2013-06-20
Kategoria: Wszechświat

Brian Greene – Wszechświat jest bajecznie piękny

brian-greene-2-gravityIstnienie pierwszego z tych konfliktów uświadomiono sobie jeszcze pod koniec XIX wieku. Dotyczy on zagadkowych właściwości ruchu światła. Otóż z praw ruchu Izaaka Newtona wynika, że gdybyśmy biegli wystarczająco szybko, dogonilibyśmy promień świetlny. Możliwość taką wykluczają prawa elektromagnetyzmu Jamesa Clerka Maxwella. Einstein rozwiązał tę sprzeczność za pomocą swojej szczególnej teorii względności i w ten sposób całkowicie zburzył nasze dotychczasowe poglądy na przestrzeń i czas. Według tej teorii przestrzeń i czas nie są uniwersalnymi, niezmiennymi pojęciami, doświadczanymi w ten sam sposób. W sformułowaniu Einsteina przestrzeń i czas ukazały się jako plastyczne twory, których postać i wygląd zależą od ruchu obserwatora.

Powstanie szczególnej teorii względności stworzyło warunki do pojawienia się drugiej sprzeczności. Otóż Einstein założył, że nic nie porusza się z prędkością większą od prędkości światła. Ale uniwersalna teoria grawitacji Newtona – znajdująca potwierdzenia doświadczalne i zadowalająca intuicyjnie – wymaga natychmiastowego przenoszenia oddziaływań na olbrzymie odległości. I w tym wypadku Einstein poradził sobie ze sprzecznością, proponując w swojej ogólnej teorii względności z 1915 roku nową koncepcję grawitacji. Teoria ta, podobnie jak wcześniej szczególna teoria względności, całkowicie odmieniła dawne wyobrażenia o przestrzeni i czasie. Czas i przestrzeń zależą nie tylko od ruchu obserwatora, ale i od obecności materii czy energii, powodujących ich skręcanie i zakrzywianie. Takie zniekształcenia struktury przestrzeni i czasu przenoszą siłę grawitacji z jednego miejsca na drugie. Nie możemy więc już wyobrażać sobie przestrzeni i czasu jedynie jako tła zdarzeń zachodzących we Wszechświecie. W szczególnej i ogólnej teorii względności pełnią one raczej funkcję zaangażowanych uczestników tych zdarzeń.

Wydarzenia potoczyły się zgodnie ze znanym scenariuszem: odkrycie ogólnej teorii względności rozwiązało jedną sprzeczność, ale doprowadziło do pojawienia się kolejnej. W ciągu trzydziestu lat, począwszy od roku 1900, w odpowiedzi na kilka skomplikowanych problemów, które powstały, gdy dziewiętnastowieczną fizykę próbowano zastosować do świata mikroskopowego, fizycy stworzyli mechanikę kwantową. Jak już wspomnieliśmy, trzeci, najostrzejszy konflikt dotyczy mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Ale łagodnie zakrzywiona, geometryczna postać przestrzeni występująca w ogólnej teorii względności kłóci się z szalonym, niespokojnym zachowaniem Wszechświata na poziomie mikroskopowym, zachowaniem wynikającym z mechaniki kwantowej. Ponieważ sprzeczność ta istniała do połowy lat osiemdziesiątych – kiedy to do jej rozwiązania zbliżyła się teoria strun – nazywano ją głównym problemem współczesnej fizyki. Co więcej, teoria strun, opierająca się na szczególnej i ogólnej teorii względności, wymaga kolejnego znacznego przekształcenia pojęć przestrzeni i czasu. Na przykład, większość z nas uważa za oczywiste, że Wszechświat ma trzy wymiary przestrzenne. Nie znajduje to jednak potwierdzenia w teorii strun. Zgodnie z nią Wszechświat ma o wiele więcej wymiarów, niż możemy zobaczyć. Wymiary te są ciasno skręcone w złożonej strukturze kosmosu. Owe niezwykłe spostrzeżenia dotyczące natury przestrzeni i czasu wydają się tak ważne, że będziemy się na nie cały czas powoływać. W rzeczywistości teoria strun to historia poglądów na przestrzeń i czas po Einsteinie.

Aby sobie uświadomić, czym właściwie jest teoria strun, musimy się nieco cofnąć i pokrótce opisać, czego dowiedzieliśmy się o mikroskopowej strukturze Wszechświata w ostatnim stuleciu.

