To cezura przed dalszym drążeniem tematu, rodzaj przygotowania do niespodzianek, które czekają Was niebawem.
2
Refleksje w kontekście szacowania masy Wszechświata, czyli: pospekulujmy.
...Brnijmy jednak dalej, tym bardziej, że to dopiero początek. Na przykład, w jednym z dalszych artykułów przedstawię argument za tym, że ciemna energia wcale nie musi istnieć, a już niebawem dojdziemy do ustaleń, które stanowić będą podstawę dla zgoła innego (niż dziś przyjęte) modelowania Wszechświata, niesprzecznego jednak (może jeszcze bardziej zgodnego, nawet adekwatnego) z danymi obserwacyjnymi. W dodatku bez stałej kosmologicznej, zgodnie zresztą z decyzją (moim skromnym zdaniem jak najsłuszniejszą) samego Einsteina.
Trzeba przyznać, że rozważania dotyczące masy Wszechświata mają jakikolwiek sens pod warunkiem przyjęcia tezy, że Wielki Wybuch faktycznie miał miejsce. Jeśli bowiem coś wybucha, to nie może mieć nieskończenie wielkiej masy, a sam Wszechświat po prostu oscyluje. Zwróciłem już na to uwagę we Wstępie do tego artykułu i w innych miejscach. Masa Wszechświata (nie ważne jak jest definiowana) jest więc ograniczona, jest konkretną liczbą, nie ważne jak wielką. Jest więc sens zajęcia się też masą, pomimo jej ekstensywności. W szczególności nader interesujące byłoby pytanie: "Jaka będzie maksymalna masa Wszechświata w momencie inwersji między ekspansją, a kontrakcją?" Moje robocze oszacowania (aktualne na dziś) dają wielkość rzędu: 10^63kg, co by sadowiło nas w wykładniczej połowie półokresu oscylacji Wszechświata (patrz artykuł 11E).
I tu pojawia się problem. Każda konkretna liczba rzeczywista, poza zerem, jest elementem nieskończonego zbioru liczb sobie równoważnych, jeśli mają wyrażać cechy określonego bytu przyrodniczego. Równoważnych sobie. „Dlaczego więc masa Wszechświata jest taka, a nie inna?” Pytanie jak najbardziej naturalne, zważywszy na to, że oczekujemy po Wszechświecie, iż posiada cechy swoistego, nie zgłębionego przez nas ideału, a zbudowany jest zgodnie z prawami przyrody jednoznacznymi i obiektywnymi. Wynika stąd wniosek, że albo istnieje liczba różna od zera, liczba bardzo wielka, a przy tym jak zero jedyna, albo też istnieje nieskończenie wiele wszechświatów tworzących ciągłe widmo mas. Jeśli w to włączymy konieczność istnienia określonej struktury i złożoności takiego tworu, a więc także istnienie ograniczeń co do jego minimalnej wielkości, sprawa się komplikuje jeszcze bardziej. Chyba więc lepiej znaleźć tę jedyną liczbę, być może stanowiącą kres liczenia uzasadnionego potrzebą. Być może układ taki jest po prostu ilościowo wysycony, nie przyjmując więcej elementów jego struktury – nie wykazuje więc na zewnątrz żadnego pola. Nie posiada masy? O zerowej, łącznej masie-energii Wszechświata jeszcze będzie mowa. O zerowej masie grawitacyjnej układu punktów materialnych była już mowa w poprzednim artykułach poprzedniego cyklu (Odpychanie grawitacyjne). Tak, ale co czyni Wszechświat obiektem wysyconym na podobieństwo fotonu (masa fotonu równa jest zeru) pomimo, że zgodnie z naszym oszacowaniem jego masa wcale nie jest zerowa? Pytnie to wyraża nadzieję na możliwość rozwiązania kwestii, jeśli nie „jutro”, to kiedyś.
Kiedyś, dawno temu, Wszechświat był na tyle (jeszcze) ściśnięty, że jego masa grawitacyjna równa była zeru. Teraz oczywiście nie. Jak więc może być wysycony? Byłby to jakiś pośredni argument za tym, że chyba poza Wszechświatem nie ma żadnego istnienia... Do postawienia kropki nad "i" na razie daleko. A może to "wysycenie" nie musi oznaczać zerowej masy grawitacyjnej, a wielkość masy Wszechświata nie ma na to wpływu? Wszak jeśli istnieje (wysycenie), to cały czas, od samego początku, zawsze, w każdej fazie oscylacji Wszechświata. Tu przypomnijmy sobie zasadę kosmologiczną. Wynika z niej, że natężenie kosmologicznego pola grawitacyjnego w każdym punkcie przestrzeni równe jest zeru, gdyż w związku z jednorodnością Wszechświata siły działające na dowolne ciało z przeciwnych kierunków równoważą się. Wkrótce przekonamy się, że dla odmiany, potencjał pola globalnego jest wielkością stałą (niezerową) i wszędzie jest jednakowy. To "wysycenie" można zatem pogodzić z istnieniem niezerowej masy grawitacyjnej. Przynajmniej na razie tak to można sobie wyobrazić. Tak nawiasem mówiąc ten kierunek przemyślen nie jest zbyt spójny z duchem ogólnej teorii względności. Czy to wada?
