Próżnia nie jest nicością. Próżnia zdecydowanie pozostaje czymś, i to czymś z gruntu tętniącym aktywnością. Mało tego, mamy prawo sądzić, że jej żywiołowość stanowi fundament fizycznej rzeczywistości.

“Żadna cząstka we wszech­świe­cie nie jest samotna – przez cały czas ma wir­tu­alne towa­rzy­stwo”.
- John Gribbin

Nigdy nie znamy wszystkich szczegółów

Zasada nie­ozna­czo­no­ści to nie­zwy­kły koncept. Abso­lutna podstawa funk­cjo­no­wa­nia świata, o ist­nie­niu którego dowie­dzie­li­śmy się zaledwie sto lat temu. Wtedy to pewien cho­ro­wity dok­to­rant z Niemiec zauważył, iż żaden model atomu nie będzie śmigał przy wyko­rzy­sta­niu tylko praw znanych z naszych codzien­nych doświad­czeń. Maleńkie elek­trony obiegają atomowe jądro – ale nie w prosty, prze­wi­dy­walny sposób z jakim mamy do czy­nie­nia, choćby w przy­padku planet orbi­tu­ją­cych wokół Słońca. Nowa dyrek­tywa stwo­rzona przez 25-letniego Wernera Heisen­berga była na tyle inno­wa­cyjna, że otwie­rała furtkę dla całkiem nowej gałęzi fizyki (więcej w tym tekście). A brzmi ona w sposób nastę­pu­jący: nigdy nie możesz jed­no­cze­śnie zmierzyć z dowolną dokład­no­ścią wartości poło­że­nia i pędu tej samej cząstki. Umiesz opisać ruch elek­tronu? Zatem możesz określić jego miejsce poło­że­nia jedynie z ogra­ni­czoną pew­no­ścią. Znasz kon­kretny “adres” cząstki? W takim razie zapomnij o moż­li­wo­ści ozna­cze­nia jej pędu i prze­wi­dze­nia gdzie znajdzie się za moment. Natura nie udo­stęp­nia nam wszyst­kich danych. Dosta­jemy coś za coś.

Laik, który po raz pierwszy styka się z kwantami, ma prawo do słusz­nych podej­rzeń. Czy bolączki Heisen­berga nie wynikły ze słabości apa­ra­tury? Może elektron zacho­wuje się nie inaczej niż prze­wi­dy­walny Mars dry­fu­jący na orbicie oko­ło­sło­necz­nej, ale nie­po­radni fizycy nie potrafią tego zauważyć? Niestety nic z tego. Głównym zało­że­niem zasady nie­ozna­czo­no­ści jak i całej mecha­niki kwan­to­wej jest to, iż infor­ma­cje o pod­da­nych pomiarom sub­a­to­mo­wych obiektów same się zamazują. 

W rze­czy­wi­sto­ści dużych obiektów  jak galak­tyki, planety, ludzie i piłki  taki problem nie istnieje i wydaje się tak dziwny, że aż nie­re­alny. Musimy być jednak świadomi, że dla mecha­niki kwan­to­wej nie­ozna­czo­ność pozo­staje pierw­szym przy­ka­za­niem, czymś bez czego fizyka traci sens. Tym bardziej, że jej kon­se­kwen­cje obejmują wszyst­kie obiekty sub­a­to­mowe, oraz co waż­niej­sze, dotyczą również innych wartości niż sam pęd i poło­że­nie cząstki.

Dwa dowody na pełną próżnię

Niebawem wrócimy do samej zasady nie­ozna­czo­no­ści, lecz najpierw chciał­bym w tele­gra­ficz­nym skrócie zwrócić uwagę na dwa wyjąt­kowo inte­re­su­jące eks­pe­ry­menty. Oba nie figurują raczej w spo­łecz­nej świa­do­mo­ści. Szkoda, bo zde­cy­do­wa­nie zmieniły nasze wyobra­że­nie na temat prze­strzeni i potęgi kwantów. Nie tylko pod względem naukowym, ale wręcz filo­zo­ficz­nym.
atom nieproszeni2Pierwszy eks­pe­ry­ment dotyczy obser­wa­cji widma atomu. Gdy pobu­dzimy ener­ge­tycz­nie poje­dyn­czy atom wodoru, jego elektron dokona “skoku” na wyższy orbital emitując foton, aby po chwili powrócić do nor­mal­nego stanu. Zmiany możemy zaob­ser­wo­wać na ekranie jako kolorowe prążki, świad­czące o emi­to­wa­nej energii. Jednak gdy przyj­rzymy się owym liniom, dostrze­żemy że nie są one idealnie czyste lecz jak gdyby roz­pro­szone, posia­dają tzw. struk­tury subtelne. Skąd taki efekt? Wyobraźmy sobie, że nagle w środek atomu zostaje wpro­wa­dzona para cząstek, dajmy na to elektron i pozyton. Nowy elektron nosi ujemny ładunek elek­tryczny więc ciągnie do dodatnio nała­do­wa­nych protonów jądra, zaś pozyton odwrot­nie, chce uciec odeń jak najdalej. Zresztą wszyst­kie elementy atomu zostaną lekko podraż­nione obec­no­ścią nie­pro­szo­nych gości. Świeże cząstki pełnią rolę słoni w nukle­ar­nym składzie por­ce­lany, co objawi się fizycz­nie roz­sz­cze­pie­niem linii widma.

