f118

Nevyřešené problémy v současné astrofyzice a kosmologii.

...Tyto dvě disciplíny se doslova hroutí pod tíhou nevyřešených problémů. Historicky prošlo studium kosmu několika etapami. Nebudeme zde sledovat dějiny astronomie. Spektroskopie umožnila získat důležitá data o složení a teplotě objektů a měření Dopplerova jevu umožnilo získat rychlostní pole a určit hmotnosti hvězd ve vzdálenostech převyšujících o mnoho řádů průměr sluneční soustavy. Objev vzdálenostních etalonů (cefeid, proměnných hvězd) umožnil rozšířit tato měření vzdáleností až na kosmologická měřítka (50 milionů světelných let).

...Aplikace nástrojů diferenciální geometrie na kosmologii (polní rovnice) umožnila jiný pohled na některé jevy (kosmická expanze, lokální relativistické jevy).

...Objev jaderné fyziky umožnil sestavit modely hvězd. Ale výše jsme viděli, že lidská domnělá znalost fungování hvězd byla náhle zpochybněna.

...Tatáž jaderná fyzika umožnila proniknout hlouběji do minulosti a vysvětlit například abundanci helia.

Ale:

• Neexistuje žádný teoretický model galaxie. V této oblasti se nepřekročilo stadium empirismu.

• Nevíme, jak tyto objekty vznikají, proč mají tu či onu hmotnost, ani jak se vyvíjejí. Tvar rotační křivky galaxií, který vykazuje vysokou obvodovou rychlost, zůstává záhadou.

• Teorie spirální struktury, založené výhradně na numerických simulacích, zůstávají velmi sporné.

• Existuje značný nesoulad mezi měřeními hmotnosti a měřenými rychlostními poli (fenomén chybějící hmoty).

• Stejný nesoulad panuje ohledně kup galaxií.

• Existuje mnoho velmi nepravidelných galaxií, o nichž anglický astronom Sir James Jeans řekl: „Když vidíme takové tvary, nelze odolat myšlence, že jsou způsobeny značnými silami, které působí v kosmu a jejichž povahu neznáme.“

• Na rovině kosmologie existuje určitý nesoulad mezi stářím vesmíru, odhadovaným z nejstarších hvězd naší galaxie, a z měření expanze (Hubbleův zákon, Hubbleova konstanta).

• Nedokážeme vysvětlit velkorozměrovou, děravou strukturu vesmíru, kde se galaxie rozkládají kolem obrovských prázdných prostor.

• Bylo prokázáno mnoho párů galaxií, které porušují Hubbleův zákon (bližší má vyšší rudý posuv než druhá, nacházející se v pozadí).

• Byly objeveny zdroje s velmi vysokým rudým posuvem, jejichž velikost nepřesahuje velikost sluneční soustavy a které vyzařují tolik energie jako celá galaxie (kvazary). Zdroj energie neznámý. Někteří astronomové se domnívají, že tyto zdroje jsou jádry „aktivních galaxií“ (Seyfertových galaxií). Když se jich však zeptáte na definici „aktivní galaxie“, jejíž jádro je zřejmě ve stavu exploze, odpovědí, „že ve svém středu hostí kvazar“.

• V průměru jednou denně zaznamenají astronomové gama záblesky. Mechanismus, vzdálenost a povaha vysílače: neznámé.

• Účinky gravitačního zrcadlení, spojené s galaxiemi a kupami galaxií, neodpovídají hmotnostem dotyčných objektů.

• Teorie předpověděla existenci zbytků hmotných hvězd, neutronových hvězd. Obecně platí, že když vizionářský teoretik nějaký objekt předpoví (jako supernovy Američan Fritz Zwicky v roce 1931), rychle se jich objeví několik, pak stovky: neutronové hvězdy (které při rychlé rotaci dávají to, čemu se říká pulsary). Ty jsou často spojeny s jinou hvězdou, která jim svou hmotou, kterou jim posílá, musí nutně čas od času způsobit překročení jejich „kritické hmotnosti“, odhadované na 2,5 hmotnosti Slunce. Za těchto podmínek neutrony, které je tvoří, stlačené jeden na druhý, již nemohou vyvažovat gravitační sílu a objekt se hroutí sám do sebe. Nedokážeme tento kolaps popsat. Model černé díry, přivolaný na pomoc jako řešení polní rovnice, má nepříjemnou vadu. Je řešením:

S = 0

tedy rovnice, kde T = 0, popisující oblast prostoru, kde je hustota energie-hmoty nulová. Navíc proti tomuto modelu svědčí vzácnost kandidátů na černé díry za třicet let, ačkoli se těchto objektů používá, dává se do všech omáček, aby se „vysvětlilo“ leccos a kdeco jiného.

