SIETNÜNK KELLETT VOLNA?
A Mars-csatornák ügyét már nem tudom ilyen nagyvonalúan elintézni. Ott
csillagászat áll szemben csillagászattal. A csatornákat csillagászok látták
(habár mindig egy kisebbség); az 50-100 Hgmm légnyomást csillagászok mérték
csillagászati mérési módszerekkel. Mi történt? "Becsaptak minket" (mármint a
marslakók), vagy "valami megváltozott"?
A III. részben mondottuk: fantáziadús emberek szerint a marslakók
álcázzák bolygójukat, hogy előlünk elbújjanak. Ez nem igazán tudományos
gondolat, de azért vizsgáljuk meg! A IV. rész mutatott lehetőségeket az
ötlet természettudományos megfogalmazására. Tegyük most fel, hogy a világ
5-dimenziós, a Mars az 5. dimenzióban más és más, és ma a sivárabb részét
látjuk (mondjuk 1960 óta), mert a marslakók annak fényét térítik hozzánk.
Hogyan? Ha én azt tudnám! De láttuk, esetleg forgó fekete lyukkal máshová
lehet küldeni a fényt. Elhelyeztek köztük és köztünk egy kicsiny forgó
fekete lyukat millió évvel fejlettebb technikájukkal, és kész. Csakhogy ezt
észrevennők. A kép nem torz, tehát a lyuk mérete jóval nagyobb kell legyen a
látható fény hullámhosszánál. Mondjuk százszorosa: ez egy tizedmilliméteres
lyuk. Akkor tömege a Marsénak hatoda; ezt zavaró hatása miatt a bolygók és
holdak mozgásán látnók.
No akkor "valami megváltozott". Mi van, ha a Mars mozog a hipertérben az
extra irányban: 1960 előtt szebbik részei voltak láthatóak, ma a csúnyábbak?
Most leellenőrizzük. A 11. ábra az e században végzett légnyomásmérések
közül jó néhánynak adatait közli. [13], [14] A mérés néhány különböző
módszerrel történt: 1-7. a Földről, 8. és 9. űrszondával. A vízszintes
tengelyen a nyíl a Mariner-4 indulása.
A görbe mintha a "valami megváltozott" feltevést támogatná. A marsi
légnyomás esése ugyanis folytonos volt, és nagyjából már a Mariner-4
kiküldése előtt lezajlott. Ha a meglepett marslakók elbújtak volna, az
esésnek kicsit a nyíl után kellett volna bekövetkeznie. Ez viszont egy
idegesítő gondolatra vezet: lehet, hogy ha jobban igyekeztünk volna, még
megláthattuk volna a szebbik; esetleg lakható Marsot?
11. ábra
A marsi légnyomás megmért értékének
változása
A görbén e század 9 mérésének eredményét
láthatjuk; az összekötö szaggatott vonal
bizonyos tendencia, habár voltak más méré-
sek is. Az egyes méréseket végezték: 1.
Lowell; 2. Menzel; 3. Lyot: 4. Dollfus; 5.
de Vaucouleurs; 6. Schwarzschild; 7. Owen
és Kuipers; 8. Mariner-4; 9. Mariner-9. Az
adatok a 13. és 14. művekből valók. A nyíl
a Mariner-4 útja. Az 1-7. mérések földi
csillagászati mérések, különböző módszerek-
kel Figyeljük meg a gyors csökkenést épp a
szondák adatai előtt. A 9. adat szélessége
nem hiba, hanem évszaktól és magasságtól
függő különbségek hatása.
Nem hiszem. Nem azért, mintha a téridő ne lehetne 5-dimenziós. Lehet,
habár nincs olyan fizikai elméletünk, amelyben így lenne az. Egy olyan 5.
dimenzió, amely irányban a világ nyílt, ugyanakkor amerre a fény nem terjed,
semmiféle általam ismert fizikai elméletben sem szerepel, és nem is tudom,
hogyan lehetne ilyen elméletet alkotni. A modern részecskefizikában, mint
mondtam, vannak extra dimenziók. De ilyen irányokban a világ zárt, nagyon
kis átmérőjű (10^-13 vagy 10^-33 cm-es) henger, tórusz vagy efféle, és e
méretek nem követik a Világegyetem tágulását. Továbbá ott az extra
irányoknak van a mi 4 dimenziónkban is hatása: valamiféle erők. (Ezért van
több dimenzió az elméletekben.) Olyan helyzetbe hoztam magamat, hogy egy
senki által meg nem fogalmazott elméletben kellene megvizsgálnom a
megfigyelési adatok értelmét; úgy sikerül majd, ahogy. Mindenesetre mondom
ellenérveimet.
