Micsoda az ősanyag?

A természettudományok nem tartanak számon olyan fogalmat, hogy ősanyag. Az alkímia, filozófia használja ezt a fogalmat, de az nem természettudomány.

Pontosan mire vagy kíváncsi? Hol olvastad azt a fogalmat, hogy ősanyag? Máshogy kérdezve, mi is az a téma, amiben laikus vagy? :-)

A fizika nem ismer olyan fogalmat, hogy ősanyag. Az ősanyag fogalma – prima materia – megjelenik Platónnál, több ókori filozófusnál – nem kizárt, hogy egyiptomi hatásra, bár ennyire nem értek hozzá –, majd a középkorban is voltak róla értekezések. Ha jól rémlik Szent Ágoston is értekezik róla, ő – szintén ha jól emlékszem – elveti az ősanyag fogalmát. Az alkímiában is előfordul a fogalom, szintén görög, illetve valószínű egyiptomi örökségként.

Ezekben a fogalmakban az a közös, hogy az ősanyag valami öröktől létező valami, amiből a mi világunk kialakult. A mai kozmológiai modell szerint a világ nem így alakult ki. Persze ettől a fogalom, mint hétköznapi, laikus fogalom ismert. Az Origó is ilyen hétköznapi értelemben érti az ősanyagot, de ez eléggé félrevezető név, még ha történetesen laikusok számára talán többet mond az „ősanyag”, mint az, hogy „kvark-gluon plazma”.

A kozmológiai modellünk alapján a világegyetem egy táguláson ment keresztül. Ezt a mai megfigyelésekből extrapoláljuk. Ha ez így volt, akkor történtek a múltban olyan események, amelyeknek a következményei ma is tetten érhetők. Például a kozmikus háttérsugárzás léte, annak hőmérséklete, fluktuációjának mértéke, az Világegyetemben a hidrogén és hélium aránya, stb… Tehát nagyon úgy néz ki, hogy az extrapolálás működik. Egy bizonyos ponton túl már nem, mert a Világegyetemnek volt olyan korszaka, mikor majdnem elérte a hőhalál állapotát, márpedig ez minden információt eltöröl. (Pl. ha már elkeverted a kakaót a tejjel, soha nem fogja más megtudni, hogy a kakaót szórtad a tejbe, vagy a tejet öntötted a kakaóra. Amíg nem keveredik el teljesen, addig még akár lehet a folyamatokat visszafele követni, vagy bizonyos jellegzetességeket megfigyelni. De amint egyenletesen van elkeverve, már nincs, ami a kezdeti állapot információját hordozná.)

E modell alapján nincs olyan, hogy ősanyag, olyan értelemben, hogy valami öröktől létező valami. Még a tér és az idő is kizárólag a Nagy Bumm utántól értelmezhető, tehát értelmetlen a Nagy Bumm pillanatában az a fogalom, hogy „előtte”.

A Világegyetem anyaga a Nagy Bumm óta sokféle állapotot vett fel. Ebben az anyag szerkezete, alkotóelemi változtak. Pont ezért nem beszél a tudomány ősanyagról, hanem ha valamiről beszél, megmondja annak a pontos nevét. Az a bizonyos kvark-gluon plazma csak egy átmeneti állapot volt, volt azt megelőzően is anyag, az után is anyag, más volt a szerkezete, de ugye ez ilyen értelemben nem ősanyag, maximum ősi anyag.

> Mik az Ősrobbanásra a bizonyítékok

Írtam fentebb a főbb bizonyítékokat. Ezek persze közvetett bizonyítékok, hiszen nem tudunk visszamenni időben, hogy megnézzük mit látunk. Még ha tudnánk, akkor sem élné túl se ember, se berendezés azt az állapotot. De közvetett bizonyítéknak elég erősek. Egy eléggé konzisztens, a mai jelenségeket lefedő modellről van szó.

> hogy szó szerint kell-e értelmezni

Ez már nem tudományos kérdés, inkább tudományfilozófiai. Szó szerint kell értelmezni azt, hogy a test gyorsulása a rá ható erő és a test tömegének hányadosa? Ez egy modell. Végeztünk tíz, száz, ezer, millió kísérletet, és ezt a szabályszerűséget találtuk. Ebből alkottunk egy modellt. Hogy a modell megegyezik-e a valósággal, az filozófiai kérdés. A lényeg, hogy működik. A modell tényleges megfigyelésekre alapozva, tudományos módszertannak megfelelően lett kialakítva, képes előrejelezni jelenségeket. Pl. ha tudom mekkora a test tömege, mekkora erő fog rá hatni, ki tudom számolni a gyorsulását, anélkül, hogy ténylegesen le kelljen mérnem. A dolog működik, ha aztán ténylegesen is akkora lesz a gyorsulása az adott testnek. Akkor most a modell, ami a három mennyiség közötti szabályszerűséget írja le, az szó szerint értelmezendő?

Mindenesetre nincs más olyan modell, ami megfigyelésekre, mérésekre alapozva született volna meg, és magyarázatot adna a világ jelenségeire. Persze van egy egyszerű válasz is: Igen, szó szerint értendő.

> Tényleg felrobbant valami?

Nem. A kifejezés félrevezető. Csak hát nincs igazán szemléletesebb kifejezés rá. Minden robbanás úgy történik, hogy van valamilyen anyag, abban zajlanak, beindulnak valamilyen folyamatok – külső hatásra –, ami szétszóródással, energiafelszabadulással jár. Nincs olyan jelenség a mai világban, hogy van egy energiafelszabadulás, szétszóródás, de azt nem előzi meg semmi, nincs külső hatás, ami elindítaná a folyamatot. Se anyag, se idő, se tér, se energia. A Nagy Bumm utáni történések tényleg hasonlítanak egy robbanáshoz, de maga a Nagy Bumm nem, az azt megelőző állapot sem, hiszen nincs azt megelőző állapot.

Egy apró megjegyzés. Óvatosan kell bánni az ismeretterjesztő cikkekkel, előadásokkal, dokumentumfilmekkel. Ezeket általában úgy fogalmazzák meg, hogy azt laikusok, műkedvelők is értsék, így kicsit más, kicsit hétköznapibb a szóhasználatuk. Ilyen módon akár félreértésekre is okot adhat. Persze ez szükségszerű, hiszen a tudományosan korrekt leírások egy átlagember számára értelmezhetetlenek.

Olyan ez, mint az időjárás előrejelzés. Mindenféle numerikus modellekből végeznek a jelenlegi és múltbéli állapotokból egy szimulációt. Ennek nagyon komplex eredménye van. A különböző modellek mást és mást mondanak, ezeket átlagolják. A modelleknek is van egy beválási valószínűségük, illetve a modellek eltérő eredményeit is figyelembe kell venni. Még az is nagyon leegyszerűsítő kép, hogy ha azt mondjuk, holnap 20 °C a leginkább valószínű hőmérséklet, ami ilyen és ilyen szórással rendelkezik, ebből számítva így 87,3% az esélye annak, hogy a hőmérséklet holnap 18 °C és 22 °C között lesz, 97,6% az esélye, hogy a hőmérséklet 16 °C és 24 °C között lesz.

Egyszerűbb azt mondani, hogy holnap 18-22 °C lesz, azt értik az emberek. Csak ebből azt a hibás következtetést lehet levonni, hogy a meteorológia nem megbízható, nem egzakt. De az, csak a meteorológia, mint tudomány nem azt mondja, ami a rádióban, TV-ben elhangzik. :-) Az, hogy a modell nem teljes, és elméleti okokból soha nem is lesz az, az egy másik kérdés. Jelenleg valószínűségeket tud eredményül adni a meteorológia, és ezek a valószínűségek valóban akkorák, amekkorának kiszámolják.

2×Sü #3-beli eszmefuttatásához még egy fontos dolgot fűznék hozzá. Az a bizonyos visszafelé haladás az időben, amelyből kijön, hogy volt egy nagy Bumm, szintén óvatosan kezelendő. Ugyanis az a helyzet, hogy ma érzékelünk, mérünk egy csomó dolgot, szabályokat határozunk meg ezek alapján, aztán ezeket elkezdjük visszafelé vizsgálni. A mai mérések alapján ez jó darabig megy, csakhogy a Bumm közelében elkezdenek olyan állapotok lenni, amire nincs mai mérési eredményünk, tehát fogalmunk sincs, hogy a folyamatok olyan körülmények között is úgy zajlanak-e. Gyanítjuk, hogy nem, mert arra van tapasztalatunk, hogy minden szabálynak van egy értelmezési tartománya, azon kívül más szabály van, továbbá a szabály tartomány "széle felé" gyakran zavaros. Ezért azt mondjuk, hogy "nagy valószínűséggel", ami azt jelenti, igaz, nincs adatunk, hogy a dolog úgy működik, ahogy képzeljük, de arra se, hogy másképp. Tehát az egyszerűség és átláthatóság kedvéért ugyanazt a modellt használjuk. A laikus számára az lehet zavaró, hogy neki állandóan hozzá kell gondolni, hogy "de lehet, hogy mégse", és ez nem természetes számára. Az ezzel foglakozó tudós számára viszont természetes, folyamatosan ezt teszi, ezt szokta meg, vagyis ő mindig hozzáérti, ha nem is mondja.

Fontos ezért tudni azt, hogy amikor tudósok a nagy Bummról értekeznek, akkor a saját ismereteik alapján felépített elméletüket "hipotézist" mondanak. Ezt nem tudjuk bizonyítani, de cáfolni se, ezért hallgatólagosan elfogadjuk. Viszont egy másik tudós ugyancsak a saját nézőpontjából, máshová helyezve a hangsúlyt, képes lehet egy másik elmélet "hipotézis" kitalálására. Sőt, több ilyen hipotézis is lehet egyszerre ugyanarra a dologra. Felszínes olvasással azt gondolhatjuk, hogy nagy hülyeség lehet, amire többféle magyarázat van. Valójában nincs többféle, csak azokban a (mély ismeretekkel láthatóan eltérő) kérdésekben, amiről valójában semmit se tudunk. Kiváló gondolat "hipotézis" volt annak idején az ókori görögöknél az a nézet, hogy az anyag atomokból áll, amelyek folyamatosan "esnek". Ezzel az anyag állandó mozgására utaltak, de akkor ezt még nem lehetett pontosabban megfogalmazni, már ez a megállapítás is forradalmi volt. És a "mozgás" vonatkozásában igaz is. Csak nem úgy.

Hawking ugye minden idők egyik leghíresebb asztrofizikusa, tehét biztosan tanulságos lesz a könyve. :D

Steven Weinberg írt egy könyvet "Az első három perc" címmel 1977-ben íródott, 37 éve.

Simon Singh: A Nagy Bumm című könyve (2004) szintén elég népszerű.

Itt láthatod, amint angolul a témáról beszél:

https://www.youtube.com/watch?v=7UTpGKbkS2g

Én ha mai modern álláspontra lennék kíváncsi, Brian Cox-ot ajánlanám.

itt magyaráz gyerekeknek a Big Bangről, angolul:

https://www.youtube.com/watch?v=EM__ljVIeSw

Sajnos nem tudom, mikor adják a műsorait magyar TV-ben magyar nyelven (ő a nagy ismeretterjesztők utódja, mint David Attenborough vagy Carl Sagan, és egy csomó különféle műsora van, bár hivatás szerint CERN fizikus-kutató).

Ezenkívül az angol Wikipédia Big Bang cikkjével kezdeném.

Ha pedig bolti könyvet veszel, mindenképpen nézd meg a belső borítón, hogy az eredetijét mikor adták ki.

Az a helyzet, és azért ajánlom jobban az internetet (az angol internetet), mert a tudományban, különösen a fizikában kb. évtizedenként (bár igazából folyamatosan) bekövetkezik egy "paradigmaváltás" amikor valami új felfedezés történik, ami teljesen új irányba tereli a kutatásokat és a világszemléletünket.

Mondom is a példát.

Alapvetően két nagy modellünk van, ami alapján ma a világot szemléljük (és amikben minden benne van, a Newton-i fizikától a kémiáig stb.):

az egyik Einstein relativitáselmélete, ami a gravitációt (és a tér-idő szerkezetét) magyarázza; a másik kvantummechanika, ami a részecskék viselkedését és igazából minden mást is.

És az a bibi, hogy teljesen bizonyos, hogy ez a két elmélet nem lehet egyaránt igaz. Bizonyos alapvető feltételezések vannak mindkettőben, amik egyazon univerzumra nem teljesülhetnek.

Rengeteg kísérlet volt ezeknek az egyesítésére; pl.

a húrelmélet, ami nagyon népszerű, de valószínűbb, hogy nem igaz. Úgy is szokták hívni ezt a keresést, hogy "a mindenség elmélete" (theory of everything).

És akkor a példa a paradigmaváltásra:

Azt gondolnád, a relativitáselmélet alapján, hogy az univerzum ahogy tágul, a tágulás lassulni fog.

Mert a dolgok vonzzák egymást, és ez a vonzás lassítja és esetleg egyszer meg is fordíthatja a folyamatot.

De ma már bizonyítékunk van rá - és erre csak az elmúlt 10 évben jötünk rá - hogy az univerzum nem egyre lassabban, hanem egyre GYORSABBAN tágul, ami nagy meglepetés volt.

Einstein tudta, hogy létezik ilyen lehetőség, és az elméletébe belerakott egyolyan dolgot, hogy "a kozmológiai állandó", ami pontosan ezt okozná. Einstein úgy döntött, hogy tévedett (később "élete legnagyobb tévedésének" nevezte a k.á.-t), mert úgy tűnt, hogyaz elmélete e nélkül is működik. De most úgy tűnik, mégis létezik valami hasonló.

