[ Pobierz całość w formacie PDF ]
KOSMOLOGIA KWANTOWANA iCli�KACHNAUKIW 2000 roku w serii ukaza�y si�:Michio Kaku: Wizje, czyli jak nauka zmieni �wiat w XXI wiekuRudolf Kippenhahn: Tajemne przekazy. Szyfry, Enigma i karty chipoweGin� Ko�ata: Klon. Doi�y by�a pierwszaDonald Goidsmith: W poszukiwaniu �ycia na MarsieMeyer Friedman, Gerald W. Friedland: Dziesi�� najwi�kszych odkry�w medycynieDeborah B l urn: M�zg i p�e�. O biologicznych r�nicach mi�dzykobietami a m�czyznamiJared Diamond: Strzelby, zarazki, maszyny. Losy ludzkich spo�ecze�stwZ powrotem na Ziemi�. Sp�r o pochodzenie cywilizacji ludzkich.Pod redakcja Andrzeja K. Wr�blewskiegoWitold Sadowski: Femme fatale. Trzy opowie�ci o kr�lowej naukAlan H. Guth: Wszech�wiat inflacyjny. W poszukiwaniu nowej teoriipochodzenia kosmosuW 2001 w serii ukaza�y si�:Ed Regis: Nanotechnologia, czyli �wiat cz�steczka po cz�steczceBrian Greene: Pi�kno Wszech�wiata. Superstruny, ukryte wymiaryi poszukiwanie teorii ostatecznejFred Hoyle: M�j dom k�dy wiej� wiatry. Stronice z �ycia kosmologaRichard Dawkins: Rozplatanie t�czy. Nauka, z�udzenia i apetyt na cudaCarI Sagan: Miliardy, miliardy. Rozwa�ania o �yciu i �mierci u schy�kutysi�cleciaAndrzej Jerzmanowski: Geny i �ycie. Niepokoje wsp�czesnego biologaW przygotowaniu:John J. Medina: Zegar �ycia. Dlaczego si� starzejemy? Czy mo�nacofn�� czas?E. C. Krupp: Obserwatorzy nieba, szamani i kr�lowie. Astronomiai archeologia mocyMICHA� HELLERKOSMOLOGIAKWANTOWA"Pr�szy nski i S-kaWarszawa 2001Copyright (c) by Micha� Heller 2001Projekt ok�adkiKatarzyna A. JarnuszkiewiczIlustracja na ok�adceScience Photo Library/EAST NEWSIlustracje w ksi��ceDorota Ostaszewskana podstawie szkic�w AutoraISBN 83-7255-054-9WydawcaPr�szy�ski i S-ka SAul. Gara�owa 702-651 WarszawaDruk i oprawaOPOLGRAFSp�ka Akcyjnaul. Niedzia�kowskiego 8/1245-085 OpoleSPIS RZECZYWSt�p 91 Czy wsp�czesna fizyka jest chora na schizofreni�? 15Stulecie fizyki 15Rozdwojenie ja�ni i strategia przybli�e� 17W erze Plancka 202 Wzgl�dno�� i kwanty 22Teorie i eksperymenty 22Czasoprzestrze� 23Geometria przestrzeni Hllberta 25Geometria czasoprzestrzeni 28Obserwable 303 Jak teoretycy traktuj� Wszech�wiat? 33Epoka Plancka 33Ostateczny akcelerator 35Co to jest model kosmologiczny? 36Modele Friedmana 37Co wol� obserwatorzy, a co teoretycy? 404 Kwantowanie kanoniczne 44Program kanonicznego kwantowania 44Przestrze� stan�w i kwantowanie 45Geometrodynamika Wheelera 48Kwantowy �wiat Wheelera-DeWitta 52Trudno�ci i perspektywy 546 � KOSMOLOGIA KWANTOWA5 Ku jedno�ciJedno�� w wielo�ciUnifikacja oddzia�ywa�Si�y i symetrieSupersymetria l superuniflkacjaSupergrawitacjaSuperstruny6 Wszech�wiat HawkingaParowanie czarnych dziurCzasoprzestrzenne tubyKwantowe stworzenie Wszech�wiataBez warunk�w brzegowych i pocz�tkowych7 Wszech�wiat i instantonyProgram badawczy HawkingaInstanton i inflacjaInflacja w otwartym wszech�wiecieFluktuacje i struktura Wszech�wiata8 Teoria MOcean strukturStruny l superstruny�wiat wielkich wymiar�wOdkrywanie M-asywu9 Ekpyrotyczny wszech�wiatM-teorla l kosmologiaZa�o�enia modeluScenariusz pocz�tkuChwila na refleksj�10 Struktura pocz�tku i ko�caRywaleO entropii geometrycznieEntropia l