Elektriniai kosmologai

Up up up, past the Russell Hotel

Up up up up, to the Heaviside Layer

~ištrauka iš A. L. Vėberio operos „Katės“

 

Ne, apie kates šiandien nekalbėsiu. Tiesiog prisiminiau šias eilutes, nes minimas Heaviside layer iš tiesų yra mokslinis terminas – viršutinė jonosferos dalis. Taip jis pavadintas XIXa. gyvenusio mokslininko Oliverio Hevisaido (Oliver Heaviside) garbei. Šis mokslininkas tyrinėjo elektrinius reiškinius, „sutvarkė“ Maksvelo lygtis, perrašydamas jas į šiais laikais gerai pažįstamą vektorinę formą ir šiaip pridarė visokių gerų dalykų. Na ir dar jo vardas vis kartais paminimas kaip baisaus konspiratoriaus, paslėpusio nuo pasaulio akių tikrąsias Maksvelo lygtis ir neleidusio visiems suvokti tikrojo šio mokslininko genijaus bei šimtu metų aplinką pralenkiančios įžvalgos, kuri leidžia patvirtinti elektrinės kosmologijos teoriją. Na ar kažkaip panašiai. Būtent apie tą elektrinę kosmologiją ir pakalbėsiu (o apie „tikrąsias Maksvelo lygtis“ galbūt kada kitą kartą).

 

 

Elektrinę, arba plazmos, kosmologiją paskutiniu metu pastebėjau propaguojant bent vieną komentatorių delfyje, taip pat ir užsienio forumuose/bloguose kartais pasirodo panašių komentarų. Ir tinklalapių šiam klausimui pašvęstų yra, kaip ir knygų. Taigi fenomenas vertas patyrinėjimo, tuo labiau kad klaidos jame yra labai aiškios.

 

Visų pirma reiktų atsakyti į klausimą, kas tai per dalykas. Taigi – elektrinė kosmologija yra nestandartinė (t.y. ne didžiojo sprogimo) kosmologija, kurios pagrindinis principas yra tas, kad Visatos struktūrą bei evoliuciją nulemia didelių nuotolių bei mastelių plazmos ir kitokių elektringųjų objektų sąveika, o ne gravitacinė sąveika bei dėl jos atsirandantis erdvės iškreiptumas. Šią teoriją iškėlė švedas astrofizikas, Nobelio premijos laureatas, Hanas Alfvenas. Beveik visą savo mokslininko karjerą jis pašventė kosminių plazmų tyrinėjimui, už ką ir buvo taip įvertintas. Ir nors didžioji dalis jo atradimų yra tikrai svarbūs ir teisingi, kai kurie – būtent plazmos kosmologija – buvo pagrįstai suvartyti.

 

Trumpai paaiškinsiu, kas yra plazma. Plazma – tai elektriškai kvazineutralus dalelių rinkinys. „Kvazineutralus“ reiškia, kad stambiais mastais (gerokai didesniais, nei tipinis atstumas tarp dalelių) plazmos bendras krūvis yra lygus nuliui, tačiau atskiros dalelės yra elektringos. Plazmoje egzistuojančios dalelės dažniausiai yra elektronai, protonai ir įvairūs jonai (atomai, praradę arba prisijungę vieną ar kelis elektronus). Tam, kad nesusijungtų į tikrai neutralius atomus, plazma turi būti arba labai aukštos temperatūros (~100 tūkstančių laipsnių, tokiais masteliais jau nesvarbu, Celsijaus ar Kelvino), arba nuolat apšviesta pakankamai didelės energijos bei stiprio šviesa (reikalingas stipris priklauso nuo plazmos tūrio, o spinduliai turėtų būti tolimieji ultravioletiniai arba energingesni – Rentgeno ar gama). Tokios temperatūros sutinkamos tik žvaigždžių gilumose, tačiau ultravioletinės, rentgeno ir gama spinduliuotės Visatoje pilna. Dujų debesų – taip pat. Taigi plazmos Galaktikoje (ir, greičiausiai, kitose galaktikose) yra labai daug. Tiesą sakant, beveik visa Visatą sudaranti materija yra plazma.

