Nieskończoność światów. Kosmiczna inflacja i początek Wszechświata

Autor: Will Kinney

• Szczegółowe informacje
• Informacje dot. wydania

• Tłumaczenie: Urszula Seweryńska, Mariusz Seweryński
  Tytuł oryginalny: An Infinity of Worlds. Cosmic Inflation and the Beginning of the Universe
  Wydawnictwo: Prószyński i s-ka
  Seria: Na ścieżkach nauki
  Konsultacja naukowa: brak
  Data wydania: 2023
  ISBN: 9788382953824, 9788383525297(ebook)
• Wydanie: papierowe, ebook (mobi, epub)
  Oprawa: miękka
  Format: 142 x 202 mm
  Liczba stron: 224

Will Kinney jest profesorem fizyki na Uniwersytecie w Buffalo. Absolwent Uniwersytetu Princeton i Uniwersytetu Kolorado. W swoich badaniach skupia się na kosmicznej inflacji, a także ciemnej materii i energii.o autorze

Każdy naukowiec potrzebuje potwierdzenia, że to, co robi, ma sens; że wzbudza zainteresowanie jego kolegów po fachu (a czasem nawet szerszego kręgu pasjonatów nauki); że prowadzi do ciekawych odkryć; że otwiera nowe, nieznane wcześniej wrota, o których istnieniu nie śnili nawet filozofowie. W przypadku wielu dyscyplin naukowych i specjalizacji w ich zakresie nie stanowi to wielkiego problemu. Nawet mała cegiełka dokłada coś do gmachu naszej wiedzy (z rzadka jedynie stając się fundamentem czegoś większego). Są jednak i takie pola działalności naukowej, gdzie gra idzie o największą stawkę. Zwycięzca zgarnia wszystko, pokonani odchodzą z niczym. Nawet mniej niż z niczym, dożyć mogą momentu, w którym okazuje się, że to, czemu poświęcili całe życie, nie ma sensu, w żaden sposób nie przybliżyło nas do lepszego zrozumienia rzeczywistości, było ślepą uliczką. Takim właśnie rodzajem uprawiania nauki jest fizyka teoretyczna, szczególnie poszukiwanie tzw. teorii wszystkiego, połączenia mechaniki kwantowej i teorii grawitacji Einsteina w jeden spójny opis matematyczny. Ma ona pomóc nam zrozumieć nie tylko wnętrza czarnych dziur, ale przede wszystkim moment narodzin Wszechświata. Im dalej w jego przeszłość sięgamy, tym mniej pewni jesteśmy tego, co się wówczas działo, a co za tym idzie, nie potrafimy powiedzieć, dlaczego właściwie Kosmos jest taki, jakim obserwujemy go dziś.

Na razie (bądźmy optymistami!) nie wiemy, dlaczego Wszechświat jest płaski, jednorodny (przynajmniej w dużych skalach) i nie ma w nim monopoli magnetycznych. Jedną z hipotez tłumaczących te tajemnice jest zaproponowana na początku lat 80. przez Alana Gutha teoria inflacji (równolegle podobne pomysły wysunęli też Aleksiej Starobinski i Andrei Linde). W największym skrócie, niedługo po swoich narodzinach Wszechświat błyskawicznie napuchł, wielokrotnie zwiększając swoją objętość. Potem epoka inflacji skończyła się i dalsze rozszerzanie się Kosmosu było już spokojniejsze. Alan Guth już witał się nawet z Nagrodą Nobla, gdy w 2014 roku zespół BICEP2 ogłosił, że odkrył w kosmicznym promieniowaniu tła ślady, które zostawiła na nim właśnie inflacja. Wkrótce okazało się jednak, że sygnał był efektem działania galaktycznego pyłu (z prochu powstałeś, w proch…). Marzenia o Nagrodzie Nobla trzeba było odłożyć na półkę. Brak jednoznacznych dowodów na prawdziwość teorii inflacji nie zraża jednak dziesiątków, jeśli nie setek fizyków, którzy rozwijają ten pomysł. Jednym z nich jest Will Kinney, autor Nieskończoności światów. Kosmicznej inflacji i początków Wszechświata.