Tak na marginesie, zauważmy, że prędkość ekspansji uznaliśmy za równą c (patrz artykuły poświęcone prawu Hubble`a), która jest przecież prędkością fotonów – interesująca zbieżność, nie ostatnia zresztą. A może przyczyną tego wysycenia jest określona, nie zgłębiona przez nas topologia przestrzeni, którą Wszechświat tworzy? Ciekawe, że ta przestrzeń w „środku” jest płaska, euklidesowa (o tym więcej w dalszych notkach), a na zewnątrz...Możliwe, że to „zewnątrz” wcale nie istnieje. Ale nie uprzedzajmy faktów. Jeśli więc na zewnątrz żadne pole nie zdradza naszego istnienia, to Wszechświat nie może być widoczny dla „kolegów”, nie istnieje więc dla jakiegokolwiek obserwatora zzewnątrz. Dla swych mieszkańców jest więc jedynym istniejącym, nawet jeśli stanowi element nieskończonej mnogości. O tej mnogości wiedzą przy tym tylko filozofowie. Swoją drogą, jeśli istnieje taka "nieskończona mnogość", to nie ma mowy o istnieniu odległości pomiędzy jej elementami... Bo jaka to ma być konkretna odległość ze zbioru nieskończonego możliwych odległości? Zatem nie może istnieć jednostka (systematyczna) o nazwie Wszechświat, wyróżniona spośród innych takich (już z małej litery). Już to skłania do konkluzji, że to, co my percepujemy jako Wszechświat, jest jedynością i Wszystkością zarazem, a przy tym jest ilościowo ograniczone. Faktem obserwacyjnym wskazującym na słuszność takiego stawiania sprawy jest znany wszystkim bez wyjątku fakt nocnej czerni nieba. Zainteresowani mogą poczytać sobie o tak zwanym Paradoksie Fotometrycznym Olbersa. Teza o wysyceniu i ograniczoności ilościowej Wszechświata przewijać się będzie wielokrotnie w tej pracy.
W tej sytuacji, ten wysycony twór jest jedynością i wszystkością. Zatem warunkiem dla postępu w poszukiwaniach tej nieznanej, wielkiej liczby byłoby poznanie najelementarniejszych tworów, z których zbudowana jest materia. Próbę wykrycia ich podjąłem, a opiszę w odpowiednim czasie. W czasie przeznaczonym na poszukiwania tej liczby, drugiej jedynej poza zerem (godne uwagi wyzwanie także dla matematyków), możemy zająć się tylko jednym, naszym Wszechświatem, świadomi, że jeśli nawet istnieje nieskończona mnogość innych wszechświatów, ich odkrycie nie jest możliwe, gdyż sądzić można, że także one są wysycone, nie dając Nam znać o sobie. Dlaczego My mamy się wyróżniać? Jeśli jeszcze ktoś wątpi, pomyślmy inaczej. Otóż wykrycie nie jest możliwe nie dlatego, gdyż wszystko, co widzimy, zalicza się do Wszechświata, zgodnie z definicją tego pojęcia, lecz dlatego, gdyż być może jakieś szanse na wykrycie innych w tym, że obiekty nie należące do Naszego, zachowywać się powinny w sposób nieuzgodniony z tym, co obserwacyjnie wykryliśmy jako prawidłowość w odniesieniu do naszego Wszechświata, choćby prawo Hubble’a. Jak na razie nic nie wskazuje na możliwość dokonania takiego odkrycia, nawet na sens takich oczekiwań. Chociaż...dziwne jest to, co się dzieje w związku z istnieniem Wielkiego Atraktora... Wniosek stąd byłby ten, że albo różne wszechświaty nie mogą się nawzajem przenikać (jak na przykład podczas zderzenia galaktyk) lub ich elementy nie mogą być wzajemnie wykrywalne, wskutek odmienności ich cech fizycznych; lub też całą absolutną wszystkość materialną i przestrzenną stanowi Wszechświat przez nas percepowany. Osobiście wolę to, niż nieskończenie wiele niewykrywalnych bytów. Nie tylko z powodów praktycznych. A Wielki Atraktor? Jakieś wyjaśnienie się znajdzie.
Refleksje powyższe stworzyły określony klimat dla dalszych rozważań. Oszacowaliśmy masę Wszechświata i od razu, z uczniowską dociekliwością pytamy: Jaki jest promień grawitacyjny (Schwartzschilda) obiektu o wyznaczonej przez nas masie?