Szanowny Użytkowniku,

25 maja 2018 roku zaczyna obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako „RODO”, „ORODO”, „GDPR” lub „Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych”). W związku z tym informujemy, że wprowadziliśmy zmiany w Regulaminie Serwisu i Polityce Prywatności. Prosimy o poświęcenie kilku minut, aby się z nimi zapoznać. Możliwe jest to tutaj.

Rozumiem

Reklama

Najgłębsze zagadki

Najgłębsze zagadki

27.07.2011
Czyta się kilka minut
Wydawnictwo Prószyński i S-ka, znane z serii książek popularnonaukowych, a także miesięczników "Świat Nauki" oraz "Wiedza i Życie", po kilku chudych latach znowu oferuje nam wiele świetnych tytułów. Dzisiaj - trzy z nich.
W

W serii "Na ścieżkach nauki" ukazała się książka Seana Carrolla "Stąd do wieczności i z powrotem". Tytuł przewrotny, bo choć wszyscy jesteśmy wleczeni przez upływający czas w kierunku wieczności (o ile taka istnieje), to, jak sądzimy, nikt nie może poruszać się w kierunku przeciwnym. Nieubłagany jednokierunkowy bieg czasu, doświadczany nieustannie przez wszystkich i wszystko, jest jedną z największych zagadek przyrody. Jak napisała Szymborska, a wyśpiewała Łucja Prus: "nic dwa razy się nie zdarza". Fizycy nazywają to zjawisko "strzałką czasu".

Nad rozwiązaniem zagadki pochodzenia strzałki czasu biedzili się wielcy fizycy i filozofowie. Mimo to pozostaje jednym z centralnych problemów, którego nie pomogła rozwiązać ani mechanika kwantowa, ani teoria względności. Już samo precyzyjne sformułowanie pytania sprawia kłopoty. Wyjaśnienie niektórych proponowanych rozwiązań też nie jest proste. Z próbą takiego wyjaśnienia mamy do czynienia w książce Carrolla.

Autor jest znanym fizykiem teoretykiem z California Institute of Technology (CalTech), zajmującym się kosmologią. Napisał podręcznik ogólnej teorii względności. Szerszej publiczności dał się poznać jako utalentowany popularyzator, występował w telewizyjnych programach w History Channel i Science Channel. Założył blog Preposterous Universe (Absurdalny Wszechświat) - http://preposterousuniverse.blogspot.com/, a od 2005 r. jest jednym z twórców blogu Cosmic Variance (Kosmiczna Wariancja) - http://blogs.discovermagazine.com/cosmicvariance/. Oba warto polecić wszystkim, którzy interesują się kosmologią i współczesną fizyką.

Jego książka o czasie i jego własnościach jest znakomitą lekturą, choć osoby mniej wprowadzone w temat powinny pewnie przeczytać ją dwukrotnie. Autor rozpoczyna od przeglądu własności czasu znanych nam z doświadczenia i stopniowo wprowadza czytelnika w sposób, w jaki o czasie myślą i mówią fizycy. Odchodzimy od codziennych intuicji i zaczynamy rozumieć czas tak, jak nauczył nas Albert Einstein w jego szczególnej i ogólnej teorii względności. Przechodzimy do klasycznych prób wyjaśnienia strzałki czasu w powiązaniu z drugą zasadą termodynamiki, złożonością świata i pojęciem entropii, a poprzez związek entropii z informacją - do związku strzałki czasu ze zjawiskiem życia. Wreszcie - do własności czasu w mechanice kwantowej.

Na koniec Carroll przedstawia najbardziej współczesne idee dotyczące zjawiska strzałki czasu, związane z czarnymi dziurami i, ogólniej, własnościami czasoprzestrzeni w kosmologii. Kończy rozważaniami na temat możliwej wielości światów i odmiennych własności czasu w każdym z nich, możliwości podróży w czasie i przekraczania prędkości światła wskutek niezwykłego splątania czasoprzestrzeni. Jeśli wydaje się to wykraczać poza zakres nauki i wchodzić w obszar science fiction, to przypomnę, że publiczne spory na ten temat toczyli, na przykład, znani fizycy Roger Penrose i Igor Nowikow. Właśnie Penrose powiedział o książce Carrolla: "Oferuje ona dostępny przegląd większości najgłębszych zagadek współczesnej fizyki. Choć można się nie zgadzać z niektórymi wnioskami autora, to same rozważania do nich prowadzące są fascynujące".

