Jerzy Salak Wszechświat i My

„Wtedy Bóg rzekł: «

Niechaj się stanie światłość!»

I stała się światłość.

Bóg widząc, że światłość jest dobra,

oddzielił ją od ciemności.”

Światło ... Niezwykłe medium poznawania i odkrywania otaczającej nas rzeczywistości. Światło pozwala nam dostrzec kształty, rozmiary, kolory, cienie i blaski obiektów znajdujących się w zasięgu naszej ręki, ale również w odległości przekraczającej nasze pojmowanie przestrzeni i czasu. Za pomocą światła możemy poznać prawie wszystko. Widzimy otaczające nas przedmioty, istoty żywe, obserwujemy ich właściwości fizyczne. Postrzegamy niesamowitą różnorodność obiektów naszej rzeczywistości i wymieniamy informacje uzyskane w ten sposób z innymi ludźmi.

Światło ujawnia piękno tego świata. Bez światła nie możemy nic zobaczyć, nawet jeżeli mamy oczy. Nasze badanie rzeczywistości za pomocą innych zmysłów jest o wiele uboższe.

Światło ma zdumiewające własności. Nie da się go „zamknąć”, w ciemności światło zawsze zwycięża. Pędzi poprzez przestrzeń i czas z najwyższą możliwą w naszym Wszechświecie prędkością i nikt oraz nic nie jest w stanie go dogonić. Ciemność (w sensie braku w przestrzeni jakiegokolwiek promieniowania) nie może też światła ogarnąć. To właśnie światło wprowadza w pustą przestrzeń energię, która może praktycznie wszystko.

Światło pozwala nam również na kreowanie rzeczywistości wirtualnej, która fizycznie może nie istnieć. Twórcy filmów czy gier komputerowych w coraz dowolniejszym stopniu ukazują nam światy, których prawdopodobnie nigdy w życiu nie zobaczymy na własne oczy. Obecna technika tworzenia obrazów jest już na tyle doskonała, że nie potrafimy odróżnić prawdy od fikcji.

Ale czy faktycznie wszyscy widzimy dokładnie to samo?

Nasze oczy, powstałe w wyniku miliardów lat ewolucji życia, są dla wielu ludzi i zwierząt najważniejszym ze zmysłów. Blisko 90% informacji o świecie odbieramy właśnie tą drogą. Przetwarzanie obrazów odbywa się na siatkówce oka, ale ich interpretacja w naszym mózgu. To on, na podstawie naszych życiowych doświadczeń i zdobytej wiedzy, analizuje i „podpowiada” nam co widzimy. Przypomnijmy sobie, że niemowlę widzi świat do góry nogami, taki jaki tworzy się na siatkówce jego oczu, ale po pewnym czasie mózg uczy się, jak odwrócić odebrany obraz, aby był on zgodny z rzeczywistymi kierunkami obserwowanego wokół nas świata. Ta umiejętność pozwala nam przeżyć, bo gdybyśmy mieli odwrócone kierunki góra-dół, to szybko grawitacja w bolesny sposób uświadomi nas czy spadamy w przepaść, czy też wznosimy się do nieba. W oczywisty sposób zamiana kierunków lewo-prawo jest mniej bolesna.

Musimy też pamiętać, że nasze oczy tworzą dwuwymiarowy obraz czterowymiarowej rzeczywistości. Ten obraz jest płaski, a tylko nasz mózg tworzy z tego interpretację trójwymiarowej przestrzeni, dodatkowo „wędrującej” poprzez czas. Od naszej wiedzy, zdobytego doświadczenia i indywidualnych cech osobowości zależy co faktycznie „zobaczymy”. Ciekawe wyjaśnienie zasad widzenia możesz zobaczyć tutaj .

Genialni malarze próbują przedstawić swoją wizję świata na płaskich obrazach. Często ich nie rozumiemy, gdyż nasze postrzeganie jest inne i zbudowane na innej bazie doświadczeń czy sposobów interpretacji. Trudno też zamknąć na płaszczyźnie to, co w rzeczywistości posiada większą liczbę wymiarów. Być może trochę łatwiejsze zadanie mają rzeźbiarze i twórcy filmów, gdyż przy obecnej technice możemy stosunkowo swobodnie odtwarzać rzeczywistość w wymiarach 3D, a nawet 4D.

Od strony fizycznej światło to zbiór olbrzymiej ilości cząstek nazywanych fotonami, ale równocześnie to fala elektromagnetyczna rozchodząca się z olbrzymią prędkością w przestrzeni. Ilość fotonów w naszym Wszechświecie jest tak olbrzymia, że widzimy wszystko – zarówno to co obok nas, ale również krańce naszego obserwowanego Wszechświata w odległości ok. 13,6 miliarda lat światła. Fotony wysyłane przez źródła fal elektromagnetycznych odbijają się od obiektów materialnych i „zmuszają” je do wtórnej emisji światła. To pozwala nam dostrzec kształty i kolory obiektów materialnych zapełniających nasz Wszechświat.

Ale, czy to co dochodzi do naszych oczu jest faktycznie rzeczywistym obrazem tego co światło oświetla? Niestety nie ...