Do doko­na­nia drugiego doświad­cze­nia potrze­bu­jemy dwóch cie­niut­kich płyt prze­wo­dzą­cych prąd. Usta­wiamy je blisko siebie w próż­nio­wym pojem­niku, rów­no­le­gle lub tak aby tworzyły kształt litery “V”. Jeśli powierzch­nie dzieli odpo­wied­nio mała odle­głość – mówimy o milio­no­wych czę­ściach metra – to zauwa­żymy, że po chwili się zetkną. Same, bez naszej inge­ren­cji. Dlaczego? Znów wyobraźmy sobie, że mimo naszych starań w pojem­niku próż­nio­wym poja­wiają się róż­no­ra­kie cząstki. Rzecz jasna jedne trafią między płytki (na gruncie dualizmu kor­pu­sku­larno-falowego istotna będzie długość fali – cie­kaw­skich odsyłam do lite­ra­tury, reszcie wystar­czy uprosz­cze­nie), będą miały bardzo małą szansę aby się tam “wcisnąć”. Efekt jest zatem dość prosty do prze­wi­dze­nia: większe ciśnie­nie na zewnątrz obu płyt prowadzi do ich zbli­ża­nia i osta­tecz­nie zde­rze­nia.

Energia na kredyt

Oba przy­wo­łane eks­pe­ry­menty zostały wykonane w rze­czy­wi­sto­ści. Pierwszy w 1947 roku przez Willisa Lamba i Roberta Rether­forda (nie mylcie z Ernestem Ruther­for­dem). Drugi nato­miast opisał już w roku następ­nym Hendrik Casimir, ale na bardzo dokładne pomiary cze­ka­li­śmy aż do 1993 roku. Doświad­cze­nia udzie­liły nam nie­zwy­kle ważnej lekcji na temat próżni: nie­za­leż­nie od naszych starań, zawsze będziemy w niej natykać się na mnóstwo drobin. To tzw. cząstki wir­tu­alne – wytrą­ca­jące się spon­ta­nicz­nie w prze­strzeni tylko po to aby po ułamku sekundy zniknąć. Możemy wyobra­zić je sobie jako duchy świata cząstek ele­men­tar­nych. 

Skąd pochodzą? W jaki sposób coś bierze się z niczego? Dlaczego prawa fizyki na to zezwa­lają?

quantum field2Wła­ści­wie powin­ni­śmy stwier­dzić, iż prawa fizyki tego wymagają. A jeszcze lepiej, że dochodzi do kon­fron­ta­cji dwóch pod­sta­wo­wych reguł, to jest zasady zacho­wa­nia energii i przy­wo­ła­nej na początku zasady nie­ozna­czo­no­ści Heisen­berga. Pierwsza zabrania przy­by­wa­nia energii w układzie znikąd, druga zaś jak już wiemy, unie­moż­li­wia rów­no­cze­sne, bardzo dokładne poznanie dwóch kom­ple­men­tar­nych wiel­ko­ści fizycz­nych. Nie trzeba było wiele czasu aby naukowcy dostrze­gli nowe moż­li­wo­ści wypły­wa­jące z zamysłu Heisen­berga. “Sztuczka” jakiej doko­ny­wał nie­ogar­nięty elektron z pędem i poło­że­niem, mogła zostać prze­nie­siona również na wartości energii i czasu. Okazuje się, że im większą energią/masą dys­po­nuje dana cząstka wir­tu­alna, tym krócej potrwa jej żywot (kon­kret­niej: iloczyn energii i czasu trwania cząstki, musi być większy od stałej Plancka podzie­lo­nej przez 2).

Zasada nie­ozna­czo­no­ści pozo­staje zatem kwan­to­wym ban­kie­rem, zaj­mu­ją­cym się poży­cza­niem energii “znikąd”, dosłow­nie z czystej prze­strzeni. Niestety po chwili przy­cho­dzi wredny komornik, repre­zen­tu­jący zasadę zacho­wa­nia energii, odbie­ra­jąc co jej. I oczy­wi­ście im większy dług zacią­gnięto, tym szybciej i gwał­tow­niej egze­ku­tor się o niego upomina. Przy tym musimy pamiętać jaką skalą czasową ope­ru­jemy. Dla przy­kładu, ponad dwieście razy masyw­niej­szy od elek­tronu wir­tu­alny mezon π0 wypa­ro­wuje przed upływem biliar­do­wej części sekundy. 
Dla upo­rząd­ko­wa­nia, prze­śledźmy cały mecha­nizm raz jeszcze. W każdym metrze prze­strzen­nym pustej z pozoru prze­strzeni, w skali mikro­sko­po­wej dochodzi do ciągłych fluk­tu­acji energii. Ich emanacją są wir­tu­alne fotony noszące różną wartość ener­ge­tyczną – tym większą im krócej cząstka istnieje. Jeśli poży­czona przez kwant światła energia okaże się dosta­teczna, może dojść do spon­ta­nicz­nej kreacji innych cząstek, naj­czę­ściej wir­tu­al­nej pary elektron-pozyton. Dlaczego nigdy nie zrodzi się samotny elektron albo samotny pozyton? Ponieważ wszystko musi odbyć się w zgodzie ze wszyst­kimi prawami fizyki, jak choćby zasadą zacho­wa­nia momentu pędu czy zacho­wa­nia ładunku. Cząstka pojawia się więc zawsze wraz ze swoją anty­cząstką, lustrza­nym odbiciem, po spo­tka­niu z którym dochodzi do ani­hi­la­cji i powtór­nej emisji fotonu. A to wszystko dzieje się w nie­wy­obra­żal­nie małym ułamku sekundy. Jednak mimo eks­tre­mal­nie krót­kiego żywota, wir­tu­alne byty potrafią nieźle nabroić.

