1.10: Kasi ya mwanga na muda: Kikomo halisi cha juu kinatoka Bahari ya nishati; Konstanti iliyopimwa inatoka Rula na saa

Nyumbani ／ Nadharia ya nyuzi za nishati (V6.0)

I. Kwanza, bandika mapema onyo na hitimisho mbili zitakazopita kwenye kitabu chote
Sehemu hii inajibu swali linaloonekana la kawaida, lakini ndani ya Nadharia ya Nyuzi ya Nishati (EFT) lazima liandikwe upya: kasi ya mwanga na muda ni nini, hasa? Ili kuepuka tafsiri za baadaye za data za kozmolojia kwenda pembeni mara kwa mara, tuweke “misumari” miwili muhimu mapema:

Usitumie kasi ya mwanga ya leo (c) kuisoma upya historia ya ulimwengu; unaweza kuichanganya na upanuzi wa nafasi.

Kikomo halisi cha juu kinatoka Bahari ya nishati; Konstanti iliyopimwa inatoka Rula na saa.

Sentensi ya kwanza ni ukumbusho: unapochunguza vipindi tofauti, unachukua Rula na saa za “leo” ili kusoma “Midundo” ya “zamani”. Usipoanza kwa kufungua swali la “Rula na saa zinatoka wapi”, tofauti nyingi hujigeuza zenyewe na kuwa simulizi la jiometri.
Sentensi ya pili ndiyo fremu ya hitimisho la sehemu hii: “kasi ya mwanga” moja, ndani ya Nadharia ya Nyuzi ya Nishati, lazima itenganishwe kuwa tabaka mbili—kikomo cha nyenzo na konstanti ya usomaji wa upimaji.

II. Rudisha kasi ya mwanga kutoka “konstanti ya fumbo” hadi “kikomo cha kukabidhiana”
Sehemu iliyotangulia tayari iliweka Uenezaji wa kupokezana: uenezaji si kubeba kitu; ni kukabidhiana kwa karibu-kwa-karibu. Ukikubali Uenezaji wa kupokezana, kikomo hujitokeza chenyewe: kila kukabidhiana kunahitaji dirisha la muda la chini kabisa; hata uharakishe vipi, huwezi kufanya kukabidhiana kutokee papo hapo.

Kwa hiyo, ndani ya Nadharia ya Nyuzi ya Nishati, kasi ya mwanga si kwanza “namba iliyoandikwa milele na ulimwengu”, bali ni Kikomo halisi cha juu cha Bahari ya nishati chini ya Hali ya bahari fulani. Ni kama “kasi ya sauti” kwenye sayansi ya nyenzo: kasi ya sauti si konstanti ya kozmiki; ni sifa ya kati. Kati ikiwa ngumu zaidi, imekaza zaidi, na inakabidhi msukumo kwa urahisi zaidi, kasi ya sauti huongezeka; ikiwa laini zaidi na yenye mnato zaidi, kasi hupungua.
Kasi ya mwanga katika Nadharia ya Nyuzi ya Nishati hufuata mantiki hiyo hiyo—tofauti ni kwamba hapa tunazungumzia “uwezo wa juu kabisa wa kukabidhiana” wa Bahari ya nishati.

Ili kufunga hisia hii kwenye akili, tumia mfano wa kila siku:

1. Mbio za kupokezana

• Kasi ya juu ya timu inategemea “kasi ya kupokezana kijiti”.
• Kitendo cha kupokezana kina dirisha la muda la chini lisiloweza kufupishwa.
• Kikomo cha kasi ya safari ndefu hakiamuliwi na matamanio ya mkimbiaji, bali uwezo wa kupokezana.

2. Wimbi la uwanjani

• Kasi ya wimbi inategemea muda mfupi zaidi wa kuitikia wa “kusimama—kukaa”.
• Hili si kifungu cha kanuni; ni uwezo wa nyenzo inayoitwa mwanadamu.

