[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Wobec tego, w 1970 roku, wycofali swe poprzednie twierdzenia.Praca Lifszyca i Chałatnikowa była niezwykle ważna, ponieważ wykazali oni, że jeśli ogólna teoria względności jest prawdziwa,to wszechświat mógł rozpocząć się od osobliwości, od wielkiego wybuchu.Nie rozstrzygnięte pozostało jednak zasadniczepytanie, czy wszechświat musiał rozpocząć się od wielkiego wybuchu, początku czasu? Odpowiedz na to pytanie poznaliśmydzięki zupełnie innemu podejściu do zagadnienia, wprowadzonemu przez brytyjskiego fizyka i matematyka, Rogera Penrose'a,w 1965 roku.Wykorzystując zachowanie stożków świetlnych w ogólnej teorii względności oraz fakt, że siła grawitacji działazawsze przyciągające, Penrose udowodnił, że zapadająca się pod działaniem własnego pola grawitacyjnego gwiazda jestuwięziona w obszarze, którego powierzchnia maleje do zera, a zatem znika również objętość tego obszaru.Cała materia gwiazdyzostaje ściśnięta w obszarze o zerowej objętości, a więc gęstość materii i krzywizna czasoprzestrzeni stają się nieskończone.Innymi słowy, pojawia się osobliwość w obszarze czasoprzestrzeni zwanym czarną dziurą.Na pierwszy rzut oka rezultat Penrose'a odnosi się wyłącznie do gwiazd; nie wydaje się, aby w jakikolwiek sposób odpowiadałna pytanie, czy w całym wszechświecie zaistniała osobliwość typu wielkiego wybuchu w przeszłości.Kiedy Penrose ogłosiłswoje twierdzenie, byłem doktorantem i desperacko poszukiwałem tematu rozprawy doktorskiej.Dwa lata wcześniej okazałosię, że zachorowałem na ALS, powszechnie znane jako choroba Lou Gehriga lub stwardnienie zanikowe boczne; powiedzianomi wtedy, iż mam przed sobą dwa, trzy lata życia.W tych okolicznościach robienie doktoratu nie wydawało się zbyt sensowne nie liczyłem na to, że będę żył jeszcze tak długo, by móc go uzyskać.Minęły jednak dwa lata, a mój stan specjalnie się niepogorszył.Wszystko raczej mi się udawało i zaręczyłem się z bardzo miłą dziewczyną, Jane Wilde.Aby móc się ożenić,musiałem znalezć pracę, a żeby dostać pracę, musiałem zrobić doktorat.W 1965 roku przeczytałem o twierdzeniu Penrose'a, zgodnie z którym każde ciało zapadające się grawitacyjnie musi w końcuutworzyć osobliwość.Wkrótce zdałem sobie sprawę, że jeśli odwrócić kierunek upływu czasu w twierdzeniu Penrose'a, tozapadanie zmieni się w ekspansję, a założenia twierdzenia pozostaną nadal spełnione, jeżeli obecny wszechświat jest z grubszapodobny do modelu Friedmanna w dużych skalach.Zgodnie z twierdzeniem Penrose'a zapadające się ciało musizakończyć ewolucję na osobliwości; z tego samego rozumowania, po odwróceniu kierunku czasu, wynika, że każdyrozszerzający się wszechświat, podobny do modelu Friedmanna, musiał rozpocząć się od osobliwości.Z pewnych przyczynnatury technicznej twierdzenie Penrose'a wymagało, by przestrzeń wszechświata była nieskończona.Wobec tego mogłemjedynie udowodnić istnienie osobliwości początkowej we wszechświecie, który rozszerza się dostatecznie szybko, by uniknąćponownego skurczenia się (ponieważ wyłącznie takie modele Friedmanna są nieskończone w przestrzeni).W ciągu następnych paru lat rozwinąłem nowe matematyczne metody pozwalające usunąć to i inne techniczne ograniczenia ztwierdzeń wykazujących istnienie osobliwości.Ostateczny rezultat zawiera praca napisana wspólnie z Penrose'em w 1970 roku,w której udowodniliśmy wreszcie, że osobliwość typu wielkiego wybuchu musiała mieć miejsce, jeśli tylko poprawna jestogólna teoria względności, a wszechświat zawiera tyle materii, ile jej widzimy.Nasza praca napotkała początkowo ostrysprzeciw, między innymi ze strony Rosjan, wiernych swojemu marksistowskiemu determinizmowi, a także ze strony tych, którzyuważali, iż cała koncepcja osobliwości jest odrażająca i psuje piękno teorii Einsteina.Nie można jednak w istocie rzeczy spieraćsię z twierdzeniem matematycznym.W końcu zatem nasza praca została powszechnie zaakceptowana i dziś niemal wszyscyprzyjmują, że wszechświat rozpoczął się od osobliwości typu wielkiego wybuchu
[ Pobierz całość w formacie PDF ]