Małpy na beczce prochu

 

Największym źródłem energii dostępnym naszej cywilizacji jest bomba wodorowa. Atoli technologia, którą rozporządzają ludzie jest tak prymitywna, że energię syntezy wodoru potrafimy wyzwolić tylko w wybuchowy sposób. Na syntezę kontrolowaną w reaktorach, musimy jeszcze poczekać. Zwykły huragan wytwarza energię setek bomb wodorowych. Dlatego kontrolowanie pogody jako jedna z cech cywilizacji typu I, wyprzedza dzisiejsze umiejętności o przynajmniej sto lat.

Tu pewna ciekawostka: - W powieści Dana Browna „Anioły i Demony”, grupa przestępcza chce wysadzić Watykan za pomocą bomby zbudowanej z antymaterii skradzionej z genewskiego CERN. Czemu z antymaterii? Ano z powodu wydajności: - bomba wodorowa ma przy całej swej niszczycielskiej potędze „tylko” jeden procent wydajności, a bomba z antymaterii osiąga wydajność stu procent!

Pamiętamy kultowe powiedzenie z pewnego polskiego filmu – Ile procent cukru jest w cukrze?

Otóż przestępcy jak wiadomo są bezwzględni i przed inwestowaniem w cokolwiek wybierają pewność zamiast wątpliwości – tu za pewnik przyjęli, że dopiero bomba z antymaterii przemieniająca sto procent materii w energię obrazuje prawdziwe piękno równania Einsteina!

Jak będzie wyglądał dalszy rozwój naszej cywilizacji, ocenianej przez Carla Sagana na 0,7? A może dokładnie 0,62?

 Cywilizacja typu I jest wtedy, gdy zbada już większą część swojego systemu gwiezdnego. My, kolejne kroki rozwoju dotychczasowej techniki podboju kosmosu mierzyliśmy w dziesięcioleciach, dlatego jakościowe skoki, polegające na kolonizacji innych planet będziemy odmierzać stuleciami.

Niestety mamy poślizg w prognozach krótkoterminowych, bo na przykład pierwsi ludzie na Marsie mieli lądować według przewidywań NASA w roku 2020. Potem, gdy Elonowi Muskowi uda się lądowanie pierwszych ludzi na Marsie, upłynie jeszcze 50 lat, zanim będziemy nazywać rzecz kolonizacją, a podbój całego Układu Słonecznego potrzebuje co najmniej stu lat.

    Dla porównania przejście od cywilizacji typu I do typu II może zająć już "tylko" tysiąc lat. Biorąc pod uwagę wykładniczy rozwój cywilizacji możemy oczekiwać, że w ciągu tysiąca lat wzrastające potrzeby energetyczne takiej rozwijającej się cywilizacji wymuszą konieczność bezpośredniej eksploatacji Słońca.

Tu następna ciekawostka: - kilkanaście lat temu astronomowie zaobserwowali (są zdjęcia) ogromny obiekt „tankujący” bezpośrednio z naszego Słońca. Jak wiemy tego typu informacje bywają ukrywane, a jeśli przeciekną, są wyciszane, lub ośmieszane.

Typowym przykładem cywilizacji typu II jest Federacja Planet przedstawiana w serialu Star Trek. Cywilizacja ta dopiero zaczęła panować nad siłą grawitacji – czyli nauczyła się zakrzywiać czasoprzestrzeń za pomocą tuneli czasoprzestrzennych i po raz pierwszy osiągnęła możliwość dotarcia do najbliższych gwiazd. Jednocześnie uniknęła ograniczeń związanych z barierą prędkości światła, opanowując praktycznie posługiwanie się teorią względności Einsteina.

    W niektórych systemach gwiezdnych powstały niewielkie kolonie, a zadaniem kosmicznego statku Enterprise jest ich ochrona. Pojazd czerpie energię ze zderzeń antymaterii z materią, a więc tylko ta umiejętność wytwarzania dużych ilości antymaterii wyprzedza naszą cywilizację o tysiąclecia.

      Osiągnięcie poziomu cywilizacji III potrwa kolejne tysiąclecia. Taka jest skala czasowa przepowiadana przez Isaaca Asimova w jego klasycznym cyklu powieści Fundacja.

