Teoria Wielkiego Wybuchu

Teoria Wielkiego Wybuchu



Wielki Wybuch, to największa zagadka fizyki. Co naprawdę wydarzyło się na początku przestrzeni czasu? Czy coś istniało wcześniej? Jeśli tak, to co? Fizycy tworzą coraz to nowe, bardziej skomplikowane teorie o narodzinach wszystkiego. Wyjaśniamy pięć najważniejszych z nich w taki sposób, aby mogli je zrozumieć nie tylko maniacy fizycy…

5x10^-44 Sekundy

Czas Plancka. Fizycy nazywają ten okres (0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 05 sekundy) czasem Plancka. Jest to najmniejsza z możliwych jednostek czasu. Fizycy uważają ją za coś w rodzaju atomu czasu.

Scenariusz 1

Teoria „wszystko w jednym momencie”

Aby dotrzeć do Wielkiego Wybuchu, musieliśmy cofnąć się o około 13,75 mld lat. W swoich symulacjach fizycy coraz bardziej zbliżają się do Wielkiego Wybuchu, ale w końcu docierają do punktu, w którym wszystkie obliczenia biorą w łeb, każda symulacja wypluwa wyłącznie komunikaty o błędach. Kiedy bowiem dochodziło do tzw. czasu Plancka, ułamka sekundy  (5x  sekundy) po Wielkim Wybuchu, zawodzą klasyczne prawa fizyki. Czas przestaje tu istnieć. Fizycy opisują ten okres jako nieskończenie długi: czas, rozłożony na nieskończenie wiele interwałów, rozciąga się do chwili właściwego Wielkiego Wybuchu. Dzięki temu można wyjaśnić, jak w tym pierwszym ułamku sekundy mogło wydarzyć się tak wiele. To wtedy powstała cała geometria przestrzenna z jej trzema dostrzegalnymi wymiarami oraz czasu jako czwarty wymiar, uwolnione zostały niewyobrażalne ilości energii i weszły w życie prawa przyrody. Wszystko to było możliwe tylko dzięki temu, że pierwsza chwila trwała nieskończenie długo. To dlatego, według założeń tej teorii, nie jesteśmy w stanie uchwycić samego Wielkiego Wybuchu.

10 wymiarów

Teoria Strun. W tzw. Teorii strun najmniejsze cząsteczki materii rozumiane są jako drgające struny. I podobnie jak na strunie gitary można grać różne dźwięki, tak samo struny produkują różne cząsteczki. Obliczenia stojące za tą teorią mają jednak sens jedynie w przestrzeni dziesięciowymiarowej. Według tej teorii nie dostrzegamy siedmiu dodatkowych wymiarów, ponieważ nie rozwinęły się one podczas Wielkiego Wybuchu i pozostają nieskończenie małe.

Scenariusz 2

Teoria zderzenia dwóch kul bilardowych

Przestrzeń taka, jaką znamy, składa się z trzech wymiarów: długości, szerokości i wysokości. Wszystko, co istnieje we Wszechświecie, może się poruszać wyłącznie w tych granicach: w górę, w dół, w prawo, w lewo, w przód i w tył. Wielu fizyków wierzy jednak, że istnieją więcej niż trzy wymiary. Wyobrażają sobie tzw. hiperprzestrzeń, coś w rodzaju stołu bilardowego wyposażonego nie tylko w bandy poprzeczne i wzdłużne oraz blat, lecz również w siedem innych band. Z tego wyobrażenia fizycy wyprowadzają teorię Wielkiego Wybuchu rozgrywającego się na stole bilardowym: dwa kompletnie puste trójwymiarowe światy toczyły się wzdłuż tej samej bandy (czwarty wymiar) i w pewnym momencie zderzyły się ze sobą. Energia tej „stłuczki” zamieniła się gwałtownie w materię i promieniowanie – to był Wielki Wybuch.

1,6x10^-33  Centymetra

Długość Plancka. Mniejszej nie ma. Fizycy przypuszczają, że długość Plancka (0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 0016 cm) jest najmniejszą z możliwych jednostek przestrzeni. Być może nawet sama przestrzeń składa się z cząstek o tym wręcz niewyobrażalnie małym rozmiarze…

Scenariusz 3

Teoria Wszechświata powstającego wciąż na nowo

Według tradycyjnego rozumowania Wszechświat powstał dopiero w momencie, który nazywamy Wielkim Wybuchem, a wcześniej nie było nic. Niektórzy fizycy wierzą jednak we Wszechświat, który istniał od zawsze – również przed Wielkim wybuchem. Rozwinęli oni teorię Wielkiego Odbicia. Zgodnie z tym scenariuszem Wszechświat jest jak balon, który pęcznieje, potem się kurczy, następnie znów rośnie – i tak w kółko. Nasz Wszechświat znajduje się aktualnie w fazie pęcznienia. Kiedyś jednak pod ciężarem własnej grawitacji zapadnie się i skurczy do rozmiarów niewyobrażalnie małego punktu o wielkości jednej długości Plancka. Ponieważ nie będzie mógł się bardziej skurczyć, więc zacznie pęcznieć – ten moment to według zwolenników tej teorii kolejny Wielki Wybuch lub raczej Wielkie Odbicie. Wszechświat stwarza się więc wciąż na nowo.