Wszystko działa dzięki polom

Skąd pomysł, że tak efe­me­ryczny twór ma zna­cze­nie? Już doświad­cze­nia Lamba i Casimira pokazały nam jasno i wyraźnie, że fluk­tu­acje prze­strzeni potrafią wywo­ły­wać bardzo nama­calne efekty. Są jednak też inne, takie których świad­kami jesteśmy codzien­nie, nawet w tym momencie. 
Już przed wojną Paul Dirac roz­po­czął marsz ku czemuś, co nazywamy obecnie kwantową teorią pola. Naj­po­pu­lar­niej­szym i pewnie naj­le­piej poznanym spośród pól jest pole elek­tryczne, opisane przez Richarda Feynmana i jego elek­tro­dy­na­mikę kwantową (nagro­dzoną słusznym Noblem). Według QED cała prze­strzeń pozo­staje oceanem wir­tu­al­nych fotonów, cze­ka­ją­cych tylko aby wziąć udział w inte­rak­cji między jakimiś obiek­tami. 

Roz­pa­trzmy zwykły elektron ota­cza­jący atomowe jądro. Oddzia­łuje elek­trycz­nie, więc nigdy nie pozo­staje zupełnie sam, pro­wa­dząc za sobą ławicę wir­tu­al­nych nośników oddzia­ły­wań. Gdy popie­ścimy nasz atom elektron prze­sko­czy na wyższy poziom ener­ge­tyczny, a następ­nie powróci wyko­rzy­stu­jąc jeden z pobli­skich fotonów. Przekaże mu nadmiar swojej energii, czyniąc go fotonem rze­czy­wi­stym, jak naj­bar­dziej możliwym do obser­wa­cji. Samo utrzy­my­wa­nie elek­tronu w ryzach przez dodatnio nała­do­wany proton, pozo­staje efektem pracy chmury wszech­obec­nych wir­tu­al­nych drobin, wymie­nia­nych między obiek­tami. To własnie inter­pre­tu­jemy jako oddzia­ły­wa­nie elek­tro­ma­gne­tyczne. Nie inaczej funk­cjo­nuje choćby silne oddzia­ły­wa­nie jądrowe, tyle że protony i neutrony, zamiast fotonów wymie­niają między sobą piony (mezony π), o masie na tyle dużej, że giną bardzo szybko i mają prak­tyczne zna­cze­nie jedynie na dystan­sie krótszym niż średnica jądra atomu.

Próżnia rządzi wszechświatem

A to jeszcze nie wszystko. Na dobrą sprawę dopiero pozna­jemy świat cząstek wir­tu­al­nych i teo­re­ty­zu­jemy na temat roli odgry­wa­nej przez energię próżni. Coraz częściej uciekamy się doń przy opisie naj­więk­szych obiektów, a nawet całego kosmosu. Stephen Hawking już w latach 70. zauważył, że kwantowe reguły należy uwzględ­nić przy opisie czarnych dziur. Współ­cze­śni kosmo­lo­go­wie z kolei upatrują w energii prze­strzeni głównej podej­rza­nej, odpo­wie­dzial­nej za stale przy­śpie­sza­jącą eks­pan­sję wszech­świata.

Na zakoń­cze­nie, należy sobie zadać pytanie trapiące filo­zo­fów od czasów Par­me­ni­desa: czy w ogóle może istnieć coś co nazwiemy niebytem? A może kosmos istnieje dlatego, że coś musi być, a natura nie znosi próżni? I wreszcie, czy w świetle tej wiedzy, zarze­wiem wiel­kiego wybuchu nie mogła być właśnie wyjąt­kowa, jedyna w swoim rodzaju fluk­tu­acja pier­wot­nej pustki?

Jeśli tak, to rację miał fizyk Edward Tryon mówiąc, że…
“Wszech­świat jest po prostu jedną z tych rzeczy, które zdarzają się od czasu do czasu”.
Literatura uzupełniająca:
J. Al-Khalili, Kwanty. Przewodnik dla zdezorientowanych, przeł. U. Seweryńska, Warszawa 2015;
L. Krauss, Wszechświat z niczego. Dlaczego istnieje raczej coś niż nic, przeł. T. Krzysztoń, Warszawa 2014;
J. Gribbin, Kotki Schrödingera, czyli poszukiwanie rzeczywistości, J. Bieroń, Warszawa 1999;
L. Lederman, D. Teresi, Boska cząstka: jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?, E. Kołodziej, Warszawa 1996;
P. Peczkowski, Efekt Casimira, czyli fluktuacje próżni kwantowej, [w:] “Fizyka wczoraj, dziś i jutro”, [online: http://www.edupress.pl/download/gfx/edupress/pl/defaultopisy/392/1/1/3101.pdf].
podpis-czarny



  • Rafał Grzesz­czuk

    “jego elektron dokona „skoku” na wyższy orbital emitując foton” — a czy emisja fotonu nie nastąpi przy­pad­kiem dopiero przy powrocie do niższego stanu?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Tak, oczy­wi­ście najpierw dochodzi do absorp­cji fotonu.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • prosilka

    Mózg roz… zreszta sami wiecie co. 😀 Ale to roz­wią­zuje ten częsty problem wie­rzą­cych “jak to wszech­świat z wiel­kiego wybuchu, samo wybuchło?” Widać wiele dzieje się samo.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Rze­czy­wi­ście, to moż­li­wość w której ogromna ilość kosmo­lo­gów upatruje roz­wią­za­nia odwiecz­nego problemu. Może Wszech­świat jest częścią jakiejś “większej” hiper­prze­strzeni, a my jesteśmy efektem niczego innego niż właśnie jej fluk­tu­acji. To czysta spe­ku­la­cja, ale jak to często pod­kre­ślają fizycy kwantowi: jeśli szansa na jakieś zda­rze­nie wynosi więcej niż 0, nie można go wyklu­czyć.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • eee3

        tylko to nie roz­wia­zuje problemu ist­nie­nia wszech­swiata.
        robisz tylko kanapke jak glupcy z indii co mysleli o sloniu na ktorym jest ziemia.
        na szcze­scie anie grecy (ary­sto­te­les wysmie­wal te kon­cep­cje)
        ani katolicy (sw. tomasz) nie byle na tyle naiwni.