1. Ha a Mars tud az extra irányba mozogni, miért nem tud a többi bolygó
és a Hold? A Holdat eléggé részletesen ismerjük, és a kép nem
változik.
2. Hogyan lehet az, hogy a Mars ilyen mozgása egyáltalán nem zavarja
4-dimenziós mozgását? Abban a csillagászok nem látnak
rendellenességet.
3. Mi az esélye annak, hogy a Mars "szép" és "csúnya" része közti
választóvonal a hipertérben pont épp akkor haladjon át a mi
hipersíkunkon, amikor megindul az űrhajózás? Ha a Mars magától mozog,
akkor alighanem évmilliárdok óta teszi, és akkor annak valószínűsége,
hogy a "váltás" épp e században történjem, 0,00001%.
Fentiek miatt reménytelennek tartom azt, hogy a marsbeli légnyomás 11.
ábrán látható görbéjét épp egy 5-dimenziós elmélet magyarázná meg.
Érdemesebb másfelé okoskodnunk. Beck említ egy számunkra használható
esetet. [15] 1936 és 1961 közt többször megmérték a tetraciano-nikkelát(II)
stabilitási állandóját. Hogy a vegyület pontosan mi, azt ki tudtam volna
deríteni, de azt hiszem, mindnyájunknak egyszerűbb, ha nem tudjuk. A
stabilitási állandó a kémiában valami olyan, mint amiről a marslégkör
oxigéntartalmánál már szó volt. Ha pl. konyhasó (NaCl) oldódik vízben, ott
esz NaCl, Na+ és Cl-. Adott hőmérsékleten és anyagmennyiségnél ezek
valamilyen aránya állandó. Ha a felbomlott vegyületdarabokból van sok, a
stabilitás kicsi; ha alig bomlik el, nagy.
Nos, a mérések szerint 25 év alatt a tetraciano-nikkelát(II) stabilitási
állandója 20 nagyságrenddel (!) nőtt, a logaritmusa az időben egyenletes.
Változnak a kémiai törvények? Talán a Föld mozdult el a hipertérben? Van egy
egyszerűbb válasz. Tegyük fel, hogy a vegyület nagyon stabilis; a
bomlástermék mennyisége a mérési pontosság alatt van. De "a műszer
természetesen mutat valamit" és "abból következtetést levonni nem lehet".
[15] Csakhogy mi sohasem tudjuk a műszer összes hibáját; a hiba egy része
mindig olyasmiből jön, amiről nem tudunk. A bomlástermékek kimutatásának
pontossága 25 év alatt jócskán megnőtt; mi mindig azt hittük, hogy van
valamennyi, de e valamennyi a pontosság növekedésével csökkent. Ezért nő a
stabilitás a mérésben. Az igazi érték alighanem még nagyobb, és akkor tudjuk
megmérni, ha elérjük a szükséges pontosságot. A másik lehetőség, a törvény
időbeli változása, képtelenség: az efféle mennyiségek elvben kiszámíthatóak
a fizika alapvető állandóiból, azok változása pedig számos más adatban is
látszana.
A 11. ábrán persze nem egyenletes a csökkenés, de ilyenre is van példa. A
12. ábra a gyenge kölcsönhatás kombinált töltés- és paritástükrözési
szimmetriasértését mutató szám megmért értékének időbeli változása 1968-69
során (a nyíl meg a mai érték). Hogy eme │n00│ý szám pontosan mi, azt én már
többször megtanultam és elfelejtettem, de egy alapvető természeti állandó.
Ha nem 0, a részecskék és antirészecskéik tömege nem pontosan egyenlő, és ez
esetleg megmagyarázhatja, miért áll ma a Világegyetem anyaga sokkal inkább
protonokból és elektronokból, mint antiprotonokból és pozitronokból.
12. ábra
A gyenge kölcsönhatás CP-sértő paraméterének
mért értékei 1968-69. folyamán
A méréseket a 16. irodalom sorolja fel; a jobbszéli vízszintes
nyíl a mai adat. A függőleges vonalak a mérés "standard hibáját"
mutatják. A méréshez Kº mezonokból álló nyalábot kellett
gyorsítóban előállítani, és repülésük mentén több pontban
megfigyelni bomlástermékeiket. A mérés 1969 táján vált
egyáltalán lehetségessé, innen a nagy hibák. Hiába akarnánk az
adatokból valódi csökkenésre következtetni; a nagy hibák ezt nem
teszik lehetővé.
