czasu mógłby wyglądać następująco. Gdyby udało się znaleźć tę egzotyczną materię i kształtować ją tak jak metal, to prawdopodobnie idealną formą byłby cylinder. W środku cylindra stoi człowiek. Egzotyczna materia zakrzywia otaczające ją przestrzeń i czas, tworząc tunel czasoprzestrzenny połączony z odległą częścią Wszechświata w innym czasie. W środku tego zawirowania znajduje się człowiek, który, doświadczając ciśnienia grawitacyjnego nie większego niż na Ziemi, zostaje wessany do tunelu i przeniesiony na drugi koniec Wszechświata.

Na pierwszy rzut oka rozumowanie Thorne’a jest bez zarzutu. Równania Einsteina rzeczywiście wykazują, że rozwiązania z tunelami zezwalają na to, aby czas upływał w różnym tempie na obu końcach tunelu, tak więc podróże w czasie są w zasadzie możliwe. Sztuczka polega na tym, żeby takie tunele stworzyć. Thorne i jego koledzy wskazują, że główny problem wiąże się z zaprzęgnięciem wystarczającej ilości energii do zbudowania i utrzymania tunelu z egzotyczną materią.

Jednym z podstawowych dogmatów elementarnej fizyki jest to, że wszystkie ciała mają dodatnią energię. Wibrujące cząsteczki, poruszające się samochody, lecące ptaki i wzbijające się rakiety – wszystkie mają dodatnią energię. (Z definicji pusta próżnia przestrzeni ma energię zerową). Gdybyśmy jednak potrafili stworzyć ciało o „ujemnej energii” (to znaczy coś, co ma zawartość energetyczną mniejszą niż próżnia), moglibyśmy budować nietypowe konfiguracje przestrzeni i czasu, w których czas zakrzywia się w okrąg.

Ten raczej prosty pomysł ma skomplikowanie brzmiącą nazwę: uśredniony słaby warunek energetyczny (AWEC – akronim angielskiego averaged weak energy condition). Thorne ostrożnie zauważa, że AWEC musi zostać pogwałcony: aby podróż w czasie zakończyła się sukcesem, energia musi na chwilę stać się ujemna. Ujemna energia jest od samego początku przekleństwem relatywistów, którzy zdają sobie sprawę, że jej istnienie umożliwiłoby antygrawitację i wiele innych zjawisk, których nigdy nie zaobserwowano.

Thorne stwierdza jednak szybko, że istnieje sposób otrzymania ujemnej energii i to dzięki teorii kwantowej. W 1948 roku holenderski fizyk Henrik Casimir wykazał, że z teorii kwantowej może wynikać istnienie ujemnej energii: wystarczy wziąć dwie olbrzymie, pozbawione ładunku, równoległe metalowe płyty. Zdrowy rozsądek podpowiada nam, że pomiędzy płytami nie działają żadne siły, ponieważ są one elektrycznie obojętne. Casimir udowodnił, że z zasady nieoznaczoności Heisenberga wynika, iż próżnia oddzielająca te dwie płyty aż kipi od aktywności – ciągle powstają w niej i znikają miliardy cząstek i antycząstek. Pojawiają się znikąd i rozpływają się w próżni. Ponieważ są tak ulotne, przeważnie nie udaje się ich zaobserwować i nie przeczą żadnemu prawu fizyki. Te „wirtualne cząstki” tworzą pomiędzy dwoma płytami efektywną siłę przyciągającą, która według Casimira jest mierzalna.

Gdy Casimir opublikował swój artykuł, spotkał się on z wyjątkowym sceptycyzmem. W końcu w jaki sposób dwa elektrycznie obojętne ciała mogą się przyciągać, zaprzeczając zwykłym prawom klasycznej elektryczności? Nigdy o czymś takim nie słyszano. W 1958 roku, zgodnie z przewidywaniem Casimira, fizyk M.J. Sparnaay zaobserwował ten efekt w laboratorium; od tego czasu nazywa się go efektem Casimira.

Jednym ze sposobów wykorzystania tego efektu jest umieszczenie dwóch równoległych przewodzących płyt przy wejściu do każdego tunelu; tworzy się w ten sposób na każdym jego końcu ujemną energię. Thorne i jego koledzy podsumowują: „Może się okazać, że uśredniony słaby warunek energetyczny musi być zawsze spełniony i w takim wypadku przekraczalne tunele, podróże w czasie i załamanie przyczynowości nie mogłyby zaistnieć. Nie należy jednak martwić się na zapas”.

Obecnie kwestia możliwości zbudowania wehikułu czasu Thorne’a pozostaje ciągle otwarta. Wszyscy się zgadzają, że decydującym czynnikiem będzie w pełni skwantowana teoria grawitacji. Stephen Hawking zwraca uwagę na to, że promieniowanie wytwarzane przy wejściu do tunelu będzie dość duże i dołączy z powrotem do zawartości materio-energii w równaniach Einsteina. To sprzężenie zwrotne w równaniach Einsteina zniekształci wejście do tunelu, a może nawet zamknie je na zawsze. Thorne nie zgadza się jednak z tym, że promieniowanie to będzie wystarczająco silne, aby zamknąć wejście.

