rozdział II

2. DRUGI 0,761594 – 0,964027
2.1. Raport z rzeczywisto ci – z kim rozmawiamy oko
w oko (nadawanie i odbieranie informacji; ci g informacyjny
jako film o minionej rzeczywisto ci)
Skoro wykonali my ju pierwsze do wiadczenie z latark w piwnicy,
powinno by dla nas jasne, e wszystko, co widzimy w naszym otoczeniu
jest informacj , która dociera do naszych oczu kolejnymi porcjami
i z opó nieniem, a wi c z jakiej przeszło ci. Opó nienie to jest
oczywi cie praktycznie niezauwa alne na dystansach, z jakimi mamy do
czynienia w naszym, ziemskim wiecie. wiatło potrzebuje zaledwie
trzynastej cz ci sekundy, aby okr y cał nasz planet
wzdłu
równika – przy zało eniu, e byłoby skłonne uczyni dla nas tak
krzywoliniow podró . Tym bardziej wi c nie przeszkadza nam fakt, e
rozmawiaj c z listonoszem na ulicy, widzimy jego twarz w postaci od
jakiego czasu nieaktualnej (ten czas, to około 3 miliardowe cz ci
sekundy). Równie listonosz, patrz c nam prosto w oczy, widzi je
w postaci sprzed takiego samego odcinka czasu.
Wszyscy posługujemy si
widokami swych rozmówców
przesuni tymi w czasie wzgl dem oryginałów! Widokami, które min ły
si w locie, w połowie odległo ci mi dzy nami. Obrazy, jakie wokół
siebie widzimy, nie s wi c rzeczywisto ci . S opó nione o ułamki
sekund wzgl dem rzeczywistych zdarze , co oczywi cie w aden sposób
nie przeszkadza nam w sprawnym porozumiewaniu si , reagowaniu na
zmian wiateł sygnalizacyjnych czy te w wej ciu do wagonu metra tu
przed zamkni ciem drzwi. Nie przeszkadza nam to, poniewa tempo
zmienno ci zjawisk, rejestrowanych przez ludzkie zmysły jest około
miliard razy wolniejsze od tempa samego procesu przenoszenia
informacji drog wietln . Procesu, który jednak zachodzi na okre lonej
drodze fizycznej, mierzonej w metrach lub innych jednostkach długo ci.
Procesu, który zachodzi z pr dko ci najwy sz ze znanych nam
w przyrodzie – z pr dko ci wiatła.
Gdyby my byli zdolni do opuszczenia swojej ludzkiej klatki
percepcyjnej, zauwa yliby my bez trudu, e w wiecie fotonów czas nie
istnieje. B d c fotonem nios cym informacj – cz
zło onego obrazu –
29
ze ródła promieniowania do oka odbiorcy, pokonywaliby my przestrze
fizyczn z maksymaln , wyst puj c w przyrodzie pr dko ci . A to
oznacza, e nie mogliby my zauwa y jakiegokolwiek upływu czasu na
dowolnie długiej drodze! Czy zatem, stosuj c do wszystkich zjawisk
nasz lokaln skal czasu, nie popełniamy jakiego nadu ycia? Czy nie
jest to wyrazem antropoklatryzmu?
Wydaje si , e nie tylko popełniamy tutaj du
nieostro no ,
prowadz c do wielu pomyłek interpretacyjnych, ale te – patrz c
z wył cznie ziemskiego i wspólnego dla wszystkich ludzi punktu
widzenia – nie dostrzegamy rzeczywistej natury czasu.
Aby skutecznie porozumiewa si i współdziała ze sob nawzajem,
zbudowali my zegary z liniow podziałk , na której odmierzamy
upływaj ce sekundy, minuty i godziny, sumuj c je beztrosko w miesi ce
i lata, którym z kolei przyporz dkowujemy nast puj ce kolejno po sobie
wielko ci liczbowe. Takie post powanie dyktuj nam ziemskie wzgl dy
praktyczne. W ten sposób mo emy ł czy momenty wyst powania
zdarze ze wspóln i znan wszystkim ludziom skal oraz zapisa
czyteln dla wszystkich ziemian histori ludzi, narodów czy cywilizacji.
Ale te mo emy umawia si na spotkania w ci le okre lonym miejscu
i czasie – skoro miejsce w przestrzeni potrafimy zlokalizowa bez trudu,
a czas ma dla nas jeden, wspólny dla wszystkich wymiar i kierunek.
Jednak jest to spojrzenie wyj tkowe, całkowicie podporz dkowane
naszym zmysłom i codziennym do wiadczeniom. Czy mo emy stosowa
je bezkarnie do wszystkich skal i zjawisk? Aby rozwi za t zagadk ,
proponuj wróci do naszego znajomego listonosza na ulicy i zauwa y ,
jak wygl daj prawdziwe – zgodne z rzeczywisto ci – relacje pomi dzy
momentami powstawania odległych od nas w przestrzeni zjawisk a nami
jako odbiornikami informacji o tych zjawiskach. Zauwa ymy wówczas,
e ka dy odbiornik informacji wietlnej (obserwator) znajduje si
dokładnie w centrum własnego, trójwymiarowego obszaru
przestrzennego, którego granice okre lone s najbardziej odległymi
i widzialnymi punktami materii. Materii, od której odbija si wiatło,
pokonuj c ró nej długo ci drog , by w ko cu dotrze do jego oczu.