10^-13 Centymetra

Minimalna Wielkość. Według wyliczeń fizyków czarna dziura we „wszechświecie strunowym” musi mieć wielkość co najmniej  (0, 000 000 000 0001) cm, czyli  długości strunowych, aby podczas Wielkiego Wybuchu mogła wydać z siebie Wszechświat. Dopiero wtedy może się w niej nagromadzić wystarczająco dużo energii.

Scenariusz 4

Teoria Wszechświata z megaodkurzacza

Czarne dziury są najdziwniejszymi i najbardziej żarłocznymi obiektami we Wszechświecie. Nic nie jest w stanie im umknąć, nawet promieniowanie światła. Być może jednak czarne dziury są również prawdziwymi dawcami życia i stwarzają nowe wszechświaty. Niektórzy fizycy twierdzą, że tak właśnie powstał nasz Wszechświat. Kiedyś jakaś czarna dziura w nieznanej nam przestrzeni osiągnęła stan maksymalnej temperatury i gęstości energii – jak napięta do granic wytrzymałości sprężyna. Następnie całe nagromadzone ciśnienie wyładowało się w Wielkim Wybuchu. Od momentu, zdaniem fizyków, wszystko odbyło się według znanego i powszechnego schematu: przestrzeń rozszerzała się, z energii powstała materia, tworzyły się pierwsze galaktyki itd.

10^500 Światów 

Wieloświat. Zgodnie z obliczeniami nasz Wszechświat jest tylko jednym spośród  do  (jedynka z 1000 zer) wszechświatów. Każdy z nich powstaje z tej samej „piany”

Scenariusz 5

Teoria „nie jesteśmy sami”

Całe pokolenia fizyków wierzyły, że Wielki Wybuch był jedynym w swoim rodzaju. Ale właściwie – dlaczego? Równie dobrze mogło być i tak, że gdzieś poza naszym Wszechświatem wciąż dochodzi do podobnych wybuchów. Może Wszechświat jest tylko jednym z wielu, częścią olbrzymiej zbiorowości? Tego zdania jest coraz więcej naukowców. Traktują Wszechświat jak coś w rodzaju bańki w gigantycznej „pianie”. Ta bańka powstała z niczego na skutek fluktuacji kwantowych, czyli jakby powiewu wiatru, i w mgnieniu oka (a dokładniej: w czasie Plancka) urosła do rozmiarów pomarańczy. Następnie jej wzrost zatrzymał się na krótko, a nagromadzona energia wywołała się w Wielkim Wybuchu. Obliczenia fizyków dowodzą, że w taki sposób mógł powstać nie tylko nasz Wszechświat. Istnieje bowiem niemal nieskończenie wiele rozwiązań równań, z których wynikają najróżniejsze wszechświaty. Według tej teorii wieloświata powstają coraz to nowe bańki z własnymi prawami przyrody – niektóre ciemne i pozbawione życia, inne pełne niespodzianek.

Wieloświat, teoria strun, hiperprzestrzeń…. Każda paczka z nową teorią Wielkiego Wybuchu powinna być opatrzona napisem „Uwaga, tylko dla maniaków”, ponieważ dla wszystkich poza takimi właśnie fantastykami fizyki, jak Sheldon Cooper i Leonard Hofstadter z serialu telewizyjnego Teoria wielkiego podrywu, pojęcia te są niczym więcej jak niezrozumiałym żargonem naukowców. A przecież można spróbować to wytłumaczyć przy użyciu dużo prostszych określeń: piana morska, gitarowa struna, stół bilardowy itd. Ale nawet jeśli z ich pomocą zrozumie się jedną czy dwie teorie, i tak nie jest łatwo odnaleźć się w gąszczu różnorakich hipotez na temat Wielkiego Wybuchu. Byłoby o wiele prościej, gdyby fizycy wreszcie przestali się kłócić i ustalili wspólną wersję wydarzeń…

Dlaczego istnieje tak wiele teorii o Wielkim Wybuchu?

