12 lutego 2016
Czas i przestrzeń nie są osnową.
LIGO Livingston LA installation. Prawa autorskie: California Technical Institute/LIGO Scientific Collaboration
Zgodnie z niedawnym ogłoszeniem prasowym ...naukowcy zaobserwowali fale w osnowie czasoprzestrzeni, zwane falami grawitacyjnymi...
Mówi się, że obserwacja ta potwierdziła ogólna teorię względności (OTW), według której ogromne ilości masy energii lub materii zaburzają czasoprzestrzeń, tworząc to, co nazywamy grawitacją.
W einsteinowskiej wizji Wszechświata cas i przestrzeń są ciągle zmieniane, ponieważ materia powoduje w nich wypaczenia
lub krzywizny. Obecnie interpretacja ta ukazuje Wszechświat jako rodzaj obiektu geometrycznego, istniejącego w macierzy czterowymiarowej: trzy wymiary przestrzenne i jeden czasowy potrzebne są do zdefiniowania linii świata
dla historii życia cząstki materialnej.
Jeżeli traktować Wszechświat jako całość, z przestrzenią i czasem zawartymi wewnątrz sfery istniejącej w wyższym, pięciowymiarowym środowisku, wówczas wszystkie zdarzenia, od początku do zakończenia, są w niej zawarte. Każde zdarzenie lub obiekt znaczy linię, która ciągnie się od przeszłości ku przyszłości, zaznaczając swoją pozycję w każdej chwili czasu. Spojrzenie to pierwotnie zaproponował Hermann Minkowski, profesor Einsteina w Zurychu.
Minkowski uważał, że teoria względności dowodzi, iż wszystkie obiekty są w istocie czterowymiarowe, w środowisku, zwanym obecnie przestrzenią Minkowskiego
:
Punkt przestrzeni w punkcie czasu, czyli układ wartości x, y, z, t, nazwę punktem świata. Wielokrotność wszystkich możliwych układów x, y, z, t ochrzcimy światem... Nie pozostawiając nigdzie ziejącej pustki, wyobrażamy sobie, że wszędzie i w każdym czasie istnieje coś do zaobserwowania... Niech zmienne dx, dy, dz układu współrzędnych przestrzennych punktu materialnego odpowiadają elementowi czasowemu dt. Otrzymujemy wówczas, jako obraz, że tak powiem, bezustanne trwanie punktu materialnego, krzywą w świecie, linię świata, punkty, do których można się odwołać w sposób jednoznaczny dla każdego parametru t od -∞ do +∞. Cały Wszechświat jawi się jako złożony z takich linii świata, i według mojej opinii prawa fizyki mogą mieć najlepszy wyraz w postaci interakcji pomiędzy takimi liniami.
—[Hermann Minkowski, “Space and Time” w Hendrik A. Lorentz, Albert Einstein, Hermann Minkowski, and Hermann Weyl, The Principle of Relativity: A Collection of Original Memoirs on the Special and General Theory of Relativity]
Jak wspomniano, postulat o czasoprzestrzeni pochodzi od Minkowskiego. Takie spojrzenie rodzi wiele problemów, ale po dekadach debat i analiz pozostały one nierozwiązane. Na przykład nie może być strumienia
czasu, gdyż wszystkie obiekty w czasoprzestrzeni znajdują się znajdują się w ciągłym teraz
. Wszechświat musi być więc absolutnie deterministyczny, ponieważ nie istnieje przeszłość ani przyszłość. Z filozoficznego punktu widzenia, nie ma więc wolnej woli – każda decyzja, każde działanie jest już zapisane w linii świata.
To spojrzenie na czas i przestrzeń, które wam przedstawiam, wyrasta z fizyki doświadczalnej, i w tym tkwi jego siła. Jest radykalne. Odtąd sama tylko przestrzeń i sam czas odchodzą w cień, i tylko ich połączenie zachowa niezależne istnienie.
[Przemowa wygłoszona na 80tym Spotkaniu niemieckich Naukowców Naturalnych i Fizyków, Kolonia, 21 września, 1908 r.]
Wszystkie cząstki mają być zanurzone
wewnątrz indywidualnych zaburzeń czasoprzestrzeni. Zwykle opisuje się je wizualizując przy pomocy rozciągliwego materiału z leżącą na nim kulą. Kula formuje zagłębienie, ilustrując, jak Słońce, lub inny masywny obiekt, powoduje bąbel
odkształcenia w trzech wymiarach.
