Wiecie co jest lepsze od solidnego wykładu znanego popularyzatora nauki? Jeszcze solidniejszy wykład, będący owocem współpracy trzech wyśmienitych i charyzmatycznych popularyzatorów nauki.

Pomysł na wspólną, obszerną książkę narodził się na Uni­wer­sy­te­cie Prin­ce­ton, którego władze posta­no­wiły zachęcić stu­den­tów kie­run­ków innych niż fizyka czy astro­no­mia, do posze­rze­nia swoich hory­zon­tów. Aby osiągnąć cel, o zor­ga­ni­zo­wa­nie inter­dy­scy­pli­nar­nych wykładów popro­szono sławnego Neila deGrasse’a Tysona, którego wsparli miej­scowi pro­fe­so­ro­wie Michael Strauss oraz Richard Gott. Zajęcia okazały się nie­by­wa­łym sukcesem i przy­cią­gnęły widownię, jakiej nie powsty­dzi­łoby się sporej wiel­ko­ści kino podczas premiery nowych Gwiezd­nych Wojen. W natu­ral­nym odruchu, w głowach tego zacnego trio zaświ­tała myśl o prze­la­niu wykła­da­nych idei na papier. W ten sposób, po kilku latach do rąk tysięcy czy­tel­ni­ków na całym świecie trafiła publi­ka­cja Witamy we wszech­świe­cie. Podróż astro­fi­zyczna.

Oczy­wi­ście widząc tak powierz­chowne i wtórne tytuły można odczuwać pewien niepokój. Sam w podob­nych przy­pad­kach z reguły staram się nie śrubować zbyt wysokich ocze­ki­wań. Zakładam bez­piecz­nie, że za chwilę prze­kart­kuję kolejną ogól­no­te­ma­tyczną książkę adre­so­waną do tego rodzaju czy­tel­nika, który ledwie kojarzy Ein­ste­ina czy Newtona; skupioną bardziej na barwnym por­tre­to­wa­niu kosmosu niż na poważ­niej­szym obja­śnia­niu rzą­dzą­cych nim reguł. Na szczę­ście, zespo­łowa praca ame­ry­kań­skich astro­fi­zy­ków, przy­naj­mniej czę­ściowo, wychy­liła się poza tę bez­pieczną sferę. Dosta­jemy całkiem przy­jemny kurs, nadal nie­bę­dący pod­ręcz­ni­kiem, ale dający odbiorcy ciut więcej niż kla­syczna lite­ra­tura popscience. Z jednej strony nie zre­zy­gno­wano ze zgrabnej narracji, pęka­ją­cej w szwach od celnych uwag i metafor. Z drugiej jednak, uczeni śmiało posta­wili na kon­kretne liczby, dokładne dane, do czego dorzu­cili zaska­ku­jąco pokaźną garścią równań – rzecz, której do tej pory nie spo­tka­łem w żadnej z książek Tysona.

Wszyscy poru­szamy się z szyb­ko­ścią 30 kilo­me­trów na sekundę wokół Słońca. Przy tak ogromnej szyb­ko­ści można by ocze­ki­wać, że i przy­śpie­sze­nie będzie znaczne, ale w rze­czy­wi­sto­ści jest ono nie­wiel­kie, ponieważ promień okręgu jest bardzo duży. Policzmy to przy­śpie­sze­nie.

Kon­struk­cja publi­ka­cji opiera się o trzy obszerne części: Gwiazdy, planety i życie, Galak­tyki oraz Einstein i wszech­świat. Dział pierwszy wyszedł spod pióra Tysona, który tym razem daje poznać swoje bardziej bel­fer­skie oblicze. Astronom poświęca całkiem sporo miejsca na posta­wie­nie solid­nych fun­da­men­tów fizyki kla­sycz­nej w postaci praw Newtona i Keplera, aby następ­nie przejść do tematyki gwiazd. Dyrektor Hayden Pla­ne­ta­rium tłumaczy jak w kosmosie emi­to­wana jest energia (m.in. wyli­czymy przekrój czynny) oraz w jaki sposób prze­biega ewolucja gwiazd (roz­ło­żymy na czynniki pierwsze diagram Hertz­sprunga-Russella). Za ciekawy akcent należy uznać roz­dzia­lik Dlaczego Pluton nie jest planetą? Choć sama odpo­wiedź na posta­wione pytanie nie należy do skom­pli­ko­wa­nych, warto go prze­czy­tać choćby po to, aby poznać szcze­góły zamie­sza­nia z 2006 roku od środka, z per­spek­tywy jednego z jego głównych ini­cja­to­rów.