        fizycy zadaja sobie bardzo dobre pytanie. Dlaczego raczej cos jest niz czegos nie ma. I to jest piekne, ze mozemy to odkrywac

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://allegro.pl/kot-schrodingera-koszulka-naukowa-z-nadrukiem-l-i6057946528.html Szafa Alberta

      W sumie to nie roz­wią­zuje takich pro­ble­mów, bo zawsze cofamy się do czegoś, co już istniało i pozo­staje pytanie skąd się wzięło. Nawet jeśli wyja­śnimy przy­czynę Wiel­kiego Wybuchu i uznamy, że to jedno ze zjawisk, które się zdarzają, wciąż pozo­staje pytanie dlaczego zdarzyło się to coś, w czym te zjawiska się zdarzają. Na końcu (a w każdym razie gdzieś bliżej końca) jest też pytanie o to, skąd wzięły się zasady rządzące wszech­świa­tem. To znaczy same prawa, według których cząstki oddzia­łują. Co oczy­wi­ście nie uprawnia wierzeń teistycz­nych.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Patryk Kęp­czyń­ski

      Tak naprawdę podczas Wiel­kiego Wybuchu nic nie wybuchło, to tylko prze­śmiew­cze rozu­mie­nie, które się przyjęło. 4 prawa fizyczne podczas Wiel­kiego Wybuchu powstały w czasie jednej try­lio­no­wej, jednej try­lio­no­wej, jednej try­lio­no­wej sekun­dzie, są to prawa nie­zmienne i stałe, co jest bardzo zadzi­wia­jące. Wielki Wybuch posiada przy­czynę, tylko należy zapytać, czy jest to byt inte­li­gentny? Można roz­pa­try­wać, to w świetle prze­sła­nek. Oso­bi­ście wierzę, że jest, to byt inte­li­gentny, ale to tylko wiara, nie jestem w stanie powie­dzieć — tak na pewno jest — gdyż to zbyt igno­ranc­kie. Cząstki wir­tu­alne nie są odpo­wie­dzią, bo tak naprawdę nie biorą się z niczego. Potrzebna jest — cza­so­prze­strzeń, oraz prawa fizyczne — a owe prawa i cza­so­prze­strzeń powstały podczas Wiel­kiego Wybuchu, więc brak mecha­ni­zmu powsta­wa­nie czegoś z niczego. Jest to możliwe, jeśli posia­da­li­by­śmy nie­skoń­czoną energię, jak wiemy z fizyki energię można zamienić na materię, więc byt z nie­skoń­czoną energią, może dokonać kreację materii, to jest taka poszlaka pro­wa­dząca do Boga. Tutaj wklejam kawałek z książki: “Czy Bóg Mnie Słyszy?” ” Tak jest z naszym Wszech­świa­tem, który nie ma racji bytu, dlatego możemy dojść do wniosku, że ktoś go stworzył. Nie ma racji bytu, dlatego że nic przed jego zaist­nie­niem nie istniało, prawa fizyki nie istniały, nie było mecha­ni­zmu, który pozwa­lałby na kreację czegoś nowego, nie mieliśmy żadnych podwalin w postaci materii, być może nauka kiedyś dojdzie do wniosku, że nic było czymś, ale na razie nie zapo­wiada się na to, gdyż pewien czas w zaist­nie­niu Wszech­świata jest nie­po­zna­walny, czyli trans­cen­dentny, zupełnie jak Bóg. Wyobraźmy sobie dwa pokoje — jeden jest pusty, a drugi jest zapeł­niony meblami, sprzętem. Pierwszy pokój nigdy sam z siebie nie zapełni się niczym, ale kiedy miesz­ka­niec drugiego pokoju kupi nowe meble i prze­nie­sie je do pierw­szego, to wtedy będziemy mieli do czy­nie­nia z powo­ła­niem do ist­nie­nia ume­blo­wa­nego pokoju. Tak było z naszym Wszech­świa­tem, gdyż nasz Wszech­świat prze­nigdy nie wypełni się sam, ani nawet nie zaist­nieje, dopiero ktoś z drugiego świata może powołać go do ist­nie­nia, mówiąc ktoś, mam na myśli — Boga — lub jak wolisz — sprawczą siłę, która posiada zamysł (inte­li­gen­cję). Pamiętaj, że to są tylko moje hipotezy, które możesz przyjąć, czy też nie. Oczy­wi­ście Bóg nie musi niczego kupować, ponieważ jako istota nie­skoń­czona dys­po­nuję nie­skoń­czoną energią. Jeśli chcesz powsta­nie świata tłu­ma­czyć przy­pad­kiem, to wiedz, że bez ist­nie­nia nawet przy­pa­dek nie pomoże, to tak jakby pojawił się nowy samochód w twoim garażu, na twoich oczach, i ty tłu­ma­czył­byś to przy­pad­kiem, że po prostu miałeś szczę­ście, gdyż przy­pad­kowo materia utwo­rzyła w twoim garażu samochód, przecież to absurd! A co w przy­padku, gdybyś napotkał ogród z tą nie­spo­ty­kaną rośliną, a na dodatek wszyst­kie inne rośliny wyka­zy­wa­łyby zadbanie i upo­rząd­ko­wane, czy wtedy nie byłbyś już prze­ko­nany o tym, że o ten ogród stworzył ogrodnik, a na dodatek cały czas o niego dba? Czy Wszech­świat jak ten ogród jest upo­rząd­ko­wany, idealnie dostro­jony do życia? Nie powin­ni­śmy pytać — czy Wszech­świat jest idealnie dostro­jony? — bo jest. Skoro istnieje życie, to wystę­puje idealne dostro­je­nie. Przez idealne dostro­je­nie nie powin­ni­śmy rozumieć ideał Wszech­świata, w którym wszystko ma pozorną ide­al­ność pro­por­cji według naszych obliczeń, jest to raczej ide­al­ność, którą cechuje po prostu moż­li­wość ist­nie­nia życia. Powin­ni­śmy raczej pytać — czy do tego potrzebny jest inte­li­gentny byt? Przy­wy­kli­śmy do tego, że wszystko, co wykazuję upo­rząd­ko­wa­nie, jest dziełem inte­li­gen­cji, dlatego słusznie pod­świa­do­mie wska­zu­jemy, że dostro­jony Wszech­świat jest dziełem inte­li­gen­cji. Prawa przyrody są nie­zmienne, stałe, ale powstały podczas Wiel­kiego Wybuchu, zaist­niały w ciągu jednej try­lio­no­wej, jednej try­lio­no­wej, jednej try­lio­no­wej sekun­dzie, skoro nie mamy mecha­ni­zmu powsta­nia, jak możemy mówić o powsta­niu samo­ist­nym? Wielu chcia­łoby, aby coś powsta­wało samo z siebie, a na dodatek powsta­wa­łoby z niczego, chciał­bym oso­bi­ście, aby w mojej kieszeni pro­du­ko­wały się wysokie nominały bank­no­tów, w postaci waluty euro, ale jednak nie potra­fimy obser­wo­wać takich zjawisk, dlatego przy­pi­sy­wa­nie przy­pad­kowi powsta­nie Wszech­świata, może wynikać jedynie z przy­pusz­cze­nia, ale nie pewności. Wcale nie chcę mówić, jak to wszystko się wyda­rzyło, ale raczej pragnę postawić tutaj znak zapy­ta­nia, aby zmusić cię do reflek­sji, która może zapro­wa­dzić cię ku wierze, gdyż poznając naukę, często ocieram się o teologię. Czasem twier­dze­nia, które rzekomo są nowymi, były już wysuwane przez religię, na przykład Teoria Wiel­kiego Wybuchu głosi, że materia wzięła z niczego, ale już setki lat temu, ta teoria była głoszona