Az illető szám kicsiny és a gyenge kölcsönhatáshoz tartozik. Nem csoda
hát, hogy nehéz mérni; a technika valamikor a 60-as évek második felében
jutott el odáig. Az ábrán 7 korai mérés látható; az adatokat a korabeli
szakirodalomból vettem, [16] az időbeli sorrendre 19 év után próbálok
visszaemlékezni, mikor is egy előadásban hallottam. (Mivel ezek 2 év során
sűrűsödnek, a cikk megjelenésének ideje sem feltétlenül mutatja a mérések
sorrendjét; tudománytörténeti kutatások lennének szükségesek.) Mindenesetre
a mért pontok azt látszanak sugallni, mintha egy alapvető állandó gyorsan,
de néhány lépcsőben lecsökkent volna. Mozog a Föld a hipertérben?
Alighanem másról van szó. Az ábrán minden ponthoz tartozik egy függőleges
vonal, a "hiba". Bármilyen meglepően hangozzék is, a fizika sohasem
állította, hogy mérései teljesen pontosak. A műszerek sem tökéletesek, és
külső hatások (mint pl. a kozmikus sugárzás részecskéi) utánozhatják a
mérendő jelenséget. Ezt háttérnek hívjuk. A műszereinket ismerjük, a külső
hatások közül annak, melyről tudunk, becsülni tudjuk nagyságát, így mindig,
minden méréshez tartozik egy becsült hiba. Ennek pontos jelentésével nem
kívánom az olvasót untatni; a "szokásos" esetekben annak esélye, hogy a mért
adat a valóditól egyszeres hibával térjen el, még 32%, de annak, hogy
háromszorossal, már csak 0,5%. A mai értékkel háromszoros hibahatárig minden
mérés összefér. Ezek után a következőképpen rekonstruálhatjuk a történteket.
Kezdetben valamilyen háttérhatás felfelé térítette el a mérés eredményét,
de a háttérről tudtak, mint a nagy hiba mutatja. Később e hatásokat sikerült
kiküszöbölni, de akkor meg más, még ki nem küszöbölt zavarok lefelé húzták a
mérést (lásd az alacsony értékeket, de még mindig jelentős hibával).
1969-ben a mérések még nem voltak elég pontosak ahhoz, hogy tudjuk,
egyáltalán van-e szimmetriasértés a törvényekben. És ez nem utólagos
belemagyarázás: az események közben, 1968 augusztusában megjelent
részecskefizikai táblázat [17] ezt mondja: "│n00│ még bizonytalan, lásd a
publikált értékek listáját".
Később a mérések pontossága javult, és ma a becsült hiba már csak a mért
érték tizede. A gyenge szimmetriasértés léte bebizonyosodott, és nagyságát
is jól tudjuk. Biztos? Úgy tudjuk. Hogy a hibát jól becsüljük-e, azt a
további mérések ellenőrzik: ha ők is a 2-3 "hibányi" sávba esnek, akkor a
mai érték már helyes. A fizika folyton ellenőrzi saját magát.
Tanulságok: nem az a pontos ismeret, melynek nem tudunk hibájáról. És: "A
kimutathatóság határán lévő ... adatokból semmiképpen sem szabad messzemenő
következtetéseket levonni ... " [15]
11. ábra
A marsi légnyomás megmért értékének
változása
A görbén e század 9 mérésének eredményét
láthatjuk; az összekötö szaggatott vonal
bizonyos tendencia, habár voltak más méré-
sek is. Az egyes méréseket végezték: 1.
Lowell; 2. Menzel; 3. Lyot: 4. Dollfus; 5.
de Vaucouleurs; 6. Schwarzschild; 7. Owen
és Kuipers; 8. Mariner-4; 9. Mariner-9. Az
adatok a 13. és 14. művekből valók. A nyíl
a Mariner-4 útja. Az 1-7. mérések földi
csillagászati mérések, különböző módszerek-
kel Figyeljük meg a gyors csökkenést épp a
szondák adatai előtt. A 9. adat szélessége
nem hiba, hanem évszaktól és magasságtól
függő különbségek hatása.
Nem hiszem. Nem azért, mintha a téridő ne lehetne 5-dimenziós. Lehet,
habár nincs olyan fizikai elméletünk, amelyben így lenne az. Egy olyan 5.
dimenzió, amely irányban a világ nyílt, ugyanakkor amerre a fény nem terjed,
semmiféle általam ismert fizikai elméletben sem szerepel, és nem is tudom,
hogyan lehetne ilyen elméletet alkotni. A modern részecskefizikában, mint
mondtam, vannak extra dimenziók. De ilyen irányokban a világ zárt, nagyon
kis átmérőjű (10^-13 vagy 10^-33 cm-es) henger, tórusz vagy efféle, és e
méretek nem követik a Világegyetem tágulását. Továbbá ott az extra
irányoknak van a mi 4 dimenziónkban is hatása: valamiféle erők. (Ezért van
több dimenzió az elméletekben.) Olyan helyzetbe hoztam magamat, hogy egy
senki által meg nem fogalmazott elméletben kellene megvizsgálnom a
megfigyelési adatok értelmét; úgy sikerül majd, ahogy. Mindenesetre mondom
ellenérveimet.
1. Ha a Mars tud az extra irányba mozogni, miért nem tud a többi bolygó
és a Hold? A Holdat eléggé részletesen ismerjük, és a kép nem
változik.
2. Hogyan lehet az, hogy a Mars ilyen mozgása egyáltalán nem zavarja
4-dimenziós mozgását? Abban a csillagászok nem látnak
rendellenességet.
3. Mi az esélye annak, hogy a Mars "szép" és "csúnya" része közti
választóvonal a hipertérben pont épp akkor haladjon át a mi
hipersíkunkon, amikor megindul az űrhajózás? Ha a Mars magától mozog,
akkor alighanem évmilliárdok óta teszi, és akkor annak valószínűsége,
hogy a "váltás" épp e században történjem, 0,00001%.
Fentiek miatt reménytelennek tartom azt, hogy a marsbeli légnyomás 11.
ábrán látható görbéjét épp egy 5-dimenziós elmélet magyarázná meg.
Érdemesebb másfelé okoskodnunk. Beck említ egy számunkra használható
esetet. [15] 1936 és 1961 közt többször megmérték a tetraciano-nikkelát(II)
stabilitási állandóját. Hogy a vegyület pontosan mi, azt ki tudtam volna
deríteni, de azt hiszem, mindnyájunknak egyszerűbb, ha nem tudjuk. A
stabilitási állandó a kémiában valami olyan, mint amiről a marslégkör
oxigéntartalmánál már szó volt. Ha pl. konyhasó (NaCl) oldódik vízben, ott
esz NaCl, Na+ és Cl-. Adott hőmérsékleten és anyagmennyiségnél ezek
valamilyen aránya állandó. Ha a felbomlott vegyületdarabokból van sok, a
stabilitás kicsi; ha alig bomlik el, nagy.
Nos, a mérések szerint 25 év alatt a tetraciano-nikkelát(II) stabilitási
állandója 20 nagyságrenddel (!) nőtt, a logaritmusa az időben egyenletes.
Változnak a kémiai törvények? Talán a Föld mozdult el a hipertérben? Van egy
egyszerűbb válasz. Tegyük fel, hogy a vegyület nagyon stabilis; a
bomlástermék mennyisége a mérési pontosság alatt van. De "a műszer
természetesen mutat valamit" és "abból következtetést levonni nem lehet".
[15] Csakhogy mi sohasem tudjuk a műszer összes hibáját; a hiba egy része
mindig olyasmiből jön, amiről nem tudunk. A bomlástermékek kimutatásának
pontossága 25 év alatt jócskán megnőtt; mi mindig azt hittük, hogy van
valamennyi, de e valamennyi a pontosság növekedésével csökkent. Ezért nő a
stabilitás a mérésben. Az igazi érték alighanem még nagyobb, és akkor tudjuk
megmérni, ha elérjük a szükséges pontosságot. A másik lehetőség, a törvény
időbeli változása, képtelenség: az efféle mennyiségek elvben kiszámíthatóak
a fizika alapvető állandóiból, azok változása pedig számos más adatban is
látszana.
A 11. ábrán persze nem egyenletes a csökkenés, de ilyenre is van példa. A
12. ábra a gyenge kölcsönhatás kombinált töltés- és paritástükrözési
szimmetriasértését mutató szám megmért értékének időbeli változása 1968-69
során (a nyíl meg a mai érték). Hogy eme │n00│ý szám pontosan mi, azt én már
többször megtanultam és elfelejtettem, de egy alapvető természeti állandó.