Cykl ten opisuje powstanie, upadek i odrodzenie się cywilizacji galaktycznej, która wykorzystuje źródła energii samej Galaktyki. W cyklu powieści Asimova wyprawy do gwiazd przez zakrzywienie czasoprzestrzeni nie stanowią żadnego problemu, one są zwyczajnym sposobem prowadzenia handlu i zawierania transakcji międzygalaktycznych.

Czyli były potrzebne dwa miliony lat, by nasz gatunek wyszedł z leśnej gęstwiny i stworzył współczesną cywilizację, natomiast opuszczenie przytulnego Układu Słonecznego może zająć „tylko” kilka tysięcy lat. Inna sprawa, że za przymiotnikiem "przytulny" przyszli gwiezdni podróżnicy jeszcze zatęsknią, bo przypomni o sobie zasada Miss ewolucji przystosowująca człowieka do życia na Ziemi, a nie w kosmosie.

   Tu pozwolę sobie na dygresję dotyczącą dalszej ewolucji rasy ludzkiej, bo nie ma wątpliwości, że takowa jest (Na razie jakby głupiejemy od nadmiaru medialnego bełkotu). Dziś wspomnę jedynie o kierunku polegającym na wspomaganiu ciała i mózgu ludzkiego implantami SI. Dziedzina rozwija się gwałtownie, a na horyzoncie widać cyborga – nie wiadomo, czy już maszynę, czy jeszcze człowieka.

    Cywilizacja typu III potrafi wykorzystywać energię supernowych i czarnych dziur. Pojazdy tej cywilizacji będą potrafiły dotrzeć do jądra Galaktyk, czyli najbardziej tajemniczego ze wszystkich źródeł energii. Astrofizycy przypuszczają, że centrum Galaktyki może skrywać miliony czarnych dziur, a więc już nie źródło, lecz prawdziwy ocean energii. Ponieważ cywilizacja na tym etapie rozwoju będzie korzystała z energii milion miliardów razy większej od tej dostępnej nam dzisiaj, wygląda na to, że osiągnie panowanie nad dziesiątym wymiarem.

      Oczywiście o ile przebrniemy przez barierę uranu, co potrwać ma do trzystu lat. Na razie bowiem jesteśmy stadem małp siedzących na beczce prochu.

Okno na Stworzenie

 

Czyli nadprzewodzący akcelerator.

Osiemnastowieczny angielski filozof David Hume, który zasłynął twierdzeniem, że u podstaw każdej teorii musi leżeć eksperyment, nie potrafił wyjaśnić, jak można zweryfikować doświadczalnie Teorię Stworzenia.

Jeśli istotą eksperymentu jest jego powtarzalność, a jak dotąd nie udało się powtórzyć Stworzenia Świata, oznacza to, że teoria jest niewiarygodna.

Stworzenie Świata wydaje się być zdarzeniem niepowtarzalnym z samej definicji, wynika więc kłopot dla nauki? Niby tak, bo rzeczywiście zarówno w XVIII wieku, jak i dziś nie da się eksperymentu powtórzyć.

Wiliam Blake - Bóg odmierza świat

Stworzenia świata nie da się powtórzyć, ale przynajmniej wiemy już dlaczego się nie da. Otóż energia potrzebna do odtworzenia aktu narodzin dziesięciowymiarowego Wszechświata została dokładnie obliczona, azaliż jej uzyskanie przekracza nasze obecne możliwości.                                                      .   

Istnieje jednak kilka sposobów na rozwiązanie tego zagadnienia nie wprost.

Największe nadzieje budził nadprzewodzący superakcelerator (SSC) – spodziewano się, że pozwoli odkryć tak zwaną supersymetrię. Byłby to pośredni dowód poprawności teorii superstrun. Gdyby SSC został zbudowany, byłby olbrzymim urządzeniem, jednak jego zaawansowana budowa została w roku 1993 zaniechana.

Rzecz powstawała w Teksasie niedaleko Dallas i miała być ukończona w roku 2000. Urządzenie miało postać olbrzymiej rury ułożonej w koło o obwodzie ponad 80 km. Rura miała być otoczona przez olbrzymie magnesy. Liczba zatrudnionych naukowców i personelu miała wynosić trzy tysiące.

