Biblioteka
  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 > Biblioteka > Astronomia, Astronautyka > Mój dom kędy wieją wiatry. Stronice z życia kosmologa  



[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6] 
Jestem przekonany, że rzeczy duże i małe są ze sobą wzajemnie powiązane. Zazwyczaj przyjmuje się, że to, co małe (to znaczy prawa), jest pierwotne, a to, co duże (to znaczy Wszechświat) - wtórne. Podejrzewam, iż oba te przejawy rzeczywistości współistnieją w ramach swego rodzaju zamkniętej pętli logicznej, żaden z nich nie jest pierwotny. Świadczyłby o tym pewien aspekt równania Diraca. Na poziomie kwantowym masa m jest wyznaczoną eksperymentalnie masą elektronu, lecz na najwyższym poziomie elektrodynamiki kwantowej m stanowi tak zwaną masę teoretyczną, od której dopiero trzeba odjąć pewną wielkość, by otrzymać masę mierzoną w laboratorium; procedura ta nosi nazwę renormalizacji. Odejmowana wielkość jest arbitralna, jako że wyznacza się ją poprzez odcięcie wszystkich pól elektromagnetycznych powyżej pewnej arbitralnie wybranej, wysokiej częstości (to znaczy odrzucenie wszystkich składowych pola, których częstości przekraczają określoną wartość). Zalecaną metodą uniknięcia tej arbitralności jest przesuwanie częstości odcięcia coraz wyżej i wyżej, aż do nieskończoności, lecz wtedy parametr m w równaniu Diraca maleje coraz bardziej, zdążając do minus nieskończoności - rzecz dość zniechęcająca do zajmowania się fizyką. Innym sposobem jest oparcie częstości odcięcia na własnościach Wszechświata - m ma wtedy określoną jednoznacznie wartość wyznaczoną na podstawie częściowo masy elektronu, a częściowo rozważań natury kosmologicznej. To rozwiązanie preferuję i, jak sądzę, dotyczy ono bardzo szerokiego zakresu problemów fizycznych. Jedyną wadę stanowi to, iż jego stosowanie wymaga uwzględnienia głębszych aspektów rzeczywistości, przez co w praktyce może się okazać bardzo trudne. Ale kto powiedział, że Wszechświat istnieje dla naszej wygody?

Wielu uczonych marzy w wolnych chwilach, że to im dane będzie odkrycie jakiegoś fundamentalnego prawa przyrody, takiego jak prawo indukcji Faradaya, prawo przesunięć prądowych Maxwella, równoważność masy i energii E = mc2 lub ogólna teoria względności Einsteina czy też prawo elektronu Diraca. Jednak, jak powiedział cierpko francuski fizyk i matematyk Joseph Louis de Lagrange o odkryciach Newtona: "Może być tylko jeden system świata". Innymi słowy, aby dokonać wielkiego odkrycia, trzeba żyć we właściwym momencie. Gdy byłem uczniem Diraca w latach 1938-1939, powiedział mi on, że czas następnych odkryć w fizyce jeszcze nie nadszedł, i, jak się okazało, miał rację. Do pewnego stopnia to właśnie ta opinia Diraca skłoniła mnie do zajęcia się astronomią. Dirac był precyzyjny w doborze słów bardziej nawet niż moi przyjaciele z anglistyki w Cambridge. Jeśli istnieje jakieś słowo nadużywane obecnie, na którego dźwięk zgrzytał zębami, jest to na pewno słowo "naukowiec". Kiedy chciał skrócić długie wyrażenie "pracownik naukowy", mówił o sobie po prostu "pracownik".