Ha nem 0, a részecskék és antirészecskéik tömege nem pontosan egyenlő, és ez
esetleg megmagyarázhatja, miért áll ma a Világegyetem anyaga sokkal inkább
protonokból és elektronokból, mint antiprotonokból és pozitronokból.
12. ábra
A gyenge kölcsönhatás CP-sértő paraméterének
mért értékei 1968-69. folyamán
A méréseket a 16. irodalom sorolja fel; a jobbszéli vízszintes
nyíl a mai adat. A függőleges vonalak a mérés "standard hibáját"
mutatják. A méréshez Kº mezonokból álló nyalábot kellett
gyorsítóban előállítani, és repülésük mentén több pontban
megfigyelni bomlástermékeiket. A mérés 1969 táján vált
egyáltalán lehetségessé, innen a nagy hibák. Hiába akarnánk az
adatokból valódi csökkenésre következtetni; a nagy hibák ezt nem
teszik lehetővé.
Az illető szám kicsiny és a gyenge kölcsönhatáshoz tartozik. Nem csoda
hát, hogy nehéz mérni; a technika valamikor a 60-as évek második felében
jutott el odáig. Az ábrán 7 korai mérés látható; az adatokat a korabeli
szakirodalomból vettem, [16] az időbeli sorrendre 19 év után próbálok
visszaemlékezni, mikor is egy előadásban hallottam. (Mivel ezek 2 év során
sűrűsödnek, a cikk megjelenésének ideje sem feltétlenül mutatja a mérések
sorrendjét; tudománytörténeti kutatások lennének szükségesek.) Mindenesetre
a mért pontok azt látszanak sugallni, mintha egy alapvető állandó gyorsan,
de néhány lépcsőben lecsökkent volna. Mozog a Föld a hipertérben?
Alighanem másról van szó. Az ábrán minden ponthoz tartozik egy függőleges
vonal, a "hiba". Bármilyen meglepően hangozzék is, a fizika sohasem
állította, hogy mérései teljesen pontosak. A műszerek sem tökéletesek, és
külső hatások (mint pl. a kozmikus sugárzás részecskéi) utánozhatják a
mérendő jelenséget. Ezt háttérnek hívjuk. A műszereinket ismerjük, a külső
hatások közül annak, melyről tudunk, becsülni tudjuk nagyságát, így mindig,
minden méréshez tartozik egy becsült hiba. Ennek pontos jelentésével nem
kívánom az olvasót untatni; a "szokásos" esetekben annak esélye, hogy a mért
adat a valóditól egyszeres hibával térjen el, még 32%, de annak, hogy
háromszorossal, már csak 0,5%. A mai értékkel háromszoros hibahatárig minden
mérés összefér. Ezek után a következőképpen rekonstruálhatjuk a történteket.
Kezdetben valamilyen háttérhatás felfelé térítette el a mérés eredményét,
de a háttérről tudtak, mint a nagy hiba mutatja. Később e hatásokat sikerült
kiküszöbölni, de akkor meg más, még ki nem küszöbölt zavarok lefelé húzták a
mérést (lásd az alacsony értékeket, de még mindig jelentős hibával).
1969-ben a mérések még nem voltak elég pontosak ahhoz, hogy tudjuk,
egyáltalán van-e szimmetriasértés a törvényekben. És ez nem utólagos
belemagyarázás: az események közben, 1968 augusztusában megjelent
részecskefizikai táblázat [17] ezt mondja: "│n00│ még bizonytalan, lásd a
publikált értékek listáját".
Később a mérések pontossága javult, és ma a becsült hiba már csak a mért
érték tizede. A gyenge szimmetriasértés léte bebizonyosodott, és nagyságát
is jól tudjuk. Biztos? Úgy tudjuk. Hogy a hibát jól becsüljük-e, azt a
további mérések ellenőrzik: ha ők is a 2-3 "hibányi" sávba esnek, akkor a
mai érték már helyes. A fizika folyton ellenőrzi saját magát.
Tanulságok: nem az a pontos ismeret, melynek nem tudunk hibájáról. És: "A
kimutathatóság határán lévő ... adatokból semmiképpen sem szabad messzemenő
következtetéseket levonni ... " [15]