Projekt okładki i stron tytułowych: Marta Kurczewska. Copryright 2005 by Wydawnictwo Naukowe Scholar Sp. z o.o., Warszawa

Transkrypt

1

2

3

4

5 Redakcja: Jarosław Włodarczyk Projekt okładki i stron tytułowych: Marta Kurczewska Zdjęcie na okładce: Galaktyka NGC 1300 Fot. NASA/ESA/STScI/AURA Copryright 2005 by Wydawnictwo Naukowe Scholar Sp. z o.o., Warszawa ISBN Wydawnictwo Naukowe Scholar Spółka z o.o. ul. Krakowskie Przedmieście 62, Warszawa tel./fax , , dział handlowy: jw. wew. 105, 108 lub wew info@scholar.com.pl; scholar@neostrada.pl Sprzedaż wysyłkową dla odbiorców indywidualnych prowadzi Księgarnia Naukowa RESURSA ul. Krakowskie Przedmieście 62, Warszawa tel./fax info@resursa.com.pl Skład i łamanie: WN Scholar (Jerzy Łazarski) Druk i oprawa: Paper & Tinta, Warszawa

6 Spis rzeczy Przedmowa Rozdział 1. Kosmologiczne rozważania Einsteina Początki Warunki brzegowe i stała kosmologiczna Statyczny wszechświat Einsteina Inspiracje Rozdział 2. Dziwny świat Willema de Sittera Puste rozwiązanie równań pola Ewolucja pustki Efekt Dopplera Świat pełen paradoksów Rozdział 3. Era Hubble a Klisza H-335-H Początki sporu Podręcznik astronomii z XIX wieku Dwaj przeciwnicy Z kancelarii adwokackiej do teleskopu Nowa era kosmologii List Hubble a Rozdział 4. Kosmologia Friedmana Tymczasem w Petersburgu Pierwsza praca Friedmana Druga praca Friedmana Epitafium kosmologa

7 Rozdział 5. Kosmologia i polityka Samowar pełen wody i funt soli Najwyższa cena Wszechświat i Metagalaktyka Rozdział 6. Od obserwacji do teorii Chemia gwiazd Ucieczka galaktyk Hubble raz jeszcze mierzy odległość do galaktyk Ucieczka odległość galaktyk Rozdział 7. Od teorii do obserwacji Bilans Praca Lemaître a Spuścizna Lemaître a Rozdział 8. Obserwacyjna kosmologia Hubble a Prawo Hubble a Próbka Wszechświata Na miarę Kopernika Rozdział 9. Początek i koniec Wszechświata Eddington i Lemaître Koniec świata z punktu widzenia fizyki matematycznej Początek świata z punktu widzenia teorii kwantów Rozdział 10. Dyskusja o ewolucji Wszechświata Teoria i praktyka nauki Sir James Jeans Georges Lemaître Willem de Sitter Sir Arthur Eddington Millikan i Milne Inni mówcy Hipoteza Fizycznego Wszechświata Pytania dla wyroczni

8 Rozdział 11. Kosmologia Milne a Przywilej opozycji Równouprawnienie obserwatorów zasada kosmologiczna Pomiary czasu i przestrzeni Dwa opisy Wszechświata Epilog Rozdział 12. Kosmologia neonewtonowska Kłopoty z Wszechświatem newtonowskim Metoda i wyniki kosmologii neonewtonowskiej Tytułem komentarza Rozdział 13. Geometria i termodynamika Wszechświata Kierunki badań Robertson i Walker; symetrie Wszechświata Tolman; termodynamika kosmosu Dwie monografie Rozdział 14. Hipoteza Pierwotnego Atomu Początkowa osobliwość Wielki Wybuch Kosmologia kwantowa Promieniowanie resztkowe Ewolucja świata według Lemaître a Nieznany komentarz Lemaître a Rozdział 15. Kosmologia stanu stacjonarnego Radar i kosmologia Kosmologia Bondiego Golda Kosmologia Hoyle a Spory o stwarzanie materii Rozdział 16. Kosmiczna nukleosynteza Wojna i kosmogonia Teoria Alfa-Beta-Gamma Pierwotny Atom czy ylem Przewidywania Gamowa

9 Kłopoty teorii Gamowa Czy pierwiastki powstają w gwiazdach? Nucleogenesis Rozdział 17. Lata kryzysu Przez witrynę księgarni do kosmologii Einstein i kosmologia Rozwiązanie paradoksu Kongres Solvaya w Brukseli U progu nowej dekady Rozdział 18. Kosmologia i kwazary Pionierskie początki Polowanie na radioźródła Odkrycie kwazarów Zagadka widm kwazarów Kosmologia po odkryciu kwazarów Rozdział 19. Promieniowanie tła Preludium wielkiego odkrycia Grupa z Princeton Gołębie i radioastronomia Uwagi na marginesie dwu artykułów Dalsze pomiary Kosmologia po odkryciu promieniowania tła Rozdział 20. Istnienie osobliwości Miejsce Ludzie Osobliwości wielki problem kosmologii Twierdzenia o osobliwościach Wielkoskalowa struktura czasoprzestrzeni Perspektywy Rozdział 21. Czy COBE zobaczył początek świata? Rozczarowanie Burbidge a COBE Ku początkowi

10 Rozdział 22. Problemy kosmicznego budżetu Z perspektywy zakończonego stulecia Od Hubble a do Hubble a Ciemna materia kosmiczny deficyt Ciemna energia dziury budżetowej ciąg dalszy Bilans Rozdział 23. Wielka inflacja i głowa wezyra Model standardowy i jego kłopoty Coś godnego uwagi Ślady inflacji Historia wezyra Sissy Ben Dahira Rozdział 24. Granice kosmosu Długa droga kosmologii Rekonstrukcja historii Wszechświata Granica historii Superstruny i teoria M Rozdział 25. Granice kosmologii Nowa nauka Na granicy metody Już poza granicami Kosmologia ponowożytna Rozdział 26. Mapa Wszechświata Bibliografia do poszczególnych rozdziałów Indeks nazwisk

11 Przedmowa Jest to już trzecie, poważnie zmienione, a właściwie rozbudowane wydanie tej książki. W dwóch poprzednich (PWN 1983, 1985) nosiła ona tytuł Ewolucja kosmosu i kosmologii. Jej celem było przedstawienie dziejów Wszechświata od Wielkiego Wybuchu do współczesnej ery kosmicznej, tak jak je stopniowo rekonstruowano podczas kolejnych etapów rozwoju kosmologii XX wieku od pierwszej kosmologicznej pracy Einsteina z 1917 roku do odkrycia mikrofalowego promieniowania tła w 1965 roku i sformułowania twierdzeń o istnieniu osobliwości. Był to pionierski okres dziejów nowoczesnej kosmologii. Z dzisiejszej perspektywy wyraźnie widać, że wówczas dopiero kształtowały się podstawy kosmologii jako empirycznej nauki o Wszechświecie. Później myślałem dość często o tym, żeby dopisać dalszy ciąg, ale rozwój kosmologii nabierał takiego przyspieszenia, następowało po sobie tyle kolejnych osiągnięć, zarówno teoretycznych, jak i obserwacyjnych, że stawało się coraz bardziej oczywiste, iż jeden autor nie będzie w stanie ogarnąć wszystkiego, a nawet gdyby mu się to jakimś cudem powiodło, nie uda się tego materiału zmieścić w jednej książce o rozsądnych rozmiarach. W końcu zdecydowałem się na kompromis. Nowe rozdziały, które dodałem, musiały być bardziej zbiorcze. Aby doprowadzić kosmologię do współczesności, a nie zagrzebać się w szczegółach, wybrałem kilka najważniejszych problemów kosmologicznych i na nich skupiłem swoją uwagę. A gdy książka była już prawie napisana, ogłoszono rezultaty pomiarów mikrofalowego promieniowania tła, wykonane przez satelitę WMAP wyniki o niezwykłej wadze dla kosmologii. Musiałem więc dopisać ostatni rozdział. Stanowi on chyba dobre domknięcie opowiedzianej przeze mnie historii o wielkiej przygodzie odkrywania Wszechświata, a równocześnie jest niejako otwarciem okna na przyszłość, która... już zaczyna się dziać. 11

12 Dodałem także jeden rozdział w starej części książki. Podzieliłem się w nim z Czytelnikiem nowymi informacjami o Aleksandrze Friedmanie i losach kosmologii w Związku Radzieckim za czasów Stalina, wcześniej nieosiągalnymi. Wprowadziłem też drobne retusze w innych miejscach. Zdecydowałem się również na zmianę tytułu. Poprzedni, Ewolucja kosmosu i kosmologii, kierował nasz wzrok ku przeszłości, ale dzięki nowym rozdziałom książka ta przestała być opowiadaniem tylko o historii; stała się także relacją o współczesnych zmaganiach, by przedrzeć się przez granicę oddzielającą to, co wiemy, od bezmiernego pola naszej niewiedzy. Nowy tytuł, Granice kosmosu i kosmologii, jest ostrzeżeniem, a jednocześnie wyzwaniem. Ostrzeżeniem, że zbliżamy się do obszaru hipotez i domysłów, wyzwaniem gdyż wszystkie granice w nauce są po to, aby je przekraczać. Pragnę wyrazić wdzięczność p. dr. Jarosławowi Włodarczykowi za redakcję tej książki oraz trafny dobór ilustracji oraz Wydawnictwu Naukowemu Scholar, zwłaszcza p. Łukaszowi Żebrowskiemu, za sprawne doprowadzenie do ukazania się tej książki drukiem. 5 kwietnia 2005 r. 12

13 Niedostępne w wersji demonstracyjnej. Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki w serwisie