Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
18
1.Heurystycznepodstawyteoriiwzględności
Tenszczęśliwyfakt,żegrawitacjajestrelatywniesłaba,pozwalanam,
pomijającspecyficznesytuacje,gdygrawitacjadominuje(np.ruchyciałniebie-
skich),wogólejąpominąćizajmowaćsiędynamikąpozostałychoddziaływań.
WedługOTWwnieobecnościoddziaływańgrawitacyjnych(brakciałmate-
rialnychifalgrawitacyjnych)czasoprzestrzeństajesiępłaskainosinazwę
(czaso)przestrzeniMinkowskiego(HermannMinkowski,1864–1909).Czaso-
przestrzeniezakrzywionaipłaskasązesobąściślezwiązane.Takjakgładka
powierzchniawprzestrzenieuklidesowejmawkażdympunkciepłaszczyznę
styczną,którawpewnymotoczeniupunktustycznościjestdobrymprzybliże-
niemtegofragmentupowierzchni,takzakrzywionaczasoprzestrzeńzgrawitacją
mawkażdympunkciestycznąprzestrzeńMinkowskiego,będącąprzybliże-
niempewnegofragmentutejczasoprzestrzeni.Tooznacza,żewtymfrag-
menciemamypraktyczniedoczynieniazfizykąbezgrawitacji.Imsilniejsze
jestpolegrawitacyjne,czyliimwiększajestkrzywiznaczasoprzestrzeni,tym
mniejszyjestjejfragment,któryzwymaganądokładnościąmożemyuważać
zapłaski.Wpobliżuosobliwościczarnychdziurorazpierwotnejosobliwo-
ścinaszegoWszechświata(WielkiegoWybuchu)obszartenkurczysiędo
rozmiarówmilimetrowych,natomiastwdzisiejszymWszechświecierozciąga
sięnaodległośćkilkumilionówlatświetlnych.Szczególnateoriawzględno-
ści(STW)jestzawszesłusznajakolokalneprzybliżenieOTW.Tenzwiązek
obuteoriiwyrażamy,mówiąc,żeOTWjestrelatywistycznąteoriągrawitacji.
Tutajokreślenie„relatywistyczny”odnosisiędozjawiskopisywanychprzez
STW,któreróżniąsię(przynajmniejilościowo)odzjawiskopisywanychteo-
riaminierelatywistycznymi.WsumieSTWstanowiczasoprzestrzennąbazę
(arenę)fizykifundamentalnej,przedewszystkimfizykiatomowejicząstek
elementarnych.
Faktycznieeksperymentiteoriawskazują,żewszelkamateriamanaturę
kwantową.„Klasycznamateria”,ściślebiorąc,nieistniejeipojęcietoodnosi
sięwprzybliżeniudoagregatówwielkiejliczbycząstekkwantowych(tzw.
granicaklasycznamechanikikwantowej)orazdostanówpodstawowychnie-
którychpólkwantowych.Wynikastąd,żewfizycepowinniśmymiećdwie
teorie(prawie)fundamentalne:teorięwszystkichformmateriiiichoddziały-
wańprzyzaniedbaniugrawitacji,czyliteorięmateriiwprzestrzeniMinkow-
skiego,orazanalogiczną,leczodpowiedniobardziejzłożoną,teorięmaterii
oddziałującejgrawitacyjnie,czylifizykękwantowąwdynamiczniezakrzywionej
czasoprzestrzeni.
Obecnieistniejąceteoriefizycznemożnapoklasyfikowaćzapomocątrzech
niezależnychfundamentalnychstałychwymiarowychfizyki.Sąto:stała
Plancka
ℏ
,mówiąca,żewszelkamateriajestkwantowa,prędkośćświatła
wpróżnic,bowiemwszelkamateriajestrelatywistyczna(lokalnieobowiązuje
STW),orazstałagrawitacyjna
G
,bowiemwszelkamateriagrawituje.Ztych
trzechstałychmożnazbudowaćjednostkidługości,czasuimasy,aznichjed-
nostkiwszelkichwymiarowychwielkościfizycznych—tzw.jednostkiplanckow-
