Co jest nie tak z rozumieniem naszej rzeczywistości?

Jeszcze niedawno wydawało się, że Prawo Coulomba pozwoli na łatwe wytłumaczenie praw rządzących naszym światem. [1]

Mówi ono, że "wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych jest wprost proporcjonalna do wartości tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu ich wzajemnej odległości." Wzór: F=k*(q₁*q₂)/r², gdzie F-siła, k-stała elektrostatyczna, q₁,q₂-wartości ładunków, r-odległość (oczywiście w jednostkach układu SI). Jednostką - jak można łatwo się domyślić ze wzoru - jest niuton (N). /Źródło: Wikipedia

Niestety z tym rozumieniem otaczającej nas rzeczywistości i praw nią rządzących nie jest dobrze. Właściwie można powiedzieć: "wiemy że nic nie wiemy", chociaż ciągle szukamy.

I robimy to właściwie po omacku, bowiem mądrość i inteligencja niewiele mają ze sobą wspólnego. Można być inteligentnym, ale głupim, ponieważ mądrość nie jest zwyczajnym zbiorem wiedzy ani zdolnością do szybkiego i błyskotliwego kojarzenia. Inteligencja bez rozumu ma jeszcze jedną właściwość: kocha wszystko sortować, katalogować i etykietkować. Jeśli jakiś element nie pasuje do schematu bezrozumna inteligencja traci poczucie bezpieczeństwa, ponieważ jej uporządkowany świat wali się w gruzy. Żeby zapewnić sobie komfort uczeni tworzą sztywne kanony naukowości i racjonalności i nadają sobie naukowe tytuły, które są dowodem ich autorytetu i nieomylności. W ten sposób nauka zaczyna przypominać religię: są w niej święte dogmaty, których nie wolno podważać i są kapłani powołani do uroczystego celebrowania formalnej wiedzy. [2]

Widzimy, że każda teoria w momencie jej powstania jest odbiciem stanu wiedzy powszechnej, w szczególności wiedzy autora. Dzięki prowadzeniu badań podnosi się również poziom wiedzy i wkrótce staje się jasne, że dotychczasowa teoria jest zbyt ciasna i ograniczona; konieczne okazuje się sformułowanie nowej teorii i sytuacja się powtarza. Tak więc dochodzimy do stwierdzenia, że dzięki nieustannemu poszerzaniu przez ludzkość horyzontów wiedzy każda teoria wcześniej czy później okaże się nieaktualna i będzie musiała ustąpić miejsca nowej. Prawda dnia dzisiejszego okazuje się pomyłką jutra.

Nauka rozpoczęła swoją działalność od badania widzialnego świata zewnętrznego. Występuje on w postaci materii i odpowiednio do jej potrzeb nauka dostosowała swoje metody pracy. Jest to z pewnością słuszne, ale słuszne pozostaje tylko tak długo, jak długo przedmiotem naszych badań pozostaje tylko materia. Także uzyskane wyniki w najlepszym razie odnoszą się jedynie do materii. [3]

Ta materia, czyli nasz świat widzialny to zaledwie ok. 4 procent rzeczywistości. I nawet badając tak znikomy wycinek tego naszego świata, wraz z postępem nauki i techniki pojawia się coraz więcej pytań na które nie ma odpowiedzi. Naukowcy przeczuwają istnienie "czarnej materii", ale jak dotąd nie dało się potwierdzić jej istnienia ani przekonująco określić czym jest? No i jak ta czarna materia i energia współistnieją z naszym widzialnym światem?

Na przykład według dotychczasowej wiedzy, ciemna materia powinna być otoczona galaktykami. Tymczasem dają się zauważyć miejsca, np. w centralnej części gromady galaktyk Abell 520 oddalonej 2,4 mld lat świetlnych od Ziemi, że od nich "ucieka". [4]

Ciemna materia, tudzież czarna energia - której jest jeszcze więcej - uważana jest za spoiwo łączące galaktyki. Wszędzie tam, gdzie występuje, można zaobserwować zgrupowania ciał niebieskich. Według obecnej wiedzy, galaktyki pozostały powiązane z ciemną materią nawet po zderzeniu grup galaktycznych - a to właśnie przed milionami lat przydarzyło się grupie Abell 520. Ale rozkład materii i energii tam jest inny niż by się wydawało.