W tym momencie na scenę wkracza teoria superstrun. Ponieważ teoria ta jest w pełni kwantowo-mechaniczna i zawiera ogólną teorię względności Einsteina jako podzbiór, można ją wykorzystać do obliczenia poprawek do pierwotnej teorii tuneli czasoprzestrzennych. W szczególności pozwoli ona określić, czy warunek AWEC jest fizycznie możliwy do zrealizowania i czy wejście do tunelu czasoprzestrzennego pozostanie otwarte wystarczająco długo, aby podróżnik mógł nacieszyć się wycieczką w przeszłość.

Hawking sformułował zastrzeżenia pod adresem tuneli Thorne’a. Jest to jednak dosyć zabawne, ponieważ sam Hawking zaproponował nową teorię tuneli czasoprzestrzennych, nawet jeszcze bardziej fantastyczną. Zamiast połączyć teraźniejszość z przeszłością, proponuje użyć tuneli do połączenia naszego Wszechświata z nieskończoną liczbą wszechświatów równoległych!

Źródło
  • 4



#2

Alexi Arduscoini
  • Postów: 717
  • Tematów: 85
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja bardzo dobra
Reputacja

Napisano

Skoro jest już fajny temat dotyczący Hiperprzestrzeni to warto poruszyć kwestie teorii superstrun.
Teoria ta tylko dodaje pikanterii przemyśleniom hiperprzestrzennym
;)


Teoria superstrun rozwiązuje najbardziej zagadkowy problem XX wieku, nurtujący fizyków teoretyków - matematyczną niespójność fundamentalnych filarów mechaniki kwantowej i Ogólnej Teorii Względności. W ten sposób teoria strun modyfikuje nasz sposób rozumienia czasoprzestrzeni i oddziaływania grawitacyjnego. Jedna niedawno potwierdzona konsekwencja tej modyfikacji pokazuje, że czasoprzestrzeń może w szczególny sposób zmieniać swoją budowę, zależnie od wymogów rozdzielać a następnie ponownie łączyć swoją strukturę. Takie procesy nie były możliwe do przyjęcia we wcześniejszych teoriach. W omawianej teorii strun natomiast mają one sens fizyczny.

W latach osiemdziesiątych zaczęto dostrzegać problemy związane z supergrawitacją. W żadnym z eksperymentów nie wykryto tzw. s-cząstek, których istnienie przewidywała teoria. Stało się też jasne, że teorii tej nie da się poprawnie skwantować (teoria nie poddaje się renormalizacji, czyli nie można pozbyć się nieskończoności powstających przy uwzględnianiu poprawek kwantowych). Te i inne problemy sprawiły, że zainteresowanie fizyków zaczęło się kierować w stronę innej teorii: chyba najdziwniejszej, ale i najpotężniejszej, jaka kiedykolwiek została zaproponowana.

Ta nowa teoria to teoria superstrun.
Jej historia zaczęła się jeszcze w 1968r., gdy młodzi fizycy z CERN-u w Genewie, Gabriel Veneziano i Mahiko Suzuki, poszukując funkcji matematycznych, które mogłyby opisać zachowanie silnie oddziaływujących cząstek, natknęli się niezależnie od siebie na funkcję beta, stworzoną w XIXw. przez Leonharda Eulera. Zaskoczyło ich, że funkcja ta ma prawie wszystkie własności niezbędne do opisania oddziaływania silnego cząstek elementarnych. W 1970r. Yoichiro Nambu z Uniwersytetu w Chicago i Tetsuo Goto z Uniwersytetu w Nihon wykazali, że za cudownymi własnościami funkcji beta kryje się drgająca struna.
Po kilku latach intensywnych prac nad modelem Veneziano-Suzuki'ego, w 1974r. badania uległy gwałtownemu zahamowaniu. Okazało się, że teoria ta jest spójna tylko w dziesięciu oraz w dwudziestu sześciu wymiarach, a prawie nikt nie wierzył by teoria zdefiniowana w takiej hiperprzestrzeni miała coś wspólnego z rzeczywistością.
Przez całe dziesięciolecie, od 1974 do 1984r., teoria pozostawała w zapomnieniu. Był to okres powrotu do teorii Kaluzy-Kleina oraz popularności modelu supergrawitacji.

Gdy, zarówno teoria Kaluzy-Kleina jak i supergrawitacja doznały licznych niepowodzeń, a jednocześnie oswojono się z ideą hiperprzestrzeni, opór przeciwko teorii superstrun zaczął topnieć. W końcu 1984r. udowodniono (John Schwarz z California Institute of Technology i Michael Green z Queen Mary's College w Londynie), że teoria ta jest jedyną spójną teorią kwantowej grawitacji, a w następnym roku Edward Witten z Institute for Advanced Study w Princeton dokonał zasadniczych postępów w tym modelu, nazwanym teorią pola Wittena. Duży wkład w rozwój tej teorii wniósł "kwartet strunowy z Princeton": David Gross, Emil Martinec, Jeffrey Harvey i Ryan Rohm (wymyślili tzw. strunę heterozyjną - zamkniętą, wibrującą w dwóch kierunkach) oraz Michio Kaku z Uniwersytetu w Nowym Jorku (teoria pola strun).