Dzięki światłu możemy czuć się w miarę pewni i bezpieczni w naszym otoczeniu. Wyobraźmy sobie, że znajdujemy się w wielkiej, podziemnej jaskini i gasimy światło. Natychmiast ogarnia nas lęk, bo możemy zbadać naszą rzeczywistość tylko w granicach zbliżonych do wymiarów naszego ciała. Możemy pomachać ręką w lewo czy prawo i to koniec naszych możliwości poznawczych. Trochę więcej informacji może dostarczyć nam dźwięk, bo na podstawie echa (odbitego i powracającego dźwięku) możemy rozeznać się z grubsza w otaczającej nas przestrzeni. Jednak dopiero zapalenie latarki daje nam pełną swobodę poznawczą. Światło odbijające się od ścian jaskini pozwala nam obrać odpowiedni i bezpieczny kierunek wyjścia z tej nieprzyjaznej dla nas przestrzeni.

Fotony rozchodzą się po liniach prostych. Wtórne fotony odbite od przedmiotów zostają wyemitowane praktycznie we wszystkich możliwych kierunkach. To oznacza, że do naszych oczu dotrą tylko te fotony, których trajektoria łączy widoczną od naszej strony część przedmiotu z naszymi oczami. Fotony odbite z tyłu, czy z boku przedmiotu do nas nie dotrą, co wskazuje, że faktycznie widzimy tylko pewną część rzeczywistego obiektu. Docierający obraz jest przetwarzany w mózgu i obserwujemy w zasadzie tylko jego naszą interpretację.

Fotony docierające do obserwowanego przedmiotu mogą i najczęściej są częściowo pochłaniane przez wewnętrzną budowę materii. Na zewnątrz są emitowane wyłącznie fotony o ściśle określonej częstotliwości, co powoduje, że z całego spektrum docierającego promieniowania elektromagnetycznego odbieramy tylko pewien wycinek, nazywany przez nas kolorem. A więc jeżeli widzimy żółty kwiat, to nie oznacza, że jest on faktycznie żółty, ale że wszystkie inne barwy (częstotliwości światła) zostały przez ten kwiat pochłonięte, za wyjątkiem koloru żółtego, który został „zwrócony” na zewnątrz.

Za pomocą światła, a dokładniej jego interakcji z materią, możemy również bardzo dokładnie określić skład budowy pierwiastkowej materii, nawet tej bardzo odległej jak np. gwiazdy czy galaktyki, a nawet odkrywanych coraz liczniej planet. Wiele współczesnych technik badawczych wykorzystujących światło jako medium (np. chromatografia gazowa) pozwala nie tylko poznać wewnętrzną budowę pierwiastkową substancji, ale również bardzo dokładnie określić ich skład procentowy.

To, że prędkość światła (ok. 300 000 km/s w próżni) jest taka duża umożliwia nam obserwację świata prawie w czasie rzeczywistym. Najczęściej wydaje się nam, że to co widzimy dzieje się tu i teraz. Jednak to nie jest prawda. Nasz mózg „oszukuje” nas, tworząc ułudę teraźniejszości. Patrząc na kogoś stojącego obok nas możemy z dużym prawdopodobieństwem powiedzieć, że był obok nas również przed chwilą, ale obserwując Słońce widzimy niestety jego rzeczywisty obraz z przed blisko 8 minut, bo tyle czasu zabiera światłu wytworzonemu na naszej rodzimej gwieździe dotarcie do planety Ziemia. Tym bardziej, obserwując odległe gwiazdy czy galaktyki widzimy to, co było, a nie to co jest.

Pomimo tak wspaniałego narzędzia jakim jest zmysł wzroku jesteśmy cały czas oszukiwani przez rzeczywistość i zmuszani do wymyślania swojej interpretacji tego co do nas dociera razem ze światłem. Nie możemy być na 100% pewni jak obserwowany przez nas obiekt faktycznie wygląda, jaki ma kolor, właściwości i czy faktycznie jeszcze tu jest, czy też to co widzimy to jego obraz z przeszłości (bliższej lub dalszej). Jeżeli dodamy do tego fakt, że światło obserwowane przez człowieka to tylko bardzo, bardzo skromny wycinek długości fal elektromagnetycznych, to należy zastanowić się, czy nasze postrzeganie rzeczywistości jest pełne.

Człowiek nie widzi, nie słyszy i nie czuje wielu częstotliwości fal emitowanych przez różne obiekty w Kosmosie. W zakresie fal dźwiękowych słyszymy tylko te w granicach około 20 Hz do 16 kHz, a jeżeli chodzi o fale elektromagnetyczne jest jeszcze gorzej. Z całego spektrum niezliczonych częstotliwości widzimy tylko niewielki wycinek. Kompletnie nie widzimy i nie wyczuwamy fal radiowych, telewizyjnych, podczerwonych, nadfioletowych, promieni X czy gamma.

A jednak to właśnie dzięki światłu i jego niezwykłych właściwości możemy lepiej poznać piękno tego świata, jego skomplikowaną i niezwykłą strukturę. Tylko dzięki światłu możemy wybrać się w dalekie podróże rzędu milionów czy miliardów lat świetlnych, nawet nie ruszając się z miejsca. Można zadać sobie pytanie – jak wyglądałby świat, gdybyśmy mogli go obserwować poprzez całe spektrum wszystkich możliwych długości fal? Co faktycznie byśmy „zobaczyli”? Czy to wystarczy do poznania tego świata? Nasze zmysły są wspaniałym wytworem ewolucji organizmów żywych na Ziemi, ale czy dostarczają wszystkich informacji? Z pewnością nie, ale tworzymy coraz doskonalsze protezy naszych zmysłów (radary, teleskopy optyczne i radiowe, rozmaite detektory) i potrafimy „wyłapać” prawie wszystkie rodzaje fal, ale czy nasza interpretacja tego co obserwujemy jest właściwa? Jak na razie mam duże wątpliwości ...

Brzeg, 2019-12-27

I stała się światłość ...