 

Tad kuo bloga ta plazmos kosmologija? Juk atrodytų, kad jei plazmos yra tiek daug, tai ir jos efektas turėtų būti didžiulis. Be to, elektromagnetinė sąveika yra santykinai gerokai stipresnė už gravitacinę, tad vėlgi – kodėl elektriniai efektai lemia gerokai mažiau, nei gravitaciniai. Priežasčių yra keletas.

 

Visų pirma, kaip jau minėjau, plazmos yra kvazineutralios. Taigi dideliu atstumu nuo plazmos debesies esantis objektas jokio elektrinio poveikio, keliamo tos plazmos, nejus. Elektringųjų dalelių buvimas nulemia plazmos vidines savybes (pavyzdžiui, reakcija į pašalinius krūvius, magnetinio lauko generavimą bei judėjimą jame ir pan.), bet ne išorines. Gravitacinis poveikis, priešingai nei elektrinis, bus juntamas, nes neigiamos masės objektų nėra. Šių dviejų efektų stiprumą palyginti galima ir skaičiais. Štai apytikrė Saulės gravitacinė rišamoji energija yra E = GM2/R = 4*1041J. Labai daug. Saulės magnetinis laukas nepasiekia didesnių verčių, nei B = 10T, tad magnetinė Saulės energija yra maždaug E = B2V/2μ0 = 6*1034J. Irgi labai daug, bet geroookai mažiau, nei gravitacinė energija. Elektrinės sąveikos energija Saulėje yra panašaus dydžio, kaip ir magnetinė. Akivaizdu, kad gravitacinė sąveika gerokai svarbesnė – tiesa, tai nereiškia, kad magnetiniai reiškiniai visai nieko nereiškia; priešingai, jie gali reikšti labai daug, bet tose vietose, kur yra magnetinio lauko sankaupos.

 

Antra priežastis – net ir magnetiniai laukai negali turėti labai didelės įtakos, nes jie visada užims nedaug erdvės. Magnetinis laukas yra sūkurinis, o ne potencinis, kaip kad elektrinis ar gravitacinis. Tai reiškia, kad kūnui judant pagal magnetinio lauko linijas, tas laukas neatlieka darbo. Taip pat tai reiškia, kad visos magnetinių laukų linijos yra uždaros kreivės, neturinčios nei pradžios, nei pabaigos (tai dar vadinama magnetinių monopolių – nepainioti su ekonominiu terminu – nebuvimo dėsniu, arba antrąja Maksvelo lygtimi). Tokie laukai yra susiję su kažkokių elektringųjų dalelių (tos pačios plazmos) judėjimu. Jie pasižymi įdomia savybe – atsiradus bet kokiam įlinkimui lauko linijoje, atsiranda jėgos, veikiančios daleles (kartu su jomis ir patį lauką) taip, kad įlinkimas būtų panaikinamas. Būtent dėl šios priežasties visi tokie laukai negali išsiplėsti iki labai didelių gabaritų – tam ir neužteks dalelių, ir atsiradusios grąžinančios jėgos lauką „surinks“ į daugmaž apskritimo formą.

 

Trečia priežastis – ši teorija remiasi prielaida, jog elektrinių efektų bei plazmos poveikio svarba pasireiškia keturiuose masteliuose (arba eilės dydžiuose): laboratorijos erdvėje (~10-1 metrų), magnetosferoje ir žvaigždėse (~108 metrų), dujų debesyse galaktikose (~1017 metrų) ir galiausiai regimosios Visatos mastu (~1026 metrų). Visi trys skirtumai tarp gretimų dydžių yra devintos eilės dydžiai (108/10-1 = 109 ir t.t.). Bet čia ir prasideda problemos su šia prielaida, kurios yra dvi – visų pirma, fizikos dėsniams mastelio simetrija negalioja, taigi tai, jog kažkoks dėsnis galioja mažiems objektams nereiškia, kad galios ir dideliems (pavyzdžiui stiprioji sąveika, laikanti atomų branduolius, tik tuos branduolius ir veikia, didesniu atstumu jos stiprumas yra nykstamai mažas). Visų antra, pirmų trijų dydžių plazmos telkiniai yra aptikti eksperimentiškai, tačiau didesni, nei galaktikos dydžio – ne. Tai nereiškia, kad jų tikrai nėra, bet greičiausiai nėra. Žodžiu klaidinga prielaida, kuria paremta teorija, taigi ir visa teorija tvirtumo netenka.