Dołączona grafika


W teorii superstrun cząstki elementarne są utożsamiane z rezonansami miniaturowych (miliardy razy mniejszych od protonu) strun, które zachodzą przy określonych częstościach drgań. Każdy rodzaj rezonansu odpowiada innej cząstce, stąd też takie bogactwo cząstek elementarnych.
Teoria strun wyjaśnia nie tylko naturę cząstek, ale także czasoprzestrzeni. Poruszając się w czasoprzestrzeni struna może rozpadać się na mniejsze struny, albo zderzać się z innymi, tworząc dłuższe struny. Przy założeniu, że struna musi poruszać się spójnie w czasoprzestrzeni, z równań struny można wyprowadzić równania Einsteina! Kwant grawitacji (grawiton) to tutaj najmniejsze drganie zamkniętej struny. Jeśli nie wyrazimy teorii grawitacji Einsteina jako jednego z drgań struny, teoria superstrun staje się niespójna. Te ograniczenia na spójność są bardzo sztywne. Pozwalają one na poruszanie się struny tylko w przestrzeniach o magicznych liczbach wymiarów: dziesięć lub dwadzieścia sześć. W takich przestrzeniach jest już na szczęście wystarczająco dużo "miejsca", by zjednoczyć wszystkie podstawowe siły i wychodząc od prostej teorii wibrującej struny można otrzymać teorię Einsteina, Kaluzy-Kleina, model standardowy i teorię GUT. Edward Witten stwierdził nawet, że "wszystkie naprawdę wielkie idee w fizyce" są odgałęzieniami teorii superstrun, a odkrycie ogólnej teorii względności przed teorią superstrun "było zwykłym przypadkiem w historii Ziemi".
Teoria superstrun mieści w sobie wszystkie symetrie modelu standardowego, a nawet teorii GUT, a poza tym jest to pierwsza w historii fizyki kwantowa teoria grawitacji renormalizowalna (mająca skończone poprawki kwantowe). Tego kryterium nie spełniały wszystkie znane wcześniej teorie, włącznie z oryginalną teorią Einsteina, teorią Kaluzy-Kleina i supergrawitacją.

W teorii tej zakłada się, że dodatkowych sześć, niewidzialnych dla nas, wymiarów jest zwiniętych do rozmiarów rzędu długości Plancka. Zgodnie z modelem Gorącego Wielkiego Wybuchu, opracowanym jeszcze w 1948r. przez George'a Gamowa (1904 - 1968) i jego studenta Ralpha Alphera, można przyjąć, że w chwili narodzin Wszechświata, przy fantastycznej temperaturze 1032 kelwinów, był on pięknym dziesięciowymiarowym tworem, w którym zjednoczone były wszystkie oddziaływania i istniała jedna wielka symetria GUT. Świat ten był jednak niestabilny i po 10-43 sekundy rozpadł się na cztero- i sześciowymiarowy. Sześciowymiarowy zapadł się do rozmiaru 10-32 centymetra, a nasz czterowymiarowy zaczął się gwałtownie rozszerzać. Po 10-35 sekundy silne oddziaływania oddzieliły się od elektrosłabych, a niewielki fragment większego wszechświata rozszerzył się 1050 razy, stając się ostatecznie naszym widzialnym Wszechświatem. Po upływie dalszego ułamka sekundy, oddziaływania elektrosłabe rozpadły się na elektromagnetyczne i słabe, a następnie, gdy temperatura spadła już do 1014 kelwinów, kwarki zaczęły się łączyć w protony i neutrony ...

Z końcem lat osiemdziesiątych wydawało się, że w krótkim czasie uda się nadać teorii ostateczny kształt. Wyniknęły tu jednak problemy.
Ukończenie teorii pola strun jest dobrze matematycznie zdefiniowanym problemem, ale rozwiązanie go wymaga technik, które wykraczają poza umiejętności jakiegokolwiek fizyka żyjącego współcześnie. Stosowany tu obecnie rachunek zaburzeń (teoria perturbacji) przynosi dosłownie miliony rozwiązań (różnych sposobów zwinięcia dodatkowych wymiarów), a nikt nie wie, jak wybrać spośród nich to poprawne! Można powiedzieć, że problem leży w tym, że podczas gdy fizyka XXI wieku znalazła się w dwudziestym stuleciu, matematyka XXI wieku jeszcze nie powstała.
Z drugiej strony, dla empirycznej weryfikacji tej teorii musielibyśmy dysponować energiami porównywalnymi z energią Wielkiego Wybuchu!
Witten w jednym z wywiadów powiedział: "Istoty ludzkie na Ziemi nigdy nie posiadały bazy pojęciowej, która doprowadziłaby je do świadomego stworzenia teorii strun. (...) Nikt nie wymyślił jej celowo, została odkryta przez szczęśliwy traf. Fizycy XX wieku w zasadzie nie powinni uzyskać przywileju studiowania tej teorii. Teoria strun nie miała prawa powstać, zanim nasza wiedza o pewnych ideach, które są dla teorii strun podstawowe, nie osiągnie poziomu umożliwiającego dokładne zrozumienie, o co w tym wszystkim chodzi".

Od czasów Newtona fizyka przebyła długą drogę i ciągle nie wiemy, jak daleko jeszcze do jej końca, do całkowitego zrozumienia istoty świata. W gruncie rzeczy nie wiemy nawet, czy taki koniec istnieje.
Chociaż fizycy skłaniają się, przynajmniej w części, do poglądu, że kwarki i leptony to już cząstki podstawowe, ciągle nie ma pewności, czy nie są one zbudowane z czegoś jeszcze mniejszego. Jeśli cząstka nie jest punktem i posiada rozciągłość przestrzenną, to coś powinno zajmować tę przestrzeń. Czymkolwiek jest to "coś", właśnie z tego musi być zbudowana cząstka. Przy tym rozumowaniu, stosując w mikroświecie wyobrażenia o materii zaczerpnięte z naszego makroświata, dojdziemy do przekonania, że najbardziej elementarnej "cegiełki" w ogóle nie ma, że materia jest "nieskończona w głąb" (przychodzi tu na myśl powiedzenie Lenina o "niewyczerpywalności elektronu").

