Komentarz do komentarzy o Szybciej niż światło i Wielkim Niewypale

Od dosyć dawana nie zaglądałem do swego bloga na temat Teorii Kwantowej Przestrzeni, gdyż niestety życie zmusiło mnie do intensywnego zajęcia się innymi, odległymi od fizyki teoretycznej tematami. Jednak ostatnio przekazano mi informację, że moje pomysły o TKP zostały całkowicie podważone, a w zasadzie obalone, w komentarzach jakie się pojawiły do wpisów Szybciej niż światło oraz Wielki Niewypał. Ponadto również w jakichś filmikach zamieszczanych na youtubie wyśmiano moje naiwne wyobrażenia o możliwości wywołania efektu z prędkością większą niż światło przy pomocy wystarczająco długiego, lekkiego i sztywnego kija.

Koronnym argumentem okazało się stwierdzenie, że abym osiągnął pożądany efekt, to mój kij musiałby mieć sztywność absolutną, a takiej nie ma w naturze żaden materiał. Gdzieś zauważono też, że ciężar wymyślonego przeze mnie kosmicznego kija wykonanego np. z diamentu, byłby tak ogromny (pokuszono się podobno nawet o obliczenie masy), że kto by go tam ruszył z miejsca – może byśmy go o drobinę ścisnęli, a drugi koniec by nie drgnął.

Argumenty, muszę przyznać, obaliły mnie na ziemię, gdyż prawdą jest, że nie istnieje ciało absolutnie sztywne, zaś ja nie napisałem dostatecznie wyraźnie, że musi być to ciało wystarczająco sztywne, a jedynie, że ma być sztywne i wystarczająco lekkie. W dodatku z chęci uzyskania zbyt widowiskowego efektu ulokowałem eksperymentatora na Ziemi i kazałem mu trącać takim kijem Księżyc. Jak widać nawet przy przeprowadzaniu eksperymentu myślowego trzeba bardzo uważać. Na szczęście krytycy przyznali, że gdybym jednak znalazł taki absolutnie sztywny materiał, to może by mi się udało. Pójdźmy tym tropem i spróbujmy co nieco poprawić. Problem jest następujący – przy sztywności absolutnej akcja i reakcja byłyby jednoczesne, co jednak wskazuje, że istnieją sztywności nieabsolutne, ale na tyle duże, że dzięki nim reakcja zostanie wywołana z szybkością np. 600 000 km/sek., czyli dwukrotnie większą niż światła. Oczywiście już słyszę, że aż tak dużej sztywności również nigdzie nie znajdę, ale...

Przede wszystkim podnieśmy się z ziemi i przenieśmy nasz eksperyment w całości w przestrzeń kosmiczną (tak jak sławne eksperymenty myślowe z windą w kosmosie lub z kręcącym się tam wiadrem). Okazuje się, że stan nieważkości rozwiązał od razu problem niewiarygodnego ciężaru kija – przestał on mieć znaczenie, zaś nie stawianie oporu wywołanego ciężarem wybitnie zwiększyło tę jego cechę, o którą tu chodzi, czyli sztywność (podatność na odkształcenie, brak elastyczności). To oczywiście może być niewystarczające, ale postarajmy się jeszcze coś poprawić. Sztywność jakiejkolwiek materii nie jest nigdy stała i zależy od warunków w jakich się znajduje. Skupmy się więc na temperaturze. Mam nadzieję, że wszyscy się zgodzą, iż coraz niższa temperatura jest wprost proporcjonalna do rosnącej sztywności materii. W ten sposób możemy stwierdzić, że absolutną sztywność kija (jaką przyjąłem w założeniach) uzyskamy dopiero w ekstremalnie niskiej temperaturze, która na szczęście jest dobrze znana i wynosi 0 K, albo – 273,15 C. Pytanie teraz brzmi: w jakiej temperaturze nasz diamentowy kij, (albo może lepiej wykonany tylko z jednego, długiego monokryształu) okaże się na tyle sztywny, aby wykonać reakcję ze wspomnianą prędkością 600 tys km/sek. Warto przy tym zauważyć, że dzięki przeniesieniu naszego eksperymentu w kosmos, znaleźliśmy się od razu w dosyć niskiej temperaturze 2,7 K, ale nie mam pewności, czy nadal nie jest ona za wysoka – może ewentualnie komentatorzy zdołają to sprawdzić. Gdyby nadal było za ciepło, to można sięgnąć do ziemskich doświadczeń i spróbować z najniższą temperaturą jaką udało się do tej pory uzyskać w laboratorium, a która ma wartość 0,000000001 K – może tyle wystarczy, aby otrzymać „wystarczającą sztywność”, czy trzeba jeszcze mniej?

Dodam dla przypomnienia, że zgodnie z moją Teorią Kwantowej Przestrzeni jedyną substancją, której sztywność jest doskonała, jest kwantowa, krystaliczna przestrzeń. Właśnie dzięki temu ma ona możliwość natychmiastowego reagowania na zjawiska w niej zachodzące (grawitacja), a także może natychmiast przekazywać informacje na dowolną odległość (np. zjawisko splatania cząstek w teorii kwantowej).

Inny cios został wymierzony we wpis Wielki Niewypał. Przedstawiłem w nim koncepcję, iż to kwantowa przestrzeń wywołuje efekt przesunięcia ku czerwieni światła odległych obiektów, a nie ich faktyczna ucieczka. Jednym z efektów tego jest pozorne zjawisko, iż ucieczka coraz bardziej odległych obiektów jest coraz szybsza. Jako kontrargument przytoczono przykład Mgławicy Andromedy, która zbliża się do naszej galaktyki, Drogi Mlecznej, i której światło wykazuje przesunięcie ku błękitowi, a więc zgadza się z efektem Dopplera, a przecież też dociera do nas przestrzenią.

Okazuje się, że niektóre problemy muszę opisywać jeszcze prościej niż dotychczas, chociaż starałem się, aby były zrozumiałe dla przeciętnego miłośnika fizyki.

Otóż nigdy nie napisałem, że światło oddalających się lub zbliżających się do nas obiektów nie będzie wykazywało efektu Dopplera, a stwierdziłem jedynie, że każda taka obserwacja musi być korygowana o wpływ przestrzeni. Przestrzeń, z powodu pozostawiania w każdym jej kwancie minimalnej ilości promieniowania elektromagnetycznego, powoduje powstanie efektu przesunięcie ku czerwieni widma światła, które jest tym większy, im większą przestrzeń światło przemierzy. Mgławica Andromedy jest stosunkowo blisko nas i dzieląca nas odległość tylko w nieznacznym stopniu osłabia efekt przesunięcia ku błękitowi, który dzięki temu jest doskonale widoczny. Przestrzeń wzmacnia przesunięcie ku czerwieni ciał oddalających się od nas i osłabia przesuniecie ku błękitowi obiektów zbliżających się, a może nawet całkowicie je zlikwidować i pokazać czerwień, o ile tylko odległość (przestrzeń) jest wystarczająco duża. To dlatego wszystkie obserwowane bardzo odległe galaktyki lub ich gromady - nieruchome wobec nas, przybliżające się oraz oddalające - wszystkie wydają się uciekać, a im dalej położone, tym szybciej. Nie wiem jak to jeszcze prościej wyjaśnić, ale może wystarczy.

Ponadto zarzucono mi, że nie uwzględniam wyników sond WMAP I Plancka, które zajmowały się badaniem promieniowania reliktowego i poczyniły szereg ustaleń odnośnie jego temperatury, rozkładu, itp. Zachodzi tu faktycznie jakieś nieporozumienie, bowiem we wpisie Wielki Niewypał wcale nie zaprzeczam, że promieniowanie takie istnieje, ani jego właściwościom, a jedynie wskazuję, że przyczyną pojawienia się tego zjawiska nie musiał być Wielki Wybuch, więc nie może ono być przekonującym dowodem na jego zaistnienie. Warto przy tym zauważyć, że w opisach efektów naukowych wspomnianych sond mówi się o hipotetycznie istniejących ciemnej energii oraz ciemnej materii. A więc te hipotetyczne byty maja być teraz dowodem(?!) na Wielki Wybuch – to faktycznie jakiś żart.

Podobnie rzecz ma się z spektroskopowym ustaleniem ilości pierwiastków we wszechświecie – a na co to ma być dowód, też na Wielki Wybuch? Ostatni poruszony w komentarzu problem, to stwierdzenie, że dostępny nam Obserwowalny Wszechświat, jest płaski – prawdę mówiąc nie wiem, czy jest to argument za Wielkim Wybuchem, czy przeciw? Fakt, że nie jesteśmy w stanie wyobrazić zakrzywienia trójwymiarowej przestrzeni nie dowodzi, że ono nie istnieje. Warto przy tym zauważyć, że do badań używamy narzędzi, które są absolutnie nierozdzielną częścią przestrzeni, więc jeżeli ona jest tak specyficznie zakrzywiona, to one również. 

Na koniec jeszcze jedna uwaga. Wcale nie zamierzam upierać się, że nie czynię jakichś błędów w opracowywaniu i opisywaniu funkcjonowania Teorii Kwantowej Przestrzeni. Nie jestem fizykiem, swej teorii nie traktuję jako dogmatu i nie zamierzam poświęcać jej życia, ale nie zgodzę się, aby została podważona zbyt łatwo jakimiś ogólnikami i niepoważnymi zarzutami. A zwłaszcza proszę, aby nie używano przy tym argumentacji opartej na funkcjonowaniu osobliwości, co do których nikt nie ma pojęcia dlaczego i w jaki sposób zachodzą, a nawet czy w ogóle zachodzą (takich chociażby jak Wielki Wybuch, Horyzont Zdarzeń, czy inne). Zacząłem własne rozważania nad Teorią Kwantowej Przestrzeni, ponieważ właśnie z żadnymi osobliwościami nie mogę się zgodzić - w żadne cuda ani czary nie wierzę i nie mam zamiaru uwierzyć, aczkolwiek nie mogę tego zabronić innym.

Zagadka magnetyzmu

Zjawisko magnetyzmu jest powszechnie znane – chyba każdy widział magnes i wie jak on dział. Może trochę bardziej zagadkowy jest elektromagnetyzm, ale uczą o tym na lekcjach fizyki w szkole podstawowej. Ot, po prostu specyficzne metale (ale nie tylko), a także płynący w przewodniku prąd elektryczny, potrafią zdalnie oddziaływać na inne metale (też nie tylko), - przyciągać je, odpychać, albo wywoływać w nich przepływ prądu. Wyjaśnienie tych zjawisk jest takie, że te materiały i płynący prąd wytwarzają wokół siebie pole elektromagnetyczne. Wszelkie prawa związane z tym zjawiskiem są dawno odkryte, reguły ustalone, a wzory zapisane. Wszystko jest jasne poza jednym pytaniem: dlaczego tak się dzieje? 

Dylemat jest analogiczny jak z grawitacją – zjawisko od dawna jest dokładnie opisane, ale do dziś uczeni nie wiedzą, dlaczego ona zachodzi i rozpaczliwie poszukują chociażby bozonu Higgsa. Aby załatwić problem przyjmuje się, że zjawisko grawitacji tłumaczy ogólna teoria względności Einsteina (hipotetyczna czasoprzestrzeń i jej ugięcie ma rzekomo powodować realne efekty). Natomiast analogicznie wyjaśnienie magnetyzmu ma być zawarte w szczególnej teorii względności. Nie będę powtarzał tu argumentów, które przytaczałem we wcześniejszych wpisach (polecam m. in. post Grawitacja – rozwiązanie zagadki), ani rozważał słabości dzisiejszych koncepcji dotyczących magnetyzmu i elektromagnetyzmu, a postaram się jedynie w sposób możliwie najprostszy zaprezentować, jak zjawiska te można wyjaśnić w świetle Teorii Kwantowej Przestrzeni.

Trzeba przypomnieć w dużym skrócie, że zgodnie TKP w naturze występują następujące byty:

1. krystaliczna przestrzeń, zbudowana z czworościennych kwantów przestrzeni,
2. cząstki materii, które są skondensowanymi (dwoma lub więcej) kwantami przestrzeni, odwzorowującymi kształt i wielkość kwantu przestrzeni,
3. elektrony, które są miejscami w krystalicznej przestrzeni pozbawionymi tej przestrzeni. One również odwzorowują kształt i wielkość kwantu przestrzeni, ale są puste w sensie absolutnym. Mimo pozorów (przypisuje się im znak „minus”) nie są one przeciwieństwem energii (której przypisuje się znak „plus”)
4. energia, która przepływa zarówno pomiędzy kwantami przestrzeni jak i cząstkami materii, na prostej zasadzie wyrównywania potencjałów (elektrony są absolutną przeszkodą w jej rozprzestrzenianiu się),

Przestrzeń jest całkowicie nieruchoma, natomiast cząstki materii, elektrony oraz energia mogą się w niej przemieszczać.

Przy omawianym temacie bardzo ważna jest jeszcze uwaga, że na objętości każdej dostępnej nam substancji składa się w ogromnej większość przestrzeń, zaś jądra atomów i elektrony tworzące dane ciało, wypełniają zaledwie niewielki ułamek całej jej kubatury. W dalszych rozważaniach pominę kwestie podziału ciał istotnych dla magnetyzmu na diamagnetyki, paramagnetyki, ferromagnetyki i inne, a postaram się jedynie zaprezentować sam mechanizm funkcjonowania tego zjawiska i wyjaśnić czym jest pole magnetyczne.

Wszystkie ciała, które w różnych sytuacjach wykazują właściwości magnetyczne mają jedną wspólną cechę - jest nią  ich uporządkowana budowa molekularna (krystaliczna lub do niej zbliżona). Chodzi dokładnie o taką budowę strukturalną układu jąder atomowych i krążących wokół nich elektronów, że tworzą one pomiędzy sobą swoiste ciągi przestrzeni, które można porównać do kanałów przenikających przez całą daną substancję. „Ściany” tych „kanałów” tworzą elektrony i chociaż nie są one całkowicie „szczelne”, to ciągi te są jednoznacznie wytyczone. Nie muszą one być prostoliniowe, ale z uwagi na krystaliczność zawsze są regularne (np. spiralne, czy też regularnie łamane)

Jeżeli do jednego miejsca takiej substancji dostarczymy energię (np. przez tarcie), to zgodnie z regułą wyrównywania potencjałów zacznie ona przemieszczać się wzdłuż wyżej omówionych ciągów przestrzeni. Można dodać, że dostarczona energia wpłynie także na drgania atomów, dzięki czemu podniesie się temperatura ciała, ale w omawianym procesie ma znaczenie tylko energia, która zostanie przekazana wypełniającej to ciało przestrzeni (mówimy tu o energii poszczególnych kwantów przestrzeni, zwanej w dzisiejszej fizyce energią próżni, lub energią punktu zerowego). Nie wpłynie ona na temperaturę przestrzeni, bowiem jej kwanty są zawsze nieruchome (więc nie drgają), ale zwiększa ich potencjał energetyczny. Nadmiar energii w danym kwancie przestrzeni zostanie przekazany sąsiednim kwantom, mającym jej dotychczas mniej, (zjawisko promieniowania, odbywające się z prędkością światła). Jak wyżej wskazałem odbywa to się głównie wzdłuż opisanych wyżej ciągów, - wytyczające je elektrony nie pozwalają na rozpraszanie się energii w innych kierunkach. Po dotarciu do przeciwległej ściany danego ciała energia ta przejdzie dalej do kwantów przestrzeni otaczających tę ścianę z zewnątrz i również zwiększy ich potencjał energetyczny. Od tego momentu powinna ona rozprzestrzeniać się sferycznie (we wszystkich kierunkach), jednak ponieważ "niedaleko", z drugiej strony magnesu, odbywa się proces pochłaniania energii, to część wyrzuconej energii „zawraca”, przechodząc poprzez zewnętrzne wobec magnesu kwanty przestrzeni aż do miejsca wlotu i ponownie odbywa drogę w jego wnętrzu. Powstaje swego rodzaju energetyczne perpetuum mobile (możliwe, gdyż przepływ energii w przestrzeni nie jest ograniczony tarciem).

Trzeba przypomnieć, że mówimy wyłącznie o przemieszczaniu się energii w przestrzeni (pomiędzy kwantami przestrzeni) i atmosfera ziemska (składająca się na nią materia) nie ma praktycznego znaczenia dla zjawiska magnetyzmu, aczkolwiek w próżni, np. w kosmosie, magnes działałby odrobinę wydajniej.

W efekcie część energii wyrzucanej z jednej strony magnesu przemierza kolistą drogę i dociera do niego z drugiej strony, tworząc w ten sposób pole, zwane magnetycznym. Jeżeli proces ten jest rozpoczęty, to przecięcie magnesu nie wpłynie na jego funkcjonowanie i oba kawałki będą nadal „przepompowywały” energię w zapoczątkowany wcześniej sposób. Wpływ na to zjawisko może mieć natomiast obniżenie lub zwiększenie poza pewne granice temperatury magnesu lub jego otoczenia, co znacząco zakłóci porządek w procesie przekazywania energii pomiędzy kwantami przestrzeni. Właściwości magnetyczne straci też dana substancja gdy zmienimy jej uporządkowaną budowę molekularna np. poprzez roztopienie, a więc zniszczenie istniejących w niej uporządkowanych ciągów przestrzeni.

Współczesna fizyka kwantowa trafnie podejrzewa, że w polu magnetycznym działają jakieś kwanty energii, ale ponieważ nie zdołano ich dotychczas „złapać”, nazywa się je „fotonami wirtualnymi”. W rzeczywistości nie są one wcale wirtualne, lecz realne, ale realizują się na najniższym z możliwych poziomów, na poziomie energii kwantu przestrzeni (wspomnianej energii próżni albo punktu zerowego) i ich uchwycenie będzie niezmiernie trudne.

Pole elektromagnetyczne jakie wytwarza płynący w przewodniku prąd elektryczny jest podobne do pola magnetycznego, ale mechanizm powstania jest inny. Nie jest do tego potrzebna materia o specyficznej, krystalicznej strukturze, jak w magnesach, ale substancja będąca przewodnikiem prądu elektrycznego, czyli posiadająca w sobie stosunkowo dużo wolnych elektronów. Trzeba znów przypomnieć, że na kubaturę przewodników składa się w ogromnej większości przestrzeń. Znajdujące się w niej kwanty przestrzeni (jak i wszystkie poza nią) nieustanie przekazują sobie porcje energii, ale nie odbywa to się w sposób uporządkowany, a dosyć chaotycznie, gdyż docierają do nich nieustannie śladowe ilości promieniowania z całego wszechświata, ze wszystkich kierunków, ze wszystkich źródeł, gdzie rozpoczęła się jakakolwiek emisja fal elektromagnetycznych (o ile jeszcze nie dotarły, to w końcu dotrą). 

Do wywołania pola elektromagnetycznego oprócz przewodnika potrzebny jest jeszcze płynący w nim prąd elektryczny, czyli (upraszczając zagadnienie) przemieszczanie się w przewodniku strumienia wolnych elektronów. Nastąpi to, gdy przyłożymy w jakimś punkcie przewodnika wydajne źródło takich elektronów (im ich więcej, tym większe napięcie).

Płynący z jednego kierunku strumień elektronów wywołuje w przewodniku zjawisko podobne do uporządkowanego przepływu energii w magnesach. Skupiona duża ilość elektronów powoduje, że energia zawarta w kwantach przestrzeni ma ograniczone możliwości przenikania w kierunku skąd one nadchodzą i w pewnym sensie zawraca aby przemieszczać się razem ze strumieniem elektronów. Obrazowo można to opisać jako zjawisko, w którym elektrony „pchają” przed sobą pewną ilość energii - każdy elektron czyni to indywidualnie, ale dopiero ich ilość powoduje widoczny efekt. Zwiększony w ten sposób potencjał musi jednak znaleźć ujście i energia częściowo przechodzi do kwantów przestrzeni otaczających przewodnik z zewnątrz. Ponieważ w przewodniku „z tyłu” za elektronami (w tamtych kwantach przestrzeni), obecnie jest niższy potencjał, więc „zasysają” one energie z zewnętrznych kwantów, gdzie właśnie pojawiło się jej więcej. Część energii krąży więc nieustająco wzdłuż całego przewodnika i tworzy pole elektromagnetyczne. Jest ono bardzo podobne jak w magnesach, ale tam możemy wskazać dokładnie miejsce wlotu i wylotu energii (bieguny) natomiast w przewodniku z prądem proces ten odbywa się na całej jego długości.

Należy jeszcze zauważyć, że tak jak elektrony stanowią całkowitą przeszkodę dla rozprzestrzeniającej się energii, tak kwanty przestrzeni z większym potencjałem energetycznym są trudniejsze do przesuwania przez elektrony (o tym jak one poruszają się po łańcuchach kwantów przestrzeni pisałem w poście Elektrony …). Dlatego dostarczenie przewodnikowi elektrycznemu (zawartej w nim przestrzeni) dodatkowej ilości energii, (np. przez podgrzanie), zwiększy także potencjał energetyczny kwantów przestrzeni (chociaż nie ich temperaturę) i spowoduje, że przemieszczanie się w nim elektronów będzie trudniejsze. Znaczy to, że wzrost energii, zauważalny dla nas jako wzrost temperatury, powoduje wzrost oporności przewodnika, ale za to jej obniżenie ułatwia przepływ elektronów (zmniejsza oporność).

Wskazane wzajemne relacje między elektronami i energią zawartą w kwantach przestrzeni (elektrony blokują promieniowanie, a ilość energia jaką napotykają na swej drodze elektrony ułatwia lub utrudnia ich przepływ) powodują zaistnienie jeszcze jednego zjawiska. Energia skupiona w postaci pola elektromagnetycznego może tak oddziaływać na poruszające się w jej obszarze przewodniki, że wewnątrz nich zaczną się przemieszczać w sposób uporządkowany większe ilości elektronów, czyli zacznie w nich płynąć prąd elektryczny – jest zjawisko indukcji elektrycznej.

Powyżej, na kilku stronach, spróbowałem wyjaśnić istotę procesów, którym poświęcono  całe wieki badań i tysiące obszernych prac naukowych. Siłą rzeczy moje wywody są bardzo uproszczone, ale mam jednak nadzieję, że wystarczająco obrazują jak w stosunkowo bardzo prosty sposób, dzięki zastosowaniu Teorii Kwantowej Przestrzeni, można wyjaśnić wciąż tajemnicze dla współczesnej nauki zjawisko magnetyzmu.

Dlaczego elektrony nie spadają na jądra atomowe?

We wpisie Powstanie materii oraz elektronów wyjaśniłem jak pojawiły się we wszechświecie, w trakcie Wielkiego Wstrząsu, podstawowe „cegiełki” materii (kwarki, pozytony) o kształcie czworościanu foremnego. Te cząstki materii zostały stworzone z dwóch, trzech lub więcej kwantów przestrzeni, wtłoczonych do obszaru jednego takiego kwantu. Jednocześnie powstały elektrony, antyteza kwantów materii, miejsca w krystalicznej strukturze przestrzeni absolutnie puste, bo pozbawione nawet przestrzeni, ale również zachowujące kształt czworościanu foremnego..

Teraz trzeba dodać, że wielkie, na kosmiczną skalę, "rodzenie się" materii miało miejsce tylko podczas Wielkiego Wstrząsu, ale proces powstawania kwantów materii, jak i ich rozpad, („znikanie” po zetknięciu się z elektronem), zachodził także później i trwa obecnie. Naukowcy w wielu eksperymentach, w których stosuje się możliwie doskonałą próżnię stwierdzają niespodziewane pojawianie się tam cząstek materii, jak i ich niknięcie bez śladu. Uważa się, że odpowiedzialne są za to fluktuacje kwantowe i bierze się nawet pod uwagę możliwość, że chwilowo przestaje tam działać zasada zachowania energii (?!). Brak jest przekonujących wyjaśnień tego zjawiska i Richard Feynman, jeden z „wielkich” fizyki XX wieku, przyjął rozpaczliwą koncepcję, że cząstki materii mają zdolność przemieszczania się w czasie.

Zaproponowana przeze mnie Teoria Kwantowej Przestrzeni pozwala rozwiązać ten problem bez zawieszania praw fizyki i korzystania z wehikułu czasu, gdyż nawet uzyskanie doskonałej próżni na jakimś obszarze nie pozbawia go przestrzeni, która właśnie ma zdolność "rodzenia" materii. Zjawiska fizyczne, które zdołają naruszyć krystaliczną strukturę przestrzeni nawet w bardzo odległych galaktykach, czy w czarnych dziurach, dzięki zjawisku splątania cząstek mogą powodować pojawianie się cząstek materii w dowolnym punkcie wszechświata, z tym, że gdy w jednym miejscu pojawi się kwant materii, to jednocześnie w innym pojawi się elektron. Tak powstała pojedyncza cząstka materii ma z reguły bardzo krótki czas istnienia (życia), bowiem błyskawicznie zostanie zlokalizowana (oddziaływanie elektromagnetyczne) przez najbliżej znajdujący się elektron, który dotrze do niej i oba obiekty ulegną anihilacji, pozostawiając po sobie tylko przestrzeń.

Wobec powyższego jednym z bardzo interesujących problemów współczesnej fizyki jest dylemat, dlaczego elektrony nie doprowadziły jeszcze do anihilacji całej istniejącej materii. Można to wyrazić też pytaniem: dlaczego elektrony nie spadają na jądra atomów, mimo że oddziaływania elektromagnetyczne cały czas przyciągają te obiekty. Problem jest poważny i mechanika kwantowa próbuje tworzyć skomplikowane modele matematyczne wykorzystujące m. in. pojęcie stanu podstawowego układu. Warto zauważyć, że z równań tych wynika, iż elektron nie może być klasyczną cząstką fizyczną! – to akurat jest słuszny wniosek. Nawet jeżeli stosowane wyliczenia, oparte na równaniach Schrodingera, są poprawne, to i tak z trudem można je zastosować tylko do układu jednego protonu i elektronu (układy izolowane), a przecież wszechświat nie jest zbudowany wyłącznie z wodoru, który zresztą w swym jądrze i tak ma jeszcze neutron.

Ten właśnie fakt, że jądra atomowe są zbudowane zawsze z większej niż jeden liczby nukleonów (protonów i neutronów – pomińmy na razie problem ich wewnętrznej, kwarkowej budowy), jest podstawowym dla ich istnienia. Jakakolwiek pojedyncza samotna cząstka materii nie ma szans na dłuższe istnienie. Natomiast zespół co najmniej dwóch takich cząstek (połączonych silnym wiązaniem – istotę tego wyjaśniłem w jednym z poprzednich wpisów) uzyskuje pewną właściwość, która stanowi zabezpieczenie przed atakującymi je elektronami. Trzeba tylko pamiętać o krystalicznej budowie przestrzeni, i że wszelki ruch cząstek materii oraz elektronów odbywa się zawsze po łańcuchach kwantów przestrzeni.

Trwałe, powodowane podciśnieniem superpróżni dążenie elektronu do materii (elektromagnetyzm), przy zbliżeniu się do zestawu cząstek tworzących jądro atomu, napotyka pewną przeszkodę. Kwanty przestrzeni wokół jądra atomu w pewnej odległości tworzą sferę zbliżoną do kulistej, mającą specyficzną cechę: z każdego jej miejsca można poprowadzić jednakowo długie, lecz różne kierunkiem łańcuchy kwantów przestrzeni łączących je z co najmniej dwoma różnymi cząstkami materii. Inaczej mówiąc w każdym punkcie tej sfery rozpoczynają się co najmniej dwie równe długością, lecz różne kierunkiem, drogi dotarcia do materii. Elektron zmierzający do materii, po dotarciu do tej strefy, nie może wybrać dalszej drogi, gdyż wciąż spotyka dwie, lub nawet trzy, absolutnie równorzędne możliwości - krąży więc nieustająco w tej strefie próbując znaleźć najlepszą (najkrótszą) drogę, zaś elektromagnetyzm nie wypuszcza go z tak funkcjonującej pułapki. Większe jądra, złożone z większej ilości cząstek materii, wytwarzają wiele takich sfer (powłok elektronowych) w różnych odległościach od siebie.

Warto zauważyć tu jeszcze jeden problem: dlaczego jądra atomowe wiążą ze sobą ściśle tylko określoną liczbę elektronów, a nie „przyciągają” większej ich ilości​​ (przecież np. magnes przyciąga każdą ilość opiłków żelaza, a nie tylko trochę)?. Otóż elektrony okrążające z wszystkich stron jądro atomu są równocześnie swoistymi strażnikami tego atomu przed innymi, „nadliczbowymi” elektronami. Nieustająco „zakłócają” one wektory ściskające materię i nadające jej masę, co dla innych elektronów jest sygnałem, że nie ma sensu zmierzać do danej cząstki, bo jest ona już „zajęta”.

Soczewkowanie niegrawitacyjne

Najpierw chciałbym odpowiedzieć na wątpliwości zgłoszone w jednym z komentarzy.

1. Czworościan foremny nie nie jest bryłą wypełniającą przestrzeń. Napisałem o tym problemie we wpisie zatytułowanym Budowa przestrzeni, więc jedynie krótko przypomnę, że powyższe stwierdzenie jest prawdziwe tylko zgodnie z regułami geometrii euklidesowej, którą można nazwać płaską. W geometrii przestrzeni zakrzywionych (prace Gaussa, Riemanna i innych) sprawa wygląda całkiem inaczej, gdyż w nich n. p. kąty trójkąta nigdy nie sumują się do 180. Uważam, że rzekome niedoskonałości w wypełnieniu całości przestrzeni przez kwant przestrzeni o kształcie czworościanu foremnego nie są przeszkodą, a wręcz warunkiem koniecznym, aby cała trójwymiarowa przestrzeń (wszechświat, uniwersum) była figurą zakrzywioną - zarówno nieskończoną, jak i ograniczoną jednocześnie.

2. Stosunek długości krawędzi czworościanu foremnego do jego wysokości jest liczbą niewymierną, więc obie wielkości nie mogą być jednocześnie wielokrotnościami długości Plancka.

Odpowiedź również można znaleźć w problematyce przestrzeni zakrzywionych. Warto wrócić też do mego wpisu Bóg nie jest matematykiem, w którym uzasadniałem, że matematyka jest przydatnym, ale wbrew pozorom wcale niedoskonałym narzędziem do badania ontologii wszechświata (bardzo słabo radzi sobie z wartościami zero i nieskończoność). Na to, że absolutnie każda długość występująca w rzeczywistości (w świecie fizycznym) musi być wielokrotnością długości Plancka wskazuje ważniejsza nauka – logika.

3 i 4. Ciemna energia / ciemna materia (często traktowane równoważnie z uwagi na teorię Einsteina) są bytami przewidywanymi przez naukowców nie tylko z uwagi na koncepcję rozszerzającego się wszechświata, ale też z powodu znaczących „nieprawidłowości” w ruchu galaktyk, a także wobec potrzeby wyjaśnienia „ewidentnie nadmiernej ilości grawitacji” we wszechświecie. Rzekome rozszerzanie się wszechświata wpływa jedynie na przewidywaną skalę jak dużo tych ciemnych bytów brakuje (może 90%, a może tyko 20%). Według koncepcji TKP żadnej „ciemnej”, ani jakiejkolwiek innej materii we wszechświecie nie jest za mało, bowiem to nie ona jest źródłem grawitacji (to przestrzeń generuje grawitację, a materia jedynie jej jest poddawana). Natomiast przy wszelkich rozważaniach na temat fizyki wszechświata trzeba pamiętać, że każdy kwant przestrzeni zawiera w sobie pewną ilość energii (niezwykle trudnej, a może nawet niemożliwej do precyzyjnego stwierdzenia i policzenia) i fakt ten ma ogromny wpływ na każdy proces w niej zachodzący, a więc dokładnie na wszystko co się gdziekolwiek dzieje – to właśnie próbowałem zasygnalizować w poście Ciemna energia jest jasna.

Jeżeli mówimy nadal o energii, to chciałbym jeszcze wyjaśnić pewną kwestię, która może budzić wątpliwości. Już prawie sto lat temu naukowcy rozpoczęli dokumentowanie zjawiska zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym. Ma to być jednym z najważniejszych dowodów słuszności teorii Einsteina, która je przewiduje. Chodzi o proces, w którym tor energii świetlnej (i każdej innej) przechodzącej w pobliżu dużych obiektów (planety, gwiazdy, galaktyki, itp) ulega zakrzywieniu i powoduje wrażenie u obserwatora, że są one mniejsze niż w rzeczywistości. Rzekomo decydująca dla tego zjawiska jest masa tych obiektów, a dokładniej generowana przez nie grawitacja – im większa, tym większe zakrzywienie toru energii.

Przykład, który podam, jest szalenie prosty, pewnie zbyt prosty jak na potrzeby profesorów fizyki teoretycznej, ale sądzę, że warto nad nim się zastanowić. Spójrzmy na kulisty głaz leżący w potoku. Okazuje się, że woda dopływając do niego trochę unosi się - jej ciśnienie wzrasta w tym miejscu. Natomiast opływając go, w miejscu gdzie głaz nie stawa już oporu (na jego bocznym skraju), to podwyższone ciśnienie stopniowo rozchodzi się także na przestrzeń, którą przesłania głaz. Jest to dokładnie zjawisko soczewkowania – obserwatorowi stojącemu poniżej głazu i patrzącemu tylko na nurt może się wydawać, że głaz jest mniejszy niż w rzeczywistości. Taki sam proces można zaobserwować w tunelach aerodynamicznych, gdy bada się opory przedmiotów o różnych kształtach wobec strumienia powietrza.

Trzeba teraz dodać, że nie tylko płynąca woda, czy też wiejące powietrze wywołuje soczewkowanie w momencie napotkania przeszkody, ale również każda promieniująca energia,w tym oczywiście i światło. Po prostu dla powstania zjawiska soczewkowania potrzebne jest jedynie jakaś przemieszczająca się substancja i przeszkoda na jej drodze, zaś dla jego skali nie ma znaczenia grawitacja generowana przez przeszkodę, a jedynie jej wielkość i kształt.

We współczesnych laboratoriach uzyskuje się wyniki sięgające niewiarygodnej precyzji (podobno w eksperymentach mających „złapać” falę grawitacyjną uwzględnia się długości wynoszące jeden do minus siedemnastej metra - ciekawe jaki przyjęto przy tym dopuszczany błąd tego badania). Wobec tego wydaje się, że można sprawdzić też eksperymentalnie jakie soczewkowanie światła wywoła np. kula wypełniona uranem i takiej samej wielkości i koloru kula pusta. Jestem przekonany, że efekt będzie identyczny w obu przypadkach.

Ciemna energia jest jasna

Jak już wcześniej wykazałem, przyjęcie reguł proponowanych przez Teorię Kwantowej Przestrzeni pozwala wyjaśnić szereg zasadniczych problemów fizyki, z którymi współczesna nauka sobie nie radzi (grawitacja, masa, właściwości elektronu, natura świata i szereg dalszych). Wskazywane przeze mnie rozwiązania są nadzwyczaj proste, chyba nawet zbyt proste jak na wyrafinowane potrzeby najtęższych współczesnych naukowców, ale zwracam uwagę, że wszyscy zajmujący się kosmologią, ontologią wszechświata, czy też fizyką teoretyczną, zdają sobie sprawę, że tzw. „teoria wszystkiego” musi być stosunkowo nieskomplikowana i klarowna.

Chciałbym teraz zaproponować jak na gruncie Teorii Kwantowej Przestrzeni można rozwiązać kolejne dylematy dzisiejszej fizyki, czyli hipotetyczne istnienie we wszechświecie ciemnej energii. Jest ona nazywana ciemną, gdyż nigdy nie została stwierdzona doświadczalnie, ale musi znajdować się gdzieś w kosmosie, aby nasz świat funkcjonował tak jak funkcjonuje. Stworzono szereg niezwykle skomplikowanych teorii na ten temat, które jednak koncentrują się wokół problemu rzekomo rozszerzającego się coraz szybciej wszechświata,wobec czego żadna z nich niczego w pełni nie wyjaśniła (pozornie dowiedziona, ale całkowicie błędna koncepcja rozszerzania się wszechświata została obalona przeze mnie we wpisie Wielki Niewypał).

Rozwiązanie problemu ciemnej energii można skomentować słowami: „Patrzą, a nie widzą”. Miliony oczu i tysiące najdoskonalszych teleskopów codziennie obserwuje miriady obiektów kosmicznych we wszechświecie, ale nie widzi rzeczy najważniejszej – przestrzeni, która wypełnia ten wszechświat.

Należy teraz wrócić do moich wpisów o budowie i kształcie Uniwersum (wszechświata w jego stanie pierwotnym, podstawowym) i przypomnieć jakie

ma on właściwości. Jest to trójwymiarowa, zakrzywiona wokół siebie przestrzeń, stała (statyczna), izotropowa (jednorodna), sztywna, o zerowej entropii i temperaturze 0 K, zbudowana z kwantów przestrzeni o kształcie czworościanu foremnego, tworzących strukturę kryształu doskonałego. Ten w pewnym sensie bardzo prosty twór, (chociaż niemożliwy do wyobrażenia z uwagi na zakrzywienie) jest całkowicie wystarczający, aby „zrodzić” nasz Wszechświat.

Dla wyjaśnienia problemu energii ukrywającej się gdzieś we wszechświecie najważniejszym elementem w powyższej definicji jest wskazanie, że Uniwersum (przestrzeń) jest strukturą sztywną. Oznacza to, że każdy kwant pierwotnej przestrzeni zawierał w sobie (i nadal zawiera) pierwotną energię, która odpowiadała za utrzymanie jego idealnego kształtu czworościanu foremnego, a więc za jego istnienie. Było to jedyne zadanie tej energii i była ona absolutnie statyczna, nieruchoma jak całe Uniwersum. Oczywiście ta pierwotna przestrzeń posiadała temperaturę 0 stopni K (tzw. zero absolutne) , ale znaczy to tylko, że nie może jej być w danym kwancie mniej niż niezbędne minimum, bowiem wówczas ten kwant przestrzeni zapadłby się, zniknął. To minimum jest nazywane 0 K , ale podkreślę to jeszcze raz - nie oznacza to zerowej ilości energii w obszarze, który ma taką temperaturę,

Natomiast po Wielkim Wstrząsie (po drgnięciu przestrzeni), który zapoczątkował istnienie wszechświata jaki znamy (pojawienie się ruchu, czasu, materii, elektronów, oddziaływań itd.) pojawiły się nierówności w rozkładzie dotychczas idealnie rozmieszczonej energii – omawiałem to zagadnienie we wpisach: Powstanie materii oraz elektronów, Grawitacja – rozwiązanie zagadki, Elektrony – co to jest, jak powstało i jak funkcjonuje? , więc nie będę go tu rozwijał. Wobec powyższego rozpoczęły się procesy przepływu energii (promieniowanie) z miejsc jej skupienia do obszarów o mniejszym jej poziomie – klasyczne i banalne wyrównywanie ciśnienia. Uczestniczą w tym wszystkie kwanty przestrzeni i nieustannie przepływają przez nie rozliczne fale promieniowania, powodując, że ilość energii w danym kwancie przestrzeni nieustannie się zmienia, nie spadając jednak nigdy poniżej niezbędnego minimum.

Współczesna fizyka zaczyna wreszcie domyślać się, że coś z tą próżnią, czy też pustą przestrzenią jest inaczej niż się niż dotychczas zakładało (przyjmowano, że nie miała ona żadnego znaczenia dla procesów fizycznych w niej zachodzących), więc rozpoczęły się już rozważania i badania nad zjawiskiem określanym jako energia punktu zerowego, lub energia próżni. Trzeba tylko zwrócić uwagę, że użycie określenia punkt, jak zwykle w fizyce, prowadzi na manowce i właściwym zwrotem jest energia kwantu przestrzeni. Wobec rozmiaru wszechświata i ilości składających się na niego kwantów przestrzeni oraz na ilość źródeł promieniowania  zmiany potencjału energetycznego pojedynczych kwantów są minimalne, ale nieustające - polecam to osobom próbującym rozwikłać zasadę nieoznaczoności Heisenberga.

Jak widać, przestrzeń zawiera ogromne ilości energii, której co prawda nie widać (ciemna?), ale jest i nieustannie oddziałuje na cały wszechświat. Oczywiście temat ten ma szereg dalszych ważnych implikacji, więc trzeba będzie do niego wracać przy omawianiu kolejnych nierozwiązanych problemów współczesnej fizyki.

Eter Maxwella – rozwiązanie zagadki

We wcześniejszych wpisach kilkukrotnie wykazywałem, że współczesna fizyka znalazła się w ślepym zaułku paradoksów i osobliwości, z którego nie umie się wyrwać. Warto zastanowić się, co spowodowało ten stan - dlaczego całe zastępy najwybitniejszych naukowców nadal próbują udowadniać i rozwijać teorie, które w sposób oczywisty wpędzają ich w świat logicznych sprzeczności.

Aby zrozumieć ten fenomen trzeba wrócić aż do połowy XIX wieku i stanu ówczesnej wiedzy, gdyż wtedy zaszły wydarzenia determinujące dzisiejsze teorie fizyczne. Był to czas gwałtownego postępu nauki, dokonywania wielu niezwykłych odkryć i wśród ówczesnych naukowców dosyć powszechny był pogląd, że zbliżają się do granic poznania – stworzenie uniwersalnej teorii opisującej działanie całego wszechświata wydawało się być na wyciągniecie ręki. Do takich sądów uprawniały m. in. prace Maxwella, który udowodnił, że oddziaływania elektryczne i magnetyczne, w tym także światło, są rodzajami tego samego zjawiska – elektromagnetyzmu i że rozchodzą się w próżni w postaci fali (fala elektromagnetyczna) z taką samą prędkością (prędkość światła).

Logicznym wnioskiem jaki wyciągnął Maxwell ze swych odkryć było stwierdzenie, że cały wszechświat musi być wypełniony substancją umożliwiającą przepływ tych fal – swoisty nośnik, czy też przewodnik dla nich. Maxwell nazwał tę substancję eterem i w artykule dla Encyklopedii Brytyjskiej napisał: „Jakiekolwiek możemy mieć trudności z uformowaniem spójnej idei budowy eteru, nie możemy mieć wątpliwości, że międzyplanetarne i międzygwiezdne przestrzenie nie są puste, ale zajęte przez materialną substancję czy ciało, które jest z pewnością największym i prawdopodobnie najbardziej jednorodnym ciałem o jakim wiemy". Można dodać, że zgodnie z założeniami Maxwella tenże eter oprócz dokładnego wypełniania całej przestrzeni powinien też być jednorodny, nieściśliwy, bezwonny itp.

Wobec tak sformułowanego przekonania sławnego odkrywcy całe rzesze fizyków rozpoczęły usilne próby doświadczalnego potwierdzenia istnienia eteru i ustalenia jego właściwości. W latach osiemdziesiątych XIX wieku dwaj naukowcy, Michelson i Morley, przeprowadzili eksperyment (serię eksperymentów) w którym wykazali, że postulowany przez Maxwella eter nie istnieje. Wyszli oni z założenia, że Ziemia, która porusza się wobec Słońca, w sposób oczywisty porusza się także wobec eteru (o ile on istnieje). W tej sytuacji światło słoneczne docierające do Ziemi powinno mieć różne prędkości w różnych fazach obrotu Ziemi – n. p. gdy obserwator znajdujący się w jakimś punkcie na Ziemi wraz z jej obrotem zbliża się do Słońca (od momentu wschodu do południa), lub się od niego oddala (od południa do zachodu). Okazało się, że zbliżanie się czy też oddalanie od źródła światła nie ma żadnego wpływu na mierzoną jego prędkość - jest ona zawsze stała. Eksperyment, powtarzany wielokrotnie przez różnych uczonych przy stosowaniu coraz bardziej precyzyjnej aparatury pomiarowej, zawsze dawał taki sam wynik. Wniosek wydawał się oczywisty – coś takiego jak eter Maxwella nie istnieje, natomiast prędkość światła jest zawsze stała (tę prawidłowość potwierdzało także inne sławne doświadczenie – eksperyment Fizeau).

Niezwykle trudną sytuację w jakiej znalazła się w tym momencie fizyka uratował w początkach XX wieku Albert Einstein przedstawiając swe teorie względności (najpierw szczególną, a później ogólną). Dzięki wprowadzenia w tych teoriach pojęcia czasoprzestrzeni i przyjęciu, że nic nie może przekraczać prędkości światła Einstein zaprezentował możliwe rozwiązanie przedstawionych problemów i wywołał entuzjazm środowisk naukowych. Pozytywy teorii względności wydawały się na tyle dominujące, że mało komu przeszkadzały jej słabości, czyli pojawienie się wyników zmierzających do nieskończoności. Cała fizyka poszła tropami Einsteina i do dzisiaj nie może przestać beznadziejnie walić głową w mur paradoksów i osobliwości - przedstawiałem to we wpisach Osobliwości – wielkie oszustwo fizyków oraz Szybciej niż światło, a także w innych, więc nie będę się powtarzał.

Natomiast wyjaśnienia wymaga przyczyna, która sprawiła, że teoria eteru Maxwella została wyrzucona na śmietnik i obecnie wzbudza uśmiech politowania jako historyczna ramotka naukowa.

Przede wszystkim należy spojrzeć na założenia wyjściowe eksperymentu Michelsona – Morleya (powielane przez następców potwierdzających uzyskane przez nich wyniki). Otóż przyjęli oni, że Ziemia (i cały Układ Słoneczny, a także nasza galaktyka Droga Mleczna) przemierzająca wszechświat (kosmos), porusza się względem wypełniającego go całkowicie eteru Maxwella. Sprawa wydawała się na tyle oczywista, że pominięto fakt, iż zagadnienie jest zbieżne z nurtującym już Arystotelesa, a później także Galileusza i kolejnych uczonych problemem istnienia uniwersalnego układu odniesienia. Można mieć nawet wrażenie, że w założeniach tych eter wypełnia jakieś odległe "międzyplanetarne i międzygwiezdne przestrzenie" (takich słów użył Maxwell), ale nie bardzo dotyczy nas bezpośrednio, tego że my sami, także przyrządy badawcze i dokładnie wszystko co nas otacza, co istnieje, też jest wypełnione eterem Maxwella. Nie to jest jednak istotne, ale inny popełniony przez Michelsona i Morleya błąd. Byli oni w stanie określić jakie eter powinien mieć właściwości, ale wcale nie zadali sobie pytania jaki ma całościowy kształt i w związku z tym w jakim jego miejscu my (Ziemia, Słońce, itd.) się znajdujemy – wydawało im się to nie istotne, bo przecież i tak poruszamy się wobec niego.

Myślę, że Czytelnicy tego bloga powinni znać już odpowiedź. Najpierw polecam powrót do mego wcześniejszego postu Kształt przestrzeni. W konkluzji opisanych tam analiz i wniosków napisałem, że Uniwersum (wszechświat) jest przestrzenią trójwymiarową, zakrzywioną w czwartym wymiarze. Jest przy tym stała, stabilna (nieruchoma), sztywna, posiada określoną wielkość, a każdy jej punkt leży dokładnie w jej centrum.

Proszę szczególnie zwrócić uwagę na stwierdzenie, że każdy punkt (kwant) przestrzeni leży dokładnie w jej środku (w centrum wszechświata) i nie może tego miejsca zmienić, a więc, co bardzo ważne, przestrzeń wobec każdego jej punktu (kwantu) jest całkowicie nieruchoma.