Odbieraj c informacje z otoczenia, wpuszczaj c ci le okre lone wi zki
fotonów do własnych oczu, stajemy si dla nich ko cowym etapem
podró y. To wła nie tutaj, we wn trzu naszych oczu, oddaj one
definitywnie swoj energi naszej siatkówce. I to wła nie tutaj,
30
w naszych oczach, ko czy si czas ich ycia (cho same tego stwierdzi
nie mog ).
Je li ródłem wiatła w ciemnej piwnicy jest latarka, a no nikami
wiatła s kł bki energii zwane fotonami, to dla ka dego pojedynczego
fotonu mo na wyznaczy moment jego narodzin – t1, moment dotarcia do
przeszkody i odbicia si od niej ci le w kierunku naszej renicy – t2 oraz
moment uderzenia w soczewk naszego oka – t3. Z punktu widzenia
obserwatora – odbiorcy informacji, wa ne s tylko dwa momenty:
moment oderwania si fotonu od powierzchni o wietlanej latark jako
chwila narodzin fotonu z konkretn informacj o miejscu zdarzenia, oraz
moment zako czenia podró y w naszym oku jako chwila jego
energetycznej mierci – przechwycenia tej energii przez mózg.
Rys. 2.1.1. „Fotografia” otoczenia obserwatora jako suma statycznych informacji
zarejestrowanych przez jego oko. Poszczególne elementy obrazu, trafiaj ce w jednym
czasie na siatkówk oka, faktycznie powstaj w ró nych odległo ciach, a wi c
i ró nych czasach poprzedzaj cych moment rejestracji. Kr ek w rodku rysunku
symbolizuje renic oka obserwatora, poprzez któr widzi on to, co zwykł nazywa
rzeczywisto ci .
31
Obraz, jaki rejestruj nasze oczy i zmysły, składa si z niezliczonej
liczby kolejno po sobie nast puj cych paczek energii, powi zanych
bezwładno ci
układu odbiorczego w jedn lini
wiatła. Paczek,
z których ka da zaczyna swój ziemski ywot na kilka miliardowych
cz ci sekundy przed jego sko czeniem w naszych oczach. I to wła nie
moment ko czenia tych podró y z ró nych kierunków jest dla
wszystkich paczek informacji-energii
jednakowy, a momenty ich
narodzin s ró ne! Sytuacj t przedstawiłem symbolicznie na rysunku
2.1.1, gdzie zaznaczyłem trzy przykładowe drogi promieni wietlnych
(linii wiatła), docieraj cych do centralnie umieszczonego oka
obserwatora z ró nych od niego odległo ci. Ka dy z tych promieni rodzi
si w czasie innym od pozostałych i biegnie niezale nie od nich.
Dopiero w jego oku spotykaj si one w jednym czasie i tworz pozornie
spójny, bo składaj cy si faktycznie z ró nych rzeczywisto ci, obraz.
Siatkówka naszych oczu jest wi c niczym innym tylko male kim
ekranem, na którym pozwalamy sobie wy wietla , w czasie czuwania (na
jawie), długi film o przeszło ci otaczaj cej nas rzeczywisto ci. Obsad
aktorsk w tym filmie jest całe nasze, ywe i realne s siedztwo, a jego
sceneri – otaczaj ca nas rzeczywisto . Film realizowany jest według
naszego własnego scenariusza, gdy to my operujemy jedyn , jak mamy
do dyspozycji, kamer – dwuobiektywowym urz dzeniem optycznym
w naszej głowie. W zasadzie praca operatora nie sprawia nam adnego
trudu, gdy znaczna cz
operacji technicznych jest realizowana
całkowicie automatycznie. Nie zastanawiamy si , na jak odległo
ustawi ogniskow naszych soczewek, by obraz na ekranach był ostry.
Nie my limy te o ustawianiu przysłony – czyni to za nas automat
w naszym mózgu, dynamicznie dopasowuj c rednic renic do aktualnej
luminancji filmowanych powierzchni. Równie sam proces rejestracji
informacji zachodzi poza nasz wiadomo ci . Okazuje si wi c, e nie
tylko realizujemy obowi zki scenarzysty i operatora naszych filmów, ale
te zasiadamy w fotelu re ysera decyduj c o tym, które z wykonanych
zdj
zostan
zachowane w archiwum naszej pami ci, które
wykorzystamy na bie co, a które całkowicie zignorujemy, bezpowrotnie
gubi c pozostałe po nich lady. Jedyn rzecz , jak w pewnej cz ci
robimy wiadomie jest kierowanie naszych soczewek w okre lone
miejsca, czasem wraz z towarzysz c temu uwag . Uznajemy bowiem
całkowicie subiektywnie, e to z tych miejsc dociera do nas najbardziej
istotna w danej chwili informacja.
32
Na szczególne podkre lenie zasługuj tu dwie cechy tego naszego
filmowego ycia. Ka dy, dosłownie ka dy „film”, jaki wy wietlamy
sobie dynamicznie na indywidualnych siatkówkach, jest relacj
z przeszło ci. No nikiem informacji jest tu bowiem zawsze i tylko
wiatło, którego pr dko w przestrzeni jest sko czona, a wi c no nik ten
potrzebuje sko czonego, według naszej miary, czasu na pokonanie drogi
mi dzy rzeczywistym obiektem lub konkretnym zdarzeniem a naszym
okiem. Drug cech tego spektaklu jest cz stotliwo
zmian
pojedynczych, statycznych jak fotografie klatek filmu, która jest tak
wielka, e nasze oczy odbieraj film jako całkowicie ci gły. Jak wiemy,
dla zachowania takiego efektu wystarczy, aby w prawdziwym kinie
projektor zmieniał obraz nie mniej ni 24 razy na sekund . Jako
realizatorzy i odbiorcy naszych własnych filmów – relacji
z rzeczywisto ci – nie mamy wpływu na cz sto zmiany klatek. Jest ona
cech samego no nika informacji – wiatła. A s to zmiany
niewyobra alnie szybkie – od 4,3 do 7,5 · 1014 zmian na sekund .
wiadcz o tym pomiary widma wiatła, gdzie poszczególnym
rejestrowanym przez nas kolorom odpowiadaj ró ne cz stotliwo ci
pulsowania energetycznych kł bków wiatła. Dzi ki temu na realnych
w naszym yciu dystansach w ogóle nie zauwa amy wpływu opó nienia,
jaki towarzyszy ogl danym przez nas obrazom. Jednak na niezauwa anie
czego mo emy sobie pozwala w naszym yciu potocznym, gdzie sami
ponosimy potem tego konsekwencje, wykłócaj c si , kto ma racj
w opisie obserwowanych zjawisk. Ignorowanie faktu subiektywizmu
naszych obserwacji jest z pewno ci do powszechne.
Sytuacja ta musi ulec zmianie, gdy nasze oczy skierujemy na obiekty
bardziej odległe, pozaziemskie
ródła informacji –
ródła
promieniowania wietlnego. Sko czona pr dko
wiatła sprawia, i
poszczególne chwile czasu ycia gwiazd uzyskuj w przestrzeni
pozaziemskiej bardzo konkretne i wyra nie si od siebie ró ni ce
lokalizacje, daj c nam powody do snucia rozwa a na temat budowy
wszech wiata i zachodz cych w nim przemian.
33
2.2. Drugie do wiadczenie z krainy wiatła (gwiazdy ródłami
informacji; klatki filmu z przeszło ci; wypełnienie przestrzeni
energi wiatła; g sto upakowany, energetyczny el fotonowy)
Maj c ju za sob wycieczk do piwnicy, mo emy wykona kolejny,
nieco podobny eksperyment my lowy. Tym razem wyjdziemy do parku,
aby w bezchmurn noc zaobserwowa pewne, zazwyczaj umykaj ce
naszej uwadze, cho absolutnie powszechne zjawisko.
Wiemy, e widoczne na niebie gwiazdy s odległymi przestrzennie
ródłami promieniowania wietlnego, wysłanego z ich powierzchni
w naszym kierunku z równie odległych przeszło ci. Rejestrowany przez
nas w jednym czasie obraz gwiazd jest czym bardzo spó nionym
wzgl dem oryginałów. Co wi cej, poniewa ka da z gwiazd jest w innej
od nas odległo ci, widziany obraz jest niejednorodny w sensie swego
powstawania u ródeł. Je li niefortunnie umówimy si , ziemskim
zwyczajem, i rzeczywisto cechowana jest jedno ci czasu, to jeste my
zgubieni. Sko czona pr dko
wiatła nie daje nam mo liwo ci ujrzenia
jakiejkolwiek rzeczywisto ci! Zawsze ogl damy w jednym, własnym
(całkowicie indywidualnym dla ka dego obserwatora) czasie, widoki
pochodz ce z ró nych czasów i ró nych ródeł. Ka de ródło generuj ce
energi
ma bowiem wystarczaj c podstaw , by liczy swój czas
własny, mierzony taktami emitowanego przez siebie promieniowania.
Widoki te docieraj do nas, poruszaj c si w przestrzeni jako kolejne,
ciasno upakowane jedna za drug , nieruchome, ekwiczasowe1 quasi
fotografie, tworz c na ekranach siatkówek naszych oczu film – reporta
z zachodz cych w oddali wydarze . Mo emy zatem by pewni, e cho
informacyjnie obrazy takie ró ni si od siebie, przestrze na drodze
mi dzy naszym okiem a widzian gwiazd , czyli w osi przekazu
informacji wietlnej, jest nimi szczelnie wypełniona.
A jak wypełnienie to wygl da w pozostałym obszarze? Na przykład
w linii prostopadłej do osi przekazu informacji?
Spójrzmy w niebo usiane gwiazdami i wybierzmy dowoln z nich, by
zatrzyma na niej nasz wzrok i uwag . Patrz c stale w wybran gwiazd ,
1
powierzchnie ekwiczasowe – powierzchnie informacyjne, przemieszczaj ce si
w przestrzeni otaczaj cej ródło promieniowania, nacechowane tym samym momentem
narodzin swych składników.
34
zróbmy kilka kroków. Czy wida wybran gwiazd bez przerwy? Patrz c
w ni , zróbmy jeszcze dodatkowo gwałtowny ruch głow w lewo
i w prawo. Gwiazda nie znika?
Rys. 2.2.1. Ilustracja g stego upakowania w przestrzeni, porcji informacji wietlnych
przekazywanych z dowolnego, odległego od wielu obserwatorów ródła. Porcje te
biegn do obserwatorów jako powierzchnie ekwiczasowe (wygenerowane w jednym
czasie) z punktu widzenia ródła wiatła. Dla ka dego z odbiorców s one ró ne, cho
w ka dym z nich wywołuj efekt ogl dania spójnego i ci głego „filmu” z przeszło ci
ródła – tu: odległej gwiazdy.