Należy sobie uświadomić, że utrwalone w naszej świadomości wyobrażenia o materii są nieco złudne. Wyobrażenia te oparte są na naszych zmysłach wzroku i dotyku. Przedmioty, które widzimy dookoła, wydają nam się ściśle wypełnione materią. W rzeczywistości ta materia to niemal pusta przestrzeń.
Obszar, w którym elektrony krążą wokół jadra atomowego, jest więcej niż 10 tysięcy razy większy od objętości zajmowanej przez jądro. Odległość między atomami metalu w krysztale jest rzędu 10-8 cm, natomiast rozmiar nukleonu to ok. 10-13 cm.
To elektrony powodują, częściowe lub całkowite, odbijanie kwantów światła (fotonów) przez przedmiot materialny i dlatego ten przedmiot możemy oglądać. Patrząc na błyszczący biały metal (srebro, aluminium) możemy powiedzieć, że "widzimy" swobodne elektrony; gaz swobodnych elektronów w tym metalu nie pozwala na przeniknięcie do środka fal świetlnych.
Siły elektrostatycznego odpychania pomiędzy elektronami w powierzchniowych warstwach dwóch przedmiotów nie pozwolą także na "przeniknięcie" jednego przedmiotu przez drugi.

W świecie fizyki tak już jest, że wraz ze zmniejszaniem się obiektów gwałtownie wzrastają siły działające na te obiekty, od bardzo słabych sił grawitacyjnych oddziaływujących we wszechświecie do krańcowo potężnych sił wiążących ze sobą kwarki w nukleonach. Te ostatnie siły są tak wielkie, że dotychczas nie wykryto eksperymentalnie kwarków jako cząstek swobodnych. Gdyby te cząstki miałyby się składać z kolejnych mniejszych elementów, to, można przypuszczać, występowałby tam nowy rodzaj sił jeszcze potężniejszych.

Mechanika kwantowa z modelem standardowym, mimo niezaprzeczalnych osiągnięć (także w życiu codziennym: jej efektem są m.in. diody i tranzystory), jak już powiedziano, nie jest ostateczną teorią materii. Nie obejmuje ona grawitacji a jej zgodność z danymi doświadczalnymi okupiona została dopasowanymi (nie wynikającymi z teorii) parametrami. Nie jest to absolutnie elegancka teoria, czego należałoby oczekiwać od Uniwersalnej Teorii.
Kontrowersyjna też jest jedna z podstawowych tez tej teorii: zasada nieoznaczoności.
Zasada ta, odrzucając w istocie przyczynowość w pewnych obszarach świata fizycznego, podważa fundamenty, na których opiera się nasze poznanie świata. Przeczy ona w pewnym sensie tezie, że w całej przyrodzie obowiązują znane nam lub nieznane, ale ścisłe prawa.

Generalnie, wydają się prawdopodobne dwa główne "scenariusze" podstawowej istoty materii:

  • Tak, jak wcześniej powiedziano, materia jest "niewyczerpywalna w głąb". Mogłoby to oznaczać, że nigdy nie dojdziemy do końca, chyba, że istnieje możliwa do odkrycia prawidłowość rządząca tą "niekończącą się złożonością".
  • Materia, w naszym potocznym rozumieniu, w ogóle nie istnieje, a istnieją tylko fale, drgania, zakrzywienia czasoprzestrzeni itp., odbierane przez nas jako cząstki materii.

Być może kluczem do stworzenia ostatecznej teorii są wielowymiarowe przestrzenie i właśnie teoria superstrun? Może właśnie geometria miniaturowej, około stu miliardów miliardów razy mniejszej od protonu, struny odpowiedzialna jest zarówno za pochodzenie sił jak i za strukturę materii?
Jak widzieliśmy, w wyższych wymiarach zagadnienia się upraszczają a teorie zyskują na elegancji, obejmując swym zasięgiem większy zakres zjawisk.
Słabym punktem teorii superstrun jest to, że nie potrafimy jej w chwili obecnej w żaden sposób udowodnić (tak samo, jak żadnej teorii zdefiniowanej przy energii Plancka wynoszącej 1019 miliardów elektronowoltów). Kontrowersje wzbudza zwłaszcza przestrzeń o dodatkowych, zwiniętych, wymiarach. Czy rzeczywiście świat posiada więcej niż trzy wymiary przestrzenne, a jeżeli tak, to dlaczego niektóre uległy zwinięciu?

