Ukrywanie skazy w teorii kwantowej

W „Równaniu Diraca i morzu ujemnej energii”⁷⁵ (piszący o sobie w trzeciej osobie) D.L. Hotson przedstawia następującą historią zatajania faktów:

 

...Niestety, nie mógł oprzeć się pokusie zadawania niewygodnych pytań. Jego profesorzy nauczali, że od będącej fundamentem fizyki zasady zachowania masy i energii nie ma odstępstw. W „wytwarzaniu par” foton o energii co najmniej 1,022 MeV „tworzy” parę elektron-pozytron, której każdy ze składników posiada energię spoczynkową 0,511 MeV z nadmiarem będącym pędem „stworzonej” pary. Można by więc sądzić, że zasada zachowania nie została naruszona.

Ale „wykreowany” elektron i pozytron posiadają spiny (pęd kątowy) o energii h/4π. Przy dowolnym założeniu dotyczącym wielkości elektronu i pozytronu, oznacza to istnienie większej energii od tej, której dostarczył foton w momencie „kreacji”.

— Czyż moment pędu nie jest energią? — zapytał profesora.

— Oczywiście, że jest. Ten półcałkowity spin momentu pędu jest energią niezbędną dla elektronu do ustanowienia trwałej fali stojącej wokół protonu. Ma tu zastosowanie zasada wykluczania Pauliego warunkująca trwanie i stabilność całej materii. Można by powiedzieć, że jest to podstawowa przyczyna istnienia układu okresowego pierwiastków.

— Skąd więc bierze się ta energia? W jaki sposób „stworzony” elektron ma około szesnaście razy większą energię od fotonu, który rzekomo go „stworzył”? Czyż nie mamy tu do czynienia z ogromnym pogwałceniem podstaw fizyki?

— Spin momentu pędu traktujemy jako „inherentną własność” elektronu i pozytronu, a nie jako pogwałcenie zasady zachowania masy i energii.

— Ale to jest faktycznie energia, więc skąd się bierze?

— O „inherentnej własności” się nie mówi i ty też nie będziesz, jeśli chcesz ukończyć te studia — powiedział profesor. Później profesor odprowadził Hotsona na bok i oświadczył mu, że jego „nastawienie” zakłóca prowadzenie zajęć w całej grupie i że przy takim „nastawieniu” nie ma żadnych szans na ukończenie studiów z fizyki, więc niech „sobie oszczędzi kosztów”.

Ostatecznie Hotson skończył na Sorbonie, gdzie studiował francuską literaturę, aby zostać w końcu zawodowym geodetą.

 

SKANDAL Z „WIELKIM WYBUCHEM”

W kosmologię „Wielkiego Wybuchu” stworzoną na podbudowie ogólnej teorii względności wtłoczono ad hoc szereg zmiennych parametrów i założeń, tak aby teoria zgadzała się z wynikami obserwacji, takimi jak rozszerzanie się, założenie że większość masy wszechświata stanowi „czarna materia”, której nie da się wykryć, a która musi istnieć, ponieważ wymaga tego teoria „Wielkiego Wybuchu”, podobnie jak najnowszy obecnie szlagier w postaci „czarnej energii”.

Dwie spośród trzech osławionych „prognoz” teorii „Wielkiego Wybuchu” – obfitość światła i temperatura mikrofalowego tła – to w rzeczywistości swego rodzaju „retrognozy”, co oznacza, że w ich przypadku teoria zawiodła w ich prawidłowym ilościowym przewidywaniu, po czym skorygowano ją, tak aby pasowała do danych pochodzących z obserwacji.⁷⁶

Trzecia „konsekwencja” – ekspansja Hubble’a – jest, jak podkreśla od lat weteran astronomii Halton Arp, wyłącznie wytworem wyobraźni. Są liczne przykłady mocno przesuniętych ku czerwieni kwazarów, które są związane ze słabo przesuniętymi ku czerwieni galaktykami, poza tym jest też dowód, że przesunięcie ku czerwieni jest skwantyzowane. Astronomia nie dokonała jednak samokorekcji i jedynym uznaniem, jakie udało się Arpowi uzyskać ze strony naukowego establishmentu, było to, że został w dużej mierze, jeśli nie całkowicie,⁷⁷ odsunięty od możliwości publikowania prac w pismach naukowych oraz od prezentowania swoich poglądów na konferencjach. Co więcej, odmówiono mu również możliwości korzystania z teleskopu. Szczegółowy opis tej sprawy znaleźć można w Quasars, Redshifts, and Controversies (Kwazary, przesunięcia ku czerwieni i kontrowersje):⁷⁸

 

Około roku 1980 starałem się umówić na tenisa ze starym i cenionym przeze mnie przyjacielem z Caltechu, który od lat był moim oponentem w sprawie kwazarów. Był zakłopotany i starał się wykręcić od spotkania ze mną. Nazajutrz sześcioosobowy komitet przydzielający [czas obserwacji], którego był członkiem, przesłał mi nie podpisane pismo, w którym wyjaśniono mi, że moje badania zostały ocenione jako bezwartościowe i że mają zamiar odmówić mi przydziału czasu obserwacji...

Z dyrektorem mojego obserwatorium skontaktowali się dyrektorzy innych obserwatoriów oraz znani astronomowie, bardzo mocno popierając moje badania i przeciwstawiając się akcji komitetu przydzielającego [czas obserwacji], co więcej, wezwałem członków komitetu do debaty na temat aktualnych faktów naukowych, ale żadna z tych akcji nie zapobiegła nieuniknionemu ostatniemu aktowi. Moje obserwacje prowadzone za pomocą teleskopu w Palomar o średnicy 508 cm zostały przerwane w roku 1983 a w Las Campanas w roku 1984.