w Biblii, w postaci twier­dze­nia — Creatio ex nihilo — co znaczy stwo­rze­nie z niczego. Dopiero niedawno nauka doszła do wniosku, że Wszech­świat miał początek, a nie trwa wiecznie w swym stanie. Racjo­nal­nie można by uznać, że po prostu Wszech­świat istnieje od zawsze i tyle, ale tak nie jest, i o ile do tej hipotezy ludzie nie mieliby obiekcji, to już, kiedy mówimy, że trans­cen­dentna przy­czyna Wszech­świata — Bóg — istnieje wiecznie, słyszymy głosy, że to nie­moż­liwe. Skoro Wszech­świat mógłby istnieć wiecznie w swym stanie, to dlaczego nie uznać, że Bóg istnieje od zawsze, w końcu Biblia głosi, że: „Ja jestem alfa i omega, pierwszy i ostatni, początek i koniec”. (Ap 22:13). Obecnie nie jesteśmy w stanie obser­wo­wać powsta­wa­nia czegoś z nicości, nadzieją były fluk­tu­acje kwantowe próżni. Łopa­to­lo­gicz­nie tłu­ma­cząc, są to czą­steczki poja­wia­jące się w pustej prze­strzeni, które po krótkiej chwili znikają. Jest to potwier­dzony fizycz­nie fakt. Efekty dzia­ła­nia tych czą­ste­czek są obser­wo­walne. Można by dojść do wniosku, że jest możliwe powsta­nie czegoś z niczego, ale jest pewien haczyk, a mia­no­wi­cie nie jest to powsta­nie zupełnie z niczego, gdyż wymaga to ist­nie­nia cza­so­prze­strzeni, a to już coś, co więcej fluk­tu­acje kwantowe próżni wynikają z praw fizycz­nych rzą­dzą­cych naszym światem. Dobrze wiemy, że prawa fizyczne powstały dopiero podczas Wiel­kiego Wybuchu. Ocie­ra­jąc się o temat kosmosu, warto odpo­wie­dzieć na pytanie — dlaczego Bóg stworzył, tak olbrzymi kosmos, dlaczego zmar­no­wał tak wiele prze­strzeni i materii? Czy nie mógł stworzyć jedynie naszego Układu Sło­necz­nego? Odpo­wia­da­jąc, mógłbym porównać Boga do malarza, który stając przed obrazem ma w zamyśle stwo­rze­nie naj­pięk­niej­szego dzieła, pocią­gnię­ciami pędzla maluję pierwszy plan, drugi, trzeci, i w tym momencie kończy, ale Bóg jest o wiele wspa­nial­szym malarzem, który nie rysuję, tylko pierw­szego, drugiego, trze­ciego planu, ale kon­ty­nu­uję, roz­sze­rza­jąc obraz o plan dzie­siąty, setny, tysięczny, milio­nowy, a nawet try­lio­nowy plan dalej, ponieważ chcę wyrazić swoje dzieło o wiele szerzej i wspa­nia­lej. Każdy może się ze mną zgodzić, że wielkość czyni dzieła wspa­nia­łymi! Piramidy w Gizie, Statua Wolności, wieża Eiffla, te wszyst­kie monu­men­talne budowle swą wiel­ko­ścią czynią ich stwórców nie­śmier­tel­nymi w pamięci ludzi, ich dzieła są podzi­wiane, wzbu­dzają zarazem lęk i podziw. Tak może być ze Wszech­świa­tem. Bóg według wiary chrze­ści­jań­skiej posiada nie­skoń­czo­ność, tę nie­skoń­czo­ność można prze­ło­żyć na nie­skoń­czoną energię, a jak wiemy z fizyki, energię możemy zamienić na materię, więc Bóg właśnie posiada nie­skoń­czony budulec. Dlatego nie możemy mówić o mar­no­tra­wie­niu prze­strzeni lub materii, bo jak mówić o mar­no­tra­wie­niu czegoś, co jest nie­wy­czer­palne? Gdyby pokłady wody na świecie nie pod­le­ga­łyby skoń­czo­no­ści, to zapewne nikt nie postu­lo­wałby — oszczę­dza­nia wody. Nasza Planeta jest pyłkiem we Wszech­świe­cie, ale Bóg nie musi ogra­ni­czać się do Wszech­świata o małych roz­mia­rach, bo nie wiemy, czy wielkość Wszech­świata nie jest potrzebna do ist­nie­nia tego małego pyłku, jakim jest — Ziemia. To tak jak z kobietą i męż­czy­zną, gdyż obydwoje są potrzebni do zaist­nie­nia nowego życia. Mogłoby tak być, że ludzie zapład­nia­liby się samo­czyn­nie, ale jednak tak nie jest, i z punktu widzenia czło­wieka jest to piękne, bo to dzięki związ­kowi kobiety i męż­czy­zny, możemy obser­wo­wać naj­wspa­nial­szy przykład miłości między ludźmi. Może być tak, że nasza Galak­tyka potrze­buję drugiej Galak­tyki, a ta druga innych Galaktyk. Wszystko, co widzimy, jest potrzebne do tego, abyśmy my mieli życie. Bóg mógł stworzyć jedynie nasz Układ Sło­neczny, ale jednak tworzy coś o wiele więk­szego, nie­wy­obra­żal­nego z naszego punktu widzenia, gdyż Wszech­świat jest olbrzymi. To jest piękne według mnie, jest to tak, jak w przy­padku kobiety i męż­czy­zny, gdy Ziemia i Wszech­świat są od siebie zależne, jest to piękne — ta struk­tura Wszech­świat a my, to połą­cze­nie, ta zależ­ność. Dlatego nie mówimy, że Bóg, cokol­wiek marnuję, bo to nie mar­no­traw­stwo, a raczej upięk­sze­nie. Chciał­bym zazna­czyć, że nie ogra­ni­czam Boga do tego, iż stworzył tylko nasz Wszech­świat, być może istnieją inne, a mam tu na myśli — Teorie Wie­lo­świa­tów — Bóg jest nie­skoń­czony, i może istnieje nie­skoń­czona liczba Wszech­świa­tów, tego obecnie nie wiemy, nie mamy na to dowodów, a może kiedyś się znajdą. Powszech­nie spotykam się z takim pytanie doty­czą­cym Wszech­świata: „skoro Wszech­świat jest skom­pli­ko­wany, to czy Bóg musi być bardziej skom­pli­ko­wany od niego?” Pytanie bardzo ważne, ale zarazem banalne. Zadam najpierw tobie pytanie — Ile kilo­gra­mów jest w stanie podnieść człowiek? Powiedzmy, że 100 kilo­gra­mów, a teraz kolejne pytanie — ile może podnieść prze­ciętny dźwig na budowie? Przy­pu­śćmy, że 20 ton. Czy aby człowiek mógł stworzyć dźwig, który podnosi 20 ton, sam musi podnosić 40 ton? Rozu­miesz, do czego dążę, a mia­no­wi­cie Bóg nie musi być wcale bardziej skom­pli­ko­wany od Wszech­świata, bo aby stworzyć dźwig unoszący 20 ton, nie trzeba samemu unosić 40 ton. Proszę, nie ulegaj myśleniu, że wszystko, co jest nie­ma­te­rialne, nie istnieje, gdyż zgodzisz się przecież, że na przykład istnieją pojęcia? W żaden sposób nie są one mate­rialne, nie da się ich dotknąć, zobaczyć, istnieją jednak tylko w naszym mózgu, dlatego pojęcie nie wyraża formy Boga, ale chciałem raczej ukie­run­ko­wać cię na to, że nie wszystko, co nie­do­ty­kalne od razu skazane jest na nicość, czasem nie­do­ty­kalne potrafi być bliżej niż, to co dotykamy, a jest tak z cząstką Higgsa, która przenika cały Wszech­świat, nadając masy cząstkom ele­men­tar­nym, będącym pod­sta­wo­wym budulcem wszyst­kiego w znanym nam świecie.”