Penrose, emerytowany profesor matematyki w Oksfordzie, był już u nas tłumaczony. Najbardziej znane jego książki to "Nowy umysł cesarza" i "Droga do rzeczywistości". W "Cyklach czasu" przedstawia nowe, radykalne pomysły. Twierdzi, że Wszechświat istniał przed Wielkim Wybuchem i będzie istniał po Wielkim Kresie. W tym sensie książka Penrose’a wiąże się ściśle z książką Carrolla.

Czytelnika szukającego godziwej intelektualnej rozrywki na wakacje mogą przestraszyć pojawiające się u Penrose’a wzory matematyczne. Trzeba uczciwie przyznać, że ci, którzy zamierzają przeczytać sam tekst z pominięciem wzorów, wiele stracą. Inaczej niż Carroll, nie jest to więc lektura dla każdego.

W pierwszej części Penrose wraca do starego problemu entropii Wszechświata. Część druga to przedstawienie podstaw teorii Wielkiego Wybuchu. Oryginalne pomysły autora znajdziemy w części trzeciej. Twierdzi on, że obecna faza ewolucji Wszechświata była poprzedzona wcześniejszą, zakończoną Wielkim Kresem (zapadnięciem się Kosmosu). Podobnie może według Penrose’a skończyć się obecna epoka - i tak w nieskończoność. Najmniej przekonuje twierdzenie Penrose’a, że jego teoria jest testowalna na podstawie obecnie dostępnych obserwacji kosmicznego promieniowania tła. Dopóki jednak nie zrozumiemy, dlaczego nastąpił Wielki Wybuch i co było przedtem (o ile takie pytanie ma sens), musimy pochylać się nad takimi spekulacjami.

Spekulacje na temat natury czasu i przyczyny Wielkiego Wybuchu wiążą się z najbardziej fundamentalnymi teoriami fizycznymi. Jedną z rozwijanych obecnie teorii jest teoria strun. "Teoria strun bez tajemnic" Stevena S. Gubsera stara się spopularyzować jej podstawowe idee. Gubser, profesor na Uniwersytecie Princeton, podejmuje próbę wyjaśnienia tej zaawansowanej matematycznej teorii... bez matematyki. Nie ma u niego wzorów, są tylko poglądowe rysunki, proste, choć takie jakie pojawiają się w oryginalnych pracach naukowych. Książkę Gubsera można porównać do książek Michio Kaku, szczególnie do "Hiperprzestrzeni".

Książki Carrolla, Penrose’a i Gubsera nie zastąpią podręczników i lektury oryginalnych prac. Można jednak wyrobić sobie dzięki nim wyobrażenie, w jakim kierunku podążają współczesne badania w zakresie fizyki teoretycznej i jak daleko (raczej daleko niż blisko) jesteśmy od zrozumienia strzałki czasu, przyczyny Wielkiego Wybuchu, najbardziej elementarnych składników materii, globalnych własności czasoprzestrzeni, związku grawitacji z innymi oddziaływaniami, związku termodynamiki z życiem i wielu, wielu innych problemów.

Sean Carroll, Stąd do wieczności i z powrotem. W poszukiwaniu ostatecznej teorii czasu, przeł. Tomasz Krzysztoń, Warszawa 2011, Wydawnictwo Prószyński i S-ka

Roger Penrose, Cykle czasu. Nowy niezwykły obraz Wszechświata, przeł. Bogumił Bieniok i Ewa L. Łokas, Warszawa 2011, Prószyński i S-ka

Steven S. Gubser, Teoria strun bez tajemnic, przeł. Janusz Popowski, Warszawa 2011, Wydawnictwo Prószyński i S-ka

Czytasz ten tekst bezpłatnie, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]