Nasze obserwacje dalekich obiektów pozbawione są kompletu informacji

Informacja dociera do nas z Kosmosu. Czy ta informacja jest kompletna, czy może dokonuje się gdzieś utrata informacji? Czy dobrze interpretujemy taką informację? To, co zostało przekazane do nas za pośrednictwem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, mogło ulec deformacji w czasie. Właściwie deformacja informacji nie jest najlepszym określeniem - wydaje się, że informacja, która dociera do nas za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba jest niepełna - po drodze część informacji zostaje rozproszona, albo ulega degradacji. Być może właśnie dlatego, Informacja z kosmosu ma swoją odmienną propagację.

Czy to, co do nas dociera jest realnym obrazem, czy tylko pewną interpretację iluzji, która dawno już nie istnieje? Wydaje się, że odległość 46 milionów lat świetlnych to dość sporo. Można sobie wyobrazić, że obraz, który dotarł do nas został specjalnie przygotowany. Obróbka komputerowa wyczyściła szumy i wypełniła obraz kolorami. Dodatkowo zastosowane pewne algorytmy, które eliminują znane anomalia. I tak powstała ilustracja zaprezentowana poniżej - zdjęcie galaktyki NGC 1433.

Utrata informacji. Ilustracja prezentuje galaktykę NGC 1433 oraz otaczającą ją siatkę gazów i kosmicznego pyłu. NGC 1433 to galaktyka odkryta niemal 200 lat temu, w 1826 r., znajdująca się ok. 46 mln lat świetlnych od naszej planety. Być może w chmurach gazowych znajdują się planety lub inne ciała niebieskie, których nie jesteśmy w stanie zinterpretować?

Źródło: Webb Image Galleries - NASA Science

Na powyższej ilustracji można zauważyć, że galaktykę NGC 1433 otaczają chmury gazowe. To, co otrzymaliśmy, to tylko pewna interpretacja danych. Sama ilustracja została wyposażona w odpowiedni zestaw kolorów tak, aby to zdjęcia było bardziej atrakcyjne dla nas. Każda tak modyfikacja - zmiany parametrów, kolorów, zmiany długości fali ma wpływ na obraz jaki obserwujemy w naszym Tu i naszym Teraz. A należy przyznać, że odległość 46 milionów lat świetlnych może "stworzyć" wiele możliwości do utraty informacji, która do nas dociera.

Czy Informacja, która dociera do nas z bardzo odległych miejsc może zostać zniekształcona? Czy fotony, które przybyły do nas, bądź inne cząstki elementarne mogą zmieniać swoje cechy "podróżując" po Wszechświecie? Co się dzieje z cząstkami elementarnymi, które trafiają do nas po 13 miliardach lat? Czy taka cząstka elementarna może zmieniać swoje własności w czasie? Gdyby okazało się to prawdą, to oznaczałoby to, że dane, które trafiają do nas z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba są zniekształcone - a być może utraciły swoją wiarygodność.

Taka utrata wiarygodności mogłaby oznaczać, że w odległych częściach naszego Wszechświata panują zupełnie inne prawa fizyki cząstek. Wyobraź sobie, że foton, który przybył do nas z informacją o miejscu oddalonym 13 miliardów lat temu mógł posiadać masę wówczas. Przebywają tą drogę do nas mógł ewoluować i tracić, bądź zyskiwać inne cechy. W naszym czasie rzeczywistym - w naszym Tu i w naszym Teraz, foton posiada zbiór cechy i atrybutów, które są charakterystyczne dla tego miejsca w czasie i w punkcie przestrzeni (czasoprzestrzeni). To ten zbiór cechy fotonu wyznacza opis - zrozumiały opis naszej Rzeczywistości dla nas.

Czy zatem bylibyśmy w stanie zrozumieć Rzeczywistość z przed 13 miliardów lat, gdzie foton mógłby mieć zupełnie inny zestaw cech? Wówczas takie foton mógł posiadać masę, w jaki sposób byłaby wówczas rozumiana tamtejsza Rzeczywistość? Czy z naszego punktu widzenia taka informacja byłaby prawdziwa? Czy informacja przekazana 13 miliardów lat temu musi ewaluować w szczególny sposób, aby była czytelna w naszej Rzeczywistości - w naszym Tu i w naszym Teraz?

Prawdziwość informacji

Wydaje się, że nie ma czegoś takiego jak prawdziwa informacja, która do nas dociera z odległych miejsc w czasie i w przestrzeni. To, co do nas trafia jest pewną interpretację obiektów, które obserwujemy. W naszym Tu i w naszym Teraz mamy powszechnie uznane i sprawdzone eksperymentalnie prawa fizyki. Dzięki temu nasza otaczająca Rzeczywistość ma swój niezmienny opis. Czy jednak ten opis można zastosować w dalekich miejscach w czasie i w przestrzeni? Co wpływa na przekaz otrzymany w daleka?

W jaki sposób propaguje informacja z dalekich obiektów? Według naszej koncepcji Informacja, która jest niesiona przez cząstki elementarne, dociera do nas w szczególny sposób. Na ilustracji poniżej można zauważy pewną interpretację obserwacji dalekich obiektów. Ekspansja Wszechświata powoduje, że nasza część wszechświata (droga mleczna), nasz Układ Słoneczny i nasz planeta przemieszczają się w czasie i w przestrzeni. To samo dzieje się z dalekimi obiektami, która obserwujemy za pomocą informacji, która dociera do nas za pośrednictwem cząstki elementarne.

Utrata informacji może dokonywać się wraz ze zmianą własności cząstek elementarnych. Być może Informacja z dalekich obiektów może docierać do nas w inny sposób. Jeśli nasz Wszechświat podlega ekspansji, która cały czas przyspiesza, to wydaje się, że obiekty oddalone od nas o kilka miliardów lat świetlnych mogą już dawno nie istnieć w miejscu, z którego pochodzi informacja. Zmiana własności cząstek może się również dokonywać w procesie "cofania się" w czasie.

Ilustracja prezentuje kawałek obserwowanego Wszechświata, który rozszerza się i zaburza w ten sposób informację, która do nas dociera. Jeśli prędkość ekspansji Wszechświata najdalszych obiektów mogłaby być porównywalna z prędkością światła, to takie obiekty byłby zupełnie niewidoczne, albo gdyby się "poruszały w naszym kierunku, to informacja o tych obiektów musiałaby "cofać się" w czasie - żółta część trajektorii poruszania się fotonów, które niosą informacje o dalekich obiektach z przeszłości.

Utrata informacji może dokonywać się, kiedy nasza cząstka elementarna - foton, musi "cofać się" w czasie. Na ilustracji powyżej można zauważyć, że informacja dochodzi do nas za pośrednictwem fotonu. Daleki obserwowany obiekt jest duże starszy od naszej planety i naszego układu słonecznego. Oznacza to, że aby informacja mogła być dla nas użyteczna musi przejść szczególną drogę. Wszystko dlatego, że pojęcie czasu ma zupełnie inna interpretację. Wówczas informacja musi to uwzględniać. Aby zachować prawdziwość informacji musimy być na miejscu obserwacji. W innym przypadku mamy tylko pewne wytyczne do interpretacji tego, co wydarzyło się kilka miliardów lat temu.

Informacja pochodzi z dalekiego obiektu, który już istnieje, dokonana ma być przez przez inny obiekt, który jeszcze nie istnieje. Wówczas Prawa fizyki, które obowiązywały w momencie kiedy powstania informacji mogły być zupełnie inne. Prawa fizyki mogły ewoluować razem z ekspansją Wszechświata. Oznacza to, że w momencie kiedy pojawił się obserwator, którego jeszcze nie było w momencie powstania informacji, to wygenerowane informacja traciła już część danych - utraciła swoją wiarygodność na skutek upływu czasu.

Wygenerowana informacja byłaby niewiarygodna gdyby nie pewien proces, który można porównać do "cofania się" w czasie. Aby informacja mogła być użyteczna - odróżnialna od szumu informacyjnego, taka informacja musi przejść przez czasoprzestrzeń uformowaną w "przeszłości". Zostało to pokazane na powyższej ilustracji. Informacja, która jest niesiona przez fotony cofa się w czasie, aby transformować do poziomu Praw fizyki z punktu widzenia obserwatora - procesu Obserwacji jako metody badawczej. Oczywiście wszystko to może wyglądać inaczej w zależności od punktu widzenia.

Gdybyśmy znaleźli się nagle w punkcie, w którym powstaje informacja, nie bylibyśmy w stanie tej informacji ani przetworzyć ani zinterpretować. Cały przekaz informacyjny byłby dla nas niezrozumiały. Analogicznie można porównać do zmiany reguł gry, gdzie nasze Prawa fizyki w ogólności mogłaby nie funkcjonować. Mogłoby to oznaczać, że nasze ciała w punkcie, gdzie powstała informacja byłby na przykład w stanie gazowym. Trudno nam by to było zinterpretować ponieważ w miejscu powstania informacji są inne Prawa fizyki.

Utrata informacji - Mamy dostęp tylko do części informacji

Utrata informacji powiązana jest z procesem "cofania się" w czasie nośników informacji - cząstek elementarnych, w naszym przykładzie są to fotony. Informacja, która do nas dociera powstała przed powstanie naszego układu słonecznego. Nasz Układ Słoneczny powstał około 4,6 miliarda lat temu z zagęszczenia obłoku molekularnego. Wówczas to, nasza informacja została wygenerowana z odległego obiektu. Nośniki tej informacji (fotony) wyruszyły w drogę przez Wszechświat i mają dotrzeć do Ziemi, która pojawi się dopiero za 4,6 miliarda lat. Za 4,6 miliarda lat będą obowiązywać zupełnie inne Prawa fizyki.

Przed powstanie Ziemi gdybyśmy istnieli, nasze ciała mogły być w stanie gazowym - dzisiaj nasze ciała są postrzegane i opisywane według obowiązujących praw fizyki. Z pewnością nasze ciała nie są w stanie gazowym i trudno to sobie wyobrazić. Być może 4 czy 5 miliardów lat temu Wszechświat był bardziej gazowy - stan skupienia materii był w większości gazowy. Materia w stanie w stałym była rzadkością i właśnie wówczas - 10 czy 13 miliardów lat temu dopiero gaz przekształcał się w stan stały materii. Mogło to oznaczać, że wówczas formowały się nowe Prawa fizyki - mogła wówczas zacząć się rozwijać Fizyka ciała stałego.

Utrata informacji. Koncepcja utraty informacji na skutek upływu czasu. Gdyby Planeta Ziemia istniała w momencie 100 milionów lat po Wielkim Wybuchu, to być może mogła by być wielką kulą gazową. Prawa fizyki, które wówczas obowiązywały nie mogły by być stabilne dla stałej materii (Fizyka materii skondensowanej). Oznacza to, że musiały pojawić się pewne warunki, aby można było je opisać odpowiednimi prawami fizyki. Bez tych szczególnych warunków nie da się opisać zjawisk prawami fizyki, które nie istnieją absolutnie w żadnej części Wszechświata. Wówczas można powiedzieć, że obiektywnie takich praw fizyki nie ma, ponieważ nie można ich zastosować.

Gdyby w jakieś części Wszechświata istniał układ planetarny, w którym nie ma grawitacji - to znaczy są prawa fizyki opisujące zjawisko utraty grawitacji, to oznaczałoby, że obiektywnie takie prawa istnieją tylko my ich jeszcze nie poznaliśmy. Jeśli jednak w całej rozciągłości Wszechświata, w momencie kiedy powstawała nasza informacja - 100 milionów lat od momentu Wielkiego Wybuchu, w żadnej części Wszechświata nie było materii w stanie stałym, to wówczas takie prawa fizyki obiektywnie nie miałyby żadnego uzasadnienia. Fizyka ciała stałego mogłaby by się pojawić wraz z pojawieniem się materii w stanie stałym.

Można to odnieść do analogii pomiędzy mechaniką klasyczną a mechaniką kwantową. To, że możemy opisać naszą Rzeczywistość w skali makro, nie oznacza, że taki sam opis można zastosować w skali mikro. Dlatego mamy właśnie mechanikę klasyczną a mechanikę kwantową, do opisu odpowiednio zjawisk w skali makro i osobną do opisu w skali mikro. Z punktu widzenia skali makro, zjawiska jakie dokonują się na poziomie kwantowym nie mają sensu i nie można ich opisać za pomocą mechaniki klasycznej. Podobnie jest z mechaniką kwantową, która opisuje zjawiska na poziomie mikro. Dlatego zjawiska w mikro skali tracą część informacji na poziomie makro.

Wszystko już zaczyna się komplikować w mikro-świecie na poziomie kwantowym, być może już na poziomie subatomowym. W świece cząstek elementarnych, według zasad mechaniki kwantowej, każda cząstka elementarna może pojawić się w tym samym momencie naszego czasu rzczywistego w kilku miejscach - jednocześnie. Czy zatem może to oznaczać, że taka cząstka elementarna, która współtworzy naszą Rzeczywistość opisuje ją tylko częścią informacji? Może to oznaczać, że każda cząstka elementarna może przenieść informacje z tych kilku miejsc, w których współtworzy alternatywne Rzeczywistości.