Vagy mindössze csak két éve, 2012-ben sikerült előállítani a CERN-ben valamit, amit úgy hívnak, hogy a Higgs-bozon, egy olyan részecske, ami eddig csak elméletben létezett.

És ha ez létezik, akkor megint csak újra kell végeznünk az összes számításunkat, ezt is belerakva a modellbe. Az a jó hír, hogy ha a Higgs-mező létezik, az valóban az univerzum gyorsuló tágulásához vezet.

Egy csak a probléma vele: hogy a kapcsolatos számítások szerint ekkor az univerzumnak 10^120 (10 után 120 nulla) -szorosan GYORSABBAN kellene tágulnia, mint ahogyan ma észleljük.

Szóval valami óriási hiányosság van még abban, amit ma a részecskékről tudunk, és amit a gravitációról tudunk, és senkinek fogalma sincs, hogy mi az. :DDD Ezt majd a következő generációknak (ha úgy tetszik, a mi generációnknak) feladata lesz kikutatni. :)

---

Alapvetően ugye a fizika (és a tudomány általánosságban) nem valami végső választ keres,

nem azt mondja, hogy az univerzumnak volt a kezdete.

Egyszerűen egy magyarázat arra, amit magunk körül a csillagászatban látunk: hogy az égitestek, ha lassan is, távolodnak egymástól, és ez a folyamat láthatóan már évmilliárdok óta tart.

A tudomány megfigyeléseket végez, és megpróbál valamilyen modellt felállítani, amivel megérthetjük, hogy mi az, ami történt, és mi fog majd még történni.

Van egy olyan dolog például az asztrofizikában, hogy "eseményhorizont", és a következőről szól.

Majdnem minden, amit a világűrről tudunk, a fény vizsgálatán alapszik.

Az a fény, ami sokmillió fényévről érkezik hozzánk, az esetleg már az univerzum kezdete óta utazik. Tehát a fényből az univerzum teljes története kiszűrhető.

Vagy itt van az ún. "vöröseltolódás". Nem tudom tudod-e mi az hogy "szín". A szín az a fény hullámhossza.

[link]

Amikor a fény hullámai vékonyabbak, azt úgy észleljük, higy ibolya vagy kék, ha nagyon szélesebbek, akkor piros.

A vöröseltolódás azt jelenti,hogy a távolról érkező fény színtartománya egyre inkább eltolódik, minél messzebbről jön. Mi ennek a magyarázata? Nos, az egyik lehetőség, hogy az univerzum tágul, ezáltal "széthúzza" ezeket a hullámokat. Ez az, amit ma az oknak hiszünk.

Visszatérve, eseményhorizont az, hogy ha valahonnan nem jön fény, mint mondjuk egy fekete lyukból, vagy gyorsabban távolodik, mint a fény; pl. az ősrobbanás kezdetekor a világ (de igaz a tőlünk távol eső bolygókra, galaxisokra is; ezt hívjuk úgy, hogy a "megfigyelhető univerzum", az, ami még fénysebességnél lassabban távolodik tőlünk); tehát mivel innen fény nem érkezhet hozzánk, ezért semmilyen módon nem tudunk róluk információt szerezni.

(a ma meglévő eszközeinkkel legalábbis biztos nem.)

Tehát hogy mi volt az ősrobbanás előtt, ill. annak első pár percében, azt egyszerűen nem tudjuk. :)

Legfeljebb feltételezésekkel élhetünk.

Másik ami bagyon érdekes az a "sötét anyag" és a "sötét energia". Az univerzum tágulása arra is utalhat, hogy létezik az anyagnak és az energiának olyan formája, amit mi egyszerűen nem észlelünk. És olyan sok van belőle, hogy az univerzum 95.1%-át ez teszi ki (a hétköznapi anyag és energia, amit ismerünk, csak a maradék 4.9-et). Ez ugye megint csak a kozmológiai állandó egy lehetséges oka lenne.

Kicsit megkésve válaszolok. Vree ajánlott pár dolgot. Én egy előadás-sorozattal egészíteném ki, ami bizonyos fizikai tudást feltételez, de eléggé elbeszélős, kevés képlettel, kevés matematikával. Íme: https://www.youtube.com/watch?v=KSuvM45Q6s0&list=PLvmPPekCnE..

Nem tér ki minden részletre – azért egy kozmológiai témájú előadásról van szó –, de egy egészen egységes, a témába vágó képet ad, és néha elég vicces is.

^ez tényleg jó! :D

sajnos magyar kiadványokra nem eléggé figyelek >.>