Crab-Nebula

Mgławica Kraba (NGC 1952) znajduje się w gwiazdozbiorze Byka, ok. 6,3 tysiąca lat świetlnych od Ziemi. Zaobserwowana po raz pierwszy w 1731 r. Jest supernową prawdopodobnie zauważoną przez chińskich i arabskich astronomów w 1054 r. Jej średnica to ok. 11 lat świetlnych. W centrum znajduje się pulsar obracający się wokół własnej osi 30 razy na sekundę, emitujący promieniowanie w zakresie od fal gamma do radiowych.

O Autorze

 > John Lennon „Imagine”: Imagine there’s no Countries... Imagine no Possession... Nothing to Kill or Die For... And no Religion too... No Need for Greed or Hunger... A Brotherhood of Man... (Niestety, John, dziś żyjemy w innym świecie. Twoje idee, lepsze czy gorsze, zostały wypaczone). Mahatma Gandhi: Na początku cię ignorują. Potem śmieją się z ciebie. Następnie z tobą walczą. W końcu wygrywasz • Siedem grzechów społecznych: polityka bez zasad, bogactwo bez pracy, przyjemność bez sumienia, wiedza bez osobowości, wiara bez poświęcenia, nauka bez człowieczeństwa oraz handel bez moralności • Religie to różne drogi prowadzące do tego samego celu. Jakaż to jest różnica, którą z nich wybierzemy? Jaki cel więc mają te kłótnie między nami? • Słabi nigdy nie potrafią przebaczać. Przebaczenie jest cnotą silnych • Jakże wielkiej daniny grzechu i błędów wymaga od człowieka bogactwo i władza • Nie znam większego grzechu niż uciskanie słabszych w imieniu Boga • Jest wiele powodów, dla których mogę być przygotowany na śmierć, ale nie ma żadnego, dla którego gotów byłbym zabić. Albert Einstein: Nie ma rzeczywistości samej w sobie, są tylko obrazy widziane z różnych perspektyw • Gdy miałem dwadzieścia lat, myślałem tylko o kochaniu. Lecz później kochałem już tylko myśleć • Tylko dwie rzeczy są nieskończone: wszechświat i ludzka głupota. Co do tej pierwszej istnieją jednak pewne wątpliwości • Nauka bez religii jest kaleka, religia bez nauki jest ślepa • Jestem bardzo głęboko religijnym niewierzącym • Gospodarcza anarchia społeczeństwa kapitalistycznego w jego dzisiejszej formie jest, moim zdaniem, prawdziwym źródłem zła • Wszyscy wokół wiedzą, że czegoś nie da się zrobić. I wtedy pojawia taki, który o tym nie wie, i on właśnie to coś robi • Nie wiem, jaka broń będzie użyta w trzeciej wojnie światowej, ale czwarta będzie na maczugi.


komentarze 2
  1. PIO napisał(a):

    “Oddziaływania silne i słabe znamy nie tak dobrze, ponieważ ich natężenie szybko maleje wraz ze zwiększaniem się odległości” – NO, PROSZĘ…

    Oddziaływanie silne ma także zaskakującą właściwość: jego siła rośnie wraz ze wzrostem odległości między kwarkami (mówi się o tzw. asymptotycznej swobodzie). Ten efekt uniemożliwia obserwację niezwiązanych kwarków. Gdy rośnie odległość między dwoma kwarkami, rośnie też siła, a więc i energia oddziaływania. Jeśli odległość / energia stanie się wystarczająco duża, mogą powstać nowe kwarki. Początkowe dwa kwarki zostaną odseparowane, ale na miejscu partnera pojawi się nowy kwark lub antykwark. Jest to powód, dla którego kwarki można obserwować tylko w postaci związanej, nigdy osobno. Pozdrowienia dla autora tekstu i/lub tłumacza xD

SKOMENTUJ

Zaloguj się i napisz komentarz.

Ruch Lotniczy nad Ziemią 24H

Artykuły w Kategoriach:

Poznaj Chiny

Pogoda

Warszawa
2018-01-17, 06:06
Gwałtowne deszcze
1°C
Odczuwalna: -7°C
Ciśnienie: 99 mb
Wilgotność: 93%
Wiatr: 6 m/s WSW
Prognoza: 2018-01-17
dzień
Gwałtowne deszcze
2°C
noc
Przeważnie pochmurno
-2°C
 

Teleskop Hubble'a