• Vracejíce se ke kosmologii, ke standardnímu modelu zvanému „Velký třesk“, ten nedokáže vysvětlit pozoruhodnou homogenitu této fosilní stopy raného vesmíru, kterou představuje reliktní záření o 2,7 °K. Podle tohoto modelu se v raném dětství vesmíru dvě sousední částice vzdalují od sebe rychlostí vyšší než c. Nemohou tedy interagovat. Raný vesmír byl tedy nesrážkový. Proč byl tedy tak homogenní?

• Od určitého stadia, jdeme-li do minulosti, nelze definovat čas. Popis vesmíru v jeho hyperhustém a hyperžhavém stavu je každopádně zatížen současnou krizí fyziky vysokých energií.

• Standardní model, založený na řešení Einsteinovy rovnice, nedokáže zohlednit elektromagnetické jevy. Obecněji řečeno, souvislost mezi fyzikou částic a velkorozměrovým chováním kosmu není vytvořena. Ačkoli existuje časopis nazvaný „Classical and quantum gravity“, metodu kvantování nebylo možné rozšířit na gravitaci. Nedokážeme definovat případný graviton.

Padesát let ne-fyziky.

...Vědecká krize je ve skutečnosti totální a neomezuje se na astrofyziku a kosmologii. Prediktivní úspěchy kvantové mechaniky jsou iluzí. Mnoho částí teorie zůstává v oblasti poloempirické. Například nemáme žádný prostředek, jak spojit hmotnosti a elektrické náboje částic. Nedokážeme předpovědět hmotnosti částic. Model kvarků se nepříjemně podobá Ptolemaiovým epicyklům. Kvantová mechanika nedokáže vysvětlit deficit slunečních neutrin.

...Ačkoli se většina teoretických fyziků nyní obrací ke světu superstrun (protože nemá k dispozici jinou myšlenku), tato „nová disciplína“ se za třicet let ukázala neschopnou podat zprávu o sebemenším pozorování ani navrhnout sebemenší experiment. Podle matematika Jeana-Marie Souriaua (který má vlastní definici teoretické fyziky: matematika minus přesnost. Fyzika minus zkušenost) jsme právě prožili „padesát let ne-fyziky“. Domnívá se, že od Feynmanových prací z padesátých let nedošlo k žádnému objevu teoretické fyziky hodnému toho jména.

...Před několika lety mi při ukazování zápisu z mezinárodního kolokvia o superstrunách přečetl pasáž z úvodního projevu vedoucího tohoto kolokvia:

• Ačkoli teorie superstrun k dnešnímu dni nepředpověděla žádný jev ani neumožnila interpretovat žádný experiment či pozorování, vzhledem k počtu prací, které se nyní publikují, je třeba poznamenat extrémní ráznost této nové disciplíny.

Svět výzkumu.

...Na světě je více pracujících výzkumníků, než jich kdy bylo v dějinách vědy. Rozpočty a technické prostředky jsou značné. Přesto bychom jen těžko hledali fyzika, u něhož bychom si byli jisti, že zanechá jméno v dějinách vědy. Mezi rokem 1895 (objev radioaktivity Becquerelem) a rokem 1932 (objev neutronu Chadwickem) uplynulo třicet sedm krátkých let. Bylo by zbytečné připomínat všechny hluboké otřesy našeho vidění světa, které touto dobou zmítaly, a celou řadu významných vědců, kteří s touto epochou spojili své jméno. Naopak, co se stalo od roku 1961 na vědecké scéně, pomineme-li technologické pokroky (dobytí Měsíce, telekomunikační satelity, informatika, CD-rom atd.)?

Celá naše věda zřejmě prožívá paradigmatické uzavření.

...Podle Souriaua zobecnění systému recenzních komisí v poválečném období, které měly zaručit nezávislost „referees“ (odborníků v příslušné disciplíně) při posuzování prací, vyvolalo katastrofální zpětný účinek. Anonymita plodí nejtotálnější nepostižitelnost, usnadňuje blokování nových myšlenek, které vždy ruší..

Obsah článku Obsah Science Domovská stránka

Předchozí stránka Následující stránka

Zpět na Guide-Sciences Počet návštěv této stránky od 1. července 2004: