CIEKAWOSTKI Big-Bang i jego implikacje teologiczne – Robert Jastrow NASA.

Posted: 30 sierpnia 2015 in CIEKAWOSTKI

American astronomer Edwin Hubble looks through the eyepiece of the 100-inch telescope at the Mount Wilson Observatory in Los Angeles, 1937. In 1929, Hubble proposed that the more distant a galaxy is, the faster it appears to be receding from us, a concept that has become known as Hubble's law.

Robert Jastrow (ur. 7 września 1925, zm. 8 lutego 2008) – astronom, fizyk i kosmolog. Jeden z najważniejszych członków NASA. Był kierownikiem NASA’s Lunar Exploration Committee, które to zdefiniowało podstawowe cele w eksploracji Księżyca podczas misji Apollo. Dyrektor Theoretical Division at NASA (1958–61). Założyciel NASA’s Goddard Institute for Space Studies. Profesor Geofizyki na Uniwersytecie Columbia. Agnostyk.

„Na początku Bóg stworzył niebo i ziemię”

Kiedy Astronom pisze o Bogu, jego koledzy zakładają, że albo swoje najlepsze lata ma za sobą albo też traci rozum. W moim przypadku należy od razu wspomnieć, że jestem agnostykiem jeśli chodzi o sprawy religijne. Jakby jednak nie było, jestem równocześnie zafascynowany dziwnymi odkryciami mającymi miejsce w astronomii – częściowo z powodu ich teologicznych implikacji, a częściowo z powodu reakcji niektórych moich kolegów.

Esencją tych odkryć jest wszechświat, mający ściśle określony początek, dający się określić w czasie. Czy powodem zaistnienia kosmosu była jedna z sił fizycznych, czy jak to mówi jeden z apokryfów Starego Testamentu, „dłoń Wszechmogącego, która stworzyła świat z bezkształtnej materii”?

Sercem naszej nowej historii Genesis, lepiej znanej jako teoria Big Bang, jest to, że żyjemy w rozszerzającym się wszechświecie, w którym, wszystkie galaktyki wokół nas oddalają się od nas, a także od siebie nawzajem z ogromnymi prędkościami. To trochę tak, jakbyśmy obserwowali wynik ogromnej eksplozji. Jeśli prześledzimy wstecz ruch poruszających się na zewnątrz galaktyk, to odkryjemy, że około 20 miliardów lat temu wszystkie były w jednym miejscu.

W tamtym czasie cała materia wszechświata była skondensowana w gęstą masę, mając jednocześnie temperaturę bilionów stopni. Oślepiający blask promieniowania w tym gęstym gorącym kosmosie, sugeruje, że wyglądało to jak wybuch kosmicznej bomby hydro-wodorowej. Mgnienie w którym ta kosmiczna bomba eksplodowała wyznacza nam narodziny wszechświata.

Kluczowe elementy w astronomicznych i biblijnych opisach Genesis są takie same: łańcuch wydarzeń prowadzący do człowieka zaczyna się nagle, w konkretnym momencie czasu, w błysku światła i energii.

Niektórzy naukowcy nie są szczęśliwi na myśl, że świat narodził się w taki sposób. Do nie dawna wielu preferowało „steady-state theory”, która utrzymuje, że wszechświat nie miał początku i jest wieczny. Astronomiczne obserwacje wskazują jednak, że Big-Bang niemal na pewno rzeczywiście miał miejsce.

Naukowa historia, która prowadzi do teorii Big-Bang rozpoczęła się w 1912 roku w Obserwatorium Lowell (Flagstaff, Arizona). To właśnie tam, amerykański astronom Vesto Melvin Slipher odkrył, że około tuzina galaktyk oddala się od Ziemi z prędkością do milion mil na godzinę. Slipher podzielił się swoim niezwykłym odkryciem na spotkaniu American Astronomical Society w Evanston (1914). Uczunił to z wielka skromnością. Prezentacja jego w oczywisty sposób odkrywała tzw. redshift (zmiana w kolorze światła), który to wskazywał na ogromną prędkość tych oddalających się galaktyk. „Wtedy to stało się coś czego nigdy wcześniej ani później nie widziano na spotkaniu naukowym,” powiedział astronom John Miller, który był jednym z uczestników spotkania. „Wszyscy wstali i klaskali”.

Pomimo tego, że koledzy Sliphera tak na prawdę nie wiedzieli do końca, co to odkrycie oznaczało, to czuli jednak, że waga tego była ogromna. Wśród publiczności był także Edwin Hubble, który później skorzystał z prac Sliphera i stworzył na ich podstawie nowy obraz wszechświata.

Dowodów coraz więcej. W Niemczech, dwa lata po odkryciach Sliphera, Albert Einstein opublikował swoje równania dotyczące ogólnej teorii względności. Niemalże w tym samym momencie, holenderski astronom Willem de Sitter znalazł ich rozwiązanie, które przewidywało rozszerzający się wszechświat, w którym galaktyki oddalały się od siebie z dużą prędkością.

Einsteinowi nie udało się zauważyć, że jego teoria przewidywała rozszerzający się wszechświat, potem powtórnie przeoczył kolejne rozwiązanie ponownie związane z kosmosem poddanym ekspansji. Tym razem to rosyjski matematyk Aleksander Friedmann odkrył, że Einstein popełnił szkolny błąd w algebrze, który to spowodował przeoczenie przez Alberta dodatkowego rozwiązania. Einstein bowiem w pewnym miejscu podzielił przez zero. Jak Friedmann poprawił błąd Niemca, brakujące rozwiązanie od razu się pojawiło. Einstein był poirytowany tym, że Rosjanin odkrył u niego błąd. W rzadkim objawie mrukliwości, początkowo zignorował list Friedamnna zawierający nowe rozwiązanie, a potem starał się je obalić. W 1923 przyznał się jednak do swojego podwójnego błędu.

Teoretyczne przewidywania De Sittera dotyczące rozszerzającego się wszechświata zrobiły ogromne wrażenie na astronomach tuż po zakończeniu I WŚ. Po raz pierwszy dostrzeżono większe znaczenie odkryć Sliphera. Szybko jednak pojawiło się zirytowanie wśród niektórych uczonych. Einstein był zaniepokojony kosmosem, który poddany jest ekspansji, ponieważ wskazywało to, że świat ma początek. W liście do De Sittera napisał: Ewentualność rozszerzającego się wszechświata irytuje mnie.

Jest to ciekawie emocjonalny język przy dyskutowaniu o formułach matematycznych. Podejrzewam, że idea początku w czasie tak denerwowała Einsteina, ponieważ ma ona implikacje teologiczne. Niemiec posiadał swoje dobrze wyrobione zdanie na temat Boga. Nie traktował Go jednak jako Stwórce. Dla Einsteina prawa natury i porządek były niejako Bogiem czy Jego emanacją.

Na początku lat 20 XX wieku Edwin Hubble i Milton Humason zaczęli śledzić prace Sliphera. Używali do tego teleskopu na Mount Wilson, Kalifornia. Później zmierzyli się z problemem używając niemal dwukrotnie większy teleskop (100-inch) – wówczas największy na świecie. Hubble i Humanson zmierzyli prędkości i odległości wielu galaktyk, które były zbyt nikłe, aby zostać dostrzeżone przez mniejsze instrumenty Slithera. Potwierdzili odkrycie tego ostatniego; wszystkie galaktyki oddalały się od nas z ogromnymi prędkościami. Niektóre nawet w tempie 100 milionów mil na godzinę.

W 1929 roku Edwin stworzył tzw. prawo Hubble’a: Im dalej dana galaktyka się znajduje, tym z większą prędkością się porusza. Takie samo prawo zostało przewidziane przez teorię względności Einsteina. Ich zgodność wywarła ogromne wrażenie na astronomach.

Einstein opierał się jednak nowym odkryciom aż do 1930 roku, kiedy to odwiedził Hubble’a na Mount Wilson Observatory w Pasadenie. Wtedy to przyjrzał się instrumentom Hubble’a, spojrzał przez jego teleskop i został przekonany. Teraz, kiedy to dowody wskazywały, na to, że wszechświat ma początek, tylko nieliczni naukowcu śmiali spytać: Co takiego miało miejsce przed początkiem? Inni pytali jeszcze śmielej: Kto jest Pierszym Poruszycielem? Brytyjski teoretyk Edward Milne napisał matematyczną rozprawę dotyczącą kinematic relativity którą – w świetle ekspansji kosmosu – zakończył słowami: Pierwsza przyczyna wszechświata została zostawiona do wskazania przez czytelnika. Nasz obraz jest jednak niekompletny bez Niego.

Jak by nie było poglądy większości fizyków i astronomów były bliskie pewnemu teologowi, który na pytanie: Co robił Bóg zanim stworzył niebo i ziemię, odpowiedział: Tworzył piekło dla ludzi zadającym takie pytania jak to. Faktem jest, że niektórzy prominentni uczeni – w związku z rozszerzającym się wszechświatem – zaczęli odczuwać irytację podobną do tej, którą czuł Einstein.

Decydujący cios. W roku 1965, Arno Penzias i Robert Wilson z Bell Laboratories odkryli, że Ziemia jest „skąpana” w nikłym poblasku promieniowania, które zdawało się docierać do nas z każdego kierunku niebios. Pomiary wskazały, że Ziemia nie mogła być źródłem tej radiacji. Nie mogło być też żadne inne ciało niebieskie. Cały świat wydawał się być jego źródłem.

Wspomnianych dwóch fizyków, zdumionych swoim odkryciem, nie zrozumiało od razu, że natknęli się na odpowiedź na jedno z tajemnic kosmosu. Naukowcy, którzy wierzyli w prawdziwość teorii Big-Bang, już od dłuższego czasu utrzymywali, że wszechświat w pierwszych chwilach swojego istnienia musiał przypominać białą-gorącą ognistą kulę. Stopniowo, wraz z ekspansją i spadkiem temperatury, ognista kula stawałaby się mniej jasna. Jej promieniowanie jednak nigdy do końca nie zniknęłoby. To był rozproszony blask tej starożytnej radiacji, datowany na sam początek wszechświata, który Penzias i Wilson mieli właśnie odkryć.

Decydującym argumentem, który przekonał niemal każdego wątpiącego Tomasza do teorii Wielkiego Wybuchu, jest to, że promieniowanie odkryte przez naszych fizyków ma dokładnie wzór i długość fal jakie oczekuje się od światła i gorąca powstałego w wielkiej eksplozji.

Komitet powitalny. Teologowie ogólnie rzecz biorąc są zadowoleni na myśl o dowodach wskazujących na to, że wszechświat ma początek. Astronomowie są jednak zadziwiająco przygnębieni. Ich reakcje ciekawie pokazują odpowiedz naukowego umysłu na odkrycie naukowe będące w konflikcie z tym, w co człowiek wierzy. Kilka lat temu BBC pokazała film traktujący o kosmologii. Astronom Philip Morrison z M.I.T. powiedział: Chciałbym odrzucić teorię Big-Bang. Muszę jednak zmierzyć się z faktami.

Ta reakcja i podobne u innych astronomów mają dziwne brzmienie uczuć i emocji. Pochodzi ona bowiem z serca, choć należałoby się spodziewać osądu płynącego z mózgu. Dlaczego?

Myślę, że częściową odpowiedzią jest to, że naukowcy nie mogą znieść myśli, że istnieje coś w naturze, co nigdy nie będzie mogło być wyjaśnione. Jest pewna religia w nauce. Jest to religia osoby, która wierzy, że każde zdarzenie we wszechświecie może zostać wyjaśnione w racjonalny sposób jako skutek innego, wcześniejszego zdarzenia. Ta wiara jest naruszona przez odkrycie, że świat ma początek w warunkach, w których znane nam prawa fizyki nie obowiązują, i jako produkt sił, których nie możemy odkryć. Kiedy to się dzieje naukowiec traci kontrolę. Reaguje poprzez ignorowanie implikacji lub przez trywializację nazywając to prześmiewczo Big-Bang*, tak jakby wszechświat był jakąś petardą.

Rozważ wielkość problemu. Nauka udowodniła, że wszechświat pojawił się w wyniku eksplozji w konkretnym momencie. Od razu pojawia się pytanie: Co spowodowało ten efekt? Kto lub co włożyło materię i energię tworząc wszechświat? Czy kosmos został stworzony z niczego? Czy powstał z wcześniej już istniejących materiałów? Nauka nie może odpowiedzieć na te pytania, ponieważ w pierwszych chwilach istnienia, wszechświat był skompresowany do niewyobrażalnego stopnia i rozgrzany do temperatury przekraczającej ludzką wyobraźnię. Wstrząs tej chwili musiał zniszczyć każdy strzęp dowodu, który mógł by dać nam wskazówkę odnośnie przyczyny wielkiej eksplozji.

Rozwój wypadków był nieoczekiwany dla wszystkich z wyjątkiem teologów. Oni zawsze akceptowali pierwsze słowa Biblii: Na początku Bóg stworzył niebo i ziemię. My naukowcy nie spodziewaliśmy się jednak znaleźć dowodu dla nagłego początku, ponieważ jak do tej pory bez problemu udawało nam się śledzić wstecz cały łańcuch przyczyna-skutek. Byliśmy zdolni do połączenia pojawienia się człowieka na tej planecie z wcześniejszymi etapami rozwoju życia na Ziemi. Zrozumieliśmy jak powstały w gwiazdach (dawno już nie istniejących) składniki chemiczne potrzebne do życia. Zrozumieliśmy formację tych gwiazd ze
wcześniejszych mgieł gazu, a także ekspansję i stygnięcie pierwszej chmury gazów z początkowej kuli ognia.

Teraz z kolei chcielibyśmy popchać nasze odkrycia jeszcze dalej w przeszłość. Bariera jednak wydaje się nie do przebycia. Dla naukowca, który żył z wiarą w siłę rozumu, historia kończy się jak zły sen. Pokonał góry ignorancji; właśnie ma podbić najwyższy szczyt; a po tym jak ostatni kamień ma za sobą jest witany przez grupę teologów, którzy siedzieli tam przez wieki.

Robert Jastrow – Czy Astronomowie odkryli Boga? – New York Times Magazine 1978

Reklamy

Możliwość komentowania jest wyłączona.