 

Arp znalazł naukowy azyl w Instytucie Astrofizyki im. Maxa Plancka w Monachium w Niemczech, gdzie umożliwiono mu kontynuację prac. Jednak nacisk nie ustał. W „Seeing Red: Redshifts, Cosmology and Academic Science” („Obserwowanie czerwieni – przesuniecie ku czerwieni i wiedza akademicka”) napisał:⁷⁹

 

„Jeszcze jeden odosobniony przypadek”. Oczy prześlizgują się po tym wyrażeniu, ponieważ chce się wiedzieć, czy recenzent zarekomenduje publikację. Odpowiedź brzmi: „nie do Astrophysical Journal Letters”. Przekaz ukryty za tym gładkim frazesem był jasny: „Bez względu na to, jak przekonywające są dane, możemy je zminimalizować i wyeliminować”. O jakie obserwacje chodziło tym razem? O dwa źródła promieniowania X [rentgenowskiego] będące niewątpliwie parą, które przesuwały się przez galaktykę dobrze znaną z jej erupcyjnego charakteru. W pracy donosiłem, że te dwa zwarte źródła wysokoenergetycznej emisji były kwazarami – wyglądającymi jak gwiazdy obiektami o znacznie większym przesunięciu ku czerwieni niż centrum galaktyki NGC4258. Najwyraźniej pochodziły z galaktyki wbrew wszelkim obowiązującym zasadom. Recenzent chytrze wzmiankuje, że „ponieważ nie są znane przypadki takich wewnętrznych, przesadnie przesuniętych ku czerwieni obiektów, autor powinien dołączyć do artykułu krótki opis teorii uzasadniającej taki przypadek”.

Momentalnie przeleciałem w myślach trzydzieści lat zbierania danych ignorowanych przez ludzi, którzy byli pewni swoich teoretycznych założeń. Gniew był jedynym uczuciem, jakie odczuwałem – był znacznie silniejszy od tego, jaki wywoływały „recenzje kolegów”, ponieważ to nie była moja praca. Nie musiałem powstrzymywać się i martwić, że ktoś zarzuci mi, iż moja reakcja była spowodowana przez zranioną własną dumę.

Jak się ta ostatnia potyczka zaczęła? Otóż kilka lat wcześniej do mojego gabinetu przyszedł astronom rentgenowski z mapą pola otaczającego NGC4258. Znajdowały się tam dwa rzucające się w oczy źródła promieniowania X połączone w poprzek jądra galaktyki. Zapytał mnie, czy nie wiem, gdzie mógłby dostać dobrą fotografię tego pola, aby sprawdzić, czy są tam jakieś obiekty optyczne, które można by zidentyfikować jako te źródła promieni X. Z wielką satysfakcją obróciłem swoje obrotowe krzesło w kierunku znajdujących się za moimi plecami półek i wyciągnąłem stamtąd jedno z najlepszych zdjęć tamtego obszaru. Wykonałem je mniej więcej dwanaście lat wcześniej za pomocą 4-metrowego teleskopu w Obserwatorium Kitt Peak...

Wolfgang Pietsch bardzo szybko odnalazł małą punktową korekturę pozycji satelitów i ustalił, że ta rentgenowska para pokrywała się z niebieskimi obiektami gwiezdnymi o pozornej wielkości 20-tego rzędu. W tym momencie doszedłem do wniosku z niemal absolutną pewnością, że te obiekty są kwazarami i raz jeszcze doświadczyłem uczucia euforii, którego doznaje się, kiedy spostrzega się drogę wiodąca ku innej przyszłości. Biorąc pod uwagę oczywistą naturę tych obiektów, uważałem, że Pietsch wykazał odwagę i naukową prawość, publikując następujący komentarz: „Jeśli związek tych źródeł z galaktyką jest rzeczywisty, to mogą być one bipolarnym wyrzutem z jej jądra”.

 

Następnie Arp opisuje, jak obstrukcje ze strony establishmentu opóźniały przez lata wykonanie potwierdzającej obserwacji.

 

Potem rozpoczął się kontredans wykrętów. Konieczne było uzyskanie optycznego spektrum niebieskich gwiezdnych kandydatów do potwierdzenia, że są kwazarami, i ustalenia ich przesunięcia ku czerwieni. Zapotrzebowano niewielki czas obserwacji na właściwym europejskim teleskopie, ale spotkano się z odmową. Pietsch unikał mojego wzroku, kiedy oświadczał mi: „Sądzę, że nie umotywowałem tego zbyt dobrze”. Dyrektor największego na świecie teleskopu w USA zażądał krótkiej obserwacji w celu uzyskania przesunięcia ku czerwieni i odmówiono mu. Dyrektor Instytutu Promieniowania X zażądał potwierdzenia i odmówiono mu.

W końcu po prawie dwóch latach, wykorzystując stosunkowo mały, 3-metrowy reflektor umieszczony na Mount Hamilton, E. Margaret Burbidge zarejestrowała widma obu kwazarów w zimową noc, mając w tle nocną poświatę dochodzącą z San Jose. Na szczęście, obowiązkowe odejście na emeryturę zostało zniesione w USA, dzięki czemu Margaret mogła nadal pracować w obserwatorium (pracowała w nim od ponad 50 lat). Oczywiście opinia recenzentów, z której skorzystałem, była skierowana przeciwko jej pracy, która donosiła o tej nowej, ważnej obserwacji. W swoim zdecydowanym i zarazem w wytwornym angielskim stylu, Margaret wycofała swoją pracę z Astrophysical Journal Letters i opublikowała ją w europejskim magazynie Astronomy and Astrophysics Letters.