 

Kitos priežastys yra ne tokios akivaizdžios (o gal priešingai – kaip tik akivaizdesnės), jas paminėsiu trumpai. Svarbiausia iš jų turbūt ta, kad elektrinės kosmologijos teorija nesugeba paaiškinti stebimų reiškinių – Visatos plėtimosi, foninės mikrobangų spinduliuotės ir pan. Tiesa, didžiojo sprogimo teorija tuos dalykus kartais paaiškina gana sunkiai, bet bent jau kažkokius paaiškinimus įveda. Elektrinė kosmologija net to nesugeba padaryti. Kita, ne tokia ypatingai svarbi, bet labai aiškiai parodanti teorijos vertę, problema – jos gynėjai-pasekėjai bei šių kalbos. Neretai jose sutinkami visi standartiniai konspiracijos teorijų elementai: neva egzistuojantis mokslininkų sąmokslas, neleidžiantis alternatyviosios kosmologijos šalininkams pasireikšti; kalbos apie kažkaip paslėptus genialius atradimus (aukščiau minėtos Maksvelo lygtys yra tik vienas pavyzdys) bei stebėjimų duomenis, patvirtinančius šią teoriją ir paneigiančius didįjį sprogimą; teiginiai, jog visuotinai pripažintas kosmologinis modelis remiasi beviltiškai pasenusiu fizikos supratimu; ir taip toliau ir panašiai. Čia verta pastebėti, kad dauguma šios teorijos pasekėjų neturi mokslinių laipsnių, ir beveik nei vienas jų nėra astrofizikas-teoretikas. O pasakos apie tai, neva didžiojo sprogimo teorija yra beviltiškai pasenusios fizikos išdava yra tiesiog apverstos aukštyn kojomis – elektrinė kosmologija remiasi XIX amžiaus supratimu apie elektrą ir magnetizmą, o didžiojo sprogimo teorija – naujomis žiniomis apie reliatyvumo teoriją, elementariąsias daleles bei kvantinę mechaniką. Na ir dar vienas, vėlgi su pasekėjais susijęs dalykas, yra tas, kad nemažai jų vienijasi su visokių kitokių alternatyvių kosmologijų šalininkais. Pavyzdžiui, Alfveno teorija nesiremia „alternatyvia Maksvelo lygčių formuluote, leidžiančia egzistuoti išilginėms elektrinėms bangoms“, bet elektrinės kosmologijos šalininkai dažnai yra tie patys, kurie bando „prastumti“ ir šias „tikrąsias Maksvelo lygtis“. Arba jau anksčiau šiame bloge minėto Haltono Arpo remėjai taip pat yra tarp elektrinės kosmologijos šalininkų, nors vėlgi tie neva Visatos plėtimuisi prieštaraujantys atradimai su elektrine kosmologija nėra susiję.

 

Taigi, apibendrinant šį minčių kratinį galima daryti tokias išvadas. Pirma, elektrinė kosmologija remiasi klaidinga prielaida apie mastelio simetriją. Antra, elektriniai bei magnetiniai laukai turi gerokai mažesnę įtaką, nei gravitaciniai, nes elektringosios dalelės viena kitos poveikį kompensuoja. Trečia, magnetiniai laukai turi savybę užimti kuo mažesnę erdvės dalį, be to negali egzistuoti be pernešančių elektringųjų dalelių, taigi jų poveikis yra tik lokalus. Ketvirta, elektrinė kosmologija nesugeba paaiškinti net to, ką paaiškina didžiojo sprogimo teorija, jau nekalbant apie kokias nors stebėjimų rezultatų prognozes. Penkta, iš šios teorijos šalininkų kalbų akivaizdu, jog dauguma jų greičiausiai supranta, kad bando ginti klaidingą įsitikinimą, ir taip daro tik iš inercijos. Šešta, elektrinė kosmologija remiasi pasenusiu supratimu apie esminius fizikos dėsnius.

 

Štai tiek šios teorijos išdėstymo ir sudirbimo šiam kartui. Beje, netikėkite aklai tuo, ką čia parašiau – jei turite laiko, geriau paskaitykite profesionalesnės literatūros šiuo klausimu (geriausia ir šalininkų, ir kritikų), taip susidarysite aiškesnį vaizdą apie visą šį reikalą.

 

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *