Rys. 7.2.jpg

Hugh Ross
Stwórca i Kosmos [*]

ROZDZIAŁ SIÓDMY
LIKWIDACJA LUK: RUNDA PIERWSZA (dok.)

Wszechświat stanu quasi-stałego

Jak zauważono w książkach astronomów zarówno chrześcijańskich [150]], jak i niechrześcijańskich [151], a nawet samych zwolenników modeli stanu stacjonarnego [152], modele te zostały zdecydowanie obalone wskutek postępu obserwacji. Oprócz opisanych już w tym rozdziale niepowodzeń, ustalone cechy kosmicznego promieniowania tła, dane o obfitości pierwiastków, zgodnie z upływem czasu rozproszenie galaktyk, miara entropii kosmicznej i przyspieszająca ekspansja Wszechświata wyraźnie są niezgodne z teorią, że żyjemy we wszechświecie stanu stałego.

ramka
EWOLUCJA JAKO DOWÓD NA STWORZENIE

Poza naukami fizykalnymi, a zwłaszcza w naukach biologicznych, ewolucję postrzega się jako przeciwieństwo stworzenia. Obserwując zderzenie modeli stanu stacjonarnego z modelem Wielkiego Wybuchu jesteśmy jednak świadkami oczywistego paradoksu – że mianowicie nowe fakty świadczące o ewolucji wszechświata w rzeczywistości pokazują, że wszechświat został stworzony w stosunkowo niedawnej przeszłości.

W naukach fizykalnych ewolucję zazwyczaj definiuje się jako zmianę zachodzącą w czasie. Taka definicja jest teologicznie neutralna. Nie twierdzi sie tu, że obserwowane zmiany zachodzą naturalnie czy wskutek działania nadprzyrodzonych sił. Przy takim rozumieniu słowa „ewolucja” Biblia jest „ewolucyjna” w swoim nauczaniu o stworzeniu, ponieważ przedstawia opis stworzenia jako chronologiczny ciąg zmian zachodzących w czasie – opisuje trzynaście wydarzeń związanych ze stworzeniem ułożonych w sekwencję sześciu dni stworzenia.

Według modeli stanu stacjonarnego do wyjaśnienia naszego istnienia nie było konieczne żadne osobiste zaangażowanie Boga. Kosmologia stanu stacjonarnego głosi, że wszechświat nie ewoluuje i że istnieje nieskończenie długo. W tym ujęciu w sprzyjających warunkach naturalnych zdarzenia losowe mogły zachodzić nieskończoną liczbę razy, co wyjaśnia złożenie się atomów w organizmy żywe.

Ale dowody obserwacyjne wskazują, że wszechświat ewoluował, i to znacząco, od początku, jaki miał miejsce zaledwie niewiele miliardów lat temu. [153] Zatem naszego istnienia nie można przypisać szczęśliwemu losowi w królestwie przyrody (z nieskończoną liczbą prób). Co więcej, teoria Wielkiego Wybuchu pokazuje, że przyczyna wszechświata jest funkcjonalnie równoważna biblijnemu Bogu, Istocie istniejącej poza materią, energią, przestrzenią i czasem kosmosu (patrz rozdziały 9 i 10).
koniec ramki

Ale zamiast uznać istnienie Istoty stojącej za kosmicznym początkiem, zwolennicy teorii stanu stacjonarnego zmodyfikowali swoje modele w coś, co nazywają wszechświatem w stanie quasi-stacjonarnym. Nowa materia nie ma teraz powstawać w każdym miejscu wszechświata, ale w modelu stanu quasi-stacjonarnego nowa materia jest stwarzana sporadycznie w jądrach dużych aktywnych galaktyk (czyli galaktyk, w których mają miejsce eksplozje). [154]

W przeciwieństwie do interpretacji związanej z teorią Wielkiego Wybuchu, zwolennicy stanu quasi-stacjonarnego zastępują pojedynczy, pierwotny fireball, powstały w wyniku transcendentnego stworzenia około 15 miliardów lat temu, wieloma „pierwotnymi” fireballami, które co jakiś czas powstałyby w wyniku naturalnego stworzenia i wyrzucenia materii z centrów dużych galaktyk. Tradycyjnie twierdzono, że w jądrach dużych galaktyk istnieją czarne dziury, które zasysają otaczającą materię. Ale zwolennicy kosmologii stanu quasi–stacjonarnego twierdzą, że te jądra raczej wyrzucają materię w wyniku jakiegoś ukrytego mechanizmu naturalnego stwarzania. Kwazary w tym ujęciu nie byłyby bardzo odległymi superenergetycznymi galaktykami, ale raczej stosunkowo bliskimi gorącymi punktami wyrzucanymi z regularnych galaktyk. W modelu quasi-stacjonarnym, mimo że wszechświat stale się rozszerza, utrzymuje on mniej więcej tę samą gęstość dzięki nowo stwarzanej materii wypełniającej puste przestrzenie, jakie powstają w wyniku kosmicznej ekspansji. Podobnie jak było w modelu stanu stałego, wszechświat miałby nieskończoną przeszłość.

Obalenie kosmologii stanu quasi-stacjonarnego

Rzeczywiście obok obrazów galaktyk pojawia się wiele obrazów kwazarów. Jednak tego właśnie należy się spodziewać we wszechświecie Wielkiego Wybuchu. Ponieważ Wszechświat ma zaledwie 15 miliardów lat, galaktyk na pierwszym planie jest tak wiele w polu widzenia, że nieuniknione jest pojawianie się obok nich kwazarów występujących w tle. Nie jest już też prawdą, że obserwacje kwazarów pojawiają się jedynie jako bardzo jasne punkty świetlne. Wraz z pojawieniem się teleskopów tak potężnych jak 400-calowy teleskop Kecka, astronomowie byli w stanie wykryć słabe smugi części galaktyk otaczających kwazary. Zatem kwazary nie są izolowanymi źródłami punktowymi. Najwyraźniej są jądrami ogromnych galaktyk w ich wczesnych, formujących się stadiach.

Astronomowie przyjmujący teorię Wielkiego Wybuchu wywnioskowali, że kwazary to gigantyczne czarne dziury znajdujące się w centrach nadolbrzymów galaktyk, a ich „paliwem” są ogromne ilości gazu zasysanego do tych czarnych dziur. Gdy wszechświat się rozszerza, a galaktyki nie są już tak stłoczone, ilość gazu w nadolbrzymie osiąga szczyt gdzieś pomiędzy niemowlęctwem galaktyki a jej wczesną dojrzałością. Problem polega jednak na tym, że niektóre kwazary są tak potężne, że nawet maksymalna ilość gazu w galaktyce nadolbrzyma nie dostarczyłaby mu wystarczającej ilości paliwa. Aby uzyskać moc obserwowanych poziomów kwazara, młoda galaktyka nadolbrzym musiałaby kraść mnóstwo gazu z pobliskich galaktyk.

Według ostatnich zdjęć z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, ten drugi scenariusz dokładnie opisuje to, co się rzeczywiście dzieje. Na rycinie 7.2 widzimy, jak jedna duża galaktyka zderza się z nadolbrzymem z prędkością około miliona mil na godzinę. To zderzenie zapewnia cały gaz potrzebny do utrzymania mocy kwazara w jądrze nadolbrzyma. [155]

Rysunek 7.2 (parz załączniki): Zdjęcia nowo narodzonych kwazarów z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Na zdjęciu po lewej duża galaktyka (w środku) zderza się z galaktyką nadolbrzymem (na dole) z prędkością około miliona mil na godzinę.

We wszechświecie Wielkiego Wybuchu spodziewamy się, że młode galaktyki będą upakowane ściślej niż obecnie [ponieważ obserwujemy je w takim stanie, w jakim były miliony i miliardy lat temu, gdy wszechświat był mniejszy – przyp. tłum.]. Obrazy z Teleskopu Kosmicznego Hubble'a potwierdzają to ściślejsze upakowanie. [156] Dlatego spodziewamy się, że kwazary były najliczniejsze, gdy Wszechświat liczył sobie kilka miliardów lat.

W szczególności należy się spodziewać, że obecnie, ponieważ kwazary zużyły już zbyt dużo gazu, nie istnieją żadne kwazary w bliskiej odległości odpowiadającej krótkim czasom podróży światła. W konsekwencji, w odległościach odpowiadających mniej więcej połowie wieku Wszechświata, kwazary powinny być już rzadkie. Jednak w odległościach odpowiadających około jednej piątej wieku wszechświata powinno ich być dużo. Wreszcie, w odległościach odpowiadających mniej więcej jednej dziesiątej wieku wszechświata, znowu powinny być rzadkie, a to dlatego, że podczas jednej dziesiątej kosmicznej historii mogły uformować się niewystarczające chmury skondensowanego gazu, aby podtrzymać funkcjonowanie więcej niż tylko nielicznych kwazarów.

Wiarygodne badania gęstości kosmicznej kwazarów zaczęto publikować w latach 1994, 1995 i 1996. Badania te potwierdziły przewidywania teorii Wielkiego Wybuchu, jednocześnie zaprzeczając przewidywaniom kosmologii stanu quasi-stacjonarnego. [157] Od tego czasu nowsze obserwacje znacznie zwiększyły wagę danych empirycznych przemawiających za teorią Wielkiego Wybuchu i przeciw kosmologii stanu quasi-stałego. [158]

Zwolennicy stanu quasi-stacjonarnego muszą zaprzeczać istnieniu gigantycznych czarnych dziur w jądrach gigantycznych aktywnych galaktyk. Podczas gdy od dwóch dekad obserwacje astronomów wykazują, że w jądrach gigantycznych galaktyk muszą istnieć supermasywne, superskondensowane obiekty, nie byli w stanie jednoznacznie udowodnić, że są to czarne dziury. Zmieniło się to ostatnio, gdy naukowcy znaleźli sposób na zmierzenie prędkości wirowania w wewnętrznych obszarach otaczających takie superskondensowane ciała. Te zmierzone prędkości są bliskie jednej trzeciej prędkości światła. Taki wynik można wyjaśnić tylko wtedy, gdy te superskondensowane ciała są czarnymi dziurami o masach przekraczającymi milion mas Słońca. [159]

Zwolennicy kosmologii stanu quasi-stacjonarnego posuwają się do skrajności, argumentując, że przesunięcie linii widmowych kwazarów w kierunku większych czyli bardziej czerwonych długości fal nie oznacza, że kwazary znajdują się w dużych odległościach. (Przypominam, że w modelu Wielkiego Wybuchu przesunięcie ku czerwieni jest wskaźnikiem odległości, więc im większe przesunięcie ku czerwieni, tym większa odległość). Twierdzą oni, że wielkie prędkości, na co wskazuje redshift kwazarów, jest skutkiem wyrzucania ich z jąder galaktyk, a nie z kosmicznej ekspansji wywołanej przez Wielki Wybuch. Chociaż bardzo niewielu astronomów kiedykolwiek zaakceptowało to twierdzenie z powodów podanych powyżej, bezpośrednie obalenie wydaje się niemożliwe, biorąc pod uwagę ekstremalne odległości kwazarów sugerowane przez teorię Wielkiego Wybuchu. Problem polega na tym, że odległości kwazarów w modelu Big Bangu znajdują się poza zasięgiem wszelkich metod mierzenia odległości, za wyjątkiem tych, które oparte są na pomiarach przesunięć linii widmowych.

Ten impas dotyczący metod pomiaru odległości został jednak przełamany w czerwcu ubiegłego roku [czyli w 2000 roku]. Używając długości fal radiowych można połączyć nawet oddalone od siebie teleskopy budując interferometr o zdolności rozdzielczej równoważnej teleskopowi o średnicy 6 000 mil. Wykorzystując taki instrument zespół amerykańskich astronomów dokonał bezpośredniego pomiaru odległości kwazara 3C 279 stosując metodę trygonometryczną znaną geodetom. [160] Ustalili, że 3C 279 jest oddalony co najmniej 5,9 miliarda lat świetlnych. To dowodzi, że pochodząca z teorii Wielkiego Wybuchu interpretacja kwazarów jest poprawna, a interpretacja zbudowana na podstawie kosmologii stanu quasi-stacjonarnego jest błędna.

W modelu quasi-stacjonarnym cały hel we wszechświecie pochodzi ze spalania jądrowego, które ma miejsce wewnątrz gwiazd. Aby wyjaśnić całą obfitość helu, którą obserwujemy we wszechświecie, takie spalanie musi trwać co najmniej sto miliardów lat. Astronomowie nie widzą żadnych gwiazd ani galaktyk we wszechświecie starszych niż 14 miliardów lat. Co więcej, podczas gdy gwiazdy skutecznie rozprowadzają (poprzez eksplozje) pierwiastki cięższe od helu do ośrodka międzygwiazdowego, większość helu wytwarzanego przez gwiazdy pozostaje uwięziona w martwych gwiazdach. Stosunek ilości ciężkich pierwiastków do helu zarówno w ośrodku międzygwiazdowym, jak i międzygalaktycznym jest zgodny z przewidywaniami teorii Wielkiego Wybuchu. Ale ten sam stosunek jest sprzeczny z modelem stanu quasi-stacjonarnego.