Otaczająca nas Rzeczywistość jest współtworzona przez cząstki elementarne. Wybudowanie naszej teraźniejszej Rzeczywistości dokonuje się tylko w oparciu o wykorzystanie tylko części informacji, jakie są możliwe na poziomie kwantowym. Reszta informacji jest wykorzystana do współtworzenia innych scenariuszy - innych alternatywnych Rzeczywistości. Oznacza to, że pozostała informacja jest dla nas nieosiągalna lub została utracona na rzecz innych alternatywnych Rzeczywistości.

Dostęp do informacji o dalekich/bliskich obiektach

Podobnie jak w skali makro - bardzo odległych galaktykach, jak i w skali mikro - w bardzo małych cząstkach elementarnych, nasza Rzeczywistość korzysta tylko z części dostępnej informacji do wybudowania naszego Tu i naszego Teraz. Z jakiegoś nieznanego nam jeszcze powodu, w naszym Tu i naszym Teraz mamy dostęp tylko do części informacji, jaka jest w Wszechświecie na poziomie makro i na poziomie mikro. Tylko z tej części informacji jest tworzona nasza teraźniejsza Rzeczywistość.

Dane o Wszechświecie uzyskane za pomocą naziemnych obserwatoriów astronomicznych (Lista obserwatoriów astronomicznych) wykreowały dla nas podstawy kosmologii do opisu naszego Wszechświata w skali makro. Za pośrednictwem tych danych mogliśmy potwierdzić ucieczkę galaktyk, co było podstawą do przyjęcia koncepcji powstania naszego Wszechświata według Teorii Wielkiego Wybuchu.

Utrata informacji. Animacja rozpatruje punkt widzenia mikro-świata, a więc świata cząstek elementarnych, które współtworzą obraz naszej Rzeczywistości - świat w ujęciu makro. Świat cząstek elementarnych może ustabilizować materię dla naszej teraźniejszej Rzeczywistości tylko jeśli cząstka współtworząca materię osiągnie zmiany na poziomie poniżej prędkości światła. Oznacza to, że nawet prędkość może być odwzorowana poprzez zachodzące “zmiany” w mikro-świecie. 

Niektóre jednak cząstki (Tachiony) nie mogą osiągnąć stabilizacji, ponieważ przekraczają prędkość światła. Oznacza to, że aby odwzorować szybkość nadświetlną, konieczna ogromna liczba “zmian”. Jeśli cząstka stabilizuje się w czasie do postaci, którą możemy doświadczyć, rejestrować, to oznacza, że liczba zmian koniecznych do opisania tej cząstki zmalała. Z naszego punktu widzenia oznacza to, że cząstka porusza się z prędkością mniejsza, lub równą prędkości światła. Czy to oznacza, że prawa fizyki mają nam jeszcze sporo do zaoferowania?

Teraz - mamy nowe możliwości - Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Dane, jakie otrzymujemy za pośrednictwem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, wymagają nowego podejścia, bądź innej interpretacji do tego, co do tej pory zbudowaliśmy za pomocą kosmologii. Czy oznacza to, że teraz jesteśmy w stanie zobaczyć więcej, czy może informacja, która do nas dociera ma zupełnie inną interpretację? Czy zatem zmienią się podręczniki do kosmologii? Czy może to wywołać zmiany w podejściu do praw fizyki? A może dopiero teraz rozumiemy to, co do nas dociera?

Dane, jakie docierają do nas za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, rzucają nowe światło na wydarzenie z okresu wczesnego Wszechświata. Informacja, która do nas dotarła wydaje się być wzbogacona. Ale opis naszej bezpośredniej Rzeczywistości nie uległ zmianie. Więcej również dzieje się na poziomie kwantowym. Ten mikro-świat jest również dla nas odległy podobnie jak obserwowane obiekty przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. W żaden sposób wiedza o zasadach mechaniki kwantowe nie wpłynęła na opis otaczającej nasz Rzeczywistości. Być może już niedługo pojawi się możliwość nowej Rzeczywistości? Dostęp do informacji z punktu naszej Rzeczywistości wydaje się być ograniczony. Doświadczamy w naszym Tu i w naszym Teraz niepełnego wymiaru Wszechświata.

Marek Ożarowski