Tylko tuzin liczb

James D. Stein:  Kosmiczne liczby. Liczby, które definiują naszą rzeczywistość

Tylko tuzin liczb

W 1999 roku ukazała się książka Martina Reesa „Tylko sześć liczb”, poświęcona sześciu wielkościom, kluczowym dla istnienia Wszechświata w takiej postaci, jaką znamy. James Stein, nie ukrywając tego zresztą, powtórzył ten pomysł w nieco odmienionej formie: w jego książce jest to dwanaście liczb, z dziedziny fizyki, chemii i astronomii, jak stała grawitacyjna,  stała Plancka, Boltzmanna, Hubble’a  czy liczba Avogadro. Do tego dochodzą prędkość światła, temperatura zera bezwzględnego i granica Chandrasekhara, wskazująca, że aby gwiazda zamieniła się w supernową, musi mieć minimum 1,4 masy Słońca. W trzech przypadkach Stein omawia te same wielkości co Rees: wydajność syntezy wodoru w gwiazdach, parametr omega, od którego zależy przyszłość Wszechświata, a wreszcie stosunek sił elektromagnetycznych do siły grawitacji. Rees wycenia go na 1036, Stein daje trzy rzędy wielkości więcej. Nie jest natomiast żadną stałą promień Schwarzschilda, obliczany dla każdego ciała indywidualnie, a wskazujący, jaki rozmiar powinno przyjąć, by stać się czarną dziurą. Dla Ziemi jest to 1 cm, dla Słońca 3 km, a dla Galaktyki 1012 km. Przy tej okazji Stein przeczy naszemu intuicyjnemu przekonaniu, jakoby tak gigantyczna czarna dziura musiała mieć niezwykłą gęstość: jest to ledwie ¼ grama na metr sześcienny, czyli 5000 razy mniej niż gęstość powietrza na poziomie morza. Stein jako matematyk bardzo lubi rachunki i faszeruje nimi swą książkę; na szczęście są one względnie proste. Omawiając owe liczby i pokazując, skąd się wzięły Stein z konieczności odwołuje się do historii nauki – jego wywód często zamienia się w opowieści o badaczach i ich dokonaniach. Widać wyraźną fascynację autora Boltzmannem, Planckiem czy Chandrasekharem; o odkrywcy promieni X Roentgenie sądzi natomiast, że trafiło się ślepej kurze ziarno. Jest to popularyzacja na...
Wyjaśnianie Wszechświata

Michał Heller:  Filozofia kosmologii. Wprowadzenie

Wyjaśnianie Wszechświata

Celem książki ks. Michała Hellera jest utworzenie strefy buforowej pomiędzy kosmologią jako nauką fizyczną a zagadnieniami filozoficznymi i teologicznymi, które z niej wynikają. W dziedzinie tej panuje spory bałagan; najlepiej byłoby go uporządkować w formie podręcznika. „Niniejsze opracowanie jest jedynie wstępnym przetarciem drogi”, zastrzega skromnie autor, wybierając ujęcie historyczne, dzięki czemu przy okazji otrzymujemy wykład dziejów kosmologii do roku 1965, czyli odkrycia mikrofalowego promieniowania tła, co odesłało do lamusa model Wszechświata stacjonarnego. Profesor Heller dysponuje ogromną erudycją, zna swą dyscyplinę na wylot i dlatego może sobie pozwolić na jej ogląd niejako z lotu ptaka, ze wskazaniem ważnych dla jej rozwoju idei. Za narodziny kosmologii uznaje ogólną teorię względności, której równania dały początek dociekaniom, z jakim typem Wszechświata mamy do czynienia. Odkrycie ucieczki galaktyk potwierdziło, że chodzi o ekspansję przestrzeni – być może w nieskończoność. Heller jest zwolennikiem zasady, by wyjaśniać Wszechświat samym Wszechświatem, tzn. nie sięgać po byty wobec niego zewnętrzne. W domyśle chodzi tu o Boga, ponieważ na początku Wszechświata napotykamy osobliwość (Big Bang), której nie da się wyeliminować żadnymi sztuczkami matematycznymi. „Zbyt przypomina ona stworzenie świata”, miał się odezwać Einstein do Lemaître’a pod wpływem konsternacji, jaka na wieść o tym ogarnęła środowiska naukowe. Teologia nie kwapi się skorzystać z prezentu utrzymując, że stworzenie świata przez Boga jest procesem ciągłym, trwającym do dziś, nie zaś aktem jednorazowym. Heller zarysowuje ten spór w sposób jasny i jak na osobę duchowną zadziwiająco neutralny. Omawiając kosmologię przedeinsteinowską wskazuje, że Ludwig Boltzmann był prekursorem teorii multiversum. Analizując zagadnienie śmierci cieplnej Wszechświata niemiecki fizyk poddał myśl, że są w nim fluktuacje, gdzie równowaga termodynamiczna jest zakłócona i dlatego wciąż zachodzą tam procesy fizyczne....
Stany splątane

Anton Zeilinger:  Od splątania cząstek do kwantowej teleportacji

Stany splątane

Przyjemnie wziąć do ręki książkę, która nie pochodzi od autora amerykańskiego ani brytyjskiego, aczkolwiek została napisana po angielsku. Anton Zeilinger jest fizykiem z Uniwersytetu w Wiedniu, a światową sławę zapewniły mu badania nad stanami splątanymi cząstek oraz dwa udane eksperymenty teleportacji fotonów. Duże zasługi położyli tu w przeszłości fizycy austriaccy, toteż ośrodek w Wiedniu kontynuuje pewną tradycję. Splątanie cząstek wprowadził do fizyki Erwin Schrödinger w 1935 roku, krótko po tym, jak Einstein z Podolskim i Rosenem opisali hipotetyczną sytuację dwóch cząstek, które – rozdzielone – jakimś cudem zachowują wiedzę o swych własnościach. Ujawnia się to w ten sposób, że gdy dokonamy pomiaru na jednej z cząstek, druga natychmiast przyjmuje odpowiedni do tego stan. Dystans nie gra tu roli. Cząstki albo porozumiewają się z prędkością nadświetlną, albo posiadają jakieś zmienne ukryte; zjawisko to Einstein nazwał „upiornym działaniem na odległość”.       Zeilinger referuje historię splątania, które tak dalece odbiega od reguł świata niekwantowego, że wydaje się gwałtem na zdrowym rozsądku. Tłumaczy cierpliwie i jak najprościej, jak dochodzi do splątania – wystarczy by cząstki weszły ze sobą w oddziaływanie – i jak przydaje się to przy teleportacji. Eksperymenty mające na celu wyjaśnienie tej kluczowej cechy kwantowego świata być może z czasem doprowadzą do np. zbudowania komputera kwantowego o wielkich możliwościach obliczeniowych. Książka pomyślana jest jako wprowadzenie do zagadnienia dla pary studentów z pierwszego roku, którzy niewiele jeszcze o fizyce wiedzą. Wykład nie tylko wydaje się przejrzysty i kompetentny, zawiera także porcję nienachalnego humoru. Przy okazji świadkujemy zmaganiom fizyków nad przeniknięciem chyba najtrudniejszej tajemnicy kwantowego świata – bo do kwestii czysto fizycznych dochodzą wątpliwości filozoficzne. Czy wyniki eksperymentu mogą zależeć od obserwatora? Czy układ...
Geniusz na kółkach