Można przytoczyć wiele innych obaleń modelu stanu quasi-stacjonarnego. Najważniejsze z nich to gęstość barionów (protonów i neutronów) we wszechświecie, [161] gęstość egzotycznej materii, [162] oraz cechy kosmicznego promieniowania tła. [163] Zdając sobie sprawę z tych wszystkich dowodów, trzej żyjący jeszcze orędownicy modelu quasi-stacjonarnego, [164] a mianowicie Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge i Jayant Narlikar, opublikowali niedawno ważną książkę. Jak na ironię, dalsze odkrycia dokonane od czasu oddania tej książki do druku zdecydowanie wykluczają możliwość istnienia wszechświata w stanie quasi-stacjonarnym.

Jedną z postaci modelu stanu stałego, którą astronomowie nadal poważnie rozważają, jest tak zwany model „wiecznej inflacji”. Ciągłe stwarzanie protonów i neutronów zostaje tu zastąpione ciągłym powstawaniem całych wszechświatów. Przypuszcza się w tym modelu, że wszechświaty Wielkiego Wybuchu spontanicznie pojawiają się jako rozszerzające się bąble w nieskończonej przestrzennie i wiecznej pianie czasoprzestrzeni podlegającej fluktuacjom kwantowym. Ten model jest podzbiorem modeli wielu wszechświatów. Zostaną one omówione w rozdziale 15 pod podtytułem „Nieskończoność wszechświatów?”

Filozoficzny koniec biegu

Klęska modelu stanu stałego i jego „potomka”, modelu stanu quasi-stacjonarnego, skłoniła nieteistycznych astronomów do najpierw chwilowego lamentu, a potem do wyrażenia nowo odkrytej nadziei. Prestiżowe brytyjskie czasopismo Nature opublikowało oświadczenie fizyka, Johna Gribbina:

Największy problem z teorią Wielkiego Wybuchu, mówiącą o pochodzenia Wszechświata, jest filozoficzny – może nawet teologiczny – co było przed tym Wybuchem? Już sam ten problem wystarczył, aby nadać wielki początkowy impet teorii stanu stałego; ale teoria ta obecnie jest, niestety, w konflikcie z obserwacjami. Najlepszym sposobem na obejście tej trudności jest model, w którym wszechświat rozszerza się od osobliwości [tj. początku], potem ponownie się zapada, i cykl ten powtarza się w nieskończoność. [165]

Gribbin zasygnalizował tym samym zmianę kierunku poszukiwań dla tych, którzy chcą znaleźć jakiś sposób na obejście transcendentnego kosmicznego stworzenia, które miało miejsce zaledwie 15 miliardów lat temu.