W tej rurze miały pędzić dwie wiązki protonów – jedna zgodnie z ruchem wskazówek zegara, druga przeciwnie. Pęd każdej wiązki byłby bardzo bliski szybkości światła. I teraz wystarczyłoby zderzyć jedną wiązkę z drugą, aby protony rozbijały się z energią 40 bilionow elektronowoltów, produkując olbrzymią liczbę cząstek elementarnych, analizowanych przez detektory. Do takich właśnie zderzeń dochodziło podczas Wielkiego Wybuchu – stąd nazwa SSC – Okno na Stworzenie.

SSC był niezwykłym projektem inżynieryjnym poszerzającym granice współczesnej technologii. Potężne, specjalnie wzmocnione magnesy miały być studzone prawie do zera absolutnego. Koszt przedsięwzięcia oszacowano na 11 miliardów dolarów, z czego do chwili wstrzymania budowy w 1993 roku wydano większą część. Kongres stwierdził jednak, że jest to zbędny luksus w trudnych czasach i zablokował budowę tej „kosztownej zabawki”.

Pytano: - Co da ten projekt? – w domyśle: - ile można na tym zarobić? I czy to duża rzecz której szukacie?

- Mała, maleńka, ale niezwykle ważna – odpowiadali naukowcy.

- Plączecie się w zeznaniach - mówili politycy - nie damy pieniędzy na takie maleńkie niepewne coś, co nie tylko nie da zarobić ale jeszcze przyniesie stratę.

Aby przybliżyć kontekst kosztowy projektu: - w tamtych latach roczny koszt gwiezdnych wojen wynosił 4 miliardy, odnowienie lotniskowca miliard, jedna misja wahadłowca miliard, budowa bombowca B-2 miliard.

Co z pomocą SSC chcieli osiągnąć fizycy kwantowi? Znaleźć na przykład tajemnicze cząstki Higgsa, przewidywane przez model standardowy. To byłoby niezwykle istotne, ponieważ to właśnie cząstka Higgsa łamie symetrię i jest odpowiedzialna za to, że kwarki maja masę. Czyli SSC mógł odkryć „pochodzenie masy”.

Ostateczne  projekt SSC został zaniechany. W zamian pod koniec 2009 roku rozpoczął się w CERN rozruch dużego akceleratora o nazwie Wielki Zderzacz Hadronów(LHC). 30 marca 2010 roku doszło w nim do pierwszego zderzenia cząstek z energią 7 TeV. Jego docelowa moc to 14 bilionów elektronowoltów. Fizycy liczyli na odkrycie bozonu Higgsa.

Czemu to takie ważne?

Otóż wszystkie otaczające nas przedmioty, które coś ważą, zawdzięczają swoją masę cząstkom Higgsa.

Po trzech latach stało się: - 4 lipca 2012 r. eksperci z CERN poinformowali o odkryciu bozonu, czyli teoria się potwierdza. Co dalej?

Ano pojawia się poezja: - dziś badane są „kwarki piękne”, grawitino – supersymetryczny partner grawitionu, tudzież supersymetryczny partner kwarków, czyli skwarki. (Nie mylić ze skwarkami wytapianymi ze słoniny).

       Jeśli w końcu uda się odkryć i poznać te wszystkie  supersymetryczne cząstki, będzie już tylko krok od zauważenia śladów samych superstrun.

Teoria superstrun jest prawdopodobnie jedyna teorią, w której supersymetria i grawitacja zostały połączone w całkowicie spójny sposób.

 

Ewolucja wstecz

 

Czy jest możliwy taki kierunek ewolucji? Patrząc na postępowanie niektórych ludzi, wyraźnie widać, że się zatrzymali w rozwoju, a przecież wiemy, jak taki stan nazywa Czerwona Królowa.

Bywają na niebie i ziemi zdarzenia, o których nie śniło się filozofom. Film z 2017 roku, nominowany do Oskara, opowiada o fizjologicznej ewolucji wstecz. To „Ciekawy przypadek Benjamina Buttona”, opowieść o mężczyźnie, który rodzi się jako starzec i młodnieje z wiekiem.

Atoli wróćmy do przykładu teorii superstrun. Otóż wydaje się, że odkryto ją z pomocą szczęśliwego trafu, ale w nieodpowiednim czasie, mianowicie dużo za wcześnie. Wielu fizyków uważa, że gdyby ów szczęśliwy traf się nie wydarzył, teoria ta zostałaby odkryta dopiero sto lat później.

      Opinia ta bierze się stąd, że ta teoria różni się zdecydowanie od wszystkich idei XX stulecia. Nie tylko nie jest rozwinięciem popularnych trendów, ale sytuuje się zupełnie poza nimi.

      Ogólna teoria względności na przykład przeszła logiczną ewolucję. Najpierw Einstein sformułował zasadę równoważności, następnie nadał jej odpowiedni kształt za pomocą matematyki i grawitacyjnej teorii pola, w oparciu o wcześniejsze osiągnięcia Faradaya i Riemanna. Potem dostaliśmy opisy czarnych dziur i Wielkiego Wybuchu, a na koniec podjęto próbę sformułowania kwantowej teorii grawitacji.

       W ten sposób ogólna teoria względności przeszła logiczny rozwój od zasady fizycznej do teorii kwantowej.

Zupełnie inaczej wygląda sprawa z rozwojem teorii strun, która od swego odkrycia w 1968 roku ewoluuje wstecz. Dlatego właśnie dla większości fizyków wygląda ona dziwnie i obco.

                                   Funkcja beta

Jak już wiemy teoria ta narodziła się „całkiem przypadkowo” w 1968 roku, kiedy dwaj młodzi fizycy teoretycy, Gabriel Veneziano i Mahiko Suzuki przeglądali literaturę, poszukując funkcji matematycznych, które mogłyby opisać zachowanie silnie oddziaływujących cząstek. Obaj fizycy pracowali w CERN, europejskim centrum fizyki teoretycznej w Genewie. Niezależnie od siebie natknęli się na funkcję beta, stworzoną w XIX wieku przez matematyka Leonharda Eulera. Zaskoczyło ich, że ta funkcja ma prawie wszystkie własności, jakie są potrzebne do opisania współczesnego zagadnienia nad którym pracowali.

Odnalazłszy funkcję beta Eulera, Suzuki opowiedział o tym doświadczonemu fizykowi z CERN i okazało się, że fizyk ten znał już temat, bo o podobnym odkryciu zawiadomił go inny początkujący fizyk – Veneziano.

                                                     Symfonia Wszechświata

Zgodnie z teorią strun, gdybyśmy potrafili powiększyć cząstkę punktową, zobaczylibyśmy małą, wibrującą strunę. W rzeczywistości materia jest harmoniami stworzonymi przez wibrujące struny.

Podobnie jak istnieje nieograniczona liczba współbrzmień, które można zagrać na skrzypcach, istnieje również nieograniczona liczba form materii, które można skonstruować z drgających strun. Wyjaśnia to bogactwo cząstek w naturze. Także prawa fizyki można porównać do praw harmonii określonych dla struny.

Sam Wszechświat, złożony z nieskończonej liczby drgających strun, moglibyśmy porównać do symfonii.

Teoria strun wyjaśnia także naturę czasoprzestrzeni. Jest to pierwsza w historii fizyki kwantowa teoria grawitacji mająca skończone poprawki kwantowe.

       Fizycy byli zaskoczeni, kiedy po raz pierwszy obliczono ograniczenia, jakie struna nakłada na czasoprzestrzeń, ponieważ z obliczeń wyłoniły się równania Einsteina!

      To było bardzo niezwykłe. Fizycy bowiem nie zakładali żadnego z tych równań – one wynikły samoistnie, w sposób całkiem magiczny z teorii strun, potwierdzając tym samym, że Edward Witten to nie byle jaki gość.

I odtąd równania Einsteina przestano traktować jako podstawowe – można je było wyprowadzić z teorii strun.

       A ograniczenia na spójność (moja druga żona zwykła mawiać przed podaniem jedzenia: - Najpierw spróbuję na słoność. Ja na to: - Żeby się nie rozdwajać, spróbuj jednocześnie na pieprzność, będzie sprawniej) są zadziwiająco sztywne.

       One zabraniają strunie poruszać się w trzech, czy czterech wymiarach. Jednocześnie zmuszają strunę do poruszania się w ściśle określonej, „magicznej” liczbie wymiarów. To są znane już Czytelnikom dwie liczby: - 10 i 26.

A dokładnie dotyczy to struny heterozyjnej, zamkniętej. Taka struna wibruje na dwa sposoby: - zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara i przeciwnie. Drgania te traktuje się oddzielnie. Wibracje zgodne z kierunkiem ruchu wskazówek zegara zamieszkują dziesięciowymiarową przestrzeń. Drgania w kierunku przeciwnym odbywają się natomiast w przestrzeni 26. – wymiarowej, w której szesnaście wymiarów uległo redukcji.

Teoria strun zdefiniowana w tych wymiarach, ma wystarczająco dużo miejsca, by zjednoczyć wszystkie podstawowe siły natury.

Wychodząc od prostej teorii wibrującej struny, możemy otrzymać teorię Einsteina, Kaluzy-Kleina, supergrawitację, model standardowy, a nawet teorię GUT (Czytelnicy bloga darują wyjaśnienia, co to jest GUT, wystarczy przyjąć, że to niemieckie gut).

Jednym słowem wydaje się, że mamy do czynienia z cudem: - zaczynając od czysto geometrycznych własności strun, otrzymujemy na nowo całą  fizykę ostatnich dwóch tysiącleci!

Symetrie, które dostrzegamy wokół siebie, od tęczy po rozkwitające kwiaty i kryształy, można ostatecznie zaliczyć do manifestacji fragmentów pierwotnej dziesięciowymiarowej przestrzeni.

Wielowymiarowa przestrzeń jest tak samo piękna jak natura. To w hiperprzestrzeni jest źródło symetrii i cudów przyrody. Na przykład płatki śniegu tworzą bajeczne heksagonalne wzory, a żaden z nich nie jest dokładnie taki sam. One sygnalizują czar dziesięciu wymiarów.

 

Oberża Pod Kudłatym Aniołem

Już w czasie krótkiej przecież jazdy do Cisnej okazało się, że facet jest mocno kościółkowy, dlatego z wdzięczności za podwózkę zaproponowałem skręt do Łopieńki. Dawno tu nie byłem, a lubię to miejsce. 

Samochód został na parkingu, a my ruszyliśmy te dwa kilometry pieszo. I od razu zacząłem żałować tego pomysłu, bo facet gadał jak nakręcony, zasypując mnie informacjami o tym, co powiedział papież. 

A przecież jak Czytelnicy wiedzą, Watykan i papieże to nie moja bajka. 
Ale nic to: - widocznie mam znowu przerobić lekcję cierpliwości. 
Idę więc, staram się zamknąć uszy, ale niestety tylko oczy mają powieki. 
Doszliśmy, wracamy. Facet nawija. Tym razem o bezbożnej Europie. I dowiaduję się, że winę za całokształt ponoszą Żydzi. We mnie zaczyna coś kiełkować. Wjeżdżamy do Cisnej, sugeruję śniadanie w oberży Pod Aniołem.  

Siedzimy więc sobie w trójkę w oberży w Cisnej, pojedliśmy, panowie popijają piwo, pani pokieruje dalej pojazdem, więc kawa. Pan nawija, ja milczę, pani milczy.

Pan nawija, chwilowo nawet udaje mi się wyłączyć od słuchania , gdy naraz dociera do mnie: - " I dlatego panoszy się ten antyklerykalizm". 

Znowu słucham uważnie. 
Otóż szanowny małżonek, jak się okazuje, żywo nad wyraz interesuje się badaniami naukowymi, które to badania, jak stwierdza w pewnym momencie, mogą stać się zagrożeniem dla ludzkości. Nie wolno bawić się w pana Boga. Ogólnie się z tym zgadzam, ale jakby z nieco innego punktu widzenia. Facet mówi i mówi, ja milczę, żona ogląda paznokcie i milczy. 
Ten człowiek wyraźnie cierpi na słowotok - konstatuję. 
Jako że nie ma przypadków, naraz pada drugie słowo - klucz: - antymateria.

No to mam okazję wystąpić jako Jajcarz, przecież nie na darmo przylgnęła do mnie także ta bieszczadzka ksywka - myślę sobie. Odstawiam pustą szklankę.

- To pewnie słyszał pan już o najnowszym odkryciu naukowców z CERN? Że świat z antymaterii wcale nie różni się od naszego? – zapytałem.

- Co pan powie?! – zadziwił się facet. To niesamowite!

