Big Bang, Gödel i klęska scjentystów

Georges Lemaître, zwany ojcem teorii Wielkiego Wybuchu (Big Bang theory), urodził się niemal 125 lat temu w Charleroi, w Belgii. W 1911, po ukończeniu gimnazjum jezuickiego Collège du Sacré-Coeur, rozpoczyna studia inżynierii górnictwa, których jednak nie było mu dane dokończyć. W 1914, wraz z wybuchem Wielkiej Wojny razem z bratem wstępuje na ochotnika do belgijskiego wojska. Walczy na pierwszym froncie, w piechocie i artylerii – odznaczony medalem Croix de guerre avec palmes, zostaje zdemobilizowany dopiero w 1919.

Pod wpływem lektur w czasie wojny (sic!), przede wszystkim książek Henri Poincaré’go, w 1920 Georges Lemaître postanawia podjąć, w trybie przyspieszonym, studia matematyczno-fizyczne na uniwersytecie w Lowanium (franc. Louvain, flam. Leuven). W tym czasie zapoznaje się z Ogólną Teorią Względności (OTW), czyli nową teorią grawitacji, opublikowaną przez Alberta Einsteina w 1916. Jednocześnie, wojna wpłynęła na jego życie duchowe w podobny sposób jak to później było w przypadku Karola Wojtyły – w tymże 1920 Lemaître wstępuje do seminarium duchownego, a w 1922 do Bractwa Kapłańskiego Przyjaciół Jezusa – Fraternité sacerdotale des amis de Jésus, aby w 1923 przyjąć święcenia kapłańskie. Dwa tygodnie potem, korzystając z grantu naukowego, wyjeżdża dla pogłębienia studiów fizyki najpierw do Cambridge, gdzie pracuje pod kierunkiem Artura Eddingtona, a potem do Harvardu i MIT, gdzie otwiera przewód doktorski. W 1925 wraca na Katolicki Uniwersytet w Louvain (czyli KUL, historycznie ten pierwszy…) jako adiunkt, i rozpoczyna prace nad tematem, który mu niebawem przyniesie międzynarodową sławę.

W 1927, Abbé G. Lemaître (tak podpisywał swoje prace naukowe) opublikował w Belgii pracę pt. Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques („Wszechświat jednorodny o stałej masie i rosnącym promieniu, wyjaśniający prędkość radialną mgławic pozagalaktycznych”). W pracy tej, w oparciu o OTW, przedstawił kosmologiczny model rozszerzającego się Wszechświata, i ponadto, na dwa lata przed Edwinem Hubble, wyprowadził w niej tzw. prawo Hubble’a (od 2018, tak jak trzeba, nosi ono miano Hubble-Lemaître, www.iau.org/news/), czyli przewidywanie wzrostu prędkości ucieczki galaktyk, proporcjonalnie do ich odległości. Einstein przyjął wrogo te idee, gdyż sam, już w 1917, zaproponował statyczny model Wszechświata. Podczas ich pierwszego spotkania, w czasie kongresu solvayowskiego w 1927, Einstein nie patyczkował się z młodym księdzem katolickim, twierdząc: Your calculations are correct, but your physical insight is« tout à fait abominable » („Pana obliczenia są poprawne, ale fizyczny wgląd jest całkowicie odrażający”). Taki dość emocjonalny stosunek był o tyle zrozumiały, iż Einstein postulował statyczność przede wszystkim na gruncie filozoficznym, wręcz światopoglądowym. Uważał, że Wszechświat musi być wieczny, i aby uzyskać to statyczne rozwiązanie zburzył prostotę swoich równań wprowadzając tam ad hoc tzw. stałą kosmologiczną. Potem, żałował tego publicznie twierdząc, iż to był jego «greatest blunder»podczas gdy G. Lemaître paradoksalnie uważał wręcz przeciwnie: «your greatest discovery!». I znowu miał rację – patrz nagroda Nobla z fizyki w 2011, za odkrycie Ciemnej Energii

Tymczasem, w 1929 Hubble empirycznie potwierdza prawo Lemaître-Hubble’a o ucieczce galaktyk, zadając mocny cios modelowi statycznemu, ale ojciec Lemaître nie spoczywa na laurach i w 1931 pisze jedną z najsłynniejszych prac w nauce współczesnej: The Beginning of the World from the Point of View of Quantum Theory („Początek świata z punktu widzenia teorii kwantowej”) opublikowaną w Nature. Wprowadza tam ideę początku Wszechświata, kiedy t=0 a cała jego energia była zgromadzona w osobliwości przestrzennej. Ze względu na kwantowy charakter tej osobliwości ani czas (jak my go rozumiemy), ani przestrzeń przedtem (dla t<0) nie istniały, zatem Wszechświat miał swój początek, po którym rozpoczęła się jego ekspansja. Praca ta spotkała się ze zdwojoną wrogością. Już nie tylko Einstein twierdzi, że jest to inspirowane « by the Christian dogma of creation, and totally unjustified from the physical point of view » („przez chrześcijański dogmat stworzenia, i jest całkowicie nieuprawnione z fizycznego punktu widzenia”), ale także dawny mentor Lemaître’a, Eddington wtóruje: « The notion of a beginning of the world is repugnant to me ». Trzy lata później Georges Lemaître dorzuca swoje dwa ostatnie kosmologiczne postulaty: istnienie resztkowego promieniowania po początkowej, gwałtownej ekspansji oraz utożsamienie stałej kosmologicznej z (ciemną – jak dziś mówimy) energią próżni.

Dużo później, w 1949 podczas słuchowiska radiowego BBC, to właśnie znany astronom angielski, a zarazem największy propagandysta modelu statycznego i popularyzator nauki, Fred Hoyle, nazywa teorię Lemaître’a, pejoratywnie w zamierzeniu, teorią Wielkiego Wybuchu (Big Bang theory). Z kolei, szesnaście lat potem, po odkryciu mikrofalowego promieniowania resztkowego, model statyczny jest martwy, a Wielki Wybuch staje się paradygmatem nowoczesnej kosmologii. Zdumiewające jednak jest, z jaką łatwością dwaj bardzo wybitni uczeni oskarżali o nienaukowe inspiracje, kierując się samemu ewidentnie pozanaukowymi motywami. Aż chciałoby się tu przywołać metodę wypróbowaną od setek lat – złodziei krzyczących na cały głos: łapaj złodzieja!…

Fakt, że 90 lat później, obecna kosmologia przejęła wszystkie najważniejsze elementy kosmologii Georges Lemaître’a, włącznie z nazwą, jest najlepszym świadectwem jego niewiarygodnej intuicji i głębokiego wglądu fizycznego. Ale to wcale nie oznacza zarzucenia wysiłków na rzecz obalenia wyjątkowości początku Wszechświata i jego jako takiego, z całą niesamowitą specyfiką – ciągle są ponawiane próby, a to wprowadzenia nieskończonych wszechświatów cyklicznych, a to ostatnio wielo-światów (multiverse), czyli nieskończenie wielu światów równoległych. Znamienne jest to, iż większość z nich ma charakter para- lub poza-naukowy, a prym w tym wiodą wyznawcy „teorii” superstrun, do niedawna wraz ze Stephenem Hawkingiem, słynnym fizykiem i celebrytą. I nie poddają się także finansowo – skoro prestiżowe nagrody Nobla można jedynie otrzymać za empirycznie udowodnione teorie, to nic nie szkodzi – są w zamian milionowe nagrody ufundowane przez Milnera, rosyjskiego miliardera, a wręczane w… Hollywood!

W tym momencie zapewne nie zaskoczę nikogo wznosząc hasło: od Mikołaja Kopernika do Georges Lemaître’a – ale ciągle myślę zadziwia fakt, iż zarówno wielki początek, jak i zwieńczenie nowożytnej kosmologii zawdzięczamy dwóm duchownym katolickim. Jakby tego było mało, jest dużo więcej podobieństw między nimi. Obydwaj nosili tytuł kanonika, byli wybitnymi matematykami, ale mieli również bardzo szerokie zainteresowania (jak choćby ekonomia u Kopernika, a komputery i języki u Lemaître’a). Obydwaj mieli do czynienia z artylerią! Kopernik umierał w czasie heretyckiej rewolucji protestanckiej, a Lemaître w czasie rewolucji kulturalnej – wojna „językowa” w Louvain  najprawdopodobniej przyczyniła się do rozległego zawału, i jego przedwczesnej śmierci w 1966. Podobno Kopernik otrzymał egzemplarz O obrotach na łożu śmierci – Lemaître dowiedział się od odkryciu promieniowania mikrofalowego na kilka dni przed śmiercią, i zdążył jasno wyrazić satysfakcję, iż wskazuje to na potwierdzenie teorii Wielkiego Wybuchu. Ich gigantyczny wkład próbowano umniejszać – wg niektórych O obrotach prawie nikt ówcześnie nie czytał, a w dodatku Kopernik był tchórzem. Z kolei, po latach trzydziestych XX wieku, kiedy prasa popularna dużo pisała o kanoniku z Louvain, usilnie próbowano zamilczeć dzieło  Lemaître’a – w tej nędznej roli szczególnie wyspecjalizowali się uczeni anglojęzyczni – dopiero od niedawna zaczęto przywracać należne mu miejsce. Obydwaj byli brutalnie atakowani za swoje teorie – Kopernik przede wszystkim przez ideologów reformacji Marcina Lutra i Filipa Melanchtona. Ten ostatni w 1541 sugerował: Niektórzy sądzą, że to znakomite wypracować rzecz tak absurdalną, jak ów sarmacki astronom, który porusza Ziemię i zatrzymuje Słońce. Zaiste władcy powinni powściągnąć utalentowaną lekkomyślność. A niejaki Wilhelm Gnapheus, holenderski działacz reformacji, humanista i wykładowca Albertyny wystawił w Elblągu i opublikował w Gdańsku sztukę Morosophus – paszkwil na KopernikaLuter też nie przebierał w słowach: Ów Kopernik, w swojej głupocie, chce zburzyć wszystkie zasady astronomii. Wreszcie, także ze względu na te ataki, obydwaj mieli specjalne stosunki z papieżami. Kopernik był bardzo ceniony przez rzymską kurię, szczególnie w kontekście reformy kalendarza, i przede wszystkim napisał słynną dedykację papieżowi Pawłowi III (której drukarze w protestanckiej Norymberdze nie wydrukowali), gdzie wytłumaczył istotę swojej teorii. Z kolei Pius XII, sam będący astronomem amatorem, bardzo wysoko cenił G. Lemaître’a, który w 1960 został mianowany prałatem oraz przewodniczącym papieskiej akademii nauk.

Krótko mówiąc, papieże świetnie sobie zdawali sprawę z wagi i charakteru tych odkryć.

Przełom lat dwudziestych i trzydziestych XX wieku wydał nie tylko teorię Wielkiego Wybuchu, ale był nieprawdopodobnie płodnym okresem w historii fizyki, i nauk ścisłych w ogóle. Między 1925, kiedy książę Louis de Broglie opublikował (najważniejszą w historii fizyki?) rozprawę doktorską pt. Recherches sur la théorie des quanta (« Badania nad teorią kwantową »), a rokiem 1927 słynnej konferencji solvayowskiej w Brukseli, powstała mechanika kwantowa. I wreszcie, w tymże 1931 Kurt Gödel, logik i matematyk, opublikował swoją pracę habilitacyjną pt. Über formal unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme. I., która wstrząsnęła podstawami całej nauki! W wielkim skrócie, Gödel wykazał, iż żaden skończony system formalny (np. teoria matematyczna) nie może być jednocześnie kompletny i spójny. To znaczy, albo będą istniały w nim poprawnie sformułowane zdania, których ani prawdziwości ani fałszywości nie będziemy a priori w stanie wykazać, albo pojawią się sprzeczności, czyli niespójność.

Scjentysta Hawking przyznał: Some people will be very disappointed if there is not an ultimate theory that can be formulated as a finite number of principles. I used to belong to that camp, but I have changed my mind. I’m now glad that our search for understanding will never come to an end, and that we will always have the challenge of new discovery (”Niektórzy będą bardzo rozczarowani, jeśli nie ma ostatecznej teorii, która może być sformułowana jako skończona liczba zasad. Ja też należałem do tego obozu, ale zmieniłem zdanie. Teraz jestem zadowolony, że nasze poszukiwanie zrozumienia nigdy się nie skończy, i zawsze będą nowe wyzwania”). I zatem znowu mamy nieskończoność – tym razem wiedzy. A to powszechnie jest przyjmowane za przymiot boski, więc być może dlatego Einstein i inni szukali oparcia w panteizmie. Z tym, że w przypadku fanatycznie walczących scjentystów obserwujemy raczej praktyczny nihilizm zamiast panteizmu, tak jakby zero stało się „inną stroną” nieskończoności.

 

Capture d’écran 2019-04-11 à 11.26.48.pngOjciec Georges Lemaître pomiędzy Robertem Millikanem i Albertem Einsteinem. California Institute of Technology, Pasadena, 10 stycznia 1933 (Źródło: UCLouvain)

 

— Jest to mój odrobinę poprawiony artykuł do trzeciego numeru Szkoły Nawigatorów, z czerwca 2014. W ciągu tych prawie 5 lat od publikacji wymowa tekstu tylko się wzmocniła…

___

Przy okazji gorąco polecam notkę gdzie napisałem więcej o Koperniku i jego teorii: kopernik-lemaitre-i-big-bang

Jeden komentarz na temat “Big Bang, Gödel i klęska scjentystów”

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s