Każda teoria Wielkiego Wybuchu musi spełnić ważny warunek. Powinna wyjaśniać nie tylko, co wydarzyło się na początku wszystkiego, ale też – dlaczego. I tu rozpoczynają się problemy. Jeśli chodzi o „co”, fizycy są właściwie zgodni. Około 14 miliardów lat temu Wszechświat był niewiarygodnie gorący, gęsty i mały, zanim zaczął się błyskawicznie rozszerzać – dokładnie tak, jak mówi piosenka w czołówce wspaniałego serialu: „Our whole universe was in a hot dense state, then nearly fourteen bilion years ago expansion started”. Ale dlaczego do tego doszło? Niektórzy fizycy, np. Andriej Linde z Uniwersytetu Stanforda, są zwolennikami teorii wieloświata, którą można by też nazwać teorię „piany”. Zgodnie z nią istnieje wiele wszechświatów, a każdy z nich jest jak bańka mydlana, która spontanicznie powstaje i przemija (scenariusz 5). Zwolennicy teorii strun zakładają istnienie Wszechświata złożonego z „gitarowych strun”, który powstał na „stole bilardowym” (choć oni to nazywają hiperprzestrzenią). Ich zdaniem cząstki elementarne, a więc np. elektrony czy jądra atomu, są zbudowane z maleńkich, wibrujących strun. Częstotliwość ich drgania produkuje każdorazowo inną cząstkę, tak jak na jednej strunie gitary można wygrywać różne dźwięki. Brzmi zrozumiale? Kolejne założenie jest już niestety bardziej skomplikowane. Otóż wszystkie obliczenia przeprowadzane w odrębnie teorii strun mają sens wyłącznie wtedy, kiedy przyjmie się, że przestrzeń ma nie trzy wymiary, ale dziesięć. I tu pojawia się nasz stół bilardowy. W tak zwanej hiperprzestrzeni, czyli na stole bilardowym, na którym mógł powstać Wszechświat, są nie tylko bandy wzdłużne i poprzeczne. Ten stół bilardowy ma co najmniej dziesięć band. Jeżeli zderzą się na nim dwie trójwymiarowe kule, dochodzi do Wielkiego Wybuchu (scenariusz 2).


Czy kiedykolwiek poznamy prawdę?

Każde nowe odkrycie, jakiego fizycy i astronomowie dokonują za pomocą supernowoczesnych teleskopów satelitarnych, detektorów promieniowania czy potężnych akceleratorów cząsteczek, może oznaczać koniec dla którejś z licznych teorii Wielkiego Wybuchu. Dopiero niedawno trzej naukowcy, obserwując eksplozje odległych gwiazd, znaleźli poszlak przemawiające przeciwko teorii Wielkiego Odbicia (scenariusz 3), za co zresztą zostali uhonorowani Nagrodą Nobla. Wydaje się, że fizycy nigdy nie osiągną porozumienia co do którejś z tych teorii. Nagie fakty nie będą bowiem w stanie odpowiedzieć na pytanie „dlaczego”. Poza tym większości scenariuszy nie da się sprawdzić eksperymentalnie. – W tym celu trzeba by zbudować akcelerator, który miałby wielkość Drogi Mlecznej – wyjaśnia dr Tomasz Mrozek z Uniwersytetu Wrocławskiego. Tylko w jednym punkcie zgadzają się prawie wszyscy: („Wszystko zaczęło się od Wielkiego Wybuchu!”).

Od kiedy toczą się internetowe wojny ?

Od kiedy toczą się internetowe wojny ?



Stany Zjednoczone przygotowały się do cyberwojny już w 1999 roku podczas konfliktu w Kosowie. USA były w stanie sparaliżować jugosłowiańską sieć telefoniczną i wyczyścić konta prezydenta Serbii Slobodana Milośevicia. Czy Amerykanie to zrobili? Oficjalnie zaprzeczają, twierdząc, że obawiali się konsekwencji prawnych z powodu ataku na banki w krajach niebędących stroną konfliktu. Eksperci wojskowi twierdzą, że jeśli do ataku nie doszło, to tylko dlatego, że USA nie chciały odkrywać kart przed konkurencją z Chin i Rosji.

Nieświadomy zagrożenia


Niewykluczone, że były prezydent Serbii Slobodan Milośević był pierwszą prominentną ofiarą cyberżołnierzy z USA.

Który robak komputerowy jest najgroźniejszy?

Który robak komputerowy jest najgroźniejszy?




W ciągu kilku miesięcy zainfekował nawet 15 milionów komputerów i zaatakował sieci armii brytyjskiej, francuskiej i niemieckiej. Takich ogromnych spustoszeń dokonał robak komputerowy o nazwie Conficker, który był trudny do zwalczenia. Co prawda w końcu udało się powstrzymać jego dalsze rozprzestrzenianie się, ale do dziś nie wiadomo, kto stworzył i w jakim celu. Ślady prowadzą na Ukrainę, choćby dlatego że tamtejsze komputery nie zostały zarażone…

Czy bojownicy Al-Kaidy są szkoleni online?

Czy bojownicy Al-Kaidy są szkoleni online?



Zamachowcy szkoleni są głównie w specjalnych obozach treningowych. Działania te wymagają jednak ogromnych pieniędzy i są trudne do zorganizowania. Kandydaci na terrorystów z krajów Zachodu muszą bowiem zostać sprowadzeni na Bliski Wschód, następnie wyuczeni i odesłani z powrotem – a wszystko to w tajemnicy przed służbami wywiadowczymi. To dlatego nowoczesne szkolenie tzw. Terrorystów krajowych od bywa się przez internet. Kandydaci są werbowani i uczeni swoich zadań online, po czym zostają wysyłani do akcji.