Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
I wreszcie Boska
Cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

Mikroprzestrzeń/
makroprzestrzeń

Akcelerator z
nieograniczonym
budżetem

Teorie takie i siakie
GUT-y
Susy
Superstruny
Płaskość i ciemna
materia

Charlton, Golda i Guth
Inflacja i cząstka
skalarna

Przed początkiem
czasu

Powrót Greka
Do widzenia
Koniec fizyki?
Obowiązkowe boskie
zakończenie
  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Przed początkiem czasu
 
Przed początkiem czasu
 
W
róćmy jeszcze na chwilę do prenatalnego Wszechświata. Żyjemy w  świecie, o  którym sporo wiemy. Jesteśmy jak paleontolodzy, którzy rekonstruują mastodonta na podstawie kawałka golenia, albo jak archeolodzy, którzy potrafią wyobrazić sobie, jak wyglądało dawno wymarłe miasto na podstawie paru starych kamieni. My korzystamy z  praw fizyki odsłanianych podczas badań prowadzonych w  laboratoriach całego świata. Jesteśmy przekonani – choć nie potrafimy tego udowodnić – że istnieje tylko jedna sekwencja zdarzeń, która odegrana wstecz może prowadzić od obecnie obserwowanego świata do początku i  „jeszcze wcześniej”. Aby początek mógł się zdarzyć, prawa przyrody musiały istnieć, zanim jeszcze zaczął się czas. Tak twierdzimy, wierzymy w  to, ale czy potrafimy tego dowieść? Nie. A  co z  tym: „przed początkiem czasu”? Teraz opuściliśmy dziedzinę fizyki i  wkroczyliśmy na obszar filozofii.
       Pojęcie czasu związane jest z  sekwencją zdarzeń. Zdarzenie określa punkt w  czasie. Dwa zdarzenia wyznaczają przedział. Regularna sekwencja zdarzeń pozwala zdefiniować „zegar” – bicie serca, wychylenia wahadła, wschody i  zachody Słońca. Wyobraź sobie teraz sytuację, w  której nic się nie dzieje. Żadnego tykania, żadnych posiłków, żadnych wydarzeń. Pojęcie czasu nie ma w  tym sterylnym świecie żadnego znaczenia. W  takim właśnie stanie mógł się znajdować Wszechświat „przed czasem”. Wielkie Wydarzenie – Wielki Wybuch – stanowiło potężny incydent, który między innymi dał początek czasowi.
       Chcę przez to powiedzieć, że jeśli nie możemy zdefiniować zegara, to nie dysponujemy także sposobem, by przypisać jakiekolwiek znaczenie pojęciu czasu. Rozważmy kwantową koncepcję rozpadu cząstki, na przykład naszego starego znajomego – pionu. Dopóki się nie rozpadnie, nie sposób zdefiniować czasu we wszechświecie pionu. Nic w  nim nie ulega zmianie. Jego struktura, jeśli w  ogóle na czymkolwiek się znamy, jest identyczna i  niezmienna aż do chwili, gdy dojdzie do rozpadu w  akcie osobistego Wielkiego Wybuchu. Porównaj to z  naszym ludzkim doświadczeniem rozpadu osobnika gatunku Homo sapiens. Wierz mi, że jest mnóstwo oznak mówiących o  tym, iż proces ten się posuwa, a  nawet jest wyraźnie zaawansowany! Jednak w  świecie kwantowym pytania: „kiedy rozpadnie się pion?” albo „kiedy nastąpił Wielki Wybuch?”, nie mają żadnego sensu. Z  drugiej strony, możemy zapytać: jak dawno temu wydarzył się Wielki Wybuch?
       Możemy próbować wyobrazić sobie Wszechświat sprzed Wielkiego Wybuchu: bezczasowy, pozbawiony jakichkolwiek cech, ale w  jakiś sposób poddany prawom fizyki. Dzięki nim istnieje skończone prawdopodobieństwo, że Wszechświat – podobnie jak skazany pion – ulegnie eksplozji, przekształceniu, dozna zmiany stanu. Możemy teraz dopracować metaforę, którą umieściłem na początku tej książki. Raz jeszcze porównajmy Wszechświat z  okresu Samego Początku do wielkiego głazu znajdującego się na wierzchołku wyniosłej skały, ale teraz ów głaz tkwi w  koleinie. Według fizyki klasycznej jest to sytuacja stabilna, ale fizyka kwantowa dopuszcza zjawisko tunelowania – jeden z  dziwacznych efektów, o  którym mówiłem w  części piątej – dlatego głaz wyskakuje z  koleiny, przemyka nad krawędzią urwiska i  spadając uwalnia swą energię potencjalną; w  ten sposób stwarza znany nam świat. W bardzo spekulatywnych modelach rolę metaforycznego urwiska odgrywa nasz drogi i  kochany Higgs.
       Krzepiące jest, że podczas podróży do początku Wszechświata potrafimy wyobrazić sobie brak czasu i  przestrzeni. Gdy czas i  przestrzeń zdążają do zera, równania, których używamy do opisu Wszechświata, załamują się i  tracą znaczenie. W  tym momencie znajdujemy się już zupełnie poza granicami nauki. Może to i  dobrze, że czas i  przestrzeń przestają cokolwiek znaczyć. Dzięki temu znikanie pojęć odbywa się gładko. Co pozostaje? Oczywiście prawa fizyki.
       Podczas zmagań ze wszystkimi eleganckimi nowymi teoriami dotyczącymi przestrzeni, czasu i  początku ogarnia człowieka zniechęcenie. W  przeciwieństwie do wszystkich innych okresów w  nauce – a  zwłaszcza po roku 1500 – wydaje się, że teraz nie mamy szans, by eksperymenty i  obserwacje mogły przyczynić się do rozwiązania problemu, w  każdym razie nie w  ciągu kilku najbliższych dni. Nawet za czasów Arystotelesa można było (podejmując pewne ryzyko) policzyć zęby w  pysku konia przed zabraniem głosu w  debacie poświęconej końskiemu uzębieniu. Obecnie nasi koledzy dyskutują nad zagadnieniem, co do którego istnieje tylko jedna jedyna przesłanka: istnienie Wszechświata. Tym sposobem doszliśmy do żartobliwego podtytułu naszego wykładu: Wszechświat jest odpowiedzią, ale niech nas licho porwie, jeśli wiemy, jak brzmi pytanie.
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach