Czy model Wszechświata powinien być strukturalnie stabilny?

  • Paweł Tambor Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II, Wydział Teologii
  • Marek Szydłowski Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Słowa kluczowe: stabilność strukturalna, model kosmologiczny, metodologia kosmologii, filozofia kosmologii

Abstrakt

Pokazujemy, że kosmologia współczesna posiada cechy efektywnej teorii fizycznej podobnej do standardowego modelu cząstek elementarnych. Obecnie mamy do czynienia z konstytuowaniem się tzw. standardowego modelu kosmologicznego. W pracy wskazujemy na cechy charakterystyczne takiego modelu, który jest modelem kosmologicznym o maksymalnej symetrii (jednorodność i izotropowość przestrzenna) wypełnionego materią barionową i ciemną materią oraz ciemną energią (ze stałą kosmologiczną). Model ten jest nazywany modelem standardowym LCDM (Lambda – Cold – Dark Matter model) i jest rozwiązaniem klasycznych równań Einsteina z członem kosmologicznym.

Proces wyłonienia się modelu LCDM z modelu CDM można traktować jako proces emergencji epistemologicznej. Wskazujemy na dwa użyteczne pojęcia: bifurkacji i strukturalnej niestabilności, które mogą być użyteczne w konceptualizacji predykatu nowy, w opisie pojęcia emergencji standardowego modelu kosmologicznego. Na marginesie naszych rozważań formułujemy koncepcję bifurkacyjnego rozwoju kosmologii w drodze kolejnej bifurkacji jej parametrów. Wówczas przejście od modelu dynamicznego CDM do modelu LCDM posiada charakter bifurkacji typu widłowego. Ten scenariusz jest zgodny ze scenariuszem nieliniowego rozwoju nauki Michała Hellera.

Bibliografia

Alexander, Samuel. Space, Time, and Deity. London: Macmillan, 1920.

Andronov, A.A., E.A. Leontovich, I.I. Gordon, i A.G. Maier. Теория бифуркаций динамических систем на плоскости [Teoriia bifurkatsiǐ dinamicheskikh sistem na ploskosti]. Москва: Наука [Moskwa: Nauka], 1967.

Andronov, A.A., i L.S. Pontryagin. „Systèmes grossiers”. Doklady Akademii Nauk SSSR 14 (1937): 247–250.

Arnold, V.I. Дополнительные главы теории обыкновенных дифференциальных уравнений [Dopolnitelnyje glawy teorii obyknowiennych diferentialnych uravneniǐ]. Москва: Наука [Moskwa: Nauka], 1978.

Arnold, W.I. Różniczkowe równania zwyczajne. Warszawa: PWN, 1975.

Bishop, Robert C., i Harald Atmanspacher. „Contextual emergence in the description of properties”. Foundations of Physics 36 (2006), 12: 1757–1777. DOI: 10.1007/s10701-006-9082-8.

Broad, C.D. The Minds and Its Place in Nature. London: Routledge and Kegan Paul, 1925.

Hawking, Stephen W., i George F.R. Ellis. The Large Scale Structure of Spacetime. Cambridge: Cambridge University Press, 1973.

Humphreys, Paul. „How properties emerge”. Philosophy of Science 64 (1997): 1–17. DOI: 10.1086/392533

Kim, Jaegwon. „Making sense of emergence”. Philosophical Studies 95 (1999): 3–36. DOI: 10.1023/A:1004563122154.

Kokarev, Sergey S. „Structural instability of Friedmann-Robertson-Walker cosmological models”. General Relativity and Quantum Cosmology 41 (2009), 8: 1777-1794. DOI: 10.1007/s10714-008-0748-8

Larena, Julien, Jean-Michel Alimi, Thomas Buchert, Martin Kunz, Pier-Stefano Corasaniti, „Testing backreaction effects with observations”. Physical Review D 79.8 (2009): 083011. DOI: 10.1103/PhysRevD.79.083011

Morgan, Conwy. Emergent Evolution. New York: Holt, 1923.

Nagel, Ernest. The Structure of science. New York: Hackett Publishing Company Inc, 1961.

Palmquist, Stephen. „Emergence, evolution, and the geometry of logic: Causal leaps and the myth of historical development”. Foundations of Science 12 (2007): 9–37. DOI: 10.1007/s10699-006-0004-1.

Perko, Lawrence. Differential Equations and Dynamical Systems. New York: Springer-Verlag, 1991.

Riess, Adam G., et al. „Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant”. The Astronomical Journal 116 (1998), 3: 1009–1038. DOI: 10.1086/300499.

Silberstein, Michael, i John McGeever. „The search for ontological emergence”. The Philosophical Quarterly 49 (1999), 195: 182–200. DOI: 10.1111/1467-9213.00136.

Spergel, David N., et al. „First year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) observations: Determination of cosmological parameters”. The Astrophysical Journal. Supplement Series 148 (2003): 175–194. DOI: 10.1086/377226

Szydłowski, Marek. „Filozoficzne aspekty pojęcia stabilności”. Analecta Cracoviensia 15 (1983): 13–24.

Szydłowski, Marek. „Cosmological zoo: Accelerating models with dark energy”. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0709 (2007): 007. DOI: 10.1088/1475-7516/ 2007/09/007.

Szydłowski, Marek. „Ontologiczne i epistemologicze aspekty pojęcia modelu kosmologicznego”. Filozofia i Nauka. Studia filozoficzne i interdyscyplinarne 2 (2014): 277–292.

Szydłowski, Marek, Michał Heller i Zdzisław Gołda. „Structural stability properties of Friedman cosmology”. General Relativity and Gravitation 16 (1984), 9: 877–890. DOI: 10.1007/BF00762940.

Szydłowski, Marek, Aleksandra Kurek i Adam Krawiec. „Top ten accelerating cosmological models”. Physics Letters B642 (2006): 171–178. DOI: 10.1016/j.physletb.2006. 09.052.

Szydłowski, Marek, i Paweł Tambor. „Dynamical Emergence of FRW Cosmological Models”. W: Proceedings of the 8th Mathematical Physics Meeting : Summer School and Conference on Modern Mathematical Physics: August 24-31, 2014, Belgrade, Serbia, red. Branko Dragović i Igor Salom, 177–190. Belgrade: Institute of Physics, 2015.

Trotta, Roberto. „Bayes in the sky: Bayesian inference and model selection in cosmology”. Contemporary Physics, 49 (2008): 71–104. DOI: 10.1080/00107510802066753.

Uzan, Jean-Philippe. „The big-bang theory: construction, evolution and status”. Séminaire Poincaré 20 (2015): 1–69.

Opublikowane
2020-06-12
Dział
Artykuły