Wydaje się oczywiste, że trzy wymiary to liczba minimalna, aby mogło istnieć bogactwo form, w szczególności tak skomplikowanych, jak materia ożywiona.
Jako prosty przykład można przedstawić tutaj dwuwymiarowe zwierzę, które rozpadłoby się na dwie części rozdzielone przewodem pokarmowym. Równie trudno wyobrazić sobie na przykład obieg krwi w takim stworzeniu.
Jeśli nasz obserwowalny Wszechświat jest "częścią" dziesięciowymiarowej czasoprzestrzeni, to można rozważać przynajmniej dwa wypadki:

  • 10-wymiarowy świat znajdujący się w stanie o maksymalnej symetrii był niestabilny (o nadmiarze "energii wewnętrznej") i dążąc do stanu o równowagi załamał się: sześć "zbędnych" wymiarów uległo zwinięciu a 4-wymiarowa czasoprzestrzeń uległa rozszerzeniu wypełniając się materio-energią.
  • Z dziesięciowymiarowej czasoprzestrzeni mogło powstać wiele "równoległych" światów, także o innej liczbie wymiarów, niż nasz świat, ale tylko w takiej czterowymiarowej czasoprzestrzeni mogły zaistnieć takie struktury materio-energii, z których powstałby nasz Kosmos i my sami.

Teoria superstrun to bardzo zaawansowany matematycznie model. Niektórzy z matematyków stwierdzili, że może należałoby ją traktować jako gałąź matematyki, bez względu na to, czy ma jakieś fizyczne znaczenie.
Istotne przede wszystkim jest, aby opracowany model był doskonale zgodny z fizyczną rzeczywistością we wszystkich jej przejawach. Być może, że teoria superstrun będzie takim modelem. I być może, że wtedy na pytanie, z czego zbudowana jest ta mała struna, w czym rozchodzą się te drgania będące cząstkami elementarnymi, będziemy mogli tylko odpowiedzieć, że tym tworzywem jest eter ...

Aby nie ulec pochopnej fascynacji teorią superstrun i światami wielowymiarowymi trzeba jednak spojrzeć na tę teorię także krytycznie.
Sceptyk może uważać, że to tylko matematyczna żonglerka z wykorzystaniem wyimaginowanego obiektu o bardzo szerokim spektrum możliwych zachowań (drgająca struna, a w nowszej teorii membrana) w tak dobranym n-wymiarowym świecie, aby matematyczny zapis własności tego obiektu można było dostosować do opisu pewnej grupy zjawisk fizycznych.
Może to być sytuacja podobna, jak w poniższym przykładzie.

Dołączona grafika


Próbujemy dopasować krzywą, o możliwie prostym równaniu, do danych punktów.
Przy dwóch punktach, naturalnym podejściem jest przyjęcie prostej o jakimś równaniu y = ax + b z dwoma odpowiednio dobranymi parametrami a oraz b.


Dołączona grafika



Jeśli następne pojawiające się punkty nie będą zgadzały się z naszym równaniem, przypuszczalnie będziemy zwiększać jego stopień i przy sześciu punktach, tak rozmieszczonych jak na rysunku, otrzymamy mało eleganckie równanie
y = 0,01x5 + 0,01x4 - 0,35x3 - 0,01x2 + 0,98x - 5
już z sześcioma parametrami.
W tym momencie - mając na uwadze prostotę równania - możemy mieć wątpliwości, czy jesteśmy na dobrej drodze.


Dołączona grafika


I zupełnie słusznie, gdyż punkty należą do spirali Archimedesa o bardzo prostym równaniu r = φ, lecz w innego typu układzie współrzędnych (współrzędne biegunowe). Okazało się, że nie było konieczności wprowadzania żadnych dodatkowych parametrów.



Sceptyk może właśnie kwestionować elegancję teorii superstrun - dodatkowe wymiary, ich promienie zwinięcia to przecież wprowadzane dodatkowe parametry ( stałe przyrody ). Może rozwiązanie jest prostsze, lecz polega na czymś innym?

Powyższy przykład oczywiście odnosi się też, i to w większym stopniu, do mechaniki kwantowej. Jak pamiętamy, w modelu standardowym mamy aż 19 wprowadzonych sztucznie parametrów.

Paradoksalne jest to, że im bardziej podstawowe i fundamentalne aspekty materii są badane, tym bardziej abstrakcyjne stają się rozważania nad nimi! Jeden z największych matematyków w XIX wieku, Alferd North Whitehead, powiedział, że matematyka na swoim najgłębszym poziomie jest nierozdzielna z fizyką na jej najgłębszym poziomie.

Można wierzyć, że u podstaw fizyki leży niewielki zbiór podstawowych zasad, mogących być wyrażonych prostym językiem, bez konieczności odwoływania się do matematyki. I że z tych zasad, wyrażonych już w formie eleganckiego równania matematycznego, lub zestawu równań, będzie można odtworzyć otaczający nas świat z całym bogactwem zjawisk fizycznych oraz jego przeszłością i przyszłością. I w końcu można wierzyć, że te zasady określające istotę Natury zostaną przez nas kiedyś odkryte.

Ale prawdopodobnym też jest, być może nawet bardziej, że świat jest jakościowo nieskończony i tym samym "niewyczerpywalny" poznawczo, że nigdy nie dojdziemy do końca ani że takiego końca w ogóle nie ma ( brzmi to dosyć pesymistycznie, ale z drugiej strony spróbujmy sobie wyobrazić nudę świata całkowicie znanego i nie kryjącego żadnych tajemnic! ).
Einstein kiedyś powiedział: "Przyroda pokazuje nam tylko ogon lwa. Wierzę jednak, że na jego końcu znajduje się lew, jeżeli nawet z powodu jego olbrzymich rozmiarów nie możemy zobaczyć zwierzęcia w całości."

Mieliśmy wcześniej dwa przykłady z historii fizyki, gdy wydawało się, że wiemy już prawie wszystko: optymistyczne stwierdzenie lorda Kelvina z końca XIX wieku i wykład Stephena Hawkinga wygłoszony w 1980 roku. Dwie "małe chmurki" lorda Kelvina, widniejące wówczas na horyzoncie, przekształciły się w XX wieku w dwie chyba największe burze w historii fizyki: teorię względności i teorię kwantów.

Dołączona grafika


"Hic sunt leones" (łac.: tu przebywają lwy) - na dawnych mapach tak oznaczano kraje nieznane ("białe plamy")


W miarę jak wydzieramy Przyrodzie jej tajemnice i poszerzamy granice wiedzy pojawiają się nowe pytania. Wydaje się, że tym pytaniom nie będzie końca, że ciągle będą pozostawać białe plamy na naszej mapie poznania.
Być może tego lwa Einsteina nigdy w całości nie zobaczymy ...

W części oparto się na publikacji Michio Kaku "Hiperprzestrzeń" (wyd. polskie Prószyński i S-ka, 1999r.).

Źródło
  • 2

#3

Erik
  • Postów: 855
  • Tematów: 106
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Alexi Arduscoini, Ślicznie przedstawiona istota zagadnienia, a w zasadzie zagadnień, gdzie z jednej strony można by powiedzieć „im dalej w las tym więcej drzew”, lecz sami przecież kiedyś weszliśmy do tego lasu, a więc słusznym jest szukanie z niego drogi wyjścia, tym bardziej, że nie chcemy lub z innych względów nie potrafimy już wracać do miejsca, kiedy po raz pierwszy zadaliśmy fundamentalne pytania o naszym istnieniu we wszystkim nas otaczającym.
Mimo wszystko w głębi chcę wierzyć w unifikujące to wszystko prawidło, choć tak jak słusznie tutaj było powiedziane takim prawidłem równie dobrze mógłby być jego brak, na zasadzie, iż „nawet ateista wierzy, gdyż wierzy on, że w coś nie wierzy”.
I tak jak wielokrotnie o tym wspominałem nauki ścisłe w dużej mierze podobne są „odliczaniu ilości diabłów na główce od szpilki”, lecz w wielu przypadkach może to być słuszniejsze od dogmatycznego założenia, że diabła wcale nie ma lub w jednakowym stopniu, że on bezwzględnie istnieje.
Skłaniam się do koncepcji, iż przy egzystencji występuje również motywacja, a z motywacją w parze idzie kreacja lub stagnacja zależnie od motywacji w istnieniu.
Jednym słowem według mnie istnieć powinna nieskończona mnogość tak wyliczalnych jak i całkiem chaotycznych, choć w tym przypadku zależnie od swej chaotyczności mogących istnieć jedynie mgnienie ułamka czasu wszechświatów.

Pozdrawiam, Erik.
  • 2



#4 Gość_mag1-21

Gość_mag1-21
  • Tematów: 0

Napisano

Tym razem Eriku bardziej sklaniam sie do dania pierwszenstwa fizyce kwantowej, niz filozoficznemu gdybaniu o niczym.Temat mnie bardzo interesuje, ale podstaw z zakresu fizyki mi brak :<, dlatego tez bardzo dziekuje autorowi, oraz Alexi, za przyblizenie mozliwosci zrozumienia.
Nie tak dawno( jako rasowa blondynka w tym temacie), zwrocilam sie z prosba do Radoslawa o jakies materialy pomocnicze w celu blizszego zrozumienia tematu: manipulacja czasem i predkosc wirtualna. Radoslawowi tez dziekuje, oraz kazdemu (oczywiscie z gory), kto napisze cos w temacie i pomoze zdobyc potrzebna wiedze.
Dziekuje i pozdrawiam.
  • 2

#5

Erik
  • Postów: 855
  • Tematów: 106
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Droga Mag, napisałaś „bardziej skłaniam sie do dania pierwszeństwa fizyce kwantowej, niż filozoficznemu gdybaniu o niczym.” Za chwilę dodając „dlatego tez bardzo dziękuję autorowi, oraz Alexi, za przybliżenie możliwości zrozumienia”. Więc czy chodzi Tobie o ciekawy artykuł kamilusa, czy też zgadzasz się z artykułem umieszczonym przez Alexi Arduscoini, gdyż jeśli tego drugiego to właśnie moje gdybanie zmierza do tego artykułu „H I P E R P R Z E S T R Z E Ń- elegancja w wyższych wymiarach” i pośrednio do Fizyki Strun i Super Strun, gdzie jest powiedziane:

Paradoksalne jest to, że im bardziej podstawowe i fundamentalne aspekty materii są badane, tym bardziej abstrakcyjne stają się rozważania nad nimi! Jeden z największych matematyków w XIX wieku, Alferd North Whitehead, powiedział, że matematyka na swoim najgłębszym poziomie jest nierozdzielna z fizyką na jej najgłębszym poziomie.

Można wierzyć, że u podstaw fizyki leży niewielki zbiór podstawowych zasad, mogących być wyrażonych prostym językiem, bez konieczności odwoływania się do matematyki. I że z tych zasad, wyrażonych już w formie eleganckiego równania matematycznego, lub zestawu równań, będzie można odtworzyć otaczający nas świat z całym bogactwem zjawisk fizycznych oraz jego przeszłością i przyszłością. I w końcu można wierzyć, że te zasady określające istotę Natury zostaną przez nas kiedyś odkryte.

Ale prawdopodobnym też jest, być może nawet bardziej, że świat jest jakościowo nieskończony i tym samym "niewyczerpywalny" poznawczo, że nigdy nie dojdziemy do końca ani że takiego końca w ogóle nie ma ( brzmi to dosyć pesymistycznie, ale z drugiej strony spróbujmy sobie wyobrazić nudę świata całkowicie znanego i nie kryjącego żadnych tajemnic! ).
Einstein kiedyś powiedział: "Przyroda pokazuje nam tylko ogon lwa. Wierzę jednak, że na jego końcu znajduje się lew, jeżeli nawet z powodu jego olbrzymich rozmiarów nie możemy zobaczyć zwierzęcia w całości."


Pozdrawiam, Erik.

Użytkownik Erik edytował ten post 27.03.2011 - 21:14

  • 2



#6 Gość_mag1-21

Gość_mag1-21
  • Tematów: 0

Napisano

Eriku
Jak mozna stwierdzic co jest prawda a co nie jesli sie jej dopiero poszukuje? Ja szukam w zwiazku z czym nie odrzucam i nie lekceaze niczego...
Tak jedno jak i drugie przybliza temat, wiec?
Ps.opisowe sytuacje mi nie pasuja w tym temacie,ale moge niesmialo zapiszczec: rzadam konkretow.
Ps2. Doszlam do punktu w ktorym potrzeba mi matematycznych wyznacznikow potwierdzajacych niemoznosc potwierdzenia istnienia niemozliwego, mowiac Twoim jezykiem, (ktory wcale nie jest mniej skomplilowany, niz matematyczn-fizyczny w najczystszej naukowej postaci).
Jak nauka pokazuje Einstein nie wiedzial jednak wszystkiego i nawet bardzo bal sie, ze sie myli w pewnym momencie, bo najlepsze rozegralo sie jak Go juz nie bylo wsrod zywych :mrgreen:

Użytkownik mag1-21 edytował ten post 27.03.2011 - 21:19

  • 0

#7

Erik
  • Postów: 855
  • Tematów: 106
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Droga Mag, I właśnie jeśli nie można znaleźć „konkretów”, cała nowożytna fizyka jest tylko nauką teoretyczną, ja na przykład ze swej strony widzę jedynie w niektórych jej aspektach podobieństwa do pewnych mistyczno- religijno- doznaniowych odczuć tak obecnie jak i w przeszłości istniejących osób będących w pewnych mistyczno-szamańskich kręgach, co może być poszlaką, iż pewne domniemania szczególnie Fizyki Strun choć, niczego nie dowodzą jednak też nie zaprzeczają istnienia od wieków powtarzanych ideologii np. o „eterze” czy o planowym stwarzaniu wszechświata, wszechświatów.

Pozdrawiam, Erik.
  • 1



#8

Amontillado
  • Postów: 628
  • Tematów: 50
  • Płeć:Mężczyzna
  • Artykułów: 21
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Ale prawdopodobnym też jest, być może nawet bardziej, że świat jest jakościowo nieskończony i tym samym "niewyczerpywalny" poznawczo, że nigdy nie dojdziemy do końca ani że takiego końca w ogóle nie ma ( brzmi to dosyć pesymistycznie, ale z drugiej strony spróbujmy sobie wyobrazić nudę świata całkowicie znanego i nie kryjącego żadnych tajemnic! ).
Einstein kiedyś powiedział: "Przyroda pokazuje nam tylko ogon lwa. Wierzę jednak, że na jego końcu znajduje się lew, jeżeli nawet z powodu jego olbrzymich rozmiarów nie możemy zobaczyć zwierzęcia w całości."


No właśnie - bowiem nie chodzi o to aby złapać króliczka, ale by go gonić. W tym tkwi sens egzystencji człowieka - w poznawaniu, w dążeniu. W ciągłym zdobywaniu a nie w jednoznacznym i ostatecznym zdobyciu.

Z tego powodu teoria strun jest odrzucana przez znakomitą część środowiska naukowego - nie da się jej jednoznacznie udowodnić. Jest ona teorią, która daje pole do popisu wyobraźni i nie sposób zbadać jej 'szkiełkiem i okiem'. Bo jak niby zobaczyć tę fundamentalną cząstkę: strunę? Aby tak się stało człowiek musiałby jakimś sposobem ujarzmić energię przewyższającą tę jaka znajduje się na całym naszym globie. Ale i to nie rozwiązuje sprawy - bo jakie urządzenie (dzięki któremu moglibyśmy zobaczyć strunę) byłoby w stanie przyjąć tak niewyobrażalną ilość energii?

Dlatego też teoria strun pozwala każdemu z nas na dowolną interpretację Wszechświata. Do takiej interpretacji mają prawo nie tylko doktorzy fizyki (zresztą i tak każdy z nich ma na temat strun inne zdanie), ale każdy z nas. I nikt nie może zarzucić drugiemu, że nie ma racji - żadnej interpretacji nie sposób bowiem udowodnić ani też obalić.