Kwa hivyo, “Kikomo halisi cha juu” katika kitabu hiki kinamaanisha: chini ya Hali ya bahari fulani, Bahari ya nishati inaweza kukabidhi muundo kwa Midundo ya kasi gani.

III. Kwa nini ni lazima kutofautisha aina mbili za kasi ya mwanga: Kikomo halisi cha juu dhidi ya Konstanti iliyopimwa
Makosa mengi hutokana na desturi moja: kuchukua “kasi ya mwanga uliopima” kuwa “kikomo cha ulimwengu wenyewe”. Ndani ya Nadharia ya Nyuzi ya Nishati, haya mawili lazima yatenganishwe:

1. Kikomo halisi cha juu (tabaka la nyenzo)

• Hupimwa kwa Hali ya bahari ya Bahari ya nishati; husoma Mvutano kwanza: Mvutano ukikaza, kukabidhiana huwa safi na kikomo hupanda; ukilegea, kikomo hushuka.
• Hili halipingani na “usomaji wa muda kuwa polepole”: bahari iliyokaza hupiga Midundo polepole (saa huwa polepole), lakini husambaza kwa kasi (kikomo huwa juu).
• Hujibu: Bahari ya nishati inaweza kukabidhi mabadiliko kwa kasi ya juu kiasi gani.

2. Konstanti iliyopimwa (tabaka la upimaji)

• Ni thamani inayosomwa kwa kutumia Rula na saa.
• Hujibu: chini ya ufafanuzi fulani wa Rula na saa, mwanga umepita “mita” ngapi na umetumia “sekunde” ngapi.

Haya mawili yanaweza kufanana, na yanaweza kutofautiana. Kilicho cha hila zaidi ni hiki: hata Kikomo halisi cha juu kikibadilika, Konstanti iliyopimwa inaweza kuonekana “haibadiliki”, kwa sababu Rula na saa zenyewe zinaweza kubadilika pamoja.
Hili si mchezo wa maneno; ni ukweli wa moja kwa moja: ukipima urefu kwa rula ya mpira, kunyooshwa kwa rula yenyewe hubadili usomaji; ukipima muda kwa saa ya pendulum, Midundo ya pendulum huathiriwa na mvuto na hali ya nyenzo na inaweza kuyumba.
Nadharia ya Nyuzi ya Nishati hulisema moja kwa moja zaidi: Rula na saa ni miundo ya kifizikia, si “ufafanuzi wa juu usioguswa”.

IV. Muda ni nini: si mto wa usuli, bali ni “usomaji wa Midundo”
Ikiwa utupu ni Bahari ya nishati, na chembe ni miundo ya Kufunga, basi “muda” lazima urudi kwenye chanzo cha kifizikia kinachoshikika: mchakato unaoweza kurudiwa.

Saa zote—iwe ni saa ya kimekani, ya quartz, au ya atomiki—kimsingi hufanya kitu kilekile: huhesabu idadi ya kurudiwa kwa mchakato thabiti. Kwa maneno mengine, muda si kwamba kwanza “unatiririka huko nje” halafu saa zinausoma; muda ni kwamba Midundo ya saa huchukuliwa kuwa rejea, kisha “sekunde” hufafanuliwa kutokana nayo.
Nadharia ya Nyuzi ya Nishati hufunga maana ya muda kwa sentensi moja:

Muda ni usomaji wa Midundo.
Midundo hutoka wapi? Hutoka kwenye mitikisiko thabiti ambayo Bahari ya nishati inaruhusu—yaani “wigo wa Midundo” ndani ya Hali ya bahari. Bahari inapokaza, mchakato thabiti unapata ugumu zaidi kubaki thabiti ndani yake, hivyo Midundo hupungua; bahari inapolegea, Midundo huongezeka.
Kwa hiyo, muda si usuli usio na uhusiano na Hali ya bahari; muda wenyewe ni mojawapo ya usomaji wa Hali ya bahari.

V. Rula zinatoka wapi: urefu ni usomaji wa “kipimo cha muundo”, si kitu kilichochongwa kwenye ulimwengu tangu asili
Watu wengi huwaza “mita” kama kipande cha urefu kilichopo kiasili ndani ya ulimwengu. Kiuhalisia, “mita” hutoka kwenye ufafanuzi, lakini ufafanuzi huo lazima uendelee kushikamana na mchakato wa kifizikia unaoweza kurudiwa: mwendo wa mwanga kwenye njia (optical path), mipito ya atomu, michirizi ya muingiliano (interference fringes), na lattisi ya fuwele kwenye yabisi.

Kwa lugha ya Nadharia ya Nyuzi ya Nishati, rula pia ni aina ya muundo: hutegemea muundo wa chembe na upimaji wa Hali ya bahari. Kipimo cha muundo kinaweza kuathiriwa kwa njia isiyo ya moja kwa moja na Hali ya bahari pamoja na namna ya Kufunga.
Hii haimaanishi “rula zote zinayumba kiholela”, bali ni ukumbusho: ili kufasiri usomaji wa vipindi tofauti, lazima tukubali kuwa Rula na saa ni sehemu ya mfumo wa miundo ya ndani ya ulimwengu, si “ufafanuzi mtupu” ulio nje ya ulimwengu.

Kukumbuka “asili ya pamoja” ya Rula na saa kwa sentensi moja hutumika sana:

Rula na saa zina asili moja: zote zinatokana na muundo, na zote hupimwa kwa Hali ya bahari.

VI. Kwa nini Konstanti iliyopimwa inaweza kuwa thabiti: asili moja na mabadiliko ya pamoja yanaweza kufuta tofauti
Sasa turudi kwenye jambo muhimu: kwa nini katika majaribio ya hapa-hapa, kasi ya mwanga inaonekana thabiti sana? Nadharia ya Nyuzi ya Nishati inatoa njia ya ufafanuzi iliyo ya asili kabisa:

• Mchakato wa kupima kasi ya mwanga lazima utumie Rula na saa.
• Rula na saa ni miundo; miundo imeundwa na chembe; muundo wa chembe hupimwa kwa Hali ya bahari.
• Hali ya bahari ikibadilika taratibu, Kikomo halisi cha juu kinaweza kubadilika, lakini vipimo vya Rula na saa vinaweza pia kubadilika kwa pamoja kwa sababu vina asili ileile.
• Matokeo yake ni kwamba, katika upimaji wa hapa-hapa, mabadiliko mengi hukunjwa na kufutiana; kasi ya mwanga iliyopimwa inaweza kubaki thabiti.

Mantiki hii inaweza kukazwa kuwa kauli moja ya “onyo”:

Ukitumia Rula na saa ulizotengeneza kutoka Bahari ileile ya nishati kupima kikomo cha Bahari hiyo hiyo, konstanti unayopata inaweza kuwa “kutobadilika baada ya asili moja na mabadiliko ya pamoja”.

Hii pia inaeleza kwa nini usomaji wa vipindi tofauti ni muhimu zaidi: unapotumia Rula na saa za leo kusoma ishara iliyotumwa zamani sana, kimsingi unaweka Hali ya bahari za nyakati mbili tofauti kwenye mizani moja, ndipo “tofauti” hujitokeza wazi.

VII. Kiini cha usomaji wa vipindi tofauti: Tofauti ya midundo ya ncha hujitokeza kabla ya “kunyooshwa kwa nafasi”
Kuanzia hapa, mpangilio wa vipaumbele wa Nadharia ya Nyuzi ya Nishati kwa data za kozmolojia ni huu: kwanza angalia tofauti ya Midundo, kisha ndipo uzungumzie jiometri.