Pierwsze rozdziały to wprowadzenie do tego, co wiemy o Wszechświecie i jego ewolucji. Najpierw dowiadujemy się, z czego się składa (materii świecącej, ciemniej materii, ciemnej energii), a potem jak ewoluował, poznając tzw. model Lambda-CDM. Autor jasno wskazuje, że choć jest on wielkim osiągnięciem kosmologii, model ten jest co najmniej niekompletny. Nie tłumaczy choćby tych kwestii, od których zacząłem poprzedni akapit. W rozdziale 4 Kinney opisuje to, w jaki sposób teoria inflacji uzupełnia braki modelu Lambda-CDM. W kolejnym zaś opisuje, w jaki sposób teoria ta tłumaczy istnienie drobnych niejednorodności w pierwotnej „zupie kosmicznej”, które w konsekwencji doprowadziły do powstania gwiazd, galaktyk i innych kosmicznych struktur. Dalej dowiadujemy się, jak przewidywania tej teorii można przetestować. Następnie czytamy o teorii strun i zasadzie antropicznej. Na szczęście ten drugi temat autor szybko sprowadza do mało naukowych bajań.

Książka ta w przystępny sposób tłumaczy zawiłości teorii inflacji, a jej autor skrzętnie wyjaśnia, skąd wziął się pomysł i jakie problemy w kosmologii rozwiązuje. Jest przy tym przekonany, że hipoteza ta prędzej czy później znajdzie obserwacyjne potwierdzenie. Nie wszyscy podzielają ten optymizm. Według części fizyków teoria inflacji cierpi na tę samą przypadłość, co teoria strun – istnieje tyle jej wersji, że nie sposób ich nawet ogarnąć ludzkim umysłem. Która z nich miałaby być tą prawdziwą i dlaczego? Czy czasem nie jest to tylko „przesuwanie” najważniejszych pytań na wyższy poziom, w istocie wcale nie odpowiadające na nie w satysfakcjonujący sposób?

Nieskończoność światów jest moim zdaniem przeznaczona dla bardziej zaawansowanego czytelnika, który zjadł już zęby na różnego rodzaju książkach popularnonaukowych z zakresu fizyki i kosmologii. Autor stara się bowiem wejść na tyle głęboko w teorię inflacji, na ile jest to możliwe w tak krótkim tekście. A choć ogólna koncepcja na pierwszy rzut oka nie wydaje się być przesadnie skomplikowana, jest to jednak złudne. Dlatego też książkę polecałbym weteranom literatury popnaukowej z dziedziny fizyki teoretycznej i kosmologii oraz studentom pierwszych lat fizyki: tym ostatnim w dalszym zgłębianiu tematu pomogą liczne odesłania do literatury naukowej. Tym pierwszym pomoże za to słowniczek pojęć umieszczony na końcu książki. Pochwalić należy też liczbę i jakość rycin, które ilustrują omawiane kwestie, pomagając lepiej zrozumieć przynajmniej część z nich.

Książka Nieskończoność światów. Kosmiczna inflacja i początki Wszechświata Willa Kinneya to lektura dla pasjonatów fizyki i kosmologii. Autor klarownie tłumaczy zawiłe koncepcje związane z teorią inflacji kosmicznej, jej genezą i wpływem na nasze zrozumienie Wszechświata. Myślę, że najwięcej z obcowania z nią wyniosą czytelnicy doświadczeni w literaturze popnaukowej z dziedziny fizyki teoretycznej i kosmologii, a także początkujący studenci fizyki i astronomii. Tekst zawiera wiele odniesień do literatury naukowej, słowniczek pojęć i ilustracje, ułatwiające zrozumienie omawianych zagadnień.