A jak jest z podróżą w głąb materii? Niektórym wszystko wydaje się być jednym fraktalnym prawem / hologramem. Im dalej będziemy spoglądać w przestrzeń Wszechświata czy badać budowę materii zawsze znajdziemy coś następnego, dziwniejszego, kolejne drzwi i pytanie. Materia - wibracje, drgania, struny jako najmniejsza cegiełka a już atom przecież składał się w 99.9999999 z pustki. Z Kosmosem to samo - wizualizacje zawartości Wszechświata przedstawiające sieci podobne do połączeń neuronowych mózgu. Wielki Wybuch a raczej bąbel w łonie meta-wszechświata...

Wciąż nie wiadomo kiedy dokładnie był "Wielki Wybuch" i czy wogóle był? Ostatnie badania skłaniają do wniosków, że Wszechświat jest starszy o około 50 milionów lat, niż dotychczas sądzono. Tzw. mikrofalowe promieniowanie tła, które przenika cały kosmos zdaniem naukowców jest pozostałością po bardzo wczesnych etapach ewolucji wszechświata. Nowe analizy tego promieniowania wskazują, że do Wielkiego Wybuchu, a więc początku wszechświata doszło jakieś 13,82 miliarda lat temu. [6]

Mapa promieniowania reliktowego stworzona przez teleskop Planck pozwala wysunąć hipotezę, że Wszechświat jest nie tylko starszy ale też nieco inaczej zbudowany niż dotychczas sądzono. [8]

Jest w nim na przykład więcej materii, takiej z której zbudowane są gwiazdy, galaktyki planety i wszystkie obiekty w naszym otoczeniu. Stanowi ona 4,9 procent wszystkiego co istnieje we wszechświecie, choć wcześniej szacowano, że zaledwie 4,5 procent. Zmieniły się też szacunki dotyczące tzw. ciemnej energii, która nie jest widoczna, ale wykrywalna dzięki oddziaływaniu grawitacyjnemu. Do tej pory sądzono, że wszechświat składa się z niej w 22,7 procent. Obserwacje Plancka dowodzą, że raczej w 26,8 procenta. [7]

Model Standardowy (- czyli teoria, która opisuje cząstki występujące w przyrodzie oraz wszystkie siły z wyjątkiem grawitacji [9]) nie jest ostateczną teorią opisu struktury materii. Fizycy są tego pewni, dlatego od dawna trwają prace teoretyczne nad jego rozszerzeniem i uogólnieniem. Ekstremalne wymagania technologiczne fizyki cząstek elementarnych powodują, że pomysły pojawiają się znacznie szybciej niż możliwości ich doświadczalnej weryfikacji.

W ciągu ostatniego półwiecza teoretycy przedstawili wiele propozycji rozszerzenia Modelu Standardowego. Grupa nowych teorii, nazywanych supersymetrycznymi, zakłada, że wszystkie fermiony (kwarki i leptony) mają swoich supersymetrycznych partnerów i że są to cząstki podobnie jak higgs elementarne, a ich spin także jest równy zero. Poszukiwanie cząstek supersymetrycznych to dziś jedno z najważniejszych zadań realizowanych w akceleratorze LHC. Są one bowiem najpoważniejszymi kandydatami na ciemną materię, istnienie której zdają się potwierdzać obserwacje astronomiczne ruchów galaktyk i ich gromad.

Inne teorie zakładają istnienie technikoloru, nowego typu oddziaływania, które powinno zachodzić między pewnymi, jeszcze nieodkrytymi cząstkami elementarnymi. W tym ujęciu mechanizm Higgsa, odpowiadający za masy cząstek elementarnych, pojawia się nie na zasadzie deklaracji precyzyjnie dopasowanej do wymogów teorii, lecz wskutek zachodzących w tej teorii dynamicznych procesów.

Dodatkowe wymiary przestrzeni to kolejna próba rozszerzenia Modelu Standardowego, wywodząca się z teorii strun. Teoria wymusza w tym przypadku istnienie aż dziesięciu wymiarów przestrzennych. Widzimy zaledwie trzy, ponieważ siedem wymiarów powinno być zwiniętych.