Wszech�wiatEntropia czarnych dziur91919293969898100104106SPIS RZECZY � 756565760646466707071737679798182838484858789Termodynamika w pracowni Pana BogaStruktura osobliwo�ciKwantowa teoria grawitacjiPod pr�d11 Nieprzemienny wszech�wiatGdzie szuka�?Nieprzemlenno�� l jej nast�pstwaNieprzemienne modeleBezczasowa fizykaPrzyczynowo��Nieprzemienny wszech�wiat12 Od superstrun do geometrii nieprzemlenneJZero-branyPiana czasoprzestrzeni i jeszcze dalejPr�ba scenariuszaParadoks horyzontu l inne trudno�ciZako�czenie: w erze Plancka fizykaspotyka si� z filozofi�BibliografiaIndeks108109111113115115117119121124125129129131134136142148150WST�PWyraz "wst�p" jest znaczeniowo rozmyty. Mo�e znaczy�wst�p-wej�cie, na przyk�ad "Wst�p wzbroniony", lubwst�p-wprowadzenie, chocia�by wst�p do ksi��ki. Ale obydwate znaczenia maj� ze sob� co� wsp�lnego: odwo�uj� si� do ja-kiego� wej�cia, do drzwi, kt�re dok�d� prowadz�; zapraszaj�do przej�cia przez nie lub - przeciwnie - zakazuj� wst�pu. Ja,oczywi�cie, zapraszam Czytelnika, by wszed�. Wej�cie prowadzina taras widokowy, z kt�rego mo�na podziwia� niezwyk�� pa-noram�. Ale nie jest to panorama w stanie gotowym - jak pa-smo g�rskie rozci�gaj�ce si� na linii horyzontu: wystarczy tyl-ko lekko odwr�ci� g�ow�, by m�c kontemplowa� inny jego frag-ment. Raczej jest to co� w rodzaju panoramicznego filmu, i toz nie do ko�ca ustalonym scenariuszem. Akcja dopiero si�tworzy. W jakim p�jdzie kierunku? - w du�ej mierze zale�y tood dotychczasowej drogi.U wej�cia na taras nie ma wi�c tabliczki z napisem "Wst�pwzbroniony". Ka�dy jest mile widzianym go�ciem. Ale musz�ostrzec: kto boi si� intelektualnego wysi�ku, pewnej my�lowejdyscypliny, niech raczej nie wchodzi. Poszukiwanie zbyt �a-twych dozna� na tym terenie mo�e grozi� logicznym chaosemi pomys�ami, kt�re prowadz� na manowce. Ca�a panorama,cho� jeszcze w stanie dynamicznego rozwoju, opiera si� na d�-�eniu do matematycznej precyzji. W�a�nie to sprawia, �e pano-rama Jest wyj�tkowo pi�kna. Z chwil� gdy precyzja zostajeosi�gni�ta, umys� w jasnym - ale nie o�lepiaj�cym - �wietle10 � KOSMOLOGIA KWANTOWAdostrzega harmoni� l konieczno��. Konieczno�� polega na tym,�e je�li postawi si� jeden krok, to bardzo cz�sto natychmiastwiadomo, w jakim kierunku nale�y postawi� krok nast�pny.Kolejne kroki uk�adaj� si� w logiczny ci�g, kt�ry jest w staniezaprowadzi� tam, gdzie zwyk�y wzrok nie si�ga, i ukaza� takieperspektywy, kt�rych istnienia dotychczasowy "zdrowy rozs�-dek" nawet nie podejrzewa�.Ca�a panorama jest r�wnie� dlatego tak wstrz�saj�co pi�k-na, �e u jej podstaw kryje si� poszukiwanie zrozumienia - zro-zumienia najbardziej fundamentalnego: Dlaczego Wszech�wiatjest, jaki jest? Jak my�my si� w nim znale�li? Jaka Jest naszaw nim rola? Na pytania te nie znamy dzi� pe�nej odpowiedzi- to prawda; ale potrafimy je, zw�aszcza pierwsze z nich, prze-t�umaczy� na wiele bardziej szczeg�owych pyta� i na niekt�rez tych pyta� odpowiedzie� ju� ca�kiem sensownie. Pytania nie-zupe�nie jeszcze jasne tak�e maj� swoje znaczenie. Mo�e ju�wkr�tce i one zaczn� poddawa� si� naszej poznawczej pasji.Ch�� rozumienia jest w nas tak pot�na, �e raz postawionychpyta� nie da si� ju� wycofa�.Chc�c