Kitty Ferguson:  Krótka historia Stephena Hawkinga

Geniusz na kółkach

Nic nie zapowiadało, że Stephen Hawking zostanie geniuszem astrofizyki i kosmologii. W wieku 20 lat zapadł na stwardnienie zanikowe boczne i odtąd datuje się jego postępująca degradacja fizyczna. Choroba nie wiąże się z bólem, nie zakłóca procesów myślowych, ale walka z niedołężnym ciałem sprawia, że wszystko idzie trudniej. Paradoksalnie dzięki chorobie Hawking wziął się serio za naukę: mając przed sobą kilka lat życia postanowił wykorzystać je najlepiej jak można. Został światowej sławy uczonym, dorobił się rodziny i trojga dzieci, a nawet rozwiódł i ożenił powtórnie. Można uznać to za życie pełną piersią – nie każdemu z nas na przykład będzie dane zażyć nieważkości w swobodnie spadającym samolocie. Wbrew ponurym rokowaniom dożył starości – w styczniu tego roku ukończył  71 lat. „Krótka historia Stephena Hawkinga” jest drugą książką Ferguson o tym uczonym. Znana u nas z kilku książek popularyzatorka od najmłodszych lat pasjonowała się fizyką i kosmologią, ale w końcu została muzykiem. Gdy trafiła z mężem do Cambridge, wróciła do dawnych zainteresowań i uzyskała takie kompetencje, że w książce tłumaczy jego pomysły naukowe. Jest to ideał biografii uczonego: nie tylko dzieje złamanego chorobą ciała, ale też idee niepospolitego nawet w krainie fizyków umysłu. Dwie najgłośniejsze prace Hawkinga dotyczą Wszechświata bez brzegów (nie było osobliwości grawitacyjnej, z której wystartował Big Bang) oraz  promieniowania czarnych dziur (w pobliżu czarnej dziury powstaje para cząstek; jedna wpada do czarnej dziury, druga oddala się od niej; wygląda to tak, jakby czarna dziura wyemitowała tę cząstkę). De facto Hawking produkował hipotezy niewywrotne, niemożliwe do weryfikacji przy dzisiejszych możliwościach obserwacji. Nie jest nieomylny, często wycofywał się z wcześniejszych poglądów. (Na przykład kategorycznie odmawiał słuszności koncepcji Petera Higgsa,...
Kosmos gada basem

Bryan Gaensler:  Potęga i piękno. Ekstremalne zjawiska w kosmosie

Kosmos gada basem

Australijski astronom popularyzuje swą dziedzinę stosując podejście sportowe: poprzez ukazywanie rekordów kosmicznych w dziesięciu dyscyplinach. W książce „Potęga i piękno” zostali zaprezentowani m.in. rekordziści temperatury, jasności, wielkości, prędkości i masy, elektryczności i magnetyzmu oraz gęstości i grawitacji

Męczennik nauki

Jerzy Kierul:  Galileusz

Męczennik nauki

Jerzy Kierul, fizyk zajmujący się historią fizyki i astronomii, od paru lat specjalizuje się w biografiach kluczowych dla nauki postaci: po „Keplerze” i „Newtonie” wydał właśnie książkę o twórcy nowożytnej nauki, Galileuszu. Z biografii tej wyłania się uczony świadomy swej wartości, ale też zapalczywy w dyskusjach, bez ogródek zwalczający głupotę kolegów po fachu. W życiu zapobiegliwy, zagoniony za groszem – brak środków na posagi zmusił go do wysłania córek do klasztoru, co było zapewne dramatem rodzinnym. Miał chwile spektakularnej wielkości, jak wtedy, gdy odkrył księżyce Jowisza i jego imię stało się sławne na całą Europę, i momenty upokorzenia, kiedy pod naciskiem Inkwizycji musiał się wyrzec własnych poglądów naukowych. Skazany na areszt domowy, przebywał w nim do końca życia i nawet po śmierci nie pozwolono go uhonorować tak jak na to zasłużył. Biografia autorstwa Kierula wydała mi się rzetelna, a konflikt z rzymskimi inkwizytorami i papieżem Urbanem VIII został przedstawiony szczegółowo. W sporze wielkiego uczonego z Kościołem Kierul bierze stanowczo stronę Galileusza, wskazując, że grały tu rolę urazy osobiste: Urban VIII po lekturze „Dialogu o dwóch systemach świata” stał się jego zaciekłym wrogiem. Z „Historii fizyki” Wróblewskiego wiadomo jednak, że prawdziwą przyczyną prześladowania Galileusza mogło być nie propagowanie heliocentryzmu, tylko jego poglądy atomistyczne, stojące w sprzeczności z ówczesnym dogmatem o Eucharystii, o czym Kierul tylko wzmiankuje. Galileusz niekiedy się mylił, jak w kwestii przypływów i odpływów, które wyjaśniał ruchem obrotowym Ziemi. Jako uczony żyjący w czasach, kiedy rodziła się nowożytna fizyka i  przestawiano zwrotnice nauki miał udział w przełomie, który wtedy następował, a za wierność prawdzie naukowej musiał drogo zapłacić. Jego uwaga, że świat jest księgą zapisaną językiem matematyki i...
Strona 10 z 13« Pierwsza...89101112...Ostatnia »