Jak “zajrzeć w przyszłość”?

Z pewnością każdy z was natknął się na osoby, które twierdziły, że posiadają wiedzę o przyszłych zdarzeniach. Kiedyś traktowano to poważnie, obecnie niestety nadal. Gdyby chodziło o osoby posługujące się statystyką, można by spokojnie przejść nad tym do porządku dziennego – tu mówimy o racjonalnej metodzie, która pozwala nam na podstawie danych określić pewne prawdopodobieństwo. Tymczasem na każdym kroku można spotkać ludzi twierdzących, iż są w stanie posiąść wiedzę tego rodzaju z ruchu ciał niebieskich, kart tego czy innego rodzaju, bliżej niesprecyzowanej aury itp.

Gdy spytać ich o szczegóły, lub – o zgrozo – zacząć dociekać zgodności ze znanymi prawami fizyki, najczęściej słyszymy jakiś technobełkot lub coś zahaczającego o ezoterykę, względnie można spotkać się z opinią o naszym braku otwartości na tajemnice Wszechświata. Oczywiście standardem jest, iż większość z nich domaga się czegoś absurdalnego, tj. “Udowodnij mi, że to nieprawda”. W takich przypadkach jedyną właściwą odpowiedzią wydaje mi się: “Udowodnij mi, że nie opętał cię właśnie Niewidzialny Różowy Jednorożec!”

No, ale oddajmy im przysługę i zastanówmy się nad tym, czy to możliwe – czy da się w jakiś sposób posiąść wiedzę o wydarzeniach, która mają dopiero zajść. Czy ktoś, kto jest obok was, może szybciej niż wy posiąść taką wiedzę? Zastanówmy się, a właściwie coś sobie wyobraźmy!

W poprzednim tekście pt. Co widzi foton na zegarku? posłużyliśmy się zegarkiem, w którym sekunda wybijała zawsze, gdy foton pokonywał dystans wynikający z jego stałej prędkości. Jak pamiętamy, sam fakt ruchu takiego zegara względem obserwatora powodował zauważalne zmiany w “upływie czasu”. To działa też w drugą stronę: jeśli to my zaczniemy się poruszać względem zegara, to też zauważymy różnice w jego wskazaniach. Spójrzmy na ilustrację:

Na pierwszej ilustracji obserwujemy sytuację, w której zegary stoją przed nami grzecznie na biurku, na kolejnej obserwujemy to samo z perspektywy kogoś, kto się porusza ze stała prędkością. Czy w obydwu przypadkach droga, którą mają do pokonania fotony, aby wybiła sekunda, jest ta sama, gdyby spytać każdego z obserwatorów? Na pierwszy rzut oka widać, że nie: nie ma znaczenia, w którą stronę skierować wyimaginowane strzałki mające wyznaczać kierunek ruchu zegarów (czy też nas względem nich, bo to wg Einsteina to samo). I efekt ten jest widoczny już dla prędkości, które odpowiadają spokojnej przebieżce po parku. Gdybyście postawili ciąg takich zegarów stąd do Andromedy, to im dalej, tym bardziej byłoby to widoczne. I nie ma znaczenia, czy mówimy to o wskazaniach zegara, czy o dowolnym innym wydarzeniu. Chcę, aby to dobrze wybrzmiało: jeśli ja siedzę na ławce, a wy biegniecie tak, że zbliżacie się w stronę tej galaktyki, to nasze obserwacje nie będą zgodne do tego stopnia, że mając odpowiednio silne teleskopy, ja będę widział to, co na jednej z planet stało się w poniedziałek, a wy będziecie mogli zaobserwować, co dzieje się tam w środę.

Tak, właśnie z pełną powagą zapewniam was, że przy pomocy odpowiednio silnego teleskopu i ruchu we właściwą stronę da się obserwować wybuch gwiazdy, którą nadal obserwują inni astronomowie. Oni nie wiedzą, a my już wiemy. Ale czy wobec tego oznacza to, że przyszłość już istnieje? Nie, to nic nie oznacza.

Właściwie oznacza to, że Einstein miał rację, postulując stałą prędkość światła względem każdego obserwatora. To, że możemy teoretycznie dokonać takich zaskakujących obserwacji, nie oznacza “zaglądania w przyszłość”, tylko w przeszłość. Prędkość światła to jednocześnie prędkość, z jaką po naszym Wszechświecie rozchodzą się informacje. Obserwując czy to poniedziałek, czy środę w Andromedzie, nie obserwujemy żadnego “teraz”, lecz zdobywamy wiedzę o tym, co zaszło tam 2,5 miliona lat temu w dany poniedziałek lub środę z naszej perspektywy. I na odwrót: jeśli ktokolwiek w Andromedzie patrzy w naszą stronę, to nie ma żadnego sposobu, aby przeczytać tekst, który opublikuję po tym. Głównie dlatego, że jeszcze go nie napisałem – a jeśli nie napisałem go w swoim układzie odniesienia, to nie powstał on w żadnym innym. Nieważne. kto patrzy, z jakiej odległości i z jaką prędkością się porusza. Nie istnieje żaden sposób, aby przeczytać taki tekst, tak więc nikt nie jest w stanie powiedzieć, o czym on będzie, dopóki sam się tego nie dowiem; nikt nie “zobaczy”, czy skręciłeś w prawo, czy w lewo szybciej niż Ty sam, bo do Ciebie światło ma najkrótszą drogę.

Czas nie jest czymś, co płynie, ale wymiarem, w którym się poruszamy z tą czy inną prędkością; ale nic nie jest w stanie przekroczyć prędkości światła, tak więc gdyby dało się “dowiedzieć, co będzie w przyszłości”, to oznaczałoby ni mniej, ni więcej, tylko że cegła upadnie na waszą głowę, a fotony informujące o tym wydarzeniu ruszą w swą podróż, z tym że przed nimi są jakieś inne fotony, które pojawiły się w związku z tym wcześniej i niosą dokładnie tę samą informację możliwą do odbioru za pośrednictwem horoskopu względnie kryształowej kuli. Prawda, że to głupie? Pozostańmy więc przy teorii względności czy mechanice kwantowej, które są po prostu dziwne…

P.S Gdyby ktoś się jednak upierał, że to możliwe, bo gdzieś widział, że ktoś coś przepowiedział i się sprawdziło, to o tym, jak to działa, możecie pooglądać i poczytać u Jamesa Randi’ego, który spędził życie na demaskowaniu takich oszustów. Był tak pewny swego, że do końca życia oferował milion dolarów każdemu, kto w prostym teście dowiedzie swoich nadnaturalnych zdolności. Oczywiście nikt tej nagrody nie wygrał. Podobnych nagród od kilku do kilkuset tysięcy dolarów na całym świecie jest do odbioru nadal kilkanaście.

(c) by Lucas Bergowsky
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem
.

Przypadkowe odkrycia – część 1

Często można usłyszeć, że odkrywając coś nowego, niesamowitego, uczony najczęściej nie wykrzykuje wzorem Archimedesa „Heureka!”, ale raczej „hmm, dziwne…”, „nic nie rozumiem”, a nawet „o ja pi…!”.

W sumie chyba mało kto z tych odkrywców pamięta swoje pierwsze słowa, które przyszły mu do głowy w chwili, gdy uświadomił sobie, że odkrył coś ważnego. Poznajmy kilka takich przypadkowych odkryć.

Teflon

Fragment cząsteczki teflonu – poli(tetrafluoroetylenu)
atomy C – szare, atomy F – żółtozielone

Źródło: Wikimedia, licencja: domena publiczna

Amerykańska firma Du Pont de Nemours w roku 1936 pracowała nad tym, jak można zastąpić amoniak w urządzeniach chłodniczych. Związek ten był po prostu niebezpieczny w przypadku, gdy następowało przypadkowe uwolnienie z chłodziarek. Do zespołu poszukiwano jakiegoś młodego, zdolnego chemika. I tak trafił tam absolwent studiów doktoranckich na Ohio State University Roy J. Plunkett. Został przydzielony do zespołu, który pracował nad fluoropochodnymi węglowodorów, które znamy dziś pod ogólną nazwą freonów. W przyrodzie nie występują, trzeba je więc zsyntetyzować. I tym właśnie zajmował się dr Plunkett. W 1938 r. udało mu się zgromadzić już 50 kg czterofluoroetylenu (C2F4) – związku znanego pod skrótem TFE, który miał być materiałem wyjściowym do następnych badań. Ponieważ TFE jest palnym gazem, Plunkett przechowywał go w niewielkich stalowych butlach pod wysokim ciśnieniem. Gdy jakiś czas później podłączył jedną z tych butli do aparatury, w której chciał go poddawać dalszym przemianom (miał zamiar go chlorować, aby uzyskać chlorofluoroetan) stwierdził, że gaz z niej nie wypływa. W pierwszej chwili podejrzewał, że butla się jakoś rozszczelniła, a gaz uleciał. Ponieważ jednak zapisywał codziennie masę pojemnika, postanowił go zważyć. I tu zaskoczenie – butla ważyła dokładnie tyle samo, ile dzień wcześniej. TFE się nie ulotnił. Co w takim razie się stało? Uczony, upewniwszy się, że ciśnienie w butli wynosi zero, wziął po prostu piłkę do metalu i przeciął cylinder. Ostrożnie zajrzał do środka i odkrył, że na ściankach zbiornika osiadły białe płatki, przypominające mydlane. Co więcej, były one podobnie śliskie do mydła. Wniosek był dość oczywisty: TFE w jakiś nieznany sposób przereagował (z czym?) z wytworzeniem całkiem nowego związku (związków?).

Dokładne analizy wykazały, że powstał wyjątkowy polimer, poli(tetrafluoroetylen), znany pod skrótem PTFE, jak też pod nazwą handlową firmy DuPont – Teflon®. OK, ale jak to się stało, że gaz spolimeryzował? Tu kluczowe były dwa czynniki – żelazo, z którego była zbudowana butla, oraz wysokie ciśnienie. To plus czas wystarczyło do tego, aby uzyskać jeden z najbardziej niezwykłych materiałów, który jest dziś znany na całym świecie.

Radioastronomia

Karl Jansky
Źródło: Wikimedia, licencja: CC BY-SA 3.0

Karl Guthe Jansky pochodził z bardzo mieszanej rodziny. Jego ojciec, późniejszy profesor inżynierii na University of Oklahoma, pochodził z rodziny czeskich imigrantów i był niesamowicie błyskotliwym młodzieńcem. Dość powiedzieć, że już w wieku 16 lat został nauczycielem, a potem zainteresował się radiotechniką. Z kolei matka Karla pochodziła z rodziny angielsko-francuskiej.

Młody Karl wcześnie zainteresował się tematyką, którą zajmował się jego ojciec. Ukończył studia fizyczne w 1927 r. i w wieku 22 lat dostał pracę w firmie Bell Telephone Laboratories. Ze względu jednak na poważne problemy z nerkami skierowano go do stacji badawczej w Holmdel (stan New Jersey). Prowadzono tam badania nad propagacją fal krótkich (10-20 m), które planowano jako medium transmisji rozmów transatlantyckich. Problemem, którym miał się zająć, były występujące zakłócenia statyczne (mówiąc popularnie „trzaski”), które czasami uniemożliwiały rozmowy. Aby przeanalizować sytuację, Jansky zbudował dużą obrotową antenę (średnica 30 m, wysokość 6 m), umieszczoną na szynach w kształcie koła. Nazywano ją karuzelą Jansky’ego. Kilka miesięcy zajęła detekcja i rozróżnienie sygnałów. Część z nich pochodziła z pobliskich burz, inna część (słabsza) z burz w dużej odległości. Ale była też pewna część zakłóceń, których źródeł nie dawało się zidentyfikować. Jansky zauważył, że poziom tych zakłóceń rósł w rytmie dobowym. Precyzyjna analiza wykazała, że źródło tych fal elektromagnetycznych znajduje się daleko poza Ziemią i pochodzi z Drogi Mlecznej. Początkowo świat nauki zignorował te doniesienia. Dopiero kilka lat później inni uczeni zaczęli dokładniejsze badania. Okazało się, że wielki kosmos jest pełen promieniowania. I tak narodziła się radioastronomia.

Karl Jansky niewątpliwie zasługiwał na nagrodę Nobla. Niestety, choroby nerek i ich następstwa spowodowały, że zmarł bardzo młodo, nie dożywszy 45 lat.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.