Czy czarna dziura paruje ?

Dziwna siÂła

Przede wszystkim musimy powtĂłrzyĂŚ sobie to, co wiemy o jednej z najbardziej tajemniczych siÂł, jakie istniejÂą we wszechÂświecie. O grawitacji. Dobra, najwyraÂźniej znowu autor Âściemnia, przecieÂż grawitacjĂŞ znamy (co nie znaczy: kochamy) juÂż od bardzo dawna. Niejaki Newton, miÂłoÂśnik i popularyzator sadownictwa, sformuÂłowaÂł reguÂły rzÂądzÂące tÂą siÂłÂą juÂż kilkaset lat temu. Niby tak, ale...

Zacznijmy od tego, Âże Newton stwierdziÂł, Âże wszystkie ciaÂła posiadajÂące masĂŞ siĂŞ przyciÂągajÂą. Stwierdzenie prawie banalne, ale gÂłĂŞbsze zastanowienie siĂŞ nad wspomnianym zdaniem doprowadza do postawienia dwĂłch zasadniczych pytaĂą (ktoÂś powiedziaÂł, Âże nauka polega na stawianiu wÂłaÂściwych pytaĂą). Dlaczego ciaÂła wyÂłÂącznie siĂŞ przyciÂągajÂą? Czy wszystkie ciaÂła posiadajÂą masĂŞ?

Dlaczego tylko przyciÂąganie? JesteÂśmy przyzwyczajeni do symetrii otaczajÂącego nas Âświata. Podobne zjawiska zwykle podobnie siĂŞ manifestujÂą - zwÂłaszcza jeÂśli dotyczy to fundamentalnych praw rzÂądzÂących WszechÂświatem. Tymczasem drugie z najbardziej znanych oddziaÂływaĂą, elektromagnetyzm, potrafi sprawiaĂŚ, Âże czÂąstki bĂŞdÂą siĂŞ zarĂłwno odpychaĂŚ, jak i przyciÂągaĂŚ (wszystko zaleÂży od znaku Âładunku). Dlaczego grawitacja jest tak bardzo "uÂłomna"? A moÂże po prostu jeszcze nie odkryliÂśmy antygrawitacji?

Czy wszystkie ciaÂła posiadajÂą masĂŞ? Zabawne - jak coÂś moÂże nie mieĂŚ masy i istnieĂŚ? OtĂłÂż moÂże. PrzykÂładem takiej czÂąstki jest doskonale nam znany foton, czyli czÂąstka przenoszÂąca oddziaÂływanie elektromagnetyczne (ÂświatÂło!). Ale musimy tu dorzuciĂŚ jedno waÂżne zastrzeÂżenie - tylko pozostajÂący w spoczynku foton moÂże nie mieĂŚ masy. JeÂśli ruszy z miejsca, natychmiast zacznie posiadaĂŚ masĂŞ. Dzieje siĂŞ tak dlatego, Âże im szybciej ciaÂło siĂŞ porusza, tym wiĂŞkszÂą ma energiĂŞ (Âłatwo sprawdziĂŚ, Âże z dwojga zÂłego zdrowiej nam bĂŞdzie wpaÂśĂŚ na drzewo, niÂż na pĂŞdzÂącego rowerzystĂŞ), a wzrost energii ciaÂła jest rĂłwnoznaczny ze wzrostem jego masy (E=mc2, jak mawiaÂł Einstein). Ciekawym pytaniem jest, czy czÂąstki mogÂą mieĂŚ ujemnÂą masĂŞ. Wszystko wskazuje na to, Âże nie - przynajmniej dotychczas tego nie zaobserwowaliÂśmy (antymateria ma rĂłwnieÂż masĂŞ dodatniÂą). W kaÂżdym razie takie jest obecne stanowisko fizykĂłw, choĂŚ posÂługujÂą siĂŞ oni jednoczeÂśnie pojĂŞciem hipotetycznej czÂąstki, tachionu, ktĂłry teoretycznie mĂłgÂłby istnieĂŚ i posiadaĂŚ ujemnÂą masĂŞ...
Masa masie (nie)rĂłwna