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • r6tau

    autor swia­do­mie pisze klamstwa nie tlu­ma­czac co mysli o prozni.
    ta proznia oczy­wi­scie nie jest zupelna gdyz zaklada dosc znaczne pole elek­tro­ma­gne­tyczne

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • optimus

      Facet ale jak piszesz o kłam­stwach to może napisz coś więcej bo na razie to robisz z siebie idiote. Zwłasz­cza że twój komen­tarz jest beł­ko­tliwy i totalnie nie zro­zu­miały. Co w ogóle oznacza to drugie zdanie?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Kamil Bruchal

      Autor właśnie napisał, że próżnia nie jest pusta i wypeł­niona jest kwantami pola elek­tro­ma­gne­tycz­nego — fotonami. Polecam czytać ze zro­zu­mie­niem 😛

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Metanoia

    —Na zakoń­cze­nie, należy sobie zadać pytanie trapiące filo­zo­fów od czasów Par­me­ni­desa: czy w ogóle może istnieć coś co nazwiemy niebytem?—

    Wszystko zależy od naszych hory­zon­tów. Stop­niowo “prze­ska­ku­jemy” na kolejne etapy prze­świad­czeń, gra­ni­czą­cych z pew­no­ścią.
    Świat kończy się na brzegu “wielkiej wody”. Świat jest płaski. Świat jest okrągły a wokół istnieją inne światy. Nie jesteśmy centrum wszech­rze­czy. Wszech­świat jest ogromny. Wszech­świat jest nie­skoń­czony. Czy miał początek? Itd.