Użytkownik Amontillado edytował ten post 27.03.2011 - 21:38

  • 0



#9 Gość_mag1-21

Gość_mag1-21
  • Tematów: 0

Napisano

No widzicie, a jesli "widzielibyscie" problem i nie umielibyscie tego przelozyc na jakis konkretny jezyk, nawet cyfrowy, to co byscie zrobili?
Szukam zrozumienia tego co "widze"w kontekscie nauk scislych. Moze popelniam blad, ale kurcze chce wiedziec co "widze"! Chce to umiec rozpoznawac i szufladkowac, nie chce sie tylko przygladac, to bez sensu!
  • 0

#10

Amontillado
  • Postów: 628
  • Tematów: 50
  • Płeć:Mężczyzna
  • Artykułów: 21
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Mag, ale dlaczego chcesz przekładać problem na 'konkretny język'? Język jest wybitnie niedoskonały. Pisałem o tym już nie raz - pewnych rzeczy nie sposób zrozumieć choćby dlatego, że także myśl jest niedoskonała. Istnieją pojęcia, których nie sposób ogarnąć myślą, a co dopiero przekładać je na język.
Pewne aspekty człowieczeństwa należy wyłacznie odczuwać, a nie rozumieć.

Użytkownik Amontillado edytował ten post 27.03.2011 - 22:01

  • 0



#11 Gość_radoslaw

Gość_radoslaw
  • Tematów: 0

Napisano

Dołączona grafika

Na tym obrazku jest błąd.
Nie znamy żadnego prawa grawitacji - po prostu zauważyliśmy jakąś zależność pomiędzy masą a grawitacją, a to wcale nie tłumaczy skąd się owa grawitacja bierze.

Wiele na temat jednolitej teorii pola tłumaczy używając terminów ze starożytności święta geometria, mówiąc bardziej współczesnie fizyka plazmowa (plazma=99,999999999% wszechświata). Znalazło się w niej także miejsce na zakazane słowo ETER.

Dla zainteresowanych:
link

Mag-21 prędkość wirtualna to zbyt ....hmmm abstrakcyjne/za mało sprecyzowane określenie.
Manipulacja czasem - chodzi Ci o Eksperyment Filadelfia/Projekt Montauk/Looking Glass czy jak? :mrgreen:

pozdrawiam
  • 1

#12 Gość_mag1-21

Gość_mag1-21
  • Tematów: 0

Napisano

Radku
problem polega na tym, ze ja nie wiem o co mi chodzi, staram sie dowiedziec, ale cos mnie dreczy z ta predkoscia(fazowa, czy wirtualna) i zawsze jest to w kontekscie z poruszaniem sie w czasie.Nie wiem skad tez narzucilam temu termin "manipulacja". Wiem, ze nic nie wiem. Tyle wiem. :mrgreen:
  • 0

#13

Córa Koryntu

    Altair

  • Postów: 4504
  • Tematów: 82
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja znakomita
Reputacja

Napisano

Teoria strun jest niemożliwa do zweryfikowania. Bada się ją w zasadzie po omacku, wbrew wszelkim prawidłom sztuki naukowej. Stała się niejako wiarą świata nauki. Badania nad nią można porównać do badań teologów nad Biblią.
  • 1



#14 Gość_mag1-21

Gość_mag1-21
  • Tematów: 0

Napisano

Mylo,
jednak biblie tez sie rozklada na czynniki pierwsze poszukujac potwierdzenia w innych zrodlach historycznych. niektore rzeczy przez to sie odrzuca, twierdzac, ze sa nieprawdziwe inne znajduja potwierdzenie. Mysle, ze z fizyka a konkretnie z teoria strun, czy swiatow rownoleglych wogole, jest tak samo. Z kazda nauka!
Mowicie ze cala nowoczesna fizyka(kwantowa), jest nauka teoretyczna, zgoda ale na tej samej podstawie ja stwierdzam, ze teoretycznie to tu"jestem" i niech to ktos sprobuje obalic!
Ps. Przez wiele lat biblia byla nie do zweryfikowania wogole, a teraz?

Użytkownik mag1-21 edytował ten post 27.03.2011 - 22:23

  • 0

#15

Alexi Arduscoini
  • Postów: 717
  • Tematów: 85
  • Płeć:Mężczyzna
Reputacja bardzo dobra
Reputacja

Napisano

Teoria strun jest niemożliwa do zweryfikowania. Bada się ją w zasadzie po omacku, wbrew wszelkim prawidłom sztuki naukowej. Stała się niejako wiarą świata nauki. Badania nad nią można porównać do badań teologów nad Biblią.



Dlatego jest to teoria bardzo wygodna i dla każdego, kto chce sobie pomyśleć nad sensem Wszechświata oczywiście jest wiele teorii i są takie, które mają "pewien grunt" ale te są już dla zatwardziałych zesceptyczałych naukowców....

Którzy negują coś czego nie mogą w całości zbadać owa teoria tak jak zaznaczyłam wyraźnie na samym jej początku służy do przemyśleń i wyobraźni bo tylko dzięki niej możemy daną sytuacją/ zbiór sytuacji zachodzących w owej teorii wyobrazić. Sama nie jestem do końca przekonana czym tak naprawdę jest to zjawisko ale każde teorie i założenia, które pozwalają mi zabrnąć we własny umysł i pozwolą na pobudzenie wyobraźni oraz powstanie w mojej głowie nowych pytań bądź autoteorii mają u mnie plus. Na działania lubię sobie zerknąć ale nie są konieczne.

P.S
Cieszą się że pomogłam mag1-21

Pozdrawiam. ;)

Użytkownik Alexi Arduscoini edytował ten post 28.03.2011 - 09:44

  • 0


 

Użytkownicy przeglądający ten temat: 0

0 użytkowników, 0 gości oraz 0 użytkowników anonimowych

stat4u