Spekulacje, to nasze kłopoty

Prof.Helge Kragh, to znany duński historyk nauk przyrodniczych.Prowadzi bardzo owocne badania nad historią fizyki,astronomii,chemii,ukończył studia matematyki i fizyki,obronil pracę doktorską z fizyki teoretycznej.Jest autorem bardzo licznych prac, a najbardziej popularne to "Dirac-A Scientific Biography", oraz  "Highr Speculation"(właśnie ukazało się jej polskie wydanie [1]).

W książce "Wielkie spekulacje"[w drugiej jej części]Kragh umieścił świetny esej zatytułowany>"Zmieniające się stałe przyrody".Gdyby stałe przyrody takie jak:prędkość światła w próżni,stała Plancka,stała grawiatcji zależaly od czasu kosmicznego,czyli były zmienne przez dzieje kosmosu,wówczas w różnych epokach kosmicznych panowałyby różne prawa fizyki i natura przyrody byłaby różna.

W trakcie lektury  tego eseju z książki Kragha, odebrałem telefoniczną informację od kolegi  ,że w Physical Review D , 94,  z dnia 18  listopada 2016 jest tekst [ 2], który pozwala [jego zdaniem] bardziej wnikliwie spojrzeć na problem spekulacji teoretycznych w fizyce, oraz pożyteczność nie przyjętych teorii, niż to robi  Kragh w swej bardzo grubej książce [ ponad 700 stron!].

Autorzy tej rozprawy[wskazanej mi przez kolegę] : Prof. João Magueij z Imperial College w Londynie i prof. Niayesh Afshordi z  Waterloo University [i równocześnie z Perimeter Insitute ] w Kanadzie,od dawna  nie szczędzili  ostrych słów krytyki pod adresem hipotezy inflacji komologicznej.Według tej hipotezy [zaproponowanej w 1981 roku przez Alana Gutha] wczesny Wszechświat przeszedł przez fazę szybkiego rozszerzenia się spowodowanego dodatnią gęstością energii próżni. i dzięki temu  jest płaski  oraz  w dużych skalach - jednorodny co do temperatury i gęstości materii barionowej, a promieiowanie tła ma określony zapis fluktuacji energii z okresu wczesnego wszechświata [przed inflacją].

Prof.J.Magueujo

Gdyby wymienieni wyżej dwaj astrofizycy ograniczyli się do krytyki hipotezy inflacji kosmologicznej, to nie byłoby mojego ,obecnego wpisu.Tymczasem prof. João Magueij [Portugalczyk z pochodzenia] już w roku 1999 przeddstawił [3] teorię zmienności wartości prędkości światła w zależności od czasu kosmologicznego wszechświata[jej akronim  VSLie-Varying Speed of Light] i zastosował ją w latach następnych do budowy modelu konkurującego z hipotezą Gutha.

I właśnie praca  [2] z sprzed dwóch tygodni[wspólna z Afshordi-m] referuje teorię VSL na wyższym poziomie formalnym i ma szczegółowo opracowany test obserwacyjnej weryfikacji  głównych prrzewidywań wynikających dedukcyjnie z modelu VSL.
Założeniem tego modelu jest , iż we wczesnym wszechświecie prędkość światła była nieskończenie wielka.można zapytać: a co spowodowało ten fakt [ znienawidzony przez Einsteina , a hołubiony przez Newtona] ?

Prof.N.Afshordi

Przyczyną tego była[ zdaniem Magueija i Afshordiego], odpowiednio wielka temperatura.Autorzy otrzymują rachunkiem zależność prędkości rozchodzenia się promieniowania ExB  od teemperatury w przestrzeni.Takie teooretycznie uzasadnione założenie, czyni zbędną hipotezę inflacji kosmologicznej,gdyż z niego wynikają te same wnioski , jakie otrzymujemy z hipotezy inflacji.

Epistemiczna wyższość  modelu VSL polega na tym ,że ta hipoteza przewiduje istnienie własności promieniowania tła[reliktowego] możliwe do wykrycia obserwacyjnie i pomiarowo.Chodzi tu o efekt charakteryzujący początkowe fale gęstości za pomoca wartości tzw indeksu spektralnego.
Najnowszy odczyt wartościtej wielkości [w 2015 roku] uzyskany przez CMB-mapping  satelity Planck, dał wartość  około 0,968, a Magueija i Afshordi uzyskali z obliczeń wynik 0,96478 [zbieżność wyników jest zachęcająca].Należy teraz zrobić pomiary indeksu spektralnego dla póżniejszych obszarów promieniowania tła i porównać znowu z wartością przewidywaną teoretycznie w ramach modelu VSL.

Wprowadzenie nieskończenie wielkiej wartości na prędkość światła, we wczesnym, gorącym wszechświecie, oznacza próbę budowy fizyki radykalnie innej od tej jaka jest i prowadzi do sprzeczności z geometrią przestrzeni  E3, oraz łamie zasadę przyczynowości.

Dlatego autorzy tego modelu wczesnego wszechświata [bez epoki inflacji przestrzeni] osadzają teorię  w przestrzeni skalarno-tensorowej o dwóch non-conforemnych metrykach i z nieciągłością opisującą dobrze fakt  wolniejszej propagacji fal grawitacyjnych w stosunku do fal ExB.

Helge Kragh w swej książce "Wielkie spekulacje" [1] opisuje  teorię VSL na stronach 334-342 odwołując się do   pracy Magueijo z roku 2003 [4].Tymczasem J.Magueijo wcale nie przerwał swoich spekulacji nad budową nowej fizyki i po blisko 13 latach zawziętych studiów min. konforemnej geometrii, przedstawił spójną wewnętrznie fizykę przestrzeni termicznej,w której rozchodzą się sygnały EB nieskończenie szybko.Jeżeli jego spekulcje znajdą potwierdzenie obserwacyjno-pomiarowe to  kosmologia  ze swym paradygmatem BB, oraz fizyka z teorią względności , mogą przejść do działu "Nieudane rewolucje" w nowej edycji książki Helge Kragha. 

Literatura
[1] H.Kragh,Wielkie spekulacje.Teorie i nieudane rewolucje w fizyce i kosmologii,Copernicus Center Press,Kraków,2016  
[2] N.Afshordi,J.Magueijo,Critical geometry of a thermal big bang,Phys. Rev. D 94, (10),1301(R), 18 liatopada ,2016
[3]A.Albrecht,J.Magueijo, A time varying speed of light as a solution to cosmological puzzles,Phys.Rev.D,59,1999 http://arxiv.org/abs/astro-ph/9811018
[4]J.Magueijo,New Varying Speed of Light Theories,,Reports on Progress in Physics,66,2oo3