    Podobnie z anty­ma­te­rią i niebytem — zakła­damy “ist­nie­nie” takich faktorów. Aktu­al­nie, jako ludzkość jesteśmy prze­świad­czeni, prawie że pewni ich wystę­po­wa­nia (anty­wy­stę­po­wa­nia). Ale kiedy zrobimy kolejny krok i czy będzie to krok naprzód czy kolejna rewo­lu­cja ludzkiej świa­do­mo­ści — nie wiadomo. To jest piękne w nauce…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Kamil Bruchal

      Akurat anty­ma­te­ria jest jak naj­bar­dziej “nama­calna”, choć lepiej tego nie robić 😉

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Metanoia

        Zde­fi­niuj proszę “nama­calna”. Bo nie wiem, czy po zetknię­ciu z anty­ma­te­rią nasze zmysły cokol­wiek “namacują”.

        Miłego dnia.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Anty­cząstki są dokład­nie tym samym co cząstki z których jesteśmy zbu­do­wani, tyle że o odwrot­nym ładunku elek­trycz­nym. Istnieją we wszech­świe­cie i powstają nawet w natu­ral­nych pro­ce­sach, jak np. nie­któ­rych rodza­jach rozpadów czy pro­mie­nio­wa­niu kosmicz­nym. To, które cząstki uważamy za “właściwe” a które za “anty” to tak naprawdę kwestia kon­wen­cji.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Jacek Gołdyka

      Stwier­dze­nie Par­me­ni­desa — byt jest, niebytu nie ma — ma bardzo ogólny cha­rak­ter i to jest właśnie jego ogromna siła. Wła­sno­ści wyni­ka­jące z tego stwier­dze­nia są nastę­pu­jące: byt zajmuję każde miejsce (gdyby było miejsce, którego nie zajmuje, byłoby ono niebytem a tego przecież nie ma); byt nie posiada żadnych granic (gdyby byt posiadał granice, to poza nimi musiałby istnieć niebyt, a tego przecież nie ma) byt jest w cał­ko­wi­tym bez ruchu (gdyby miał się prze­miesz­czać, to do miejsca, którego nie zajmuje/którym nie jest, czyli niebytu, a tego przecież nie ma). W tej postaci par­me­ni­dej­ska teza wydaje się bez­względna. Jak, trzy­ma­jąc się jak naj­moc­niej jej bez­względ­no­ści, odnieść ją do współ­cze­snej fizyki, a szcze­gól­nie Teorii Pola? Po tym znaku zapy­ta­nia wszystko jest lite­ra­turą w jeszcze ści­ślej­szym sensie oraz czystą meta­fi­zyczną spe­ku­la­cją. Tak na bieżąco wymy­śli­łem nastę­pu­jące roz­wią­za­nie: 1) nie ma istotnej różnicy pomiędzy tym, co nazywamy współ­cze­śnie próżnią a tym, co nazywamy materią. Próżnia i ist­nie­jące w niej cząstki, z per­spek­tywy oddzia­ły­wań kwan­to­wych (i “niższych”, np. stru­no­wych), są “tym samym”; 2) nie ma czegoś takiego jak ruch w bez­względ­nym sensie (nie chodzi tu o względ­no­ści Szcze­gól­nej Teorii Względ­no­ści), tzn. ruch “czegoś” rozu­miany jako zmiana poło­że­nia w czasie w sensie bez­względ­nym n i e z a c h o d z i. Cząstki ele­men­tarne, czego szcze­gól­nie uczy nas mecha­nika kwantowa, nie są kulkami, które ruszają się w prze­strzeni. Kor­pu­sku­lar­ność cząstki ele­men­tar­nej jest wynikiem okre­ślo­nej per­spek­tywy poznania, a nie onto­lo­gicz­nie nie­zby­walną cechą (nie­ozna­czo­ność, splą­ta­nie, tune­lo­wa­nie, efekt Casmira pole Higgsa, itd.). Zjawisko fali zaś, szcze­gól­nie fali elek­tro­ma­gne­tycz­nej — tutaj będę naciągał naj­moc­niej! — nie jest ruchem w powyż­szym sensie: nie jest zewnętrz­nie poj­mo­waną zmianą miejsca w czasie, lecz imma­nent­nie, wewnętrz­nie aktu­ali­zo­wa­nym, ener­ge­tycz­nym prze­si­le­niem. Chodzi o logiczne rozu­mie­nie przyimka “w”, np. Ziemia w Układzie Sło­necz­nym, woda “w” szklance, elektron “w” atomie, kwark “w” protonie. Czym niżej zej­dziemy, tym mniej sensowne jest używanie tego przyimka. A w pewnym sensie od niego zależne jest rozu­mie­nie ruchu. Fala nie prze­miesz­cza się “w” próżni będącej niebytem (nie-bytu nie ma jak wiemy). Fluk­tu­acje kwantowe byłaby takim prze­py­cha­niem się pomiędzy tym, co już istnieje. Może dlatego wraz z cząstką powstaje anty­cząstka — by nie wytwo­rzyć niebytu! Niebyt nie jest możliwy, zgodnie z tezą Par­me­ni­desa, zatem każde “zmiana” (ważny cudzy­słów) jest “naci­skiem” tego, co istnieje, na to, co istnieje.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Cheshire Cat