Dopiero teraz problem eteru Maxwella, a także eksperymentów Michelsona i Morleya oraz ich następców, można właściwie zinterpretować. Maxwell miał racje (był o tym przekonany), chociaż też popełnił pewien błąd. Każda energia, w tym światło, aby się przemieszczać czy też rozprzestrzeniać (promieniować) rzeczywiście potrzebuje nośnika i on istnieje, ale niepotrzebnie został nazwany eterem. Przestrzeń bowiem nie jest wypełniona eterem, ale to sama przestrzeń, kwantowa przestrzeń, spełnia wszystkie warunki jakie zostały postawione tej substancji (patrz wpis Budowa przestrzeni). Natomiast Michelson i Morley nie zdali sobie sprawy, że chociaż poruszamy się wobec siebie, to jednak zawsze pozostajemy całkowicie nieruchomi wobec przestrzeni i rozprzestrzeniającej się w niej energii – jest to rzeczywiście niezwykle trudne (w zasadzie niemożliwe) do wyobrażenia, ale nie powinno być aż tak trudne do zrozumienia. Trzeba więc powiedzieć, że doświadczenia Michelsona i Morleya oraz ich następców nie obalają koncepcji eteru Maxwella, natomiast potwierdzają prezentowaną na tym blogu Teorię Kwantowej Przestrzeni.

Kwadratura koła i tajemnica liczby pi

Po dosyć długiej przerwie (życie nie składa się tylko z problemów ontologii i budowy wszechświata) wracam do opisywania Teorii Kwantowej Przestrzeni. Nim jednak przejdę do kolejnych tematów stricte „fizycznych” chciałbym na chwilę wrócić do matematyki. W jednym z poprzednich wpisów (Bóg nie jest matematykiem) wykazałem jej niedoskonałość jako metody badawczej stosowanej wobec problemów kosmologicznych, gdyż całkowicie nie radzi sobie z dwoma wielkościami: 0 oraz nieskończoność. Dotarły do mnie później zarzuty, że wykorzystuję sytuacje, które sama matematyka uznała za nielogiczne, nazwała je symbolami nieoznaczonymi i zakazała ich używania. Wobec tego zajmijmy się na chwilę innym problemem, również nierozwiązywalnym przez matematykę, a zwanym „kwadraturą koła”. Problem ten wiąże się nierozłącznie z liczbą pi i faktem, że liczba ta jest niewymierna i przestępna. Sławni uczeni, poczynając już od Archimedesa, napisali tysiące rozpraw na temat tej liczby i sposobów jej obliczania, więc nawet przybliżone omawianie tej tematyki nie ma sensu, a zainteresowani znajdą bez wątpienia stosowne materiały. Tak, czy inaczej, matematyka nie radzi sobie z kwadraturą koła i liczbą pi.

Natomiast w fizyce można znaleźć proste rozwiązanie tego problemu. Wynika ono z ustalenia przez Maksa Plancka, jednego z bardzo nielicznych prawdziwych geniuszy nauki, m. in. najmniejszej możliwej długości mającej sens fizyczny.

W jednym z poprzednich wpisów, zatytułowanym Budowa przestrzeni, zapisałem myśl, którą muszę tu przypomnieć.

Sto dwadzieścia lat temu Planck dokonał jednego z najważniejszych odkryć w historii nauki, gdy wykazał, że dla każdej wielkości fizycznej można określić wartość najmniejszą z możliwych, która jednak jest większa od zera. Dotyczy to także odległości i należy z tego wyciągnąć właściwe wnioski. W praktyce bowiem oznacza to, że w otaczającym nas świecie długość każdego dowolnego istniejącego odcinka nie jest sumą nieskończonej ilości punktów (zer), ale sumą ściśle określonej ilości odcinków o długości Plancka, która wynosi 1,616229(38) x (10 do potęgi -35) metra. Po prostu punkt w fizyce ma długość Plancka, a nie zero.

Uwzględniając powyższe należy stwierdzić, że w fizyce nie istnieje coś takiego jak okrąg czy też koło, ani żadna figura owalna. Długość Plancka w sposób oczywisty dotyczy odcinka absolutnie prostego, więc każda figura geometryczna, którą my nazywamy okręgiem, w rzeczywistości jest wielobokiem foremnym (czy też wielokątem foremnym), którego każdy bok ma długość Plancka. Ważnym warunkiem jest, że długość przekątnej tej figury (niby „okręgu”) musi być także wielokrotnością całkowitą długości Plancka. Obliczenie długości wieloboku foremnego jest oczywiste, a znamy też długość jego przekątnej, więc dokładne ustalenie liczby pi jest równie proste. Należy tylko stwierdzić, że dla każdego różnego wielkością okręgu (wieloboku spełniającego powyżej podane warunki) liczba pi jest różna, chociaż precyzyjna.

Łatwo policzyć, że najmniejszą możliwą wartością liczby pi jest 3 - dla sześcioboku foremnego o bokach długości Plancka, którego przekątna wynosi dwie takie długości. Wszystkie analogiczne, ale większe wieloboki foremne mają stopniowo również większą wartość pi, (ponad 3) zawsze jednak ustaloną tylko dla siebie. Liczba pi nie jest więc wartością uniwersalną i dlatego obliczenie jej jako abstraktu matematycznego, właściwego dla każdej figury którą nazywamy okręgiem, nie jest możliwe. Matematycy udowadniają to od ponad 2000 lat. Po prostu dla jeszcze większej figury (a możemy powiększać ją w nieskończoność) liczba pi będzie jeszcze większa o kolejne (też w nieskończoność) dopisywane cyfry po przecinku. Takie naświetlenie zagadnienia pozwala też w banalny sposób rozwiązać zagadkę kwadratury koła - nie istnieje coś takiego jak koło, więc nie ma żadnego problemu z jego kwadraturą. Natomiast obliczenie obwodu i pole danego wielokąta foremnego jest w programie szkoły podstawowej .

Sądzę, że powyższe wyjaśnienie „tajemnicy” liczby pi jest na tyle proste, że może się przydać każdemu, kto nigdy dotychczas nie odważył się zmierzyć z zagadnieniami matematyki wyższej.

Kilka dni temu zmarł Stephen Hawking, najbardziej znana postać dzisiejszej fizyki teoretyczne i kosmologii. Należy mu się ogromny szacunek za popularyzowanie wiedzy i oryginalność myślenia, chociaż jego dokonania naukowe nie są jednoznaczne. Na swym blogu zaprezentowałem wiele zarzutów wobec współczesnej fizyki i w jakimś stopniu dotyczą także one Hawkinga. Nie da się rozwiązywać żadnych problemów naukowych, jeżeli pozostaje się na błędnych założeniach podstawowych. Mam wrażenie, że Hawking zdawał sobie z tego sprawę i czasami dawał wyraz swym wątpliwościom (n. p. w kwestii istnienia osobliwości – patrz mój wcześniejszy wpis Osobliwości – wielkie oszustwo fizyków), ale sam nie zdołał się wyrwać spod dominacji obowiązujących dzisiaj teorii. Głęboko żałuję, że właśnie on odszedł, bo wydaje mi się, że był jednym z bardzo nielicznych naukowców na tym poziomie, który mógłby poważnie zastanowić się nad rozwiązaniami proponowanymi przez moją Teorię Kwantowej Przestrzeni.