- Nie bardzo – ja na to - przecież izraelscy kosmonauci już dawno do takiego antyświata dotarli.

A było tak: - Izrael stworzył własny tajny program kosmiczny. No i polecieli ci dzielni astronauci w swej koszernej rakiecie. Nowoczesna technologia, lecą niebywale szybko, mijają kolejne planety, gwiazdy, czasem zdarzy się jakaś mgławica...

W pewnym momencie są już tak daleko, że pojawiają się masy antymaterii. Nic to, lecą dalej, mijając antygalaktyki, antygwiazdy... Naraz patrzą – a tu antyplaneta.

Lądujemy! - pada decyzja. 
I wylądowali na antypolanie. 
Rozglądają się: - na skraju antypolany, pod antylasem stoi sobie antydomek. Antydym leci z antykomina, najwyraźniej antyżycie jakieś. 

Podchodzą bliżej, zaglądają przez antyokno – nic nie widać bo antyzasłony zasunięte. Chwytają antyklamkę, otwierają antydrzwi, a tu w antysalonie, przy antystole siedzą antysemici, a na ich czele panoszy się sam Antychryst.

Program generujący świat

Wolfram jest przekonany, że program komputerowy generujący nasz wszechświat jest nie tylko bardzo prosty, ale także może być jednym z najprostszych programów zdolnych do wygenerowania wszechświata.

       To przekonanie, to na razie jest tylko akt Wiary przez duże w.

Odkrywca sądzi, że nasz wszechświat jest jednym z najprostszych wszechświatów, jedynie z dodanym pojęciem przestrzeni i czasu.

Dlatego warto najpierw popróbować i sprawdzić proste reguły, bo któraś z nich może się okazać poszukiwaną regułą.

       Jeżeli program generujący nasz wszechświat jest rzeczywiście jednym z najprostszych, to musi zawierać bardzo mało treści.

Z tego powodu Wolfram uważa, że wszechświat nie może być automatem komórkowym, bo z definicji automat jest określonym zbiorem komórek w przestrzeni. A wbudowana w program koncepcja przestrzeni, to już dla niego zbyt dużo.

        Uważa, że przestrzeń wyłoni się z czegoś jeszcze bardziej fundamentalnego, i wyłoni się wraz ze wszystkimi innymi atrybutami wszechświata w miarę działania programu.

Wolfram sądzi, że przestrzeń jest rodzajem sieci punktów, połączonych „węzłami”. To niesamowite, ale prosta sieć węzłów potrafi naśladować własności absolutnie każdej wyobrażalnej przestrzeni, czy to będzie przestrzeń jednowymiarowa, dwuwymiarowa, czy 279 wymiarowa.

Zdaniem Wolframa przestrzeń nie jest niczym więcej, jak siecią połączonych ze sobą węzłów.

Wyobraża on sobie przestrzenną sieć, która zmienia swój stan podobnie, jak automat komórkowy.

Okazuje się, że wszystko w naszym wszechświecie może powstać z takiej sieci przestrzennej.

Weźmy na przykład cząstki materii. 

W automacie komórkowym funkcjonującym w regule 110, szybko pojawiają się zorganizowane struktury, które są trwałe i zachowują się tak, jakby poruszały się w przestrzeni. Takie samo zachowanie wykazują elementarne cząstki materii – kwarki, elektrony i inne cząstki. 

      W rzeczywistości struktury te są nieustannie niszczone i natychmiast się regenerują. Podobnie działa zwykły telewizor.

W automacie z regułą 110 czasami dochodzi także do zderzenia cząstek. W rezultacie tego zderzenia pojawia się grupa innych cząstek, rozchodząca się z miejsca zderzenia.

       Takie zjawiska obserwują fizycy w akceleratorach cząstek, na przykład Europejskim Laboratorium CERN w Genewie.

Podobne zjawiska można również zaobserwować w sieci przestrzennej, gdzie cząstki są reprezentowane przez sieć węzłów – trwałe układy połączeń.

Wolfram odkrył, że regularnie odświeżany układ węzłów może reprezentować zarówno przestrzeń w której żyjemy, jak i materię, z której jesteśmy zbudowani.

Przypominają się słowa Einsteina:

„Rzeczywistość to jedynie iluzja, aczkolwiek całkiem trwała” .