    Dobry wpis — bra­ko­wało mi jedynie wspo­mnie­nia o efekcie Unruha. Poza tym — tak trzymaj! 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Kamil Bruchal

    Świetne wyczucie czasu, akurat roz­my­śla­łem nad efektem Casimira, a tu artykuł 😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Lajkując bloga każdy Kwan­to­wicz ściąga auto­ma­tycz­nie spe­cjalną apli­ka­cję ska­nu­jącą wasze umysły. Jak widać, działa. ;>

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://tycjan.ml tycjan

    Moim zdaniem fluk­tu­acje prze­strzeni są na razie, naj­lep­szym kan­dy­da­tem jako pier­wotna przy­czyna powsta­nia wszech­świata

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • wodorost

    dlaczego iloczyn energii i czasu większy a nie mniejszy od stałej plancka/2?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Mateusz Saj

    Czy wysokość zacią­ga­nego kredytu jest czymś spo­wo­do­wana, np obec­no­ścią materii lub innymi wła­sno­ściami danego punktu prze­strzeni?

    PS. świetne porów­na­nie do bankiera i komor­nika 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Fluk­tu­acje są losowe i raczej nie ma żadnych wła­ści­wo­ści prze­strzeni. Wysokość zależy wyłącz­nie od czasu: im mniejszy ułamek sekundy tym większa energia i vice versa.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Mateusz Saj

        Cytując kogoś tam, czy uważa Pan, że Wszech­świat jest naprawdę tak leniwy by coś pozo­sta­wiać przy­pad­kowi? Cóż, może tego akurat mu się nie chce robić 🙂

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Oj, ale to jest pytanie znacznie głębsze i się­ga­jące daleko poza kwestię cząstek wir­tu­al­nych. 🙂 Ale raczej tak: na ślady rze­ko­mych “ukrytych zmien­nych” nie tra­fi­li­śmy, więc inde­ter­mi­nizm praw­do­po­dob­nie jest wpisany w naturę. Tu odsyłam do tego tekstu — http://www.kwantowo.pl/2016/04/06/fale-czastki-i-zabawy-z-dwoma-dziurkami/ — jeśli jeszcze nie miałeś okazji go prze­czy­tać.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Piotr Zych

        Skąd jest zatem brane źródło entropii skoro fluk­tu­acje są losowe?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Mie­czy­sław Kulka

        Entropia jest naj­wiecz­niej­sza

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Jacek Gołdyka

        Inde­ter­mi­nizm i przy­pa­dek, a zarazem: powta­rzal­ność i umoż­li­wia­jący prze­wi­dy­wa­nia porządek. Nie jestem fizykiem, ale szu­kał­bym (i może ktoś już rze­czy­wi­ście szuka) kore­la­cji między oddzia­ły­wa­niami opi­sa­nymi w teorii chaosu (nie­prze­wi­dy­wal­ność a zarazem deter­mi­nizm) a pro­pa­bi­li­styką kwantową. Być może jest też tak, że porządek i prze­wi­dy­wal­ność są zja­wi­skami emer­gent­nymi, w tym sensie, że nie da się ich wywnio­sko­wać ze zjawisk niższego rzędu, które mogą mieć cha­rak­ter cał­ko­wi­cie inde­ter­mi­ni­styczny. Deter­mi­ni­stycz­ność przyrody brać się może z okre­ślo­nego “nadmiaru”, który z jednej strony ma swój początek jakieś 400 000 od Wiel­kiego Wybuchu, z drugiej zaś, jest wynikiem “aktu­al­nych” oddzia­ły­wań inde­ter­mi­ni­stycz­nego podłoża: cząstek wir­tu­al­nych, a niżej, być może, strun. A tak w ogóle to ta dycho­to­mia: deter­mi­ni­styczny — inde­ter­mi­ni­styczny nie jest naj­lep­sza. Pochodzi ze świat o bardzo czarno-białych prze­my­śle­niach.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Dominik Nowak

    Naszła mnie myśl, że skoro prze­strzeń wypeł­niają cząstki wir­tu­alne, to może elektron wcale nie prze­miesz­cza się, a tylko prze­ka­zuje swój ładunek dalej jak w kołysce Newtona? To by dodawało nieco “chłop­skiego rozumu” do bardzo trudnej do ogar­nię­cia wyobraź­nią zasady nie­ozna­czo­no­ści.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • Jacek Gołdyka

      Istotne w rozu­mie­niu próżni byłoby to, że cząstki wir­tu­alne nie “wypeł­niają” prze­strzeni. Ich bycie polega na jak naj­szyb­szym popa­da­niu w niebyt. Może dlatego pustka jest pustką: chcąc sięgnąć po “coś”, w miejscu, do którego sięgamy nie ma już tego “czegoś”. Pomy­śla­łem sobie również o cząst­kach wir­tu­al­nych jak o poja­wia­ją­cych się i od razu zni­ka­ją­cych oparciach/wsparciach: prze­cho­dzę nad prze­pa­ścią, stawiam kroki nie zatrzy­mu­jąc się; wraz z każdym posta­wie­niem stopy pojawia się pod nią — tylko na tę chwilę, którą stopa potrze­buje, by się oderwać do kolej­nego kroku — wir­tu­alne oparcie.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0