No dobrze, ale skupmy siĂŞ raczej na tym, co wiemy, niÂż na tym, czego siĂŞ tylko domyÂślamy. SiÂła grawitacyjna oddziaÂłuje na wszystkie czÂąstki i ma nieskoĂączony zasiĂŞg, podobnie zresztÂą jak elektromagnetyzm. Tu pojawia siĂŞ zagadnienie tzw. masy bezwÂładnej i masy grawitacyjnej. Masa grawitacyjna to miara siÂły, jakÂą oddziaÂłujÂą na siebie dwa ciaÂła (to ona sprawia, Âże Ziemia krÂąÂży wokĂłÂł SÂłoĂąca, a nie wokĂłÂł KsiĂŞÂżyca). Masa bezwÂładna to miara "oporu", jaki stawiajÂą ciaÂła przy wprawianiu ich w ruch - dlatego znacznie Âłatwiej nam przesunÂąĂŚ kufel piwa niÂż Tira. W szkole dowiadujemy siĂŞ, Âże obie masy sÂą toÂżsame, ale w szkole ÂściemniajÂą (wiadomo, spisek). Naukowcy wcale nie sÂą pewni, Âże masa grawitacyjna i bezwÂładna sÂą tym samym zjawiskiem. Obie zgadzajÂą siĂŞ do jedenastego miejsca po przecinku, wiĂŞc dopĂłki nie wybudujemy lepszych laboratoriĂłw, masa jest masÂą i masÂą zostanie. IstniejÂą teÂż caÂłkiem spĂłjne teorie, ktĂłre uzasadniajÂą, Âże rzeczywiÂście masa grawitacyjna i masa bezwÂładna (inercyjna) to jedno i to samo zjawisko (na marginesie: czy zastanawialiÂście siĂŞ czasem, dlaczego ciaÂła majÂą masĂŞ?). Dla tych, ktĂłrzy nie uwaÂżali na lekcjach fizyki, przypomnĂŞ tylko, Âże masa i ciĂŞÂżar to dwie rĂłÂżne rzeczy. Masa jest cechÂą kaÂżdego ciaÂła i w zwiÂązku z tym niezaleÂżnie od tego gdzie jesteÂśmy, masĂŞ mamy staÂłÂą. CiĂŞÂżar to miara siÂły (grawitacyjnej), z jakÂą przyciÂąga nas Ziemia (lub inne ciaÂło niebieskie), czyli zaleÂży od tego, na jakiej planecie akurat siĂŞ znaleÂźliÂśmy (doskonaÂły sposĂłb na szybkie odchudzanie to przeniesienie siĂŞ np. na KsiĂŞÂżyc).
KrĂłtka dygresja: grawitacja, elektromagnetyzm i co jeszcze?

Dobra, ale miaÂło byĂŚ o tym, co wiemy... Wiemy zaÂś tyle, Âże jak weÂźmiemy dwa dowolne ciaÂła, to bĂŞdÂą siĂŞ przyciÂągaÂły z siÂłÂą tym wiĂŞkszÂą, im wiĂŞksze bĂŞdÂą ich masy - i tym mniejszÂą, im wiĂŞksza bĂŞdzie odlegÂłoÂśĂŚ miĂŞdzy nimi (ciaÂła o przeciwnej pÂłci zasadniczo przyciÂągajÂą siĂŞ lepiej). Wszystko fajnie - tylko zejdÂźmy na chwilĂŞ na skalĂŞ bardzo malutkÂą: zajrzyjmy do wnĂŞtrza atomu. KtoÂś pamiĂŞta, z czego siĂŞ skÂłada atom w Âśrodku? Wiadomo - elementarne (czyli: niepodzielne) protony i neutrony. Ha-ha! Znowu szkolna Âściema, spisek Nilfgaardu oraz dym w oczy, wiedÂźminie... w protonach i neutronach moÂżna znaleÂźĂŚ coÂś jeszcze, ale o tym potem (albo w innym artykule). Na razie wyobraÂźmy sobie malutkÂą kulkĂŞ neutronĂłw i protonĂłw, gĂŞsto ÂściÂśniĂŞtych i upakowanych jak porzÂądnie ulepiona ÂśnieÂżka. Nic nas nie dziwi? Zaraz, ejÂże! PrzecieÂż blisko siebie upakowane protony, posiadajÂące dodatni Âładunek, powinny natychmiast siĂŞ rozpaÂśĂŚ, jako Âże jednoimienne Âładunki odpychajÂą siĂŞ elektrostatycznie (Romcio �The Frankenstein Monster� Giertych byÂłby uszczĂŞÂśliwiony takÂą atomowÂą homofobiÂą)! Bardzo dobrze, ale moÂże grawitacja na tak bliskich odlegÂłoÂściach jest juÂż tak silna, Âże potrafi przeÂłamaĂŚ odpychanie ÂładunkĂłw? Niestety, zÂła odpowiedÂź - grawitacja jest tysiÂące razy sÂłabsza niÂż elektromagnetyzm, nawet na tak bliskich odlegÂłoÂściach... Okazuje siĂŞ, Âże aby jÂądro atomu nie rozsypywaÂło siĂŞ, musi trzymaĂŚ je w kupie coÂś wiĂŞcej - tym "czymÂś" jest oddziaÂływanie sÂłabe. Jest to taka dziwna krĂłtkozasiĂŞgowa siÂła, ktĂłrÂą (nawiasem mĂłwiÂąc) przenoszÂą malutkie czÂąstki, nazywane bozonami (bozon W+, W- i Z). ÂŻeby dokoĂączyĂŚ dygresjĂŞ, dodajmy tylko, Âże to trzecia z czterech siÂł rzÂądzÂących naszym Uniwersum. Ostatnie to silne oddziaÂływanie jÂądrowe, ktĂłre wiÂąÂże ze sobÂą kwarki - malutkie czÂąstki o ciekawych wÂłasnoÂściach, (z tych czÂąstek skÂładajÂą siĂŞ protony i neutrony).
Narodziny czarnych dziur

Oszukajmy teraz na chwilĂŞ elektromagnetyzm i sprĂłbujmy wziÂąĂŚ duÂżo elektrycznie obojĂŞtnych atomĂłw. BĂŞdÂą siĂŞ przyciÂągaĂŚ grawitacyjnie, to jasne. A jak siĂŞ bĂŞdÂą przyciÂągaĂŚ, to znajdÂą siĂŞ bliÂżej. A jak ich bĂŞdzie duÂżo, to siĂŞ przyciÂągnÂą naprawdĂŞ blisko. A im bliÂżej, tym bardziej siĂŞ bĂŞdÂą przyciÂągaĂŚ - i tak dalej. W koĂącu bĂŞdÂą naprawdĂŞ blisko i zacznÂą siĂŞ ze sobÂą ÂłÂączyĂŚ. Zderzenie siĂŞ dwĂłch jÂąder jest zjawiskiem efektownym i wyzwalajÂącym duÂżo energii. Dla unaocznienia tego moÂżecie zobaczyĂŚ, jak wysoko podskoczycie, po celnym uderzeniu, hmmm... centralnym (panie muszÂą nam uwierzyĂŚ na sÂłowo). Tylko do not try it at home ;-). Ale powaÂżnie: zÂłÂączenie dwĂłch jÂąder powoduje powstanie trzeciego - lÂżejszego od skÂładnikĂłw reakcji. Co siĂŞ dzieje z masÂą? Proste - zamienia siĂŞ w energiĂŞ! JeÂśli uwaÂżacie, Âże Âściemniam, popatrzcie w niebo w sÂłoneczny dzieĂą (byle nie przez lunetĂŞ, bo bĂŞdziecie mieĂŚ ten widok przed oczami do koĂąca waszych dni...). To, co bĂŞdzie ÂświeciÂło najjaÂśniej, to wÂłaÂśnie efekt wyzwalania siĂŞ kolosalnych iloÂści energii w najwiĂŞkszym, bliskim nam, syntezatorze jÂąder - na SÂłoĂącu.

PowstajÂąca w reakcji syntezy energia rozpycha caÂłÂą biorÂącÂą w niej udziaÂł gorÂącÂą pulpĂŞ i przeciwdziaÂła grawitacyjnemu samoÂściskaniu siĂŞ. Po jakimÂś jednak czasie - tu pominiemy sobie masĂŞ nudnych zaÂłoÂżeĂą i od razu przejdziemy do nudnych wnioskĂłw - energia "wypala siĂŞ" i nic juÂż nie stoi na przeszkodzie, Âżeby pozostaÂła kupka ciĂŞÂżkich jak cholera neutronĂłw staÂła siĂŞ swego rodzaju gronem wzajemnej adoracji. Tym resztkom gwiazdy nic nie przeszkodzi w konsekwentnym i nieodwracalnym procesie pogÂłĂŞbiania wzajemnego zbliÂżenia (taki grawitacyjny model stosunkĂłw pomiĂŞdzy republikami Kraju Rad). Rodzi siĂŞ Czarna Dziura - dziwny obiekt, ktĂłry charakteryzuje siĂŞ kolosalnym upakowaniem masy (gĂŞstoÂściÂą).

Dobra, podejrzewam, Âże to wszystko juÂż wiecie - w koĂącu czarna dziura to temat tak ograny w fantastyce jak amant Rodrigo w latynoskiej telewenezueli. Podsumujmy wiĂŞc krĂłtko pewne informacje o czarnych dziurach. MajÂą potĂŞÂżne pole grawitacyjne, co sprawia, Âże oddziaÂłujÂą z olbrzymiÂą mocÂą na wszystko, co je otacza. WyobraÂźmy sobie czÂąstkĂŞ, ktĂłra leci sobie przez otchÂłaĂą kosmosu (gdzie nikt nie sÂłyszy jej krzyku). Dolatuje sobie do pobliÂża czarnej dziury i nagle czuje, Âże coÂś jÂą ÂściÂąga w lewo. JeÂśli czÂąstka bĂŞdzie za blisko, to jej prĂŞdkoÂśĂŚ (energia!) nie pozwoli na przezwyciĂŞÂżenie tej siÂły i koniec koĂącĂłw nasza czÂąstka wpadnie w puÂłapkĂŞ. Gdyby nawet prĂłbowaÂła opuÂściĂŚ fatalne miejsce, jej zachowanie bĂŞdzie przypominaÂło disneyowski film, z kaczorem Donaldem uciekajÂącym z domu, ale trzymanym przez przytrzaÂśniĂŞte w drzwiach majtki. MateriaÂł siĂŞ rozciÂąga, Donald ucieka coraz wolniej, w koĂącu czepiajÂąc siĂŞ palcami trawy prĂłbuje juÂż tylko utrzymaĂŚ siĂŞ w miejscu, ale napiĂŞte gatki (grawitacja!) ÂściÂągajÂą go z powrotem. CaÂła ta zabawa ma dwa ciekawe aspekty: po pierwsze, prĂłbujÂąca nawiaĂŚ czÂąstka nie moÂże mieĂŚ dowolnie wielkiej energii (bo limituje jÂą prĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła, ktĂłrej nie moÂże przekroczyĂŚ), po drugie - kaÂżda czÂąstka, ktĂłra wpadnie w czarnÂą dziurĂŞ, dodaje swojÂą masĂŞ do niej i siÂła "trzymajÂąca" robi siĂŞ jeszcze wiĂŞksza. Jednym sÂłowem - kanaÂł.
Horyzont zdarzeĂą

WyobraÂźmy sobie czarnÂą dziurĂŞ w przestrzeni. JeÂśli znajdziemy siĂŞ na terenie odpowiednio bliskim centrum czarnego potwora, to wpadniemy w puÂłapkĂŞ i niezaleÂżnie od tego, jak bardzo bĂŞdziemy siĂŞ staraĂŚ - nie uciekniemy. JeÂżeli bĂŞdziemy trochĂŞ dalej, to jeszcze mamy szansĂŞ. JeÂśli zaÂś poszukamy punktĂłw granicznych pomiĂŞdzy obszarami "bezpiecznymi" i tymi, na ktĂłrych "mamy prze...ane", to otrzymamy tzw. horyzont zdarzeĂą. ÂŻe horyzont - to wiadomo, a dlaczego horyzont zdarzeĂą? Ano dlatego, Âże skoro z obszaru leÂżÂącego "poniÂżej" (wewnÂątrz) horyzontu NIC siĂŞ NIGDY nie wydostanie, wiĂŞc obserwator znajdujÂący siĂŞ na zewnÂątrz NIGDY nie otrzyma ÂŻADNEJ informacji, co takiego dzieje siĂŞ w Âśrodku puÂłapki grawitacyjnej.

All right, jak mawiajÂą staroÂżytni Germanie, czy w zwiÂązku z tym pytanie o parowanie czarnych dziur nie jest pozbawione sensu? Okazuje siĂŞ, Âże NIE - jakkolwiek brzmi to paradoksalnie - poniewaÂż czarne dziury istotnie parujÂą, czyli stopniowo emitujÂą pojedyncze czÂąstki. Jak to moÂżliwe?
RPGowa teoria fizyki ...

Aby odpowiedzieĂŚ na to pytanie, trzeba odrzuciĂŚ zarĂłwno klasycznÂą mechanikĂŞ NewtonowskÂą, jak i EinsteinowskÂą teoriĂŞ wzglĂŞdnoÂści. Ta pierwsza znajduje bowiem zastosowanie w skali codziennych wielkoÂści fizycznych, zaÂś druga opisuje Âświat w wymiarach kosmologicznych - gdzie wystĂŞpujÂą wielkie masy i prĂŞdkoÂści bliskie prĂŞdkoÂści ÂświatÂła. Tymczasem w mikroskali musimy posÂługiwaĂŚ siĂŞ mechanikÂą kwantowÂą, bowiem okazuje siĂŞ, Âże im mniejsza jest skala zjawiska, tym wiĂŞksze znaczenie uzyskujÂą efekty zwiÂązane z HeisenbergowskÂą zasadÂą nieoznaczonoÂści. No tak, nowe nazwisko... dobra, sprĂłbujmy krĂłtko powiedzieĂŚ, co takiego wymyÂśliÂł ten jegomoÂśĂŚ.
NieoznaczonoÂśĂŚ Heisenberga

Teoria pana Heisenberga sprowadza siĂŞ wÂłaÂściwie do jednego wniosku: Âże nie moÂżemy byĂŚ pewni naszych obserwacji. Nigdy. Innymi sÂłowy: nigdy, ale to nigdy (niezaleÂżnie od tego, jak dobre bĂŞdÂą nasze przyrzÂądy) nie bĂŞdziemy jednoczeÂśnie w stanie zmierzyĂŚ zarĂłwno prĂŞdkoÂści, jak i poÂłoÂżenia czÂąstki. Powodem tego jest fakt, Âże obserwacja zaburza sam eksperyment. Jak to siĂŞ dzieje? Ano zastanĂłwmy siĂŞ nad pewnym doÂświadczeniem: chcemy zmierzyĂŚ prĂŞdkoÂśĂŚ i poÂłoÂżenie jadÂącego samochodu. W tym celu wyposaÂżamy patrol lotnej policji w znanÂą kaÂżdemu kierowcy "suszarkĂŞ" (dawniej stosowano stacjonarne radary, czule nazywane "grillem") i zaczajamy siĂŞ wraz z nim za zakrĂŞtem (najlepiej w miejscu, gdzie droga skrĂŞca Âłukiem niemrawym jak inteligencja ministra Marka Pola, ale znaki ograniczajÂą prĂŞdkoÂśĂŚ do 15 km/h). SpodziewajÂąc siĂŞ pÂłatnika, dzielny sierÂżant wyskakuje zza krzaka, wcelowuje suszarkĂŞ i wypuszcza w kierunku pojazdu strumieĂą fotonĂłw. Po odbiciu siĂŞ od celu, wracajÂą one do urzÂądzenia pomiarowego i na podstawie odpowiednich obliczeĂą ustalana jest prĂŞdkoÂśĂŚ pojazdu (efekty rozpraszania na podwieszonych pod lusterkami pÂłytach CD pomijamy). Wszystko to fajnie, poniewaÂż masa fotonu jest znaczÂąco mniejsza od masy pojazdu (poruszajÂący siĂŞ foton, jak pamiĂŞtamy, posiada masĂŞ). SprĂłbujmy jednak zrobiĂŚ inne doÂświadczenie - samochĂłd zastÂąpimy biaÂłÂą kulÂą bilardowÂą, a wiÂązkĂŞ fotonĂłw - kulami innych kolorĂłw. OczywiÂście juÂż po pierwszym uderzeniu przez kolorowÂą bilĂŞ biaÂła dostanie porzÂądnego "kopa" w przeciwnÂą stronĂŞ i nawet kubaĂąski uczony stwierdziÂłby, Âże kula przed i po pomiarze porusza siĂŞ w inny sposĂłb. Podobnie sprawa wyglÂąda w Âświecie czÂąstek elementarnych. Po prostu czÂąstki, ktĂłre wykorzystujemy do badania obiektĂłw, sÂą "zbyt ciĂŞÂżkie". A nawet jeÂśli wymyÂślimy sobie mniejszÂą czÂąstkĂŞ - to powstanie pytanie, jak zmierzyĂŚ jej ruch...

W zwiÂązku z tym do opisu mikroÂświata potrzebne byÂło jakieÂś nowe narzĂŞdzie. OkazaÂło siĂŞ, Âże skoro nie jesteÂśmy czegoÂś pewni, moÂżemy siĂŞ posÂłuÂżyĂŚ rachunkiem prawdopodobieĂąstwa. Na przykÂład elektron moÂżemy uznaĂŚ za swego rodzaju... falĂŞ. Osobom, ktĂłre nie uczyÂły siĂŞ jeszcze o tzw. dualizmie czÂąsteczkowo-falowym moÂże siĂŞ to wydaĂŚ dziwne (dziwaczne), ale sprĂłbujmy to przedstawiĂŚ we w miarĂŞ przyswajalnej postaci. PrzecieÂż elektron to taka maÂła, malutka kuleczka, a nie Âżadna fala (co tam miaÂłoby falowaĂŚ???).

WyobraÂźmy sobie cieniutkÂą rurkĂŞ, w ktĂłrej moÂże siĂŞ poruszaĂŚ elektron. JesteÂśmy teraz "klasycznym" fizykiem, ktĂłry chce w prosty sposĂłb narysowaĂŚ takie doÂświadczenie. MoÂżemy to zrobiĂŚ na przykÂład tak:

Podpis pod rysunkiem mĂłgÂłby brzmieĂŚ: elektron leci z prĂŞdkoÂściÂą 0.25c (c to prĂŞdkoÂśĂŚ ÂświatÂła w prĂłÂżni, czyli ok. 300.000 km/s) i wÂłaÂśnie znajduje siĂŞ w odlegÂłoÂści 1.34 m od poczÂątku rurki.

- Ha! - krzyknie teraz oÂświecony zwolennik Heisenberga - Ale przecieÂż jeÂśli znamy prĂŞdkoÂśĂŚ elektronu, nie moÂżemy byĂŚ pewni w ktĂłrym dokÂładnie miejscu siĂŞ znajduje. No dobra, jesteÂśmy prawie pewni, Âże jest w tym punkcie, ale jest jednak szansa, Âże moÂże byĂŚ jakiÂś uÂłamek centymetra w lewo lub w prawo.
SÂłuszna uwaga. WyobraÂźmy wiĂŞc sobie, Âże porusza siĂŞ w rurce nie maÂła, twarda kulka, za ktĂłrÂą uwaÂżaliÂśmy dotychczas elektron, ale coÂś w rodzaju wykresu. Im "wyÂższy" jest wykres w danym punkcie, tym wiĂŞksza szansa, Âże elektron znajduje siĂŞ wÂłaÂśnie tam. OczywiÂście, tam gdzie wykres ma swĂłj wierzchoÂłek, jest najwiĂŞksza szansa na znalezienie czÂąstki, a poniewaÂż "wykres" siĂŞ porusza, wiĂŞc wszystko wyglÂąda tak jak na rysunku klasycznego fizyka (zasada nieoznaczonoÂści to trochĂŞ tak jakbyÂśmy robili doÂświadczenia w Âźle dopasowanych okularach).

Zasada nieoznaczonoÂści ma fundamentalne znaczenie dla fizyki i naszego rozumienia Âświata. Oznacz ona mniej wiĂŞcej tyle, Âże nasz wszechÂświat nie jest stuprocentowo przewidywalny - zawsze gdzieÂś tam jest to nieszczĂŞsne (a moÂże szczĂŞÂśliwe) prawdopodobieĂąstwo. Nawet Einstein nie bardzo chciaÂł zaakceptowaĂŚ takie widzenie Âświata, czemu daÂł wyraz w sÂłynnym stwierdzeniu: "nie wierzĂŞ, Âże BĂłg gra w koÂści ze wszechÂświatem" (jak widaĂŚ Einstein nigdy nie graÂł w RPG). Pratchett powiedziaÂłby pewnie, Âże Einstein miaÂł czĂŞÂściowo racjĂŞ, bo BĂłg nie gra w koÂści, tylko w pokera. W dodatku znaczonymi kartami.

NajwaÂżniejszÂą konsekwencjÂą Heisenbergowskiej zasady nieoznaczonoÂści jest stwierdzenie, Âże praktycznie wiĂŞkszoÂśĂŚ zdarzeĂą w naszym wszechÂświecie jest - teoretycznie - moÂżliwa, choĂŚ np. zdarzenie polegajÂące na tym, Âże wszystkie atomy wchodzÂące w skÂład kartki papieru stanÂą siĂŞ nagle atomami zÂłota jest oczywiÂście wysoce nieprawdopodobne (gdybyÂśmy prĂłbowali obliczyĂŚ najbardziej prawdopodobny czas oczekiwania na takie zdarzenie, wyszÂłoby nam, Âże jest on wielokrotnie dÂłuÂższy od czasu istnienia wszechÂświata). Wszystko zaleÂży od wielkoÂści zjawisk: gdy obserwujemy pojedyncze czÂąstki i obracamy siĂŞ w Âświecie subatomowym, mechanika kwantowa ÂświĂŞci triumfy, ale im wiĂŞksza skala wchodzi w grĂŞ, tym dramatyczniej spada prawdopodobieĂąstwo "dziwnych" zdarzeĂą. Sceptyk powiedziaÂłby zapewne, Âże rĂłwnie dobrze caÂła teoria moÂże byĂŚ mocno naciÂągana i niesprawdzalna, ale okazuje siĂŞ, Âże jest to zarzut faÂłszywy, a teoria Heisenberga daje siĂŞ sprawdzaĂŚ doÂświadczalnie.

Najlepsze jednak dopiero przed nami. Zamierzamy bowiem obaliĂŚ jednÂą z fundamentalnych zasad, ktĂłre wtÂłaczano nam przez lata nauki szkolnej - zasadĂŞ zachowania energii. Przypomnijmy, Âże mĂłwi ona mniej wiĂŞcej tyle, Âże w dowolnym procesie suma energii jest w kaÂżdej chwili taka sama - energia w przyrodzie nie ginie ani nie pojawia siĂŞ, moÂże siĂŞ jedynie przeksztaÂłcaĂŚ. Jasne? No to przypomnijmy jeszcze jeden proces fizyczny, czĂŞsto spotykany w s-f: anihilacjĂŞ.
Od anihilacji do czÂąstek wirtualnych

Mamy parĂŞ czÂąstek - na przykÂład elektron i pozyton. SÂą to prawie takie same obiekty, rĂłÂżniÂą siĂŞ jedynie znakiem Âładunku elektrycznego. Elektron jest typowym przykÂładem znanej nam materii, natomiast jego dodatnio naÂładowany brat jest rdzennym "antymaterianinem". Kiedy siĂŞ spotykajÂą, dochodzi do anihilacji (wiadomo - z rodzinÂą najlepiej na zdjĂŞciu, i to teÂż z boku, Âżeby siĂŞ w razie czego odciÂąĂŚ). Obie czÂąstki znikajÂą, pojawia siĂŞ tylko czysta energia (w postaci fotonu). Na marginesie moÂżna powiedzieĂŚ, Âże jest to niesamowicie wydajny proces - caÂła masa przeksztaÂłca siĂŞ w energiĂŞ. Dla porĂłwnania - w reakcji ÂłaĂącuchowej przeksztaÂłcenie dotyka jedynie znikomej czĂŞÂści masy. JeÂśli nie potrafimy sobie tego uzmysÂłowiĂŚ, dodajmy, Âże tragediĂŞ Hiroszimy spowodowaÂł materiaÂł rozszczepialny o masie kilku gramĂłw. Gdyby byÂł to proces anihilacji, prawdopodobnie zagÂładzie ulegÂłaby caÂła ludzkoÂśĂŚ.

Nagrajmy teraz na taÂśmie wideo (albo na pÂłytce DVD) caÂły proces anihilacji. Dwie czÂąstki zbliÂżajÂą siĂŞ do siebie... nastĂŞpuje "buuum", czÂąstki niknÂą z naszego Âświata i pojawia siĂŞ pĂŞdzÂący foton. Proste? Chyba tak. Ale sprĂłbujmy puÂściĂŚ teraz taÂśmĂŞ od tyÂłu: widzimy jak lecÂący foton nagle ulega przeksztaÂłceniu na parĂŞ czÂąstka-antyczÂąstka. Z punktu widzenia zasady zachowania i w ogĂłle fizyki nie ma przeciwwskazaĂą, aby coÂś takiego nastÂąpiÂło. MoÂżna powiedzieĂŚ, Âże caÂła energia fotonu zostaÂła przeznaczona na utworzenie pary czÂąstek (a nadwyÂżka poszÂła na wprawienie ich w ruch). Dodajmy, Âże gdyby foton miaÂł za maÂłÂą energiĂŞ, przemiana nie byÂłaby moÂżliwa. Przynajmniej w myÂśl zasad fizyki nieheisenbergowskiej.

CaÂłÂą sytuacjĂŞ moÂżna Âłatwo przyrĂłwnaĂŚ do prĂłby kupienia biletu do kina. JeÂśli mamy wystarczajÂącÂą energiĂŞ (czyli kasĂŞ), staĂŚ nas, Âżeby pĂłjÂśĂŚ na seans, a jeÂśli dysponujemy pewnÂą nadwyÂżkÂą, moÂżemy sobie kupiĂŚ prĂŞdkoÂśĂŚ dodatkowÂą - popcorn (co jest obrzydliwym zwyczajem i Âświadczy o kompletnym bezguÂściu poÂłÂączonym z zanikiem zmysÂłu wĂŞchu - popcorn Âśmierdzi jak stare skarpety). JeÂśli nie mamy odpowiedniej iloÂści pieniĂŞdzy, to sorry Winnetou - do kina nie wejdziemy. ZaÂłĂłÂżmy jednak, Âże po obejrzeniu filmu napiszemy do Inkluza genialnÂą recenzjĂŞ, za ktĂłrÂą Rednacz (oby cycki jego wielbÂłÂądzic byÂły zawsze peÂłne mleka, oby jego karawany zawsze znalazÂły drogĂŞ do oazy) uhonoruje nas nagrodÂą pieniĂŞÂżnÂą w wysokoÂści ceny biletu. PatrzÂąc realnie - poszliÂśmy do kina za darmo, bo stan naszych oszczĂŞdnoÂści nie zmieniÂł siĂŞ po obejrzeniu filmu; musimy jednak pamiĂŞtaĂŚ, Âże aby film obejrzeĂŚ, musimy dysponowaĂŚ "na dzieĂą dobry" odpowiedniÂą kasÂą: warunkiem nagrody jest obejrzenie filmu - czyli wczeÂśniejszy zakup biletu. No dobra, ale jeÂśli Rednacz nam trochĂŞ ufa, to moÂże wyÂłoÂży za nas pieniÂądze PRZED pĂłjÂściem do kina? Rednacz moÂże i by siĂŞ na to zgodziÂł, albowiem jest On wielki i miÂłosierny (a dzieĂą bez przylizania siĂŞ szefowi to dzieĂą stracony), ale fizyka klasyczna jest nieubÂłagana i nieufna - czÂąstka bez odpowiedniej energii nie dostanie od nikogo poÂżyczki. I tego, drogie dziatki, uczÂą Was w szkole podstĂŞpni agenci Nilfgaardu.

Prawda jest jednak trochĂŞ inna. Okazuje siĂŞ, Âże Heisenbergowska zasada nieoznaczonoÂści - i stojÂąca u jej podstaw mechanika kwantowa - dopuszcza bardzo ciekawe moÂżliwoÂści. Takie jak poÂżyczka energii. TĂŞ potencjalnÂą moÂżliwoÂśĂŚ kryjÂącÂą siĂŞ w probabilistyce kwantowej (fajny tekst, moÂżna zrobiĂŚ nim wraÂżenie na jakiejÂś lasce, jeÂśli rzucimy go od niechcenia na pytanie, czym siĂŞ interesujemy) nazywa siĂŞ czÂąstkami wirtualnymi. CzÂąstki wirtualne wypeÂłniajÂą caÂłÂą przestrzeĂą, ÂłÂącznie z prĂłÂżniÂą (choĂŚ z definicji NIC w niej nie ma). Ich pary majÂą sumarycznÂą energiĂŞ rĂłwnÂą zero, a do ich "urealnienia" potrzebna jest pewna energia. MoÂże jej dostarczyĂŚ np. foton, ale okazuje siĂŞ moÂże teÂż byĂŚ... "poÂżyczona" z niczego. I oto, ku naszemu zdumieniu, nagle zostaje zÂłamana zasada zachowania energii, pojawia siĂŞ "coÂś z niczego". Ta energia powoduje, Âże w naszym Âświecie nagle i niespodziewanie pojawia siĂŞ np. para elektron-pozyton (albo inna, jak neutrino-antyneutrino). PoniewaÂż para taka prawie od razu anihiluje ze sobÂą, powstaje porcja energii, ktĂłra jest natychmiast przeznaczona na "zwrot poÂżyczki" (dlatego w wyniku anihilacji nie powstaje swobodny foton). Nie wdajÂąc siĂŞ w szczegĂłÂły, powiedzmy, Âże takie dziwne zdarzenia sÂą caÂłkiem moÂżliwe, pod warunkiem Âże czas poÂżyczki jest ekstremalnie krĂłtki. I kiedy mĂłwimy: krĂłtki, mamy na myÂśli: naprawdĂŞ krĂłtki (w skalach heisenbergowskich)!
Ucieczka spod horyzontu

WrĂłĂŚmy na zakoĂączenie do naszego horyzontu zdarzeĂą. SprĂłbujmy sobie wyobraziĂŚ, Âże zawieszeni w kosmicznym Niebycie unosimy siĂŞ w okolicach czarnej dziury (w bezpiecznej odlegÂłoÂści od niej). CaÂła przestrzeĂą jest wypeÂłniona nieskoĂączonÂą liczbÂą potencjalnie istniejÂących czÂąstek wirtualnych. I oto nagle nastĂŞpuje taka kreacja... na samym skraju horyzontu zdarzeĂą. Jedna z czÂąstek oczywiÂście natychmiast wpada w grawitacyjnÂą studnie bez dna, ale druga ma bardzo malutki - praktycznie niemoÂżliwy - uÂłamek procenta szans na to, Âże uda jej siĂŞ opuÂściĂŚ przyciÂąganie molocha. Jest to zwykÂła czÂąstka, najzupeÂłniej normalny kawaÂłek materii. Aby speÂłniona byÂła zasada zachowania energii, musimy zauwaÂżyĂŚ, Âże druga czÂąstka "zaniosÂła" do czarnej dziury "niespÂłaconÂą poÂżyczkĂŞ", czyli coÂś na ksztaÂłt ujemnej energii. Innymi sÂłowy, masa czarnej dziury zmniejszyÂła siĂŞ. OczywiÂście, takie zdarzenie zachodziÂłoby raz na niewyobraÂżalnie dÂługi czas, ale poniewaÂż czÂąstek wirtualnych jest duÂżo, a w skali kosmosu czasu jest zawsze dosyĂŚ (jak mawiaÂł Christophen Walken w Armii Boga: Ja mogĂŞ czekaĂŚ, aÂż wypalÂą siĂŞ gwiazdy), wiĂŞc czarne dziury stopniowo bĂŞdÂą traciĂŚ masĂŞ - czyli parowaĂŚ. Co my, cierpliwi obserwatorzy, bĂŞdziemy w stanie zauwaÂżyĂŚ i zmierzyĂŚ.

ArtykuÂł zainspirowany zostaÂł ksiÂąÂżkami:
L. Lederman "Boska czÂąstka"
S. Hawking "Teoria wszystkiego"
B. Brian "PiĂŞkno WszechÂświata. Teoria superstrun".

http://www.inkluz.pl/archiwum/inkluz63/main/heuresis2.html

PowyÂższy artykuÂł to klucz, wydaje mi siĂŞ, do zrozumienia , kilku podstawowych pojĂŞĂŚ , ktĂłrymi posÂługuje siĂŞ Nassim Haramein .
Chodzi zarĂłwno o samÂą czarnÂą dziurĂŞ, jak i pojĂŞcie "horyzontu zdarzeĂą."

Po tym lekkim wprowadzeniu moÂżemy dalej przejÂśĂŚ do pojĂŞcia atomu, jako czarnej dziury wg Harameina . PoniÂżej moje tÂłumaczenie fragmentu tekstu ze strony http://theresonanceproject.org/blog/?cat=5

" Niedawno przedstawione na American Astronomical Society, badania przy uÂżyciu radioteleskopu Very Large Array w Nowym Meksyku jak i przez francuski Plateau de Bure Interferometr pozwoliÂły astronomom na wyraÂżenie opinii, Âże znaleziono dowody, iÂż czarne dziury byÂły przed Big-Bangiem . Jest to podstawowe potwierdzenie teorii Harameina, opisanej w jego badaniach nad tym jak wszechÂświat skÂłada siĂŞ z rĂłÂżnej skali czarnych dziur poczÂąwszy od kosmicznych wielkoÂści do wielkoÂści atomowych.

Jest to jedno z najbardziej ekscytujÂących potwierdzeĂą jak dotychczas, poniewaÂż prowadzi bezpoÂśrednio do ciÂągÂłego procesu tworzenia, gdzie nasza wszechÂświatowa czarna dziura tworzy to, co nazywamy super masywnymi czarnymi dziurami, ktĂłre produkujÂą mniejsze (czarne dziury ), ktĂłe nazywamy gwiazdami, ktĂłre z kolei wytwarzajÂą mniejsze - te, ktĂłre nazywamy atomami.
W modelu Harameina, czarne dziury sÂą produkowane przez gradienty gĂŞstoÂści w geometrii czasoprzestrzeni , ktĂłre wytwarzajÂą moment czasoprzestrzeni, co z kolei powoduje rĂłznorodne skrĂŞcanie siĂŞ - podobnie jak woda spÂływa drenaÂżem lub to jak lekkie odchylenie w gĂŞstoÂści powietrza, wywoÂłuje huragany i tornada.
W rezultacie wydobycie procenta energii dostĂŞpnej w strukturze prĂłÂżni,jest niczym powietrze ulatujÂące z drenu, produkujÂące to, co odczuwamy jako masĂŞ i promieniowanie elektromagnetyczne (wyjaÂśnienia dla laika moÂżna znaleÂźĂŚ w linku : Jakie jest pochodzenie Spinu? http://theresonanceproject.org/pdf/origin_of_spin.pdf ).
W rĂłÂżnych czĂŞÂściach swoich prac naukowych , Haramein opisuje te procesy i prawa skalowania sÂłuÂżÂą do okreÂślanie relacji skali tej dynamiki tworzenia.
Ponadto Haramein , w swojej pracy http://theresonanceproject.org/pdf/scalinglaw_paper.pdf podaje obliczenia (patrz rĂłwnanie # 4 do # 16), gdzie dowodzi, Âże jÂądra atomĂłw moÂżna okreÂśliĂŚ jako mini czarne dziury, zastĂŞpujÂąc potrzebĂŞ zastosowania ad hoc silnych oddziaÂływaĂą bez odniesienia siĂŞ do jakiegokolwiek ÂźrĂłdÂła energii z ktĂłrego mogÂłyby ( te silne oddziaÂływania ) pochodziĂŚ. aby opisaĂŚ moc siÂły grawitacji, energii, ktĂłrÂą mini czarna dziura (atom) wydobywa z prĂłÂżni."

Zatem , skoro dowiedziono, Âże czarna dziura paruje, to ta sama zasada dotyczyĂŚ musi mini-czarnych dziur. Tyle, Âże w o o wiele mniejszej skali, dotyczÂącej naszych atomĂłw, sprawa musi wyglÂądaĂŚ nieco inaczej. Nauka do tej pory pomijaÂła efekt parowania czarnych dziur jako nieistotny. Tymczasem w skali atomowej, moÂże to byĂŚ fizyczny dowĂłd na istnienie .. ÂświadomoÂści.
Aczkolwiek daleka jeszcze ku temu droga.