Przypisy:
[*] Oryginał: Hugh Ross, Ph.D., The Creator and the Cosmos, NavPress, Bringing Truth to Life, third expanded edition, Colorado Springs, Colorado 2001, s. 80–85. Z jęz. ang. tłum. Kazimierz Jodkowski.
[150] Ross, The Fingerprint of God, 2nd ed., s. 69–96.
[151] Robert Jastrow, God and the Astronomers, 2nd ed., W.W. Norton, New York 1992, 67–85.
[152] Fred Hoyle, Geoffrey Burbidge, and Jayant V. Narlikar, A Different Approach to Cosmology, Cambridge University Press, Cambridge, UK 2000, s. 65–115.
[153] Jednym z bardziej spektakularnych dowodów na starzenie się Wszechświata w czasie było ogłoszone niedawno odkrycie dokonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a (Mark A. Stein, „Hubble's Galaxy Photos Show Universe in Flux”, Los Angeles Times 2 grudnia 1992, s. B1, B4). Zespół kierowany przez astronoma Alana Dresslera odkrył, że dla gromady galaktyk odległej o cztery miliardy lat świetlnych (a więc cztery miliardy lat młodszej od naszej) stosunek młodszych (o kształcie spiralnym) galaktyk do starszych (o kształcie eliptycznym) był około sześć razy wyższy niż dla naszej własnej gromady galaktyk. Więcej szczegółów patrz w moim artykule „Galaxy Formation Supports Creation” zamieszczonym w kwartalnym biuletynie organizacji Reasons to Believe, Facts & Faith, Spring 1993, s. 2–3. Aby zapoznać się z przypisami bibliograficznymi dotyczącymi dodatkowych danych empirycznych świadczących o ewolucji wszechświata patrz Ross, The Fingerprint of God..., s. 81–82, 93–94.
[154] Hoyle, Burbidge, and Narlikar, A Different Approach..., s. 107–337.
[155] Gretchen Vogel, „Hubble Gives a Quasar House Tour”, Science 1996, vol. 274, s. 1468.
[156] Faye Flam, „The Space Telescope Spies on Ancient Galaxy Menageries”, Science 1994, vol. 266, s. 1806; Hugh Ross, „Hubble Space Telescope Captures Infancy of Cosmos”, Facts & Faith, vol. 9, no. 2, 1–2.
[157] S.J. Warren, P.C. Hewett, and P.S. Osmer, „A Wide-Field Multicolor Survey for High-Redshift Quasars, z ≥ 2.2. III. The Luminosity”, Astrophysical Journal 1994, vol. 421, s. 412–433; M. Schmidt, D.P. Schneider, and J.E. Gunn, „Spectroscopic CCD Surveys for Quasars at Large Redshift. IV. Evolution of the Luminosity Function From Quasars Detected by Their Lyman-Alpha Emission”, Astronomical Journal 1995, vol. 110, s. 68–77; J.D. Kennefict, S.G. Djorgovski, and R.R. de Carvalho, „The Luminosity Function of z > 4 Quasars from the Second Palomar Sky Survey”, Astronomical Journal 1995, vol. 110, s. 2553–2565; J.P. Ostriker and J. Heisler, „Are Cosmologically Distant Objects Obscured by Dust: A Test Using Quasars”, Astrophysical Journal 1984, vol. 278, s. 1–10; P.A. Shaver et al., „Decrease in the Space Density of Quasars at High Redshift”, Nature 1996, vol. 384, s. 439–441; B.J. Boyle and T. di Matteo, „Limits of Dust Obscuration in QSOs”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 1995, vol. 277, s. L63–L66; Patrick S. Osmer, „The Sharp End of Quasars”, Nature 1996, vol. 384, s. 416.
[158] G.S. Wasserburg and Y.-Z. Qian, „A Model of Metallicity Evolution in the Early Universe”, Astrophysical Journal Letters 2000, vol. 538, s. L99–L102.
[159] G.S. Bisnovatyi-Kogan, „At the Border of Eternity”, Science 1998, vol. 279, s. 1321.
[160] D.C. Homan and J.F.C. Wardle, „Direct Distance Measurements to Superluminal Radio Sources”, Astrophysical Journal 2000, vol. 535, s. 575–585.
[161] Abraham Loeb and Eli Waxman, „Cosmic γ-Ray Background from Structure Formation in the Intergalactic Medium”, Nature 2000, vol. 405, s. 156–158; A. Melchiorri et al., „A Measurement of Ω from the North American Test Flight of Boomerang”, Astrophysical Journal Letters 2000, vol. 536, s. L63–L66; M. Fukugita, C.J. Hogan, and P.J.E. Peebles, „The Cosmic Baryon Budget”, Astrophysical Journal 1998, vol. 503, s. 518–530; Bo Qin and Xiang-Ping Wu, „Baryon Distribution in Galaxy Clusters as a Result of Sedimentation of Helium Nuclei”, Astrophysical Journal Letters 2000, vol. 529, s. L1–L4; Sean G. Ryan et al., „Primordial Lithium and Big Bang Nucleosynthesis”, Astrophysical Journal Letters 2000, vol. 530, s. L57–L60.
[162] S. Perlmutter et al., „Measurements of Ω and ∧ from 42 High-Redshift Supernovae”, Astrophysical Journal 1999, vol. 517, s. 565–586; Mechiorri et al., „A Measurement of Ω...”, s. L63–L66; P. deBernardis et al., „A Flat Universe from High-Resolution Maps of the Cosmic Microwave Background Radiation”, Nature 2000, vol. 404, s. 955–959; R.G. Carlberg et al., „The ΩM -Ω∧ Dependence of the Apparent Cluster Ω”, Astrophysical Journal 1999, vol. 516, s. 552–558; Aaron D. Lewis, E. Ellington, Simon L. Morris, and R.G. Carlberg, „X-Ray Mass Estimates at z ~ 0.3 for the Canadian Network for Observational Cosmology Cluster Sample”, Astrophysical Journal 1999, vol. 517, s. 587–608.
[163] J.C. Mather et al., „Measurement of the Cosmic Microwave Background Spectrum by the COBE FIRAS Instrument”, Astrophysical Journal 1994, vol. 420, s. 439–444; deBernardis et al., „A Flat Universe...”, s. 955–959.
[164] Hoyle, Burbidge, and Narlikar, A Different Approach...
[165] John Gribbin, „Oscillating Universe Bounces Back”, Nature 1976, vol. 259, s. 15–16.