No tak – dlaczego miałaby znika ? Przecie gwiazdy widzimy
zawsze i bez przerwy, gdy tylko zwrócimy na nie swój wzrok. Ale
z drugiej strony wiemy, e wiatło wybranej gwiazdy wpada do naszych
oczu jako szereg bardzo szybko wy wietlanych po sobie fotografii,
składaj cych si , dzi ki bezwładowi naszych zmysłów, na spójny film.
Fotografie te, tu przed naszymi oczyma maj c fizyczn wielko
naszych renic, pod aj do nas z zawrotn pr dko ci i z pewno ci nie
wykonuj adnych gwałtownych ewolucji – skoków na boki tu przed
naszym okiem, aby do tych renic trafi . Poruszaj si tu, w pobli u nas,
praktycznie prostoliniowo.
35
Oznacza to, e do naszych oczu w ka dym ułamku czasu trafiaj inne
zbiory ciasno upakowanych kł bków energii – fotonów. Skoro
zmieniamy własne poło enie i nadal widzimy obraz gwiazdy, oznacza to,
e za ka dym razem widzimy inn seri fotografii – wi zk podobnych,
cho faktycznie ró nych informacyjnie paczek energii o rednicy renicy
naszego oka. To z kolei znaczy, e takich wi zek jest wokół nas pełno,
niezale nie od tego, czy je widzimy, czy nie. e przestrze nas
otaczaj ca jest nimi całkowicie i szczelnie wypełniona. T sam gwiazd
mo e przecie równocze nie obserwowa dowolna liczba oczu. I to bez
wzgl du na to, czy s nieruchome, czy jad aktualnie poci giem lub lec
samolotem. Co wi cej – wszystkie pary oczu patrz ce w nasz wybran
gwiazd , poruszaj si w przestrzeni wraz z całym globem! A mimo to,
nie istnieje na nim adne, nieosłoni te materialn przeszkod miejsce,
z którego gwiazda byłaby niewidoczna!
Mówimy tu dotychczas o jednej, wybranej gwie dzie. Jednak pod
tym wzgl dem adna widoczna na niebie gwiazda niczym si nie ró ni
od innych. Obrazy ka dej z nich zachowuj si wokół nas tak samo: s
wsz dzie, działaj nieprzerwanie i biegn od wszystkich widocznych
aktualnie na niebie gwiazd. W takim razie staje si oczywiste, e
wspólnie tworz one g st , wypełnion energi w ka dym miejscu
przestrzeni sie strumieni fotonów, przenikaj cych si wzajemnie ze
wszystkich mo liwych (od widocznych gwiazd) kierunków i bez
zakłóce dla niesionych w sobie informacji. Bior c pod uwag , e
pojedyncze paczki tej energii wietlnej s ekstremalnie małe i wypełniaj
przestrze
ci le do granic mo liwo ci, mo na t
struktur
z powodzeniem przyrówna do galarety energii – niestrudzenie
pobudzanego i powszechnego elu fotonowego.
W dalszych rozdziałach zajmiemy si lokaln g sto ci tego elu oraz
szczególnym
kształtem
powierzchni
ekwiczasowych
ródeł
promieniowania wietlnego. Tutaj zwróc uwag na kształt przestrzeni,
wypełnionej energi pochodz c od jednej gwiazdy – yw informacj
o odległej powierzchni, obserwowanej przez wybranego obserwatora.
B dzie to uj cie tradycyjne, nie w pełni zgodne z modelem
przedstawionym w dalszej cz ci ksi ki.
Z reguły w dost pnych nam obserwacjach astronomicznych mamy do
czynienia z powierzchni odległej gwiazdy jako ródłem promieniowania
– w szczególno ci wietlnego czyli widzialnego dla ludzkiego oka.
Wiemy, i gwiazda jest kul promieniuj c energi w pełen k t bryłowy,
36
st d w powszechnym u yciu jest prawo mówi ce o spadku nat enia
promieniowania z kwadratem odległo ci od ródła. Powierzchniowe
nat enie promieniowania traktuje si tu tak jak powierzchni kuli, gdzie
dwukrotny wzrost jej promienia
powoduje czterokrotny wzrost
powierzchni, a wi c czterokrotny spadek g sto ci promieniowania na
jednostce tej powierzchni. Jest to jednak zale no
rozpatrywana
z perspektywy ródła promieniowania – a przede wszystkim z pozycji
nierealistycznego, abstrakcyjnego obserwatora, ogarniaj cego sw
wyobra ni to, czego nie mo e faktycznie zobaczy ! Spostrze enie to ma
szczególne znaczenie. Nie wiadoma akceptacja oderwanej od
rzeczywisto ci metody obserwacji i analizy nie pozostaje bez zwi zku
z poprawno ci interpretacji otaczaj cego nas wiata.
Rys. 2.2.2. Wirtualny tunel, jaki tworz wi zki promieniowania, biegn ce z odległej
gwiazdy do oka obserwatora. Obserwacje astronomiczne dotycz obiektów o rednicach
du o wi kszych od rednic przyrz dów obserwacyjnych, co determinuje zmniejszaj c
si wraz z odległo ci od ródła rednic tunelu.
Rysunek 2.2.2 uwidacznia dysproporcj mi dzy rednic
ródła
promieniowania a rednic odbiornika, która równa jest rednicy renicy
ludzkiego oka. Z kolei rednica
ródła promieniowania jest
nieporównywalnie mniejsza od odległo ci, jaka dzieli gwiazd od
obserwatora. Jednak nie zmienia to faktu, e przestrze pomi dzy tymi
dwoma obiektami, wypełniona energi
wietln odbieran przez
37
obserwatora, ma kształt wirtualnego, multiczasowego tunelu o kształcie
sto kopodobnym1.
Sytuacja przedstawiona na rys 2.2.3, zarówno w cz ci a) jak i b),
prowadzi do wniosku, i moc odbieranego promieniowania maleje
proporcjonalnie do kwadratu odległo ci mi dzy ródłem a obserwatorem.
Rys. 2.2.3. Komplementarne sto ki energii wietlnej „widziane z pozycji” a) ródła
promieniowania – gwiazdy G, oraz b) odbiorcy promieniowania O. Przestrze w pobli u
gwiazdy jest wypełniona jej energi , rozbiegaj c si w pełnym k cie bryłowym.
Dowolny obserwator widzi na swym własnym niebie obrazy wielu gwiazd, b d ce
faktycznie wierzchołkami wirtualnych tuneli energii, o podstawach w powierzchniach
gwiazd.
Jednak tylko rozumowanie oparte o cz
b) rys. 2.2.3 jest metod
wła ciw dla rzeczywistego obserwatora – w szczególno ci ziemskiego.
Nie ma bowiem innej mo liwo ci jak ta, e ko cow powierzchni
czynn , na jak pada strumie wiatła z odległej gwiazdy, jest siatkówka
ludzkiego oka. W najlepszym razie poprzedza j lustro teleskopu
1
Sto ek ten nie jest sto kiem w tradycyjnym uj ciu, czyli brył znan w przestrzeni
Euklidesowej, zobrazowan schematycznie na rys. 2.2.2 i 2.2.3
38
o kilkumetrowej rednicy, które wydatnie zwi ksza ilo złowionego tym
sposobem strumienia energii sprawiaj c, e sto ek wiatła przy tej samej
„wysoko ci” ma nieco bardziej ci ty wierzchołek. Podstaw sto ka jest
zawsze półczasza gwiazdy, zredukowana praktycznie do koła
o promieniu gwiazdy.
Moc promieniowania
ródła mo na rozpatrywa
analizuj c
powierzchnie całych, wirtualnych kul, jakie powstaj w pobli u
promieniuj cej gwiazdy z ekwiczasowych warstw jej promieniowania.
Jest to jednak analiza odrealniona, dokonana z krytycznym w skutkach
udziałem ludzkiej wyobra ni i pami ci. Nie mo na jej zatem nazywa
obserwacj . Obserwacja płaskiego pola powierzchni półczaszy gwiazdy,
subiektywnego widoku, dost pnego zawsze wprost w naszych
przyrz dach i renicach oczu, jest sposobem realistycznym. B d c
obserwatorami czyli odbiorcami wiatła, znajdujemy si w pozycji
obserwatora O z rysunku 2.2.3 w cz ci b), który ma bezpo redni
mo liwo pomiarów promieniowania ródeł, jakie widzi na własnym
niebie.
Rys. 2.2.4. Promieniowanie z ka dego miejsca powierzchni gwiazdy jest generowane
z jednakow moc w unikaln półczasz przestrzeni. Obserwator mo e zobaczy we
własnym czasie jedynie te z wi zek – warstw wiatła, które opu ciły ródło i pod aj
wzdłu trajektorii ł cz cej rodek gwiazdy z jego okiem.
39
T sam sytuacj , „widzian z boku” ródła promieniowania,
przedstawia rysunek 2.2.4, gdzie aden obserwator nie mo e faktycznie
zobaczy takiego obrazu; widzimy tylko i wył cznie wiatło wpadaj ce
wprost do naszych oczu. Jest to szkic pocz tkowej cz ci tunelu
wietlnego, w jakim porusza si informacja z powierzchni gwiazdy,
docieraj ca po pewnym czasie do oka obserwatora. Tunel ten rozpoczyna
si na półczaszy gwiazdy i wypełniony jest w druj c w kierunku
obserwatora energi –informacj , gdzie kolejne półczasze, jako
powierzchnie ekwiczasowe, stopniowo zmniejszaj swoje rozmiary
adekwatnie do zmieniaj cej si odległo ci, by po dotarciu do oka
obserwatora zmie ci si w jego renicy. Ka da z nich zawiera składniki
pojedynczej i nieruchomej klatki „filmu z ycia gwiazdy”, jaki zostanie
obejrzany w przyszło ci na ekranie siatkówki oka obserwatora.
Fakt, i powierzchnia promieniuj ca gwiazdy nie jest powierzchni
płask , w tej cz ci rozwa a nie ma znaczenia. Z ka dego punktu na
widzianej półczaszy gwiazdy, do obserwatora docieraj porcje energii –
informacji, posiadaj ce jednakowe nat enie (patrz rysunek 2.2.4).
