Zmarszczki Czasoprzestrzeni

JeremiaszP/ Kwiecień 23, 2018/ Bez kategorii/ 0 comments

Okładka książki

Kip Thorne został w roku 2017 laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Nie bez powodu – jego badania fal grawitacyjnych i ich namacalne odkrycie stało się istotnym faktem dla fizyki i nie tylko. Czym są wobec tego te tajemnicze fale grawitacyjne i dlaczego warto je poznać? Na to i inne pytania odpowiada wyczerpująco książka Zmarszczki czasoprzestrzeni autorstwa Goverta Schillinga. Książka ta w naszym kraju została wydana nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka w cyklu Orbity nauki.

Zmarszczki czasoprzestrzeni opowiadają o kosmologii, która oparta jest na potężnym gmachu fizyki teoretycznej, a konkretniej na jej przedstawicielce, którą jest teoria względności (Ogólna i Szczególna), pod którą podwaliny położył Albert Einstain i między innymi B. Riemann i K. Schwartzschild. Na drugim końcu gmachu fizyki teoretycznej króluje inna teoria – teoria kwantowa. Tutaj zaznaczę, że do dzisiaj nie dysponujemy jednolitą teorią unifikującą te dwie teorie. Zmarszczki czasoprzestrzeni skupiają się na świecie makro w ramach teorii grawitacji.

Albert Einstein- twórca i ojciec teorii grawitacji.

Na kartach książki Zmarszczki czasoprzestrzeni dowiemy się przede wszystkim tego, że wykrywanie fal grawitacyjnych to sztuka iście zegarmistrzowska, wykorzystująca bardzo sprytne i jednocześnie skomplikowane rozwiązania techniczne. Nie od razu jednak Rzym zbudowano – nim łykniemy wiedzy o falach grawitacyjnych, zostaniemy zaproszeni na wędrówkę przez teorię: dowiemy się w jaki sposób Albert Einstein wpadł na swoje rewolucyjne pomysły i w jaki sposób raczkująca teoria była weryfikowana. W początkowych rozdziałach znajduje się również wzór, który u fizyków przyspieszy bicie serca: Równanie Einsteina w postaci tensorowej, które jest dla relatywistów tym, czym Równanie Schroedingera dla „kwantowców”.

Dalsze rozdziały książki Zmarszczki czasoprzestrzeni tłumaczą, czym te fale grawitacyjne naprawdę są, dlaczego też w ich detekcji występuje tyle trudności (tak w ogóle: oddziaływanie grawitacyjne versus elektromagnetyczne to prawdziwy słabeusz, dopiero obiekty takie jak gwiazdy neutronowe mają na tyle potężną grawitację, aby dorównać ładunkowi elektrycznemu). Fale grawitacyjne praktycznie byłyby niewykrywalne, gdyby nie „taniec” gwiazd neutronowych albo jeszcze lepiej – czarnych dziur, dlatego tych obiektów i ich opisu (wraz z życiem gwiazd) nie zabrakło w książce Zmarszczki czasoprzestrzeni.

Eksperyment LIGO- dwa interferometry o niezwykłej czułości

Jak się okaże wykrywanie fal grawitacyjnych i zmarszczek pojawiających się na gładkiej fakturze (gładkiej dla nas i większości detektorów) czasoprzestrzeni jest zadaniem karkołomnym. Dowiecie się o projekcie LIGO (za który wspomniany K. Thorne, R. Weiss i B. Barish zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w 2017 roku). Autor szczegółowo (oczywiście na tyle, na ile pozwala popularnonaukowa forma książki Zmarszczki czasoprzestrzeni) opisuje historię urządzeń i detektorów, dowiecie się również co nieco o laserach.

Zmarszczki czasoprzestrzeni to dość obszerna książka – na 400 stronicach opisano zarówno najnowsze odkrycia, jak i historię tych odkryć oraz okraszono całość teorią. Govert Schilling napisał swoje dzieło w taki sposób, że czytałem Zmarszczki czasoprzestrzeni jak powieść sensacyjną: ślepe uliczki, złe poszlaki i szukanie dowodów niczym igły w stogu siana (taka jest praca naukowca często!). Mogę więc z pełnym przekonaniem stwierdzić, że książkę czyta się bardzo dobrze.

Mam jednak pewne zastrzeżenia co do świeżości tematu przedstawionego w książce. Jeżeli jesteście czytelnikami, którzy nie czytali opracowań na temat fal grawitacyjnych, to Zmarszczki czasoprzestrzeni będą pozycją idealną, a na jej plus dodatkowo przemawia fakt, że książka w oryginale została wydana w roku 2017, czyli opiera się na najnowszych badaniach. Jednak ja czytając pierwsze rozdziały, często miałem wrażenie Deja vu – biorące się pewnie z faktu, że Kip Thorne w swojej książce (również wydanej w Polsce nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka) Czarne dziury i krzywizny czasu również bardzo szeroko omawia tematykę fal grawitacyjnych. Niemniej to jedyna wada i to na zasadzie szukania dziury w całym.

Profesor Kip Thorne- laureat nagrody Nobla w fizyce w 2007 i wybitny badacz fal grawitacyjnych oraz czarnych dziur.