5.1 Początek wszystkiego: cząstki jako cud pośród niezliczonych niepowodzeń

Strona główna ／ Rozdział 5: Mikroskopowe cząstki

Współczesna fizyka bardzo precyzyjnie opisuje oddziaływania i pomiary, jednak „historia powstawania” cząstek pozostaje często nieostra. W tej części przedstawiamy ciągłą, materiałowo-procesową narrację — w ramach Teorii włókien energii (EFT) — która wyjaśnia, dlaczego cząstki trwałe są zarazem rzadkie i, przy ogromnej liczbie prób w przestrzeni i czasie, niemal nieuchronne.

I. Dlaczego warto przepisać „pochodzenie cząstek” (ograniczenia obecnych narracji)

• Teorie głównego nurtu ściśle określają reguły oddziaływań i pomiarów. Jednak na pytania, dlaczego cząstki trwałe pozostają trwałe, skąd się wywodzą i dlaczego Wszechświat się nimi „wypełnił”, zwykle odpowiada się symetriami, aksjomatami lub migawkami zamarzania/przemian fazowych. Brakuje ciągłego obrazu materiałów i procesów.
• „Ocean porażek” rzadko trafia do rachunku fizycznego: zdecydowana większość prób nie przetrwa. Pomijając to, tracimy kluczowy powód, jakim jest jednoczesna rzadkość i powszechność cząstek trwałych.

II. Nietrwałość jest normą, nie wyjątkiem (morski horyzont tła i bilans podstawowy)

1. Czym są
   W oceanie energii, gdy pojawiają się sprzyjające zaburzenia i rozjazdy tensorowe, włókna energii próbują zwijać się w lokalne uporządkowane struktury. Zdecydowana większość nie trafia w „okno samopodtrzymania” (Coherence Window) i istnieje jedynie krótko. Te krótkotrwałe uporządkowane zaburzenia, razem z wąsko pojętymi cząstkami nietrwałymi, nazywamy zbiorczo Uogólnionymi cząstkami nietrwałymi (GUP); zob. sekcja 1.10. Dalej używamy wyłącznie określenia Uogólnione cząstki nietrwałe.
2. Dlaczego mają znaczenie
   Pojedyncza próba szybko gaśnie, ponadto jednak ogromna superpozycja w czasoprzestrzeni tworzy dwie warstwy tła:
   • Statystyczna grawitacja tensorowa (STG): W trakcie krótkiego życia minimalne pociągnięcia na tensorze ośrodka sumują się statystycznie w gładką, dośrodkową stronniczość — w makroskali działającą jak „dodatkowe prowadzenie”.
   • Lokalny szum tensorowy (TBN): Gdy struktury się rozwiązują lub anihilują, wtryskują do oceanu szerokopasmowe, niskospójne pakiety fal, które statystycznie podnoszą rozproszony poziom tła i wprowadzają mikrozaburzenia.
3. „Niewidzialny szkielet”
   W większych skalach każdy element objętości zawiera statystycznie uchwytną składową pociągnięcia i szumu. W obszarach o wysokim „reliéfie tensorowym”, takich jak galaktyki, ten niewidzialny szkielet jest silniejszy i nieustannie ciągnie oraz poleruje struktury. Cząstki trwałe rodzą się właśnie na takim tle, gdzie porażka jest stanem zwyczajnym.

III. Dlaczego wytworzenie cząstek trwałych jest tak trudne (progi materiałowe — wszystkie naraz)

Aby jedna próba „awansowała” do długo żyjącej cząstki trwałej, wszystkie poniższe warunki muszą być spełnione jednocześnie — każdy z osobna jest wąski, razem stają się skrajnie wąskie:

• Zamknięta topologia: Pętla musi być domknięta, bez luźnych końców szybko się rozplatających.
• Zrównoważenie naprężeń: Naprężenia zginania–skręcania–rozciągania muszą się samorównoważyć, bez śmiertelnych punktów „zbyt ciasno/zbyt luźno”.
• Zablokowany rytm: Odcinki pętli muszą zgrywać czas, by uniknąć samorozdarcia w trybie „gonisz–uciekam”.
• Okno geometryczne: Rozmiar–krzywizna–gęstość liniowa muszą wspólnie trafić w okno niskich strat i domkniętej pętli; zbyt małe — pęka, zbyt duże — środowisko ścina i rozprasza.
• Środowisko poniżej progu: Ścinanie/szum w otoczeniu młodej pętli muszą być niższe niż jej odporność.
• Samonaprawa defektów: Gęstość lokalnych wad ma być na tyle niska, by mechanizmy wewnętrzne mogły je usuwać.
• Przetrwać pierwsze uderzenia: Nowa pętla musi przeżyć najsilniejsze zaburzenia w pierwszych taktach, by wejść na długowieczną trajektorię.

Sedno: Żaden warunek sam w sobie nie jest „astronomiczny”; równoległe spełnienie wszystkich dramatycznie zmniejsza szansę sukcesu — stąd rzadkość cząstek trwałych.

IV. Ile potrzeba „nietrwałego tła” (masa równoważna tła cząstek nietrwałych)

Przekładając makroskopowe „dodatkowe prowadzenie” na równoważną gęstość masy Uogólnionych cząstek nietrwałych według jednolitej metodologii statystycznej (szczegóły pomijamy), otrzymujemy:

• Średnia kosmiczna: około 0,0218 mikrograma na każde 10 000 km³ przestrzeni.
• Średnia w Drodze Mlecznej: około 6,76 mikrograma na każde 10 000 km³ przestrzeni.

Interpretacja: Wartości bardzo małe, lecz wszechobecne; nałożone na kosmiczną sieć i struktury galaktyczne zapewniają dokładnie taki poziom bazowy, jaki jest potrzebny do „gładkiego podnoszenia” i „drobnego polerowania”.

V. Mapa procesu: od jednej próby do „długiego życia”

• Wyciąganie w włókno: Zewnętrzne pola/geometria/wymuszenia wyciągają zaburzenia oceanu w stan włóknisty.
• Pętlenie i zestrajanie: W pasmach ścinania włókna są wiązane i ponownie dopasowywane, by stopniowo zmniejszać straty.
• Domknięcie pętli: Przekroczenie progu domknięcia prowadzi do pętli topologicznej.
• Zablokowanie fazy: W oknie niskich strat rytm i faza zostają zablokowane.
• Samopodtrzymanie: Naprężenia się równoważą, a pętla przechodzi testy obciążenia środowiskowego → cząstka trwała.

Gałąź niepowodzenia: Porażka na którymkolwiek kroku zwraca strukturę do oceanu: w czasie życia dokłada ona do Statystycznej grawitacji tensorowej, a przy rozpadzie wstrzykuje Lokalny szum tensorowy.

VI. Rzędy wielkości: „widoczny” rachunek sukcesu

Proces jest losowy, ale mierzalny w zgrubnej skali. Korzystając z wszechświatowej księgowości wymiarowej (szczegóły pomijamy; zgodnie z Teorią włókien energii):

• Wiek Wszechświata: ≈ 13,8 × 10⁹ lat ≈ 4,35 × 10¹⁷ s.
• Całkowita masa materii widzialnej (Wszechświat): ≈ 7,96 × 10⁵¹ kg.
• Całkowita masa materii niewidzialnej (Wszechświat): główne źródło Statystycznej grawitacji tensorowej, około 5,4× masy widzialnej, tj. ≈ 4,3 × 10⁵² kg.
• Typowe okno życia (Uogólnione cząstki nietrwałe): 10⁻⁴³–10⁻²⁵ s.
• Liczba zaburzeń na jednostkę masy w historii kosmicznej: 4,3 × 10⁶⁰–4,3 × 10⁴² prób na kg·historia.
• Prawdopodobieństwo sukcesu pojedynczej próby przejścia w cząstkę trwałą: około 10⁻⁶²–10⁻⁴⁴.

Wniosek (sens wymiarowy): Każda cząstka trwała odpowiada mniej więcej 10¹⁸–10²⁴ kwintylionom nieudanych prób przed jedną „szczęśliwą” udaną. To tłumaczy zarówno rzadkość (nikła szansa jednostkowa), jak i naturalną obfitość (wzmocnienie przez przestrzeń, czas i równoległość).

VII. Dlaczego Wszechświat mimo to „zapełnia się” cząstkami trwałymi (trzy wzmacniacze)

• Wzmacniacz przestrzenny: Wczesny Wszechświat miał astronomiczne liczby spójnych mikrodomen — próby zachodziły niemal wszędzie.
• Wzmacniacz czasowy: Okno formowania jest wąskie, jednak kroki czasu niezwykle gęste — próby trwają niemal bez przerwy.
• Wzmacniacz równoległy: Próby nie są szeregowe, lecz równoległe w niezliczonych miejscach.

Te trzy wzmacniacze mnożą mikroskopijne prawdopodobieństwo na próbę do istotnej łącznej wydajności. Cząstki trwałe „piętrzą się” w sposób naturalny.

VIII. Intuicyjne korzyści (jedno ramy ujmujące wiele rozproszonych zjawisk)

• Rzadkie, lecz naturalne: Trudność w pojedynczej próbie → rzadkość; wzmocnienie przez przestrzeń–czas–równoległość → naturalność. Bez sprzeczności.
• Porażka jako linia bazowa: Uogólnione cząstki nietrwałe tworzą trwałe tło, które nieustannie generuje Statystyczną grawitację tensorową (wyrównujący „ciąg”) oraz Lokalny szum tensorowy (podniesienie rozproszonego poziomu).
• Dlaczego „niewidzialna grawitacja” jest powszechna: Makroskopowe „dodatkowe prowadzenie” to gładka stronniczość Statystycznej grawitacji tensorowej, zdolna wyjaśnić wiele fenomenologii bez postulowania nowych składników.
• Skąd „części standardowe”: Gdy pętla „zamarznie” w oknie, ograniczenia materiałowe kotwiczą geometrię i widma do wspólnych specyfikacji — elektron to elektron, proton to proton.

IX. Podsumowując

• Macierzysty ocean to ocean porażek: Wszechświat tętni nieustannymi próbami Uogólnionych cząstek nietrwałych; w czasie życia składają się na Statystyczną grawitację tensorową, a przy rozpadzie wstrzykują Lokalny szum tensorowy.
• Utrwalenie jest trudne, ale możliwe: Dopiero jednoczesne spełnienie warunków domknięcia, zrównoważenia, zablokowania rytmu, okna geometrycznego, środowiska poniżej progu, samonaprawy i przetrwania pierwszych taktów pozwala krótkotrwałej próbie przeskoczyć do długowieczności.
• Czytelny rachunek: Równoważne gęstości masy (w skali kosmicznej/galaktycznej) wraz z wiekiem–oknami życia–liczbą prób–szansą sukcesu dają uchwytne liczby.
• Cuda dnia powszedniego: Każda cząstka trwała to cud narodzony z niezliczonych porażek; na scenie wystarczająco dużej i długiej cuda stają się codziennością. Taka jest ciągła, statystyczna i samospójna opowieść Teorii włókien energii o tym, „skąd wzięło się wszystko”.