Ciekawym aspektem nowych teorii jest możliwość zunifikowania oddziaływań występujących w naturze. Unifikacja oznacza, że oddziaływania, które w niskich energiach wyglądają na różne i od siebie niezależne, w wysokich energiach „stapiają się” w jedno oddziaływanie. Od czasów Maxwella wiadomo na przykład, że pole elektryczne i pole magnetyczne są przejawami istnienia tego samego pola – elektromagnetycznego. W XX wieku oddziaływania elektromagnetyczne udało się zunifikować z jądrowymi słabymi. Obecnie fizycy dążą do połączenia oddziaływań elektrosłabych z jądrowymi silnymi – są to teorie tzw. Wielkiej Unifikacji. Budzą one wielkie zainteresowanie, bo unifikacja oddziaływań elektromagnetycznych i jądrowych słabych oraz silnych wymaga tak wysokiej energii, że można zacząć realnie myśleć o połączeniu wyłaniającego się z niej oddziaływania z grawitacją (a grawitacja w Modelu Standardowym w ogóle nie była uwzględniona). W kierunku wielkich unifikacji idą prace zwłaszcza w zakresie teorii supersymetrycznych oraz teorii strun. [7]

Tymczasem Stephen Hawking ostrzegł, że bozon Higgsa może przynieść nam zagładę. Jeśli jego proroctwo się spełni, to nastąpi katastrofa na niespotykaną skalę - całkowita destrukcja czasoprzestrzeni, czyli naszego Wszechświata i nas samych.

Prof. Hawking wspomniał jedynie o możliwości, która zresztą od dawna jest brana pod uwagę przez fizyków. Jeszcze nikt nie wykonał eksperymentu, który by sprawdził jego katastroficzną przepowiednię, więc na razie nie da się jej potwierdzić ani wykluczyć. Na czym polega ten zgubny scenariusz? - Jest mianowicie ryzyko, że kosmiczna próżnia, która nas otacza, nie jest stanem o najmniejszej energii. Jednym słowem - jak czasami mówią fizycy - jest fałszywą próżnią.

Zwykły zjadacz chleba pod pojęciem "próżnia" rozumie stan nicości, w którym absolutnie niczego nie ma, ale zgodnie z prawami fizyki kwantowej taki "pusty" stan jest niemożliwy. Nawet jak odpompujemy wszystkie cząstki, to przestrzeń pozostanie wypełniona różnymi "polami oddziaływań" i będzie aż kipieć od cząstek wirtualnych, które pojawiają się znikąd i po chwili (10 do -23 sekundy) bezpowrotnie znikają.

Jednym z takich pól jest pole Higgsa, którego cząstkami - porcjami czy też kwantami - są bozony Higgsa. Pole Higgsa sprawia, że inne cząstki elementarne uzyskują masę, dzięki czemu istnieją masywne atomy i cały świat, który znamy. Prof. Hawking sugeruje, że po Wielkim Wybuchu, w którym narodził się Wszechświat, gdy cała przestrzeń kosmiczna się gwałtownie rozszerzała i stygła, pole Higgsa zatrzymało się w stanie metastabilnym. Co to oznacza?

Każdy układ dąży do stanu o najmniejszej energii, tj. gdy np. zepchniemy kulkę ze szczytu zbocza, to ona stoczy się aż na sam dół i zatrzyma u podnóża góry. Ale może się zdarzyć, że w połowie zbocza natrafi na jakieś lokalne zagłębienie i tam sobie spocznie. Fizycy powiedzą wtedy, że kulka znalazła się w stanie metastabilnym. Można ją jeszcze wytrącić z tego stanu lokalnej równowagi, aby się stoczyła niżej - do stanu równowagi pełnej.

W podobny sposób po Wielkim Wybuchu pole Higgsa, a wraz z nim cała próżnia, mogły zatrzymać się w stanie metastabilnym, na wyższym poziomie energii niż minimalny. Rozważali to już fizycy Michael Turner i Frank Wilczek w 1982 roku.