Wynika to z faktu, i energia wiatła jest energi przenoszon w szczelnie
zamkni tych i ci le do siebie przylegaj cych, kwantowych kokonach
informacji. Nie zmienia ona swej elementarnej wielko ci ani kształtu (nie
ma wła ciwo ci gumy) i – mimo równoległego z innymi informacjami
biegu – nie wchodzi w adne reakcje z wi zkami przylegaj cymi do niej,
a tak e tymi, które stale na swej drodze przenika, lecz podró uje
niezale nie od nich wzdłu własnych, indywidualnych linii wiatła.
Utrzymuje jedynie sztywne poł czenie z odpowiednimi kwantami
informacji dotycz cymi tego samego miejsca ródła.
Rysunek 2.2.5 wykonano na podstawie prostych pomiarów nat enia
wiatła, biegn cego z tarczy Słonecznej na Ziemi . Ilustruje on płaski
przebieg luminancji na tarczy gwiazdy. Cz
centralna widzianego
kr ka gwiazdy mo e by postrzegana jako promieniowanie o wy szej
temperaturze, jednak praktycznie wykres luminancji odległego pola
powierzchni gwiazd ma przebieg płaski. Zdecydowanie płaski wykres
luminancji powierzchniowej obserwujemy natomiast na powierzchni
Ksi yca, gdzie pierwotnym ródłem promieniowania nie s reakcje
atomowe w jego wn trzu. Promieniowanie wietlne Ksi yca to
wył cznie skutek wtórnej reakcji jego powierzchni na bombardowanie
energi wiatła słonecznego.
40
41
Rys. 2.2.5. Krzywa luminancji powierzchni tarczy słonecznej. Monochromatyczny raster w dolnej
cz ci rysunku przedstawia matryc , b d c odwzorowaniem poziomego wycinka rodkowej cz ci
tarczy słonecznej, przedstawionej na zdj ciu prawym. Pi ty, zaznaczony wiersz matrycy, zawiera
dane do wykresu luminancji. Zastosowana skala luminancji jest bezwymiarowa. Zdj cia wykonano
amatorskim sprz tem z u yciem lunety o trzydziestokrotnym powi kszeniu.
Na zako czenie dodam, e „ film” , jaki wy wietlamy sobie na
siatkówkach naszych oczu w gwie dzist noc, mo na bez przesady
nazwa wirtualn „ tapet ” . Patrz c bowiem w rozgwie d one niebo
widzimy niespójny czasowo – a jak si wkrótce przekonamy, równie
przestrzennie – obraz, składaj cy si z ró nych przeszło ci i ró nych
miejsc. „ Tapeta” ta jest praktycznie i z naszego punktu widzenia
niezmienna, na skutek odmiennych skal czasowych: tej dla zjawisk
zachodz cych w kosmosie oraz tej jedynej, jaka jest bezpo rednio
dost pna człowiekowi. Oprócz wi c spójnego ruchu całej „ tapety” ,
spowodowanego ruchem obrotowym Ziemi, który z punktu widzenia
biernego odbiornika wiatła jest efektem „ obracaj cej si karuzeli”
(zjawisko omówimy w nast pnym rozdziale) – zawarto
„ tapety”
praktycznie jest stała.
Gwiazdy widzimy na ogół w tym samym układzie wzajemnych
poło e . Widok ten jest dla nas na tyle stabilny, e widziane wietlne
plamki gwiazd mogli my poł czy nazwami konstelacji tak, jak na
płaskiej kartce papieru. Zarówno kilka tysi cy lat temu jak i dzisiaj s
mniej wi cej na tych samych miejscach. Oczywi cie tylko pozornie
i tylko wzgl dem siebie, jak te tylko w widoku z powierzchni naszej
planety. Obrazy widziane z innych miejsc kosmosu s dla ka dego
miejsca odmienne tym bardziej, im wi kszy dystans oddziela od siebie
poszczególnych obserwatorów.
2.3. Spojrzenie prosto w Sło ce (ziemska karuzela; dwa obrazy
Sło ca; Sło ce w odległo ci 8,5 minuty wietlnej od Ziemi)
W rozdziale 1.2. zwróciłem uwag na istnienie dwóch zasadniczo
odmiennych sposobów patrzenia i analizowania zjawisk z udziałem
wiatła jako w druj cych w przestrzeni zbiorów informacji. Mo e si to
odbywa z pozycji ródła – aktywnego generatora informacji lub
z pozycji obserwatora – biernego odbiorcy pakietów informacyjnych,
docieraj cych z zewn trz do jego oczu. Jak kluczowe ma to znaczenie,
przekonamy si niebawem. Za doskonały przykład biernego odbioru
informacji posłu y nam dost pne ka demu do wiadczenie – relacja
czasoprzestrzenna mi dzy nasz macierzyst planet a Sło cem,
najbli sz nam gwiazd .
42
Rys. 2.3.1. Sło ce wschodz ce nad ziemskim horyzontem. Dwa zdj cia, wykonane
w odst pie 8,5 minuty wskazuj na ruch obrotowy Ziemi, którego skutkiem s
odmienne poło enia widoku tarczy słonecznej nad horyzontem. W chwili, gdy widzimy
tarcz Sło ca tu nad horyzontem w poz. a), faktycznie jest ona ju , wzgl dem tego
horyzontu, w miejscu odległym o k t około 2 stopnie.
Widok wschodz cego nad horyzontem ziemskim Sło ca towarzyszy
ka demu z nas od urodzenia i jest czym tak powszechnym, e tylko
w szczególnych przypadkach po wi camy mu wi cej uwagi.
