vasárnap, 13 október 2013 20:17

Gondolatok az érzékelhető Univerzumról

Írta:
Értékelés:
(0 szavazat)

Kozmo veg

Nem a csillagok, galaxisok tömege körüli téridő-göbületről, azaz a lokális téridőről szeretnék néhány gondolatot felvetni, hanem az univerzum globális tulajdonságairól.

Tinédzserkoromban –, amikor először olvastam Einstein relativitáselméletéről és a Hubble effektusról, – kialakult bennem egy kép az Univerzumról. Ez a modell elég egyszerű volt, ugyanakkor több fizikai és kozmológiai tapasztalatot szemléltetett. Úgy képzeltem el a háromdimenziós teret, mint egy négydimenziós hipertérben egy háromdimenziós hullámfelületet, amely fénysebességgel halad a rá merőleges – időként érzékelt – dimenzióban. Hasonló ez az elképzelés ahhoz, amikor a Hubble effektust egy felfújt léggömbbel érzékeltetik, ahol a felfújódás közben minden pont távolodik minden más ponttól. Nos, az én elképzelésemben is a léggömb felülete a háromdimenziós térnek a megfelelője volt, és ez a felület – a „léggömb” – fénysebességgel fújódott fel. A mellékelt ábrán két dimenzióban rajzoltam meg a réges-régi elképzelésemet. A piros kör egy adott időhöz tartozó valós tér vetülete, a kék kör, pedig ugyanennek a térnek az észlelt képe, ahol minél távolabb van egy pont a T idővonal és a valós tér metszéspontjától, annál régebbi állapotában érzékelhető. A T idővonalhoz, egy adott időpontban tartozó horizont vetülete a piros kör és a T-re merőleges pontozott vonal metszéspontja a képen, amit a nagy bumm időpontjában észlelünk.

A gravitációt pedig úgy képzeltem el, mintha a hullámfelületre – azaz a térre – merőleges idővonalakban töltések mozognának fénysebesség közeli sebességgel, és így az áramjárta vezetőkhöz hasonlóan az egy irányba folyó – kvázi párhuzamos – vezetők közötti vonzó erőt érzékelnénk gravitációnak. Az antianyagot úgy képzeltem el, mint ami az időben visszafelé halad, ahogy az a feynmani1 pozitron ideában is szerepel; a pozitront úgy tekinthetjük, mint az időben visszafelé haladó elektront.

Így a mellékelt ábrán bemutatott modell arra is magyarázatot ad, miért „hiányzik” az antianyag az érzékelhető Univerzumban, hiszen az a valós tér horizontján túl (az ábrán a pontozott vonaltól jobbra), nem érzékelhető módon létezik. A globális hatásokat – így a nagy bumm pillanatában szétrepülő anyagmennyiséget – tekintve számolnunk kell azzal, hogy ennek a szétterjedő anyagmennyiségnek csak a töredékét (az ábrázolt modell esetén szférikus jellegű a valós hipertér, ekkor a felét) érzékelhetjük. Csak euklideszi jelleg esetén észlelhető a nagy bumm során keletkezett teljes anyagmennyiség, de lehet olyan – például negatív – görbületű szerkezete a valós hipertérnek, amikor még a felét sem látjuk ennek az anyagnak.2 Ezt számításba kell venni akkor, amikor az Univerzumban „hiányzó” anyag mennyiségéről beszélünk. Fontos megjegyezni, hogy ez a „hiányzó anyag” nem a lokalitásban – például a galaxisok forgómozgása alapján – számított, csak gravitációs hatásában érzékelhető anyagmennyiséget jelenti, hanem az Univerzum egészére vonatkozó számításokból nyerhető feltételezett tömegre vonatkozik.

A fenti – bár elég primitív modell – arra is választ ad, miért nem lehetséges az időutazás, hiszen a fénysebességet, mint egy szökési sebességet elérve elhagynánk az Univerzumunkat. Ebben az esetben csak akkor jutnánk a saját valós terünkhöz „hasonló” világba, ha a nagy bumm nem egyszeri esemény volt, hanem folyamatosan működő sugárforrást képzelnénk a nagy bumm téridőpontjának a helyére. De ekkor sem a saját világunk múltjába, vagy jövőjébe jutnánk, hanem a sokvilág-elmélethez hasonlóan az egymást követő világ-sokaságok valamelyikébe.

