Nikt nie ma chyba wątpliwości co do tego, że doskonały Stwórca mógł stworzyć jedynie doskonały Świat. Pięknie. Ale czy my, ludzie, przecież niedoskonali, mamy doskonałe pojęcie o tym na czym doskonałość polega, w czym się zasadza? Czy coś doskonale okrągłego jest doskonałe wtedy gdy potrzeba nakazuje użycie kwadratu lub rombu? A potrzeby bywają różne.
I tak, kierując się osobistym zapotrzebowaniem obejrzałem wczoraj dwuczęściowy film poświęcony tematyce anizotropowego kosmosu i geometrii Finslera. Film jest zrobiony w Rosji, monologi naukowców i narracja jest w języku rosyjskim. Gdy ktoś chce – może obejrzeć, filmy są do ściągnięcia:
Wczoraj witryna była padnięta, mam nadzieję, że się szybko podniesie z błędów w bazie danych.
Dziś streszczę pierwszą część filmu. Część ta jest właściwie wstępem do części drugiej, bo w części drugiej jest więcej matematyki, algebry, geometrii, szczegółów zrozumiałych jedynie dla geometrów i algebraików, choć film jest popularnonaukowy i powinien dać jakie-takie pojęcie o co w tym wszystkim chodzi także laikowi.
Zaczyna się to wszystko od panegiryku na temat teorii względności Einsteina – tej ogólnej, tzn. Teorii czasu, przestrzeni i grawitacji:
Owszem, teoria względności ma ograniczony zasięg zastosowań, tu się stosuje a tam nie, ale to nie znaczy, że jest błędna! Ma na swoim koncie wspaniałe osiągnięcia. Zakrzywienie promieni świetlnych w polu grawitacyjnym:
Precesja orbity Merkurego:
No i co z tego, że teoria i pomiary nie całkiem się zgadzają?!
A jednak... Teoria względności w zastosowaniu do kosmologii buduje model Wielkiego Wybuchu, gdzie mamy pełną jednorodność i izotropowość. Nie ma wyróżnionych punktów, nie ma wyróżnionych kierunków. A Przyroda taką nie jest. Mamy kryształy, gdzie własności światła zależą od kierunku:
Ziemia wiruje wokół swej osi, wyróżniając pewien kierunek w przestrzeni:
Wydawałoby się, że sprawa prosta, przecież uczymy się tego w szkole! A jednak... W Centrum RAN w Puszczino przeprowadzano szereg doświadczeń
Szczególnie w laboratorium teoretycznej i doświadczalnej biofizyki.
Badano prędkość zachodzenia reakcji chemicznych i zależność tej prędkości od chwili czasu. Stwierdzono niewyjaśnialne współczesną nauką dobowe wahania tej prędkości. No cóż, Ziemia się obraca, Słońcejakośna prędkość tych reakcji wpływa, nieprawdaż? Jednak powtórzono doświadczenia w dwóch różnych laboratoriach w synchronizowanym czasie. W Puszczino mierzono prędkość reakcji chemicznych a w innym laboratorium, w Moskwie, mierzono w tym czasie wahania prędkości rozpadu radioaktywnego. Wyniki były zaskakujące, korelacja zdumiewająca:
Co ma Słońce do prędkości rozpadu radioaktywnego, prędkości mierzonej w ekranowanych od oddziaływań zewnętrznych laboratorium? Na dodatek dokładniejsza analiza wykazała dwa piki, jeden zgodny z dobą słoneczną – 1440 minut, drugi pik zgodny z dobą gwiezdną – 1436 minut. Te dwie doby są różne ze względu na obieg Ziemi wokół Słońca. Co 1440 minut Ziemia zwraca się tak samo w stosunku o Słońca, ale co 1346 minut zwraca się tak samo w stosunku do gwiazd. Co mają dalekie gwiazdy wspólnego z prędkością zachodzenia procesów przypadkowych na Ziemi?
Zagwozdka!
Dalej przechodzimy do zagadki wirowania galaktyk spiralnych. Tych jest od metra. Z praw fizyki wynika, że prędkość wirowania powinna zależeć w określony sposób od odległości od centrum
Z obserwacji wynika, że zależy inaczej. Co robić? Trzeba załatać dziurę. Wprowadza się więc pojęcie ciemnej materii i ciemnej energii.
Tej widzialnej jest jedynie 4%, reszta to sprawy ciemne. Coś tam się na chybcika w ten sposób ratuje. Ale tylko „coś”. Bo przychodzą następne zagwozdki. OTW przewiduje efekt ogniskowania (soczewkowania) światła prze pola grawitacyjne:
Efekt jest w istocie obserwowalny, tyle, że różnica między wielkością przewidywaną teorią, a tym co w istocie obserwujemy jest sześciokrotna.
Biedny ten Einstein
Teoria względności jest niby dobra, ale nie tak znów dobra gdy idzie o szczegóły. Zatem łopaty w ruch. Równania pola grawitacyjnego (geometrii czasoprzestrzeni) Einsteina wyprowadza się z zasady najmniejszego działania. Występują tam dwa elementy: metryka czasoprzestrzeni g, oraz tensor krzywizny (tensor Ricciego) R:
Normalnie próbuje się zmodyfikować teorię grawitacji Einsteina zastępując tensor Ricciego jakąś inną funkcją od krzywizny.
Dlaczego jednak nie zabrać się za samą metrykę? Czy ta nie może zależeć od kierunku? To prowadzi od geometrii Riemanna do geometrii Finslera:
Powstają w ten sposób nowe geometryczne teorie grawitacji.
Czy można je sprawdzić? A można. Wszyscy zapewne słyszeli o promieniowaniu mikrofalowym, promieniowaniu tła, promieniowaniu reliktowym – to rożne nazwy tego samego zjawiska. Dochodzi do nas zewsząd, z każdego kierunku w kosmosie, mniej więcej z tym samym widmem energetycznym odpowiadającym temperaturze ok. 4 stopnie Kelwina ciała doskonale czarnego. Owszem, są małe fluktuacje temperatury, ale na pierwszy rzut oka są one jednorodne:
Jednak dokładniejsze pomiary wykazały dipolową anizotropowość:
Teorie grawitacji oparte na geometrii Finslera przewidują anizotropowość kwadrupolową i nawet oktupolową:
Jeszcze dokładniejsze pomiary anizotropowości promienia reliktowego winny zatem przynieść rozstrzygnięcie.
Inna zagwozdka to prędkości kwazarów. Te są bardzo od nas daleko i latają sobie w różnych kierunkach. Początkowo sądzono, że latają chaotycznie, jednak dzisiaj wygląda na to, że latają jakoś stadami, i nie bardzo chą się słuchać ograniczeń na prędkość, że niby ma być pod-świetlna:
Geometria Finslera i na to znajduje odpowiedź, choć nie jest to odpowiedź zupełnie jasna. Tak czy siak nasi koledzy Finslerowcy są zafascynowani piramidami. Być może, spekulują, starożytni wiedzieli o tym, że Wszechświat jest izotropowy i piramidy służyły jakoanteny – nie paraboliczne, ale piramidalne, oparte na geometrii Finslera:
Dlatego międzynarodowe konferencje poświęcone geometrii Finslera i jej zastosowaniom, normalnie mające miejsce w Rosji, odbywają się jednak co parę lat w Egipcie, przy piramidach
