52. Kosmologia. Teraźniejszość ma już prawie sto lat.
W latach 1919-1920 Vesto Slipher z Obserwatorium Lowella zauważył (jako pierwszy), że widma większości odległych obiektów (wówczas jeszcze nie wiedziano, że są to galaktyki) przesunięte są ku czerwieni. Oznaczałoby to, że się oddalają. Wykrył też, że obiekty słabsze, a więc najprawdopodobniej bardziej odległe, wykazują większe przesunięcie ku czerwieni, czyli oddalają się szybciej.
Takie były początki.
Hubble, dziesięć lat później, dysponował lepszymi teleskopami. Dzięki temu naturalnym stało się pytanie: „Czy istnieje jakaś ilościowa korelacja między odległością obiektu, a wielkością przesunięcia ku czerwieni jego widma?” Chodziło oczywiście o prędkość obiektów, z jaką oddalają się one od nas, pod warunkiem, że mowa o efekcie Dopplera. Pytanie naturalne. Odpowiedzią na nie było odkrycie nazwane prawem Hubble'a. Było to epokowe odkrycie, odkrycie, które wprost zaskoczyło badaczy, odkrycie zapoczątkowujące nową epokę.* A przecież rzecz była, zdawałoby sie, do przewidzenia, nawet 300 lat wcześniej. Wszak wynika bezpośrednio z zasady kosmologicznej, a samo odkrycie jest jej potwierdzeniem, co jakby uszło uwadze. [Zastanawiające, że na to jakoś nie zwraca się uwagi do dziś, wprost nie kojarzy się zasady kosmologicznej z tym odkryciem, jakby to było coś z innej beczki. O tym, że zasada kosmologiczna wprost antycypuje proporcjonalność prędkości względnych i odległości pisałem już w jednej z mych pierwszych notek i także tam na tę zastanawiającą (z punktu widzenia historycznego) rzecz nikt z komentatorów nie zwrócił uwagi. Przyczyna: kierunek, jaki obrała nauka w początkach ubiegłego wieku. O tym dalej.] Na wcześniejsze potwierdzenie zasady kosmologicznej nie było jednak warunków. Świat jeszcze do tego nie dojrzał. Sakramentalne „Wszystko ma swój czas” obowiązuje.
Pech chciał, że odkrycie Hubble'a prawie zbiegło się z ogłoszeniem OTW. Dlaczego pech? Otóż to. Od ogłoszenia teorii (1916) do odkrycia Hubble'a upłynąć „musiało” parę lat (13), potrzebnych na to, by została zaakceptowana, by stała się nawet modna; by co zdolniejsi zaczęli się w niej grzebać. Było to nowe intelektualne wyzwanie. Właściwie wszyscy (pomijając tych, którzy koncentrowali się właśnie, na rozwijanej intensywnie mechanice kwantowej) gremialnie poszli w tym właśnie kierunku. Już w roku 1917 sam Einstein zwrócił uwagę na kosmologiczne konsekwencje teorii, którą ogłosił rok wcześniej. Nawet dostawił w swych równaniach pola stałą kosmologiczną, czego potem żałował, szczególnie po odkryciu Hubble'a. Nota bene, dziś powiązano ją z tak zwaną ciemna energią, dzięki której trzej astrofizycy uhonorowani zostali nagrodą Nobla (Czy słusznie? Historia orzeknie. Na razie to kwintesencja (...) tego, co dziś nazywamy wiedzą o Wszechświecie.). W tym samym roku de Sitter przedstawił swój model „pustego” Wszechświata. W latach 1922 i 1924 Friedmann przedstawił niestatyczne rozwiązania równań pola grawitacyjnego (bez stałej kosmologicznej), do dziś stanowiące podstawę kosmologii. Lemaître w roku 1927 przewidział proporcjonalność prędkości obiektów pozagalaktycznych do ich odległości i przedstawił swój Model Pierwotnego Atomu. Jak widac, szykowała się nowa kosmologia, bazująca na OTW. „Wszechświat jest chyba inny, niż dotąd sądzono (sądzono z naturalnych przyczyn)”. I słusznie (że inny), ale z innej przyczyny. Potencjał heurystyczny nowego spojrzenia miał swoją wagę.