Informacja ta jest potrzebna do zrozumienia, o czym traktują doniesienia prasowe na temat interferometru laserowego obserwatorium fal grawitacyjnych (LIGO). Grawitacja nie jest siłą w przestrzeni Minkowskiego, jest jej zakrzywieniem w środowisku pięciowymiarowym. Używając analogii Słońca oraz gumki, każdy obiekt zbliżający się do Słońca, tkwiącego w swym zagłębieniu, będzie podążać po krzywej wokół niego. Im bliżej Słońca, tym ciaśniejsza krzywa, a tym samym silniejszy wpływ na obiekt. niem a żadnych sił, a jedynie czasoprzestrzeń zakrzywiona przez materię. Naukowcy odnoszą to do wszystkich obiektów w czterowymiarowym Wszechświecie: obiekty podążają po krzywych z powodu zaburzeń czasoprzestrzeni.
Przez przeszło sto lat współczesna nauka miała przed sobą cel w postaci potwierdzenia zasady o zakrzywianiu czasoprzestrzeni. Zaakceptowano pogląd, że dostatecznie duża masa, o dostatecznej gęstości, może powodować zmarszczki
w czasoprzestrzeni. Zakłada się, że dostatecznie duża masa bezwładna, jak gwiazda, pod koniec życia zapada się w czarną dziurę. W jednym momencie jest, a w drugim już jej nie ma. A co dzieje się z jej bańką czasoprzestrzeni? Jest to moment, w którym pojawiają się fale grawitacyjne.
Gdy gwiazda opuszcza kontinuum (prawa fizyki, włącznie z OTW, nie stosują się do czarnych dziur, więc nie można ich opisać w czasoprzestrzeni Minkowskiego, poza stwierdzeniem, że nie mogą się już one w żaden sposób komunikować z kontinuum), ich bąbel również znika. Kiedy na powierzchnię wody nagle spadnie kropla, spowoduje jej falowanie w postaci fal oddalających się od centrum. Taka jest zasada fal grawitacyjnych: masa bezwładna się zapada (nie materia, lecz masa) w czterowymiarowym bąblu czasoprzestrzeni. Twierdzi się, że na skutek tego całe kontinuum wibruje.
Uważa się, że LIGO zaobserwował fale w czasoprzestrzeni, które przeszły przez Ziemię. Co miały one spowodować? Rozszerzenie się planety o rozmiar mniejszy niż jedna dziesięciotysięczna średnicy protonu (10-19 metra).
W przypadku LIGO nie miało mieć miejsca powstanie czarnej dziury, lecz połączenie dwóch czarnych dziur. Bruce Allen, członek zespołu LIGO w instytucie Maxa Plancka, Fizyka Grawitacyjna, powiedział:
Przedtem można było dyskutować nad tym ,czy czarne dziury istnieją, czy nie. Teraz już nie można.
Inny członek zespołu, Saul Teukolsky z Uniwersytetu w Cornell, powiedział:
Gdyby czarne dziury na prawdę nie istniały, nie można by było wyjaśnić tych fal.
Słuchając tych ludzi wygląda na to, że zespół popadł w rozumowanie błędnego koła.
Nie zamierzamy tu udowadniać istnienia lub nieistnienia czarnych dziur. Uczyniono to już wiele razy, szczególnie w prezentacjach Stephena Crothersa. Należy jednak zrozumieć, co tkwi w umysłach fizyków teoretyków. Jest to założenie na założeniu, budowanie teorii na teoriach, które nie dają dowodów doświadczalnych. LIGO nie ogłosił zasad w fizyce, tylko potwierdzenie modelu komputerowego, opartego na założeniach. Jeżeli czarne dziury nie istnieją, nie ma wykrywania fal grawitacyjnych.
Co więc zarejestrowano?
Problemem jest hałas sejsmiczny, ponieważ detektor znajduje się w pobliżu ruchliwej autostrady i linii kolejowej. Podczas przejazdu pociągu, detektor odczuwa tego skutki. Ciągłym problemem są również fałszywe odczyty. Zespół twierdzi, że wytłumianie i systemy filtrujące rozwiązały te problemy. Lustra laserowe się zdegenerowały, co spowodowało zastąpienie dwóch z nich. W tubie wiązki osy założyły gniazda. Spowodowało to wyciek z układu próżniowego. LIGO jest urządzeniem potencjalnie bardzo błedogennym. Czy na pewno wyłapano wszystkie usterki?
Główną jednak przesłanką jest to, że czarne dziury nie istnieją, mimo nielogicznym zapewnieniom, że tak nie jest.
Autor: Stephen Smith
Przetłumaczono z: Gravitational Waves
Przetłumaczył: Łukasz Buczyński
.jpg){kind=link}
.jpg){kind=link}