Zdjęcie galak­tyki Wia­tra­czek jest całe pokryte punktami światła. Nie są to gwiazdy należące do tej galak­tyki, ponieważ z tej odle­gło­ści poje­dyn­cze gwiazdy byłyby znacznie słabsze. Są to raczej gwiazdy naszej Drogi Mlecznej, odległe zapewne o kilka tysięcy lat świetl­nych, które znajdują się na linii obser­wa­cji, podobnie jak krople deszczu na przed­niej szybie samo­chodu. Sama galak­tyka Wia­tra­czek zajmuje około połowy stopnia na niebie; przy odle­gło­ści 20 milionów lat świetl­nych daje to średnicę około 170 tysięcy lat świetl­nych.

W części drugiej, przy­go­to­wa­nej przez Michaela Straussa, bierzemy się za stu­dio­wa­nie prze­strzeni mię­dzy­gwiezd­nej oraz fizyki całych galaktyk. Na pierwszy plan zostają wysu­nięte badania mgławic, gromad i struk­tury Drogi Mlecznej. Odkry­jemy m.in. w jaki sposób znając cha­rak­te­ry­stykę oddzia­ły­wa­nia gra­wi­ta­cyj­nego i ruchu Układu Sło­necz­nego, możemy łatwo osza­co­wać masę naszej galak­tyki. Jednak co naj­lep­sze, z tego niezbyt fra­pu­ją­cego zagad­nie­nia, Strauss sprytnie czyni przy­czy­nek do dyskusji o fun­da­men­tal­nym pro­ble­mie rotacji galaktyk i hipo­te­zie ciemnej materii. Na dokładkę dosta­jemy jeszcze prawo Hubble’a oraz stałą Hubble’a wraz z omó­wie­niem metody wyzna­cza­nia tej ostat­niej.

Beken­stein wykonał eks­pe­ry­ment myślowy: wpuścił cząstkę nie­skoń­cze­nie powoli do czarnej dziury Schwarz­schilda, a następ­nie obliczył, o ile wzrosło pole powierzchni jej hory­zontu zdarzeń. Wzrost pola powierzchni był rów­no­ważny utracie jednego bitu infor­ma­cji, mia­no­wi­cie infor­ma­cji, czy ta cząstka istniała czy nie. (…) Okazało się, że utrata jednego bitu infor­ma­cji jest rów­no­ważna wzro­stowi pola powierzchni rzędu (1,6 x 10-33cm)2=hG/2πc3.

I wreszcie część trzecia, poten­cjal­nie naj­bar­dziej fascy­nu­jąca ale i złożona. Richard Gott wpro­wa­dza nas w meandry fizyki rela­ty­wi­stycz­nej, zaczy­na­jąc od postu­la­tów szcze­gól­nej teorii względ­no­ści, a kończąc na dale­ko­sięż­nych impli­ka­cjach pomysłów Ein­ste­ina w kon­tek­ście astro­fi­zyki i kosmo­lo­gii. Ze szcze­gólną satys­fak­cją czytało mi się rozdział o czarnych dziurach, zwłasz­cza fragment wspo­mi­na­jący o astro­no­mach, którzy “odkryli dowody, że w galak­tyce M87 istnieje duża czarna dziura”. Tak, to ten sam obiekt, którego obraz zapre­zen­to­wano na kon­fe­ren­cji w kwietniu tego roku. Posłu­żyła ona Gottowi jako kon­kretny przykład pomocny do wytłu­ma­cze­nia geo­me­trii cza­so­prze­strzeni w pobliżu hory­zontu zdarzeń oraz do wyło­że­nia zagad­nie­nia pro­mie­nia Schwarz­schilda. Niestety książka w ory­gi­nale trafiła do druku kilka lat temu, w związku z czym nie znaj­dziemy ani słowa o obser­wa­cjach Tele­skopu Hory­zontu Zdarzeń.

Mam dylemat związany z oceną trud­no­ści książki. Fakt faktem podczas lektury nie zderzymy się z wyra­fi­no­waną mate­ma­tyką na poziomie aka­de­mic­kim, nie­do­stępną dla umysłu zwykłego śmier­tel­nika. W rzeczy samej nie uświad­czymy raczej niczego przez co nie prze­brnąłby w miarę roz­gar­nięty i zde­ter­mi­no­wany matu­rzy­sta. Jed­no­cze­śnie kłam­stwem byłoby stwier­dze­nie, że jest to dobra książka do poczy­ta­nia w auto­bu­sie lub podczas przerwy w pracy. Witamy we wszech­świe­cie zde­cy­do­wa­nie wymaga minimum zaan­ga­żo­wa­nia i odpo­wied­niego sku­pie­nia. Niby można prze­le­cieć przez kolejne roz­działy omijając slalomem co bardziej zaawan­so­wane treści i również łyknąć trochę wiedzy – ale wtedy pozba­wiamy się całego “mięsa”, tego co pozy­tyw­nie wyróżnia recen­zo­waną pracę pośród kon­ku­ren­cji.

