Nasz Wszechświat jest 4-wymiarową hiper-kulą o brzegu w postaci 3-wymiarowej sfery,ekspand

Dział:Tecnologie.Temat:Nauka.

Było to bardzo dawno temu.Na studia fizyki, wybrałem daleki Wrocław,bo powiedziano mi ,że tam się przeniósł uniwersytet lwowski Jana Kazimierza.Pierwszy rocznik był wspólny z matematykami.

Wykład dla nas miał profesor Stanisław Loria(doktorat u prof.Władysława Natansona),który na tablicy, tak szerokiej jak aula i składającej się z trzech ruchomych części, napisał tytuł wykładu: "Równania ogólnej teorii względności Alberta Einsteina i ich rozwiązania",oraz natycmiast zwrócił się do audytorium z pytaniem:"Kto z państwa przygotuje na następne spotkanie wyprowadzenie wzoru na promień zamkniętego wszechświata"?

Takim był profesor Stanisław Loria: pobudzał do myślenia,czynił słuchacza odważnym w błądzeniu i myleniu się ,zachęcał do budowy własnych modeli funkcjonowania przyrody. To nie Einstein tworzył przed studentem fizyki, teorię wzgędności w ujęciu prof.Lorii, lecz student w obecności wykładowcy odkrywał dla siebie (i obecnych kolegów) teorię względności i porównywał ją z modelem Alberta Einsteina.

To treść i styl wykładów profesora Stanisława Lorii z ogólnej teorii względności(wydane we Lwowie w 1938 roku)zadecydowały ,że relatywistyka stała sie domeną mojej pracy zawodowej.

Wszechświat według GR był dla mnie bardzo długo , wszechświatem zamkniętym ,o przestrzeni"zakrzywionej" wewnętrznie,ekspandującym od momentu Big Bangu.Obowiązuje w tym Wszecświecie  geometria sferyczna (parametr k w równaniu Friedmana spelnia nierównosć k>0),czyli suma kątów w trójkącie jest większa od 180⁰  ,, a obwód koła mniejszy od 2*Pi*r.

Jeżeli dokonamy  przekroju/cięcia  4-wymiarowej kuli  w  chwili "t"  od  momentu Big  Bangu ,  to   otrzymamy 3-wymiarową  hiper-sferę  z krzywizną  dodatnią  i  metryką nie-euklidesową.A.Einstein w GR  pokazał,  że    taki   model dobrze opisuje  czasoprzestrzeń z grawitacją.

Wracając  do  wspomnień  autobiograficznych : nigdy tej hipotezy ,wszehświata zamkniętego (ale bez granic), która wynika dedukcyjnie z równań Einsteina-Friedmana nie porzuciłem.A kiedy pojawiła się interpretacja danych pomiarowych,reliktowego promieniowania CMB (kosmiczne mikrofalowe tło)za pomocą modelu czasoprzestrzeni płaskiej,nieskończonej i otwartej -zamilkłem i nigdy w moich tekstach ta hipoteza nie miała prawa obywatelstwa.

Hipoteza wszechświata nieskończonego i płaskiego, to łańcuch hipotez, z których każda nie ma testu obserwacyjnego (i mieć nie może) ,co czyni na powrót kosmologię pseudo-nauką,chociaż sam łańcucuch ma strukturę logiczną i sensowną.Oto jego skrócona wersja:

"Hipoteza mówiąca,że przestrzeń rozciąga się płasko we wszystkich kierunkach, jest prawdziwa przy założeniu ,że cała materia i energia we wszechświecie, w tym ciemna materia i ciemna energia, sumują się dokładnie do gęstości, przy którym energia ekspansji na zewnątrz, równoważy energię wewnętrznego przyciągania grawitacyjnego."[2]

Mój sprzeciw wobec hipotezy wszechświata nieskończonego i płaskiego, ma dwa źródła.Po pierwsze- pojęcie "nieskończonosci"jest pojęciem matematycznym,nic w rzeczywistości fizycznej jemu nie odpowiada.Natura,wszechświat -nie są bytami matematycznymi -są opisywane przez matematykę (częściowo),ale nie są liczbami,funkcjami,itd.

I wreszcie po drugie- nieskończony wszechświat, to ukochana idea materialistów,sprzeczna z fizyką,nauką mierzącą skończone wartości wielkości fizycznych i oddziaływań między nimi.

4 listopada 2019 w czasopiśmie"Nature Astronomy" [1]ukazała się praca,której autorzy stawiają zarzut zespołowi Planck Collaboration,dokonania fałszywej interpretacji( zobacz :[2],[3]) anomalii w postaci zwiększonej amplitudy soczewkowania w widmie mocy mikrofalowego tła kosmicznego(CMB) w porównaniu z tą przewidywaną w standardowym modelu Λ ​​zimnej ciemnej materii(metryka FLRW-Model Lambda CDM) , gdzie Λ jest stałą kosmologiczną.

Autorami są astrofizycy:Alessandro Melchiorri z Sapienza University of Rome(a także-Département de Physique ThéoriqueUniversité de Genève),Eleonora di Valentino z University of Manchester,oraz Joseph Silk, zatrudniony głównie na University of Oxford.

Autorzy pracy pokazali matematycznie,że hipoteza zamkniętego Wszechświata( 4-wymiarowej hiper-kuli o brzegu 3-wymiarowej sfery ekspandujacej) może zapewnić fizyczne wyjaśnienie tego efektu, a widma mikrofalowego tła Plancka wyznaczają krzywiznę dodatnią na poziomie wyższym niż 99%,dlatego,że obliczone standardowe odchylenie = 3,5 sigma,a więc wynik około 99,8% pewności, nie jest przypadkowy).

. Ta właśnie krzywizna dodatnia w naturalny sposób wyjaśnia nieprawidłową amplitudę soczewkowania,a takze usuwa znane niespójnosci w zbiorze danych Plancka, dotyczące ok.20 wartości parametrów kosmologicznych,przyjętyc ad hoc, w innych  celach..

Tymczasem założenie płaskiego Wszechświata może więc maskować kryzys kosmologiczny, w którym różne obserwowane właściwości Wszechświata wydają się wzajemnie niespójne. "Przyszłe,dalsze pomiary są potrzebne (konkludują autorzy pracy) aby wyjaśnić, czy zaobserwowane niezgodności są wynikiem niewykrytej systematyki, lub nowej fizyki, czy poprostu statystycznej fluktuacji."

Ogólna teoria względności( GR-General Relativity)ma właśnie 100 lat i jest w dziejach fizyki najpiękniejszą,globalną teorią natury.Testowalność empiryczna jej hipotez szczegółowych, oraz moc prognostyczna, są zadziwiające i unikalne. Zastosowania techniczne moga być znaczące dopiero w dalekiej przyszłości rodzaju ludzkiego.

Literatura

[1]Eleonora Di Valentino, Alessandro Melchiorri & Joseph Silk, Planck evidence for a closed Universe and a possible crisis for cosmology,Nature Astronomy,4.11.2019

[2]Aghanim, N. et al. (Planck Collaboration) Planck 2018 results. Cosmological parameters. https://arxiv.org/abs/1807.06209 (2018)

[3]Aghanim, N. et al. (Planck Collaboration) Planck 2018 results. CMB power spectra and likelihoods. https://arxiv.org/abs/1907.12875 (2019).

P.S.  Wyjaśnienie

Pełne  sformułowanie  tytułu   wpisu   brzmi:

Nasz Wszechświat jest 4-wymiarową hiper-kulą o brzegu w postaci 3-wymiarowej sfery,ekspandującej  z  rosnącym  przyspieszeniem.