A vázolt modellnek nagy erénye, hogy cáfolható, ugyanis van legalább egy olyan következménye, amely próbaköve lehet az elképzelésnek. A modellből arra lehet következtetni, hogy az anyag és az antianyag gravitációsan taszítja egymást, míg az anyag-anyag, valamint az antianyag-antianyag között vonzóerő lép fel. Az anyag/antianyag kölcsönhatását tekintve ez részben megfelel a Bondi-féle elméletnek, melyhez még hozzátették/hozzáteszik, hogy az anyag/antianyag taszító kapcsolata nem jelenti egyúttal azt, hogy az antianyag távolodó mozgást végezne egy pozitív gravitációs térben, ellenkezőleg, az antianyag is „zuhanna” a pozitív tömeg felé, mert nem akarjuk feladni a tehetetlen és a gravitációs tömeg ekvivalenciájának elvét. Tudniillik a gravitációs erő csak úgy lehet negatív, ha az antianyag tömege negatív:

F12=G(-m1)(m2)/r2=(-F21)

erre alkalmazva az ekvivalencia elvét:

-F21=[(-m1)*a]

azt kapjuk, hogy a tehetetlenségi erő csak pozitív ’a’ gyorsulás mellett marad negatív előjelű taszító erő a negatív tömegre. Jelenleg a fizikusok többsége amellett az elképzelés3 mellett van, hogy az ekvivalencia elve minden anyagformára igaz – így az anyag/antianyag kapcsolatára is – ebből arra következtetnek a fenti gondolatmenet alapján, hogy a gravitációs gyorsulás mindig pozitív.

A lehetőségeimhez mérten igyekszem követni a szakirodalmat, de erre a kérdésre nem kaptam meggyőző bizonyítékot, mivel a tapasztalati – azaz mérési – eredmény még nem áll rendelkezésre4, az elméleti indoklások pedig nem alapszanak megdönthetetlen érveken. Nem kívánom itt valamennyi elméleti érvet cáfolni, kizárólag a fenti, elég meggyőző, ugyanakkor zavarba ejtő indoklással kapcsolatban szeretnék egy másik lehetőséget felvetni. Szerintem a gravitációs erő nem csak akkor lehet negatív előjelű, azaz taszító erő, ha az egymásra ható egyik tömeg negatív előjelű, hanem akkor is, ha két pozitív előjelű tömeg mellett a távolság-négyzetük az, ami negatív. Ez csak látszólag lehetetlen, mert negatív érték is előállhat, ha a távolságnégyzetet a téridő-intervallumra vonatkozóan számítom ki a pusztán térbeli mérték helyett. Az antianyag leírásában a „visszafelé haladás az időben” azt jelenti, hogy nem térszerű, hanem időszerű intervallum választja el az anyagtól, azaz az antianyag az anyag időkúpjában helyezkedik el. Például az elektron-pozitron pár megjelenése időszerűen elválasztott eseményeket jelent. Ez indokolja egyben azt is, hogy hibát követünk el akkor, ha az anyag és az antianyag távolságát csak térszerűnek gondoljuk, és így is számolunk vele.

A Higgs-bozon felfedezése is megerősíti bennem a fenti gondolatsort, hiszen a tömeget adó Higgs-bozon önmaga antirészecskéje5, így mind az anyag, mind az antianyag tömege csak azonos előjelű lehet.

Visszatérve az Univerzum globális tulajdonságaira, ma már sokkal bonyolultabb kép él bennem a világmindenségünkről, mint amit a cikk elején vázoltam. Az ismert anyag leírásának geometriáját ma is elég egyszerűnek gondolom, bár a tér és az idő egyfajta véges-végtelen modellje6 egészen új szempontokat ad a dimenzió-értelmezésünkhöz. Ami igazán összetetté varázsolja a képet az az eddigi Univerzum-modellekből hiányzó információ-fogalom. Mostanában már sokkal jobban izgat az információ mibenléte, és ezzel kapcsolatban a lélek dolgai. Ha az információ és vele együtt az emberi lélek is belesimul az Univerzum-képünkbe, akkor egy egészen más világ tárul majd elénk. Más világ, és bizonyos szempontból mégis ugyanaz. Engem ez a komplexebb Univerzum érdekel igazán.

________________________________________________

1 Ez a Feynmannak tulajdonított ötlet eredetije Ernest Stuckerbergertől származik, és állítólag Wheeler-en keresztül jutott Feynmanhoz, aki népszerűsítette az elképzelést.

2 A felsorolt esetekben feltételeztem a tér hozzávetőlegesen izotróp és homogén voltát.

3 Lásd pl.: http://mek.oszk.hu/02000/02054/html/etvkis.html

4 Enne az az oka, hogy antianyag csak igen magas energiaállapotokban állítható elő, ezekben a tartományokban viszont nehezen mérhető elfogadható pontossággal az igen gyenge gravitációs erő.

5 Bozonok esetén sokan helytelenítik a részecske-antirészecske fogalom használatát, pl. lásd Prof. Geoff Taylor (University of Melbourne) véleményét a következő linkbeli cikkben:

http://www.abc.net.au/science/articles/2012/10/10/3607034.htm

6 Egyik leírását lásd pl. "Az idő, a tér és a végtelen" című cikkben

Megjelent: 1149 alkalommal Utoljára frissítve: péntek, 03 augusztus 2018 14:36
A hozzászóláshoz be kell jelentkezned