W tych (z grubsza) okolicznościach Hubble dokonał swego odkrycia. W pewnym sensie było ono przysłowiowym postawieniem kropki nad i. Własnie nastał czas, jak w starannie wyreżyserowanym filmie. Zgodnie z obserwacją Wszechświat rozszerza się. Wszystko się od nas oddala, nawet mowa o ucieczce galaktyk, w dodatku, tym szybszej, im sa odleglejsze. A przecież zgodnie z zasadą kosmologiczną nie stanowimy punktu wyróżnionego. Nie ma centrum Wszechświata!
Rieman się przydał. OTW – jak najbardziej. Rozszerza się zakrzywiona przestrzeń, a my, to znaczy wszystkie galaktyki, egzystujemy jakby na powierzchni nadymającego się balonika. Nie ma więc centrum, a każda z galaktyk oddala się od wszystkich pozostałych, w dodatku z prędkością tym większą, im jest dalej. Nawet prędkość niektórych może być większa, niż c, pod warunkiem, że nie ma z nimi kontaktu. Są dalej, niż horyzont. [Więc skąd wiemy, że istnieją? Z równań.] Istotne jest to, że nie jest to dokładnie ruch. To rozszerzająca się przestrzeń. Zatem pytanie: "A co z tymi, które są dokłanie na horyzoncie (ich prędkość równa jest c) i nie są światłem?" nie sprawia już kłopotu. Wiemy, wiemy. OTW.
Odkrycie Hubble'a dodało animuszu. Drogowskaz miał duże rozmiary. Wszyscy poszli gremialnie, nawet stadnie, w tym kierunku, jakby grał zaczarowany flet. I nie zauważyli, że to nie jedyny kierunek. Drugi drogowskaz był raczej niepozorny. Wygrały więc pozory. Ta druga droga w ciągu lat (prawie stu) zarosła chwastami i dziś nikt już jej nie widzi.
A przecież wystarczyło sformułować pewne ważne zdanie inaczej, choćby stosując inną składnię, by pójść w kierunku przeciwnym (dziś zarośnietym chwastami). Łatwo powiedzieć to dziś, prawie sto lat później... Nawet dziś nie jest łatwo. A wówczas tym bardziej. Wszystko ma swój czas.
Przez wszystkie te lata (prawie sto) mówi się: „Im dalej od siebie znajdują się poszczególne obiekty, tym szybciej się oddalają.” – oczywiście „za sprawą rozszerzjącej się przestrzeni”. Lub innymi słowy: „Wszechświat się rozszerza, więc galaktyki się oddalają”. Zamiast tego można było jednak powiedzieć: „Galaktyki oddalają się, więc Wszechświat się rozszerza.” Różnica (w składni) mała, a jakże istotna merytorycznie. Im prędkość względna określonej pary obiektów była (w początkach ekspansji) większa, tym dziś obiekty te są bardziej od siebie odległe. {Chodzi o prędkość względną, losowo wybranej pary galaktyk, w zbiorze prędkości [0,c), w związku z zaistniałym w pewnym momencie chaosem rozpierzchającej się materii.}
W układzie, jakim jest Wszechświat, czyli Wszystkość, oddziaływania między określonym obiektem, a całą resztą (w skali globalnej) kompensują się. Czyżby nawet o tym nie pomyślano rozważajac Wszechświat, mimo wszystko jako coś posiadające centrum? Stąd powszechne przyciąganie (hamujące ekspansję), zawarte w równaniach Friedmanna (skontrowane ostatnio przez ciemną energię). Chyba przyciąganie (tak wyobrażeniowo) bierze się z napięcia powierzchniowego tej „mydlanej bańki” (balonika), a ciemna energia stąd, że Ktoś dmucha w ten balon. A jeśli w skutek tego balon pęknie (konsekwencja kwintesencji)? To będziemy mieli nową teorię. Obowiązuje powszechna, wprost ultymatywna tendencja do- lub od- środkowa – „wolno, bo to nie ruch, lecz przestrzeń”. Jeśli to powierzchnia balonika, to trudno przecież mówić o centrum na jego powierzchni. Tys prowda.
A może jednak chodzi o ruch bezwładny w płaskiej przestrzeni, jaką tworzy Wszechświat? Odległe galaktyki są tak daleko, gdyż oddalają się od nas (już kilkanaście miliarów lat) z dużymi prędkościami. Jakież to proste. Zbyt proste, by testować. A teraźniejszość ma już prawie sto lat... Cóż, kierunkowskaz w inną stronę zarosły chwasty.
*)Epoka, to przedział czasu posiadający początek i koniec (o końcu wspomina tylko historia)