Nie mogę też nie dodać na koniec, że książka jest naprawdę ładna. Co prawda na matowej, ciemnej oprawie łatwo pozo­sta­wić odciski palców (nie czytać przy jedzeniu!), ale wydaniu przy­go­to­wa­nemu przez Zysk i S-ka nie sposób odmówić szy­kow­no­ści.

Info:
Autorzy: Neil deGrasse Tyson, Michael Strauss, Richard Gott;
Przekład: Jacek Bieroń;
Tytuł: Witamy we wszechświecie. Podróż astrofizyczna;
Tytuł oryginalny: Welcome to the Universe: An Astrophysical Tour;
Wydawnictwo: Zysk i S-ka;
Wydanie: Warszawa 2019;
Liczba stron: 526.
  • MA

    To jest w ogóle bardzo dobry pomysł na wpis: mógłbyś przy­go­to­wać listę książek właśnie dla takich trochę bardziej zaawan­so­wa­nych, którzy mate­ma­tyki (na w miarę sen­sow­nym poziomie oczy­wi­ście, powiedzmy roz­sze­rzo­nej matury lub typowego poziomu pierw­szych lat na kie­run­kach ścisłych/technicznych) nie tylko się nie boją, ale uznają wręcz, że trafne równanie wyrazi więcej niż tysiąc metafor?

    Sporo ludzi — szcze­gól­nie zain­te­re­so­wa­nych tematami poru­sza­nymi na blogu — ma całkiem niezły aparat mate­ma­tyczny. Oczy­wi­ście za mały (nie mówiąc o czasie) na lekturę uni­wer­sy­tec­kich pod­ręcz­ni­ków do fizyki, ale w sam raz właśnie na takie bardziej zaawan­so­wane książki.

    • Michał Skichał

      Leonard Susskind, “Teo­re­tyczne minimum” oraz “Mecha­nika kwantowa — teo­re­tyczne minimum”. Dwie książki, czarna i biała. Wzory prawie na każdej stronie, w tym rachunek róż­nicz­kowy na liczbach zespo­lo­nych i notacja Diraca. Przy czym idea jest taka, aby osoba inte­li­gentna, mająca opa­no­wany poziom mate­ma­tyki ze szkoły średniej, była w stanie zro­zu­mieć o czym jest mowa 😉 Czy idea ta została zre­ali­zo­wana z powo­dze­niem? Obawiam się, że nie­ko­niecz­nie — autorzy (bo to bodaj nie sam Susskind) posta­wili jednak, aby być bliżej “praw­dzi­wej” a nie “popu­lar­nej” fizyki, zatem całkiem możliwe, że sama wiedza ze szkoły średniej może tu nie wystar­czyć, aby ogarnąć wszystko, co tam próbuje się czy­tel­ni­kowi wyjaśnić. Obie książki nie mają dużej obję­to­ści, zatem “popu­larne” wyja­śnie­nia, jakie autorzy oferują, są nad­zwy­czaj skom­pre­so­wane. Próżno szukać powtó­rzeń. Jak coś zostało “obja­śnione”, to tylko raz, a nie np. za pomocą kolej­nych pięciu alter­na­tyw­nych metafor 😉 Można nie zro­zu­mieć 50%, 20%, można się czepiać do takiego bądź innego sposobu obja­śnie­nia jakiegoś zjawiska bądź teorii, ale trzeba przyznać jedno — te książki to KONKRET, umoż­li­wiają laikowi wgląd w samą duszę, istotę fizyki (czyli o co chodzi we wzorach, jak działa aparat mate­ma­tyczny fizyki kwan­to­wej itd.). Pozycja obo­wiąz­kowa dla kogoś, kto szuka bardziej zaawan­so­wa­nej lite­ra­tury, ale jaka mimo wszystko nie jest pod­ręcz­ni­kiem.

      A prze­cho­dząc do artykułu Pana Adama: zachęca do się­gnię­cia po książkę 😉

      • Krzysz­tof Dziamski

        Czytałem Suskinda “Mecha­nikę kwantową” i potwier­dzam — to jest dokład­nie to o co chodzi. Trochę mate­ma­tyki, ale bardzo ładnie wyja­snione. Też coraz częściej szukam książek, które nie boją się wzorów

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

      Pomysł nie naj­gor­szy. Chyba naj­le­piej będzie go zre­ali­zo­wać poprzez aktu­ali­za­cję biblio­teczki (co i tak muszę zrobić) i dodatnie kolejnej kate­go­rii. Bez wąt­pie­nia jednym z pierw­szych wyborów będzie wspo­mniane przez Michała “Teo­re­tyczne minimum”.

×