Mwanga kutoka kwa kitu cha mbali unapofika hapa, unacholinganishwa ni:

• Midundo asili ya chanzo wakati ule (imepimwa na Mvutano wa msingi wa wakati ule)
• Midundo asili ya hapa sasa (imepimwa na Mvutano wa msingi wa sasa)

Ulimwengu ukiwa katika Mageuzi ya kulegea, rejea ya Midundo ya chanzo na ya hapa kiasili si ileile. Hilo peke yake linaweza kuleta tofauti za kimfumo kwenye usomaji wa mistari ya spektra, bila kuhitaji kwanza kudhani kwamba “nafasi yenyewe imevutwa”.
Kwa hiyo, kitabu hiki kitakaporejea Uhamisho wa kuelekea nyekundu baadaye, kitachukua Tofauti ya midundo ya ncha kama utaratibu wa “rangi ya msingi”, kisha kitauweka katika vigezo viwili vinavyoweza kunukuliwa: Uhamisho wa kuelekea nyekundu wa potenshali ya mvutano (TPR) na Uhamisho wa kuelekea nyekundu wa mageuzi ya njia (PER).

VIII. Kwa nini “ukuta, tundu, korido” hufanya kasi ya mwanga na muda ionekane zaidi: maeneo ya mipaka huongeza tofauti za vipimo
Sehemu 1.9 ilizungumzia sayansi ya nyenzo za mipaka: Ukuta wa mvutano, Tundu, na Korido. Ukiunganisha hilo na sehemu hii, hitimisho la asili ni hili:

• Karibu na Ukuta wa mvutano, mteremko wa Mvutano unaweza kuwa mkali sana, hivyo wigo wa Midundo “huchorwa upya” kwa nguvu zaidi.
• Kufunguka/kufunga kwa Tundu na kujazwa tena kunaweza kuleta Midundo ya eneo husika na kuongezeka kwa kelele.
• Korido hubadilisha hali za njia na kubadili upotevu, na kufanya uenezaji uonekane “sahihi zaidi”, “mnyoofu zaidi”, na “wa haraka zaidi”, lakini bado unazuiwa na kikomo cha kukabidhiana cha eneo husika.

Ndiyo maana, kujadili uenezaji na usomaji wa muda katika maeneo ya mipaka hufanya “msingi wa nyenzo” uonekane kwa urahisi zaidi kuliko maeneo tulivu: kwa sababu maeneo ya mipaka huongeza tofauti za Hali ya bahari.

IX. Muhtasari wa sehemu hii: tabaka mbili za kasi ya mwanga, mtazamo mmoja wa muda, na mtazamo mmoja wa upimaji
Hitimisho la sehemu hii linaweza kufupishwa kuwa sentensi nne:

• Kikomo halisi cha juu kinatoka Bahari ya nishati: kasi ya mwanga ni kwanza kikomo cha kukabidhiana.
• Konstanti iliyopimwa inatoka Rula na saa: kasi ya mwanga unayoipima ni namba inayosomwa na mfumo wa upimaji.
• Muda ni usomaji wa Midundo: Midundo thabiti ya saa ndiyo mwanzo wa kifizikia wa muda.
• Rula na saa zina asili moja: zote ni miundo na zote hupimwa kwa Hali ya bahari; kwa hiyo upimaji wa hapa-hapa unaweza kuonyesha “kutobadilika baada ya asili moja na mabadiliko ya pamoja”.

X. Sehemu inayofuata itafanya nini
Ifuatayo, Sura ya Kwanza inaingia kwenye mkusanyiko wa sehemu za “mhili wa usomaji wa uchunguzi”: itaweka rasmi kiwango kimoja cha kusoma data za vipindi tofauti, na kuanzisha ufafanuzi thabiti wa Uhamisho wa kuelekea nyekundu wa potenshali ya mvutano na Uhamisho wa kuelekea nyekundu wa mageuzi ya njia; wakati huo huo, itageuza sentensi ya “msumari” kuwa mfumo wa ufafanuzi unaoweza kutolewa hatua kwa hatua:

Ulimwengu haupanuki, bali uko katika Mageuzi ya kulegea.