zrozumie� podstawy Wszech�wiata, musimy zrozu-mie� podstawy fizyki. Problemem numer jeden wsp�czesnejfizyki jest po��czenie dw�ch jej wielkich teorii: og�lnej teoriiwzgl�dno�ci i mechaniki kwantowej. Og�lna teoria wzgl�dno-�ci, czyli Einsteinowska teoria grawitacji, daje dobry obrazWszech�wiata w jego wielkiej skali - w skali galaktyk, ichgromad i supergromad. Mechanika kwantowa pozwala zro-zumie� Wszech�wiat na poziomie atomowym i subatomo-wym, czyli na poziomie elektron�w, proton�w, kwark�wi gluon�w. Ale obydwie te teorie dotychczas funkcjonuj� nie-zale�nie od siebie l pos�uguj� si� matematycznymi metoda-mi, kt�re diametralnie r�ni� si� od siebie. A przecie�Wszech�wiat wymagaj�cy zrozumienia jest jeden i, co wi�cej,obie teorie niedwuznacznie sugeruj�, �e na poziomie najg��b-szym musz� si� zjednoczy�: grawitacja powinna ujawni�swoje kwantowe oblicze, a metody kwantowe rozci�gn�� si�tak�e na grawitacj�. Tym, czego szukamy, jest wi�c kwanto-wa teoria grawitacji.WST�P � 11Metody wsp�czesnej mechaniki kwantowej s� w znacznejmierze ca�o�ciowe. W uk�adzie kwantowym Jego cz�ci s� zesob� "splecione" w taki spos�b, �e jedne wiedz� o drugich, na-wet gdy s� od siebie bardzo oddalone. Wyra�enie "splecione"(entangled), pojawiaj�ce si� w poprzednim zdaniu, nie jest fi-gur� retoryczn�, lecz terminem technicznym. Splecenie uk�a-du kwantowego oznacza, i� Jest on ca�o�ci� do tego stopnia, �emanipulacja jak�kolwiek jego cz�ci� natychmiast odbija si�na ca�o�ci. I to bez wzgl�du na przestrzenne oddalenie: dwa fo-tony mog� tworzy� uk�ad spleciony nawet wtedy, gdy znajduj�si� na przeciwleg�ych kra�cach supergromady galaktyk. Je�elita cecha mechaniki kwantowej (a Jest to jej cecha Istotna)przetrwa zjednoczenie z og�ln� teori� wzgl�dno�ci, to teoriakwantowej grawitacji musi by� r�wnie� kwantow� kosmologi�.Kwantowy Wszech�wiat b�dzie "jeszcze bardziej jedno�ci�" ni�Wszech�wiat obecnej kosmologii, opartej na Einsteinowsklejteorii grawitacji. Tytu� ksi��ki, kt�r� obecnie przekazuj� Czy-telnikowi - Kosmologia kwantowa - nie zosta� wybrany przy-padkowo. Fundamentalna teoria fizyczna nie mo�e nie by� teo-ri� Wszech�wiata.Metoda fizyki odznacza si� swoist� agresywno�ci�. Nigdy niezadowala si� ju� osi�gni�tym wynikami, lecz ci�gle atakujeproblemy, jakie nasuwa namys� nad logik� dotychczasowychwynik�w. W�oski filozof nauki, Evandro Agazzi, napisa� kiedy�:"zadaniem naukowca jest poszerzanie granic nauki, ale nigdyich przekraczanie".1 Poszerzanie granic nauki dokonuje si�w�a�nie dzi�ki tej agresywno�ci. Ju� rozwi�zane problemy, sta-wiaj�c coraz to nowe pytania, wywieraj� swojego rodzaju ci-�nienie na dotychczasowe granice fizyki i - w miar� uzyskiwa-nia odpowiedzi na przynajmniej niekt�re z pyta� - stopniowowymuszaj� przesuwanie si� tych granic. Teren pogranicza jestzawsze niespokojny. Tu metoda funkcjonuje na skraju swoichmo�liwo�ci. Tu przebiega front bada� naukowych, o w�os gra-nicz�cy z polem niezbadanych mo�liwo�ci. Zagadnienia, Jakie' "Granice wiedzy naukowej a hipoteza transcendencji", w: Refleksje na rozdro-�u. Pod red. S. Wszelka. OBI-Krak�w, Biblos, Tarn�w 2000, s. 1... [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

vader.opx.pl