Koncepcja, że pierwiastki chemiczne powstają w gwiazdach, zrodziła się na długo przedtem, zanim się nią zainteresowałem. Gdy Francis William Aston wyznaczył za pomocą spektrometru masowego masy izotopów pierwiastków chemicznych, hipoteza ta pojawiała się często jako spekulacja. Przeszkodę w jej rozwinięciu stanowiły ogromnie wysokie temperatury we wnętrzu gwiazd. W latach dwudziestych trudność sprawiało nawet wyjaśnienie, jak możliwe jest zachodzenie najprostszej reakcji przemiany wodoru w hel. Pomyślne rozpracowanie przez Bethego tej reakcji nie utorowało jeszcze wówczas drogi do rozwiązania problemu pochodzenia pierwiastków, gdyż wymagało ono temperatur ponad stokrotnie wyższych niż te, których używał Bethe. Misiowaty George Gamow, który przyczynił się do postępu w wyjaśnieniu tej kwestii dzięki rozwiązaniu pod koniec lat dwudziestych kwantowego problemu tunelowania, argumentował, że najlepszym momentem zapewnienia wysokich temperatur są pierwsze chwile po tym, co dzisiaj nazywa się początkiem Wszechświata - Wielkim Wybuchu. W połowie lat czterdziestych Gamow przekonywał wszystkich do tego pomysłu. Okazał się on potem bardzo istotny dla kosmologii, nie stanowił jednak zasadniczego rozwiązania problemu pierwiastków chemicznych. Było to widoczne już w latach czterdziestych, gdyż w łańcuchu, który Gamow usiłował podać, występowały luki nie do przeskoczenia między masami atomowymi 5 i 8. Alternatywą było wykazanie, iż wymagane skrajnie wysokie temperatury faktycznie panują we wnętrzu gwiazd. To właśnie dowód, że tak jest, miałem w kieszeni, niczym Wagner uwerturę do Rienziego, gdy jechałem singerem w lipcu 1945 roku z Funtington do Cambridge. Do dowodu tego doprowadziła mnie seria przypadków.

Serię tę zapoczątkował telefon od Maurice'a Pryce'a o intrygujących anomaliach propagacji fal w nowym typie radaru, działającym na bardzo małej długości fali. Potem była komisja Edwarda Appletona do spraw propagacji i moje w niej uczestnictwo. Jesienią 1944 roku Appleton powiadomił członków komisji, że pod koniec listopada w Waszyngtonie odbędzie się spotkanie robocze poświęcone anomalnej propagacji, zorganizowane głównie ze względu na zainteresowanie tym problemem amerykańskiej Marynarki Wojennej. Sugerował, iż dobrze byłoby, gdyby dwóch członków naszej komisji (miał na myśli Franka Westwatera i mnie) wzięło w nim udział. E. C. S. Megaw, który zorganizował na skalę przemysłową produkcję magnetronów w brytyjskich zakładach General Electric Company, został dokooptowany z zewnątrz jako trzeci uczestnik. Gdy nadeszła data wyjazdu, polecono mi zaokrętować się w Greenock na Aquitanię, starą łajbę z lat dwudziestych. Nie miała ona dużych szans w wyścigu z U-Bootem. Wspominałem już, że gdyby Aquitania została zatopiona, moja żona i dzieci nie dostałyby po mnie żadnej renty. Ubezpieczyłem się zatem u Lloyda na najwyższą sumę, na jaką mnie było stać. Wobec tak ponurej perspektywy uznałem, że powinienem się także zobaczyć z rodzicami, choć miałem nadzieję, iż nie będzie to ostatni raz. Wybrałem się zatem w podróż na północ służbowym samochodem. Pamiętając, że nazajutrz o ósmej rano muszę być w Greenock, zjadłem lunch u ciotki Leili (mojej ulubionej) w Leamington Spa i pojechałem do domu rodziców w Bingley. Byłem u nich aż do zmroku, a potem jakoś udało mi się dotrzeć po ciemku po Franka Westwatera do domu jego rodziców w Edynburgu. Była to długa, męcząca jazda - musiałem bez drogowskazów odszukać cel podróży jedynie na podstawie adresu - męcząca także ze względu na obowiązkowe osłony reflektorów samochodu, które pozostawiały niewiele światła na oświetlenie drogi. Dojechałem tam w końcu krótko po północy, przespałem się trochę na sofie i wyruszyłem z Frankiem do Greenock trzy czy cztery godziny później, nie widząc się nawet z jego rodzicami.