Zatrzymajmy si wi c na chwil by zauwa y , jak dalece umowne mo e
by nasze postrzeganie rzeczywisto ci. Rysunek 2.3.1 jest zło ony
z dwóch fotografii, wykonanych w odst pie czasu, jakiego potrzebuje
wiatło na pokonanie drogi mi dzy Sło cem a Ziemi . Odległo ta
sprawia, e czas przelotu informacji – obrazu tarczy słonecznej –
z miejsca jego powstania do naszych oczu wynosi ok. 8,5 minuty.
W czasie tym Ziemia wykonuje cz
swego naturalnego obrotu wokół
osi, co sprawia, e obraz Sło ca jest widziany przez nas w innym miejscu
wzgl dem naszego horyzontu ni odległa, rzeczywista i niewidoczna
tarcza słoneczna. Pozycja b) na rysunku 2.3.1 wskazuje faktyczne
(prostoliniowe) poło enie Sło ca wzgl dem Ziemi w chwili gdy widzimy
je jako wschodz ce nad horyzontem w punkcie a).
43
Sko czona pr dko
wiatła, wraz z naszym fizycznym
przywi zaniem do rotuj cej planety, oznacza wi c, e nigdy nie widzimy
realnej tarczy słonecznej, a jedynie jej obraz spó niony o 8,5 minuty
i przesuni ty o k t 2,08° wzgl dem kierunku do oryginału. To Ziemia,
jak karuzela, rotuje w przestrzeni ze stosunkowo du pr dko ci k tow
(pełen obrót w ci gu umownych 24 godzin), pozbawiaj c nas widoku
rzeczywistej lokalizacji Sło ca.
Ruch obu obiektów wzgl dem siebie jest wobec tej rotacji pomijalny.
Sło ce mo na wi c uzna za nieruchome wzgl dem Ziemi (bez
znaczenia s tu pozostałe składowe ruchu, takie jak ruch Układu
Słonecznego wzgl dem rodka galaktyki oraz Drogi Mlecznej wzgl dem
wszech wiata1). Efektem rotacji planety z obserwatorem, wzgl dem
nieruchomego Sło ca, jest w drówka obrazu Sło ca na niebie planety,
z cz sto ci
odpowiadaj c
rotacji planety. Gdyby nad głow
obserwatora było wi cej ni jedno Sło ce – równie ono wykonywałoby
pozorn w drówk wokół planety z t sam cz sto ci i bez wzgl du na
faktyczn odległo mi dzy nim a Ziemi . Pełen cykl obrotu dowolnych,
znacz co odległych ródeł promieniowania na niebie ziemskiego
obserwatora jest zawsze równy cyklowi obrotu Ziemi wokół własnej osi.
Sytuacj t zobrazowano na rysunku 2.3.2. Dwukrotny wzrost odległo ci
mi dzy ródłem wiatła a obserwatorem nie ma wpływu na poło enie
obrazu ródeł na niebie widzianym z obracaj cej si planety. Obrotowi
planety o k t
odpowiada przemieszczenie si obrazu ródła S1
z pozycji a) do b), a obrazu ródła S2 z pozycji c) do d) i, mimo ró nych
długo ci łuków a-b oraz c-d, obrazy te nadal znajduj si w oczach
obserwatora w jednej linii. Oczywi cie ka da z pozycji a, b, c, d,
odpowiada obrazom ródeł wygenerowanym z nich w ró nych czasach.
Sytuacja ta jest dla nas wizualnie nie do odró nienia, gdy na skutek
własnego klatryzmu2 nie potrafimy dostrzega ró nic pomi dzy
kolejnymi obrazami docieraj cymi do naszych oczu. Zawsze s to dla nas
obrazy „ tej samej tarczy słonecznej” b d „ tej samej gwiazdy” , widziane
przez nas w naszym czasie. A przecie obiekty te yj własnym yciem,
którego przejawem s konkretne zdarzenia na ich powierzchniach.
Zagadnieniem tym zajmiemy si w nast pnych rozdziałach.
1
W nast pnych rozdziałach przekonamy si , e wszech wiat ma realn , trójwymiarow
struktur przestrzenn , któr z powodzeniem mo na stosowa jako absolutny układ
odniesienia dla wszelkich zjawisk przestrzennych i czasowych zachodz cych w jego
wn trzu.
2
Patrz przypis w rozdziale 1.1. oraz na ko cu ksi ki, w indeksie nazw.
44
Rys. 2.3.2. Rysunek pogl dowy pozornego ruchu obrazów dwóch sło c, widzianych
przez obserwatora na jego własnym niebie z obracaj cej si planety. Przy zało eniu, i
wszystkie trzy obiekty nie zmieniaj wzgl dem siebie pozycji w przestrzeni, ruch
obrotowy planety nie powoduje przesuwania si wzgl dem siebie obrazów sło c na
niebie obserwatora. Poło enie tych obrazów nie zale y te od odległo ci dziel cej
obserwatora od ródeł wiatła.
W rzeczywisto ci, z ka dej strony naszej planety znajduje si wiele
gwiazd, wzgl dem których Ziemia – odbiornik informacji generowanych
w kosmosie – wykonuje swój własny ruch obrotowy. O tego obrotu
w obu kierunkach wskazuje na wybrane miejsca w przestrzeni, czego
efektem jest praktyczna niezmienno poło enia obrazów odległych
gwiazd wzgl dem ziemskiego horyzontu, znajduj cych si dokładnie
w tej osi. Sytuacj t ilustruje rysunek 2.3.3 b).