Nie musi to być wcale wydumany problem. Przykładów takich metastabilnych stanów jest wokół nas pełno - np. woda przegrzana, która osiągnęła temperaturę wyższą niż temperatura wrzenia. Najdrobniejsze zakłócenie może sprawić, że taka woda nagle "stoczy się" do stanu o niższej energii, czyli zacznie nagle wrzeć w całej objętości. Podobnie jest z przechłodzoną wodą - wystarczy nią wstrząsnąć, aby momentalnie zamarzła w całej objętości. W stanie metastabilnym znajduje się wreszcie pokrywa śnieżna na stromym zboczu, która może runąć w dół lawiną wskutek jakiegoś drobnego zaburzenia.

Prof. Hawking uważa, że jeśli próżnia naszego Wszechświata znajduje się w stanie metastabilnym, jak przegrzana czy przechłodzona woda, to jakiś "wstrząs" może sprawić, że nagle nastąpi tzw. przejście fazowe. Będzie to wyglądało tak, że poczynając od miejsca "wstrząsu" ("jądra nukleacji") fałszywa próżnia zacznie się zamieniać z prędkością światła w prawdziwą próżnię, tj. przejdzie do stanu o niższej energii. Jaki będzie ten nowy stan? Szczerze mówiąc, teorie tego nie określają. Wiadomo tylko, że to będzie inny świat niż ten, który znamy. Najprawdopodobniej życie w obecnej postaci będzie tam niemożliwe.

Gdyby gdzieś w kosmosie coś takiego nastąpiło, to bąbel rozprzestrzeniającej się prawdziwej próżni w końcu nas dopadnie i zniszczy w jednej chwili, bez żadnego ostrzeżenia. Być może zresztą już taki bąbel się do nas zbliża...

Co mogłoby wywołać "rozpad" dotychczasowejej próżni? Jeśli znowu posłużymy się analogią ze staczającą się kulką, która utkwiła w jakimś zagłębieniu w połowie zbocza, to widać, że wystarczy "wytrącić" tę kulkę z chwilowego stanu równowagi. Popchnąć ją z taką siłą, aby przetoczyła się przez krawędź lokalnej doliny i stoczyła się niżej. Żeby wywołać przemianę przegrzanej lub przechłodzonej wody, trzeba nią wstrząsnąć.

Podobnie przemiana fałszywej próżni powinna się zacząć w miejscu, gdzie wyzwolona zostanie dostatecznie duża energia, a więc np. w akceleratorach, w których fizycy rozpędzają i zderzają cząstki elementarne... [5]

Powyższe rozważania skłaniają do konkluzji, że stan naszej wiedzy jest więcej niż mizerny. Nie jest ona ani pełna ani pewna. Jeżeli zestawić to z wiarą, która według sceptyków miała być jedynie spekulacją i przeciwieństwem rzeczywistości dającej się sprawdzić i opisać na podstawie doświadczenia i stałych reguł to widać, że nie ma przesłanek aby ufać rozumowi w jego próbach definiowania otaczającego nas świata, racjonalnego uzasadnienia, wymiaru człowieczeństwa czy stanów duchowości.

Przypisy:
[1] - zob.: http://niepoprawni.pl/blog/janko-walski/prawo-coulomba
[2] http://www.astro.eco.pl/irracjonalizm.html

[3] Thorwald Dethlefsen, Przeznaczenie Twoją Szansą,  http://chomikuj.pl/astromaria/Ksi*c4*85*c5*bcki/Dethlefsen/Przeznaczenie+twoja+szansa,2975206231.pdf
[4] www.nco.ncep.noaa.gov/sisb/webstats/swpc/combined/ref_201204.html
[5] http://biblia.phorum.pl/viewtopic.php?f=37&t=2367&sid=f2428b5b331b24e0e62374360babd103
[6] - zob.: http://nauka.newsweek.pl/wszechswiat-jest-starszy-o-okolo-50-milionow-lat--niz-dotychczas-sadzono,102724,1,1.html
[7] http://www.ncbj.gov.pl/node/1699
[8] - zob.: http://www.wiw.pl/astronomia/1106-kosmologia.asp
[9] - zob.: http://fizyka.net.pl/struktura/struktura.html