Rejs do Nowego Jorku trwał dziesięć dni. Gdyby statek płynął najkrótszą trasą, trwałby sześć dni. Na Aquitanii zaokrętowano dziesięć tysięcy amerykańskich żołnierzy powracających do domu na urlop z okazji świąt Bożego Narodzenia. Z entuzjazmem obsługiwali oni nieliczne działka przeciwlotnicze i nieustannie ćwiczyli alarm łodziowy, co, jak powiedział mi Westwater, było tylko stratą czasu. Po storpedowaniu, nawet na okręcie wojennym, gdzie obowiązuje surowa dyscyplina, rozpętuje się piekło i wszelkie starannie przećwiczone plany ewakuacji biorą w łeb. Najlepsze, co można wtedy zrobić, radził, to udać się na rufę statku i zjechać do morza po którejś z wielu znajdujących się tam lin. Potem trzeba zaczekać w wodzie, aż statek zatonie. Wtedy wypływa na powierzchnię mnóstwo najróżniejszych sprzętów i przedmiotów. Przy odrobinie szczęścia znajdziemy coś, czego będzie można się chwycić, i przeżyjemy, na co nie mamy praktycznie żadnych szans, gdy dołączymy do tłumu szturmującego szalupy ratunkowe. Poszedłem zatem na rufę, by sprawdzić, które z lin będą w razie potrzeby najlepsze. Cieszyłem się z tego, że wszyscy mieliśmy kamizelki ratunkowe, jednak gdy znaleźliśmy się w otoczeniu dziesięciometrowych fal na środku Atlantyku, moja kamizelka jakoś nie zapewniała mi poczucia bezpieczeństwa.

Na statku serwowano obfite posiłki trzy razy dziennie. Ich wydawanie trwało praktycznie przez cały czas. W zestawieniu ze skąpymi brytyjskimi racjami żywnościowymi czasu wojny wydawało się to wręcz nieprzyzwoitością, ale sądzę, iż statek po prostu zaopatrywał się w żywność w porcie amerykańskim. Poświęciliśmy wraz z Frankiem sporo czasu na ustalenie utajnionego kursu statku, co można było zrobić z zadowalającą dokładnością, mierząc w południe kąt wzniesienia Słońca nad horyzontem i zakładając średnią prędkość piętnastu węzłów wzdłuż równoleżnika. Okazało się, że płyniemy na południe ku Azorom. Prowadziliśmy również badania nad występowaniem choroby morskiej, na którą obydwaj cierpieliśmy. Było jedno miejsce na statku, w starej sali balowej, udekorowanej jeszcze w stylu lat dwudziestych, gdzie nie mieliśmy żadnych objawów choroby morskiej, niezależnie od tego, jak bardzo statek kołysał się pionowo i na boki ("Tarza się jak świnia" - zaręczał Westwater); najwyraźniej tu właśnie znajdował się środek ciężkości. Następnie eksperymentowaliśmy, oddalając się coraz bardziej od tego martwego punktu, stwierdzając, że najgorzej jest na dziobie, gdzie znajduje się pomieszczenie oficera radarowego. Gdy przesiadywaliśmy tam, by wypić z nim drinka, zaraz jeden albo drugi pędził co sił w nogach z powrotem do martwego punktu. Środki zapobiegające chorobie morskiej, w bezpiecznych dawkach, działają dopiero po trzydziestu-czterdziestu pięciu minutach. Pierwszym objawem choroby jest uczucie ucisku za uszami, potem pojawia się ściskanie w dołku i w tym momencie trzeba zacząć działać. Dwukrotnie przeszedłem ostre napady choroby morskiej na Morzu Północnym wiosną 1939 roku i zmierzyłem czas dochodzenia do siebie po wypiciu najmocniejszej, omal skręcającej kiszki kawy, jaką kiedykolwiek byłem w stanie przełknąć, w mrocznej kawiarni portowej w Stavanger. W kajucie Westwatera - byliśmy upchani po ośmiu w kajutach dwuosobowych - był pewien pilot lotnictwa morskiego, który przez cały rejs zaczytywał się półpornograficzną książką, zatytułowaną Miasta grzechu. Zaciekle bronił jej przed wszystkimi, którzy chcieli ją dostać w swoje ręce. Westwaterowi udało się w końcu odkryć przemyślną skrytkę, gdzie facet wkładał książkę na czas posiłku, i autorytatywnie stwierdził, że Miasta grzechu to mdłe wypociny. O wiele więcej można nagrzeszyć samemu w ciągu dwóch dni spędzonych w Kairze.

[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6] 
[  góra strony  ]

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