Okolice gwiazdozbioru Małej Nied wiedzicy przedstawione na
rysunku 2.3.3 a) znajduj si w pobli u osi obrotu Ziemi, za okolice
gwiazdozbioru Oriona przedstawione w cz ci c) odpowiadaj widokom
z równika Ziemi.
45
Rys. 2.3.3. Ilustracja skutku rotacji Ziemi dla obserwowanych z niej widoków ródeł
wiatła – gwiazd. Okolice gwiazdozbioru Małej Nied wiedzicy znajduj si w pobli u
osi rotacji Ziemi, za okolice gwiazdozbioru Oriona odpowiadaj widokom z cz ci
równikowej Ziemi. W cz ciach a) i c) przedstawiono widok układu gwiazd, umownie
zarejestrowany z czasem ekspozycji rz du kilku sekund. Cz ci b) i d) przedstawiaj te
same obszary, zarejestrowane w czasie rz du kilkunastu minut. Efekty na rysunkach b)
i d) maj ten sam charakter – zmiana poło enia obrazów ródeł wiatła jest niezale na
od odległo ci od obserwatora. Zale y natomiast od jego lokalizacji wzgl dem osi obrotu
planety obserwatora i od czasu ekspozycji.
W cz ciach a) i c) przedstawiono widok układu gwiazd, jaki
zostanie zarejestrowany aparatem fotograficznym przy stosunkowo
krótkim czasie na wietlania – rz du kilkunastu sekund. Cz ci b) i d)
przedstawiaj odpowiednio te same obszary nieba, fotografowane przy
długim czasie ekspozycji – rz du kilkunastu minut. Efekty uzyskane przy
długiej ekspozycji maj ten sam charakter. Ruch obrazów odległych
gwiazd wzgl dem horyzontu planety nie zale y od odległo ci
poszczególnych ródeł wiatła od obserwatora. Długo
ladów gwiazd
na błonie fotograficznej, w cz ci równikowej b d w cz ci biegunowej
zale y – oprócz czasu ekspozycji – od poło enia osi obserwacji
wzgl dem osi obrotu planety z obserwatorem. Ten rodzaj ruchu
obserwatora (wraz z jego planet ) jeste my w stanie kompensowa .
46
Samodzielnie czynimy to, utrzymuj c swoj uwag na wybranej
gwie dzie. Nasz wzrok pod a wówczas za ruchem okre lonych
obrazów, nad planet , zachowuj c przez jaki czas współbie no
ko cowych fragmentów osi obserwacji i emisji promieniowania. Gdy
korzystamy z zaawansowanych przyrz dów optycznych, powierzamy t
funkcj odpowiednio zaprogramowanym sterownikom mechanicznym.
Jednak tego rodzaju nad anie za przesuwaniem si obrazów na niebie
nie eliminuje wpływu rotacji planety na poło enie tych obrazów
wzgl dem jej horyzontu.
W celu wykonywania długotrwałych obserwacji okre lonych
obiektów kosmicznych, mo emy kompensowa ruch planety, wysyłaj c
całe obserwatorium na orbit wokółziemsk , stacjonarn wzgl dem
odległych gwiazd – gdzie stacja taka pod ałaby w przestrzeni wzgl dem
Ziemi, w kierunku przeciwnym do jej ruchu obrotowego. Wówczas
z takiego obserwatorium widzieliby my Ziemi , obracaj c si na tle
nieruchomego nieba, co pozwoliłoby nam bada widoczne obiekty
dokładnie wzdłu osi linii wiatła, jakie docierałoby z ich powierzchni do
naszych oczu b d przyrz dów. Jednak w takim przypadku, wstrzymuj c
ruch obserwatorium wzgl dem odległych gwiazd, skazaliby my si na
obserwacj wył cznie cz ci wszech wiata, gdy druga jego cz
byłaby stale zasłaniana przez macierzysty glob. Rozwi zaniem, daj cym
wgl d w obie cz ci nieba, byłoby umieszczenie na orbicie dwóch
obserwatoriów, symetrycznie po jednym z ka dej strony Ziemi.
Czy jednak dałoby to nam mo liwo obserwacji ródeł wiatła
w kierunkach zgodnych z ich faktycznym poło eniem wzgl dem nas
w kosmosie? Nauczeni dotychczasowym do wiadczeniem dotycz cym
wzgl dno ci postrzegania ruchu w przestrzeni oraz wiadomi sko czonej
pr dko ci przemieszczania si w niej wiatła jako no nika informacji
mo emy przypuszcza , e byłoby tak tylko w jednym przypadku –
gdyby wszystkie odległe obiekty kosmiczne nie posiadały ruchu
wirowego wokół własnych osi. Wówczas całe promieniowanie, jakie
generowane jest z ich powierzchni, rzeczywi cie docierałoby do
wszystkich wiadomych i nie wiadomych odbiorców w kosmosie, po
liniach prostych. Faktycznie sytuacja taka jest nieprawdopodobna, cho
w pewnych, wyj tkowych okoliczno ciach mo liwa. Ka dy obiekt
w kosmosie posiada własn o obrotu, wokół której wiruje z mniejsz lub
wi ksz pr dko ci wzgl dem pozostałych obiektów we wszech wiecie.
Jakie s tego skutki, przekonamy si ju w nast pnym rozdziale.
47
48