Speciální teorie relativity (2.) – hledání příčin

Věda získala velké množství poznatků o hmotném světě a to využitím matematiky, kterou odvozuje z Euklidova geometrického prostoru. Poznatky často bývají jen zaokrouhlené, takže Vesmír popisují nepřesně. Přesto umožnily úžasný technický pokrok. Může snad technika uvažovat, že by nečekaným postupem něco poskytla ve prospěch vědy – oplatila jí něčím jiným než přístroji?

Náš život se nachází ve smyslových zážitcích. Pak vytvoření mechanického modelu, a to z matematických výsledků, zvyšuje důvěryhodnost lidského poznání. Zkouším využívat tohoto postupu k posouzení speciální teorie relativity.

* * *

Někteří lidé, věřící v nadřazenou bytost a nebo naopak přesvědčení o hmotě jako základu všeho, předpokládají nepochopitelnost Vesmíru. Anonymní diskutující se onehdy vyjádřil:

„Bůh si to všechno pojistil, kdybychom chtěli „nahlédnout za oponu“ a zneužít to. Jinak řečeno, máte pravdu, že svět je poznatelný, ale jen zcela omezeně, dodávám já.“

Narozdíl od anonymního věřícího přepokládám – obávám se, že omezení si věda stanovuje sama. Například nenacházím, že by fyzika nastolovala hledání příčiny – proč se časoprostor rovnoměrně rozvíjí, roste. Fyzika nesleduje, nezavádí souměrný graf časoprostoru – zobrazený v minulém dílu, rozdílný od Minkowského (obr. 4). Graf nabízí hledat, co je příčinou rovnoměrného zvětšování kružnice. Kdežto Minkowského graf ukazuje růst časoprostoru jednoduše – neustálým zvedáním vodorovné přímky na časové ose. Čas postupuje, to přece víme – a pak hledání nezbytné příčiny nedoceňujeme.
 

Obr. 4. Diagramy Minkowského a souměrný

Obr. 4. Diagramy Minkowského a souměrný. (Totéž obr. 1 a obr. 3)

 

Na hmotné objekty působí nějaká veličina, jež propojuje nárůst času a pohybu. Proč je růst v souměrném grafu omezený kružnicí?

Otázku opakuji z předchozího dílu STR – po 108 letech (1.). Časoprostor ovládá čas a prostor tak, aby při pohybu byl čas pomalejší. A přiblížením k rychlosti světla se čas skoro zastaví.
 

Kyvadlové hodiny

Další fázovaný obrázek vkládá do souměrného grafu kyvadlové hodiny (obr. 5). Na svislé ose jsou umístěné objekty, jež se nikam nepřesunují. Tamní hodiny ukazují, že čas postupuje rychleji, než na hodinách, umístěných nízko na obvodě kružnice – zřejmě na palubě kosmického korábu v podsvětelné rychlosti. Na vodorovné ose hodiny nakreslené nejsou; ukazovaly by neměnnou hodnotu.

Obr. 5. Kyvadlové hodiny v souměrném grafu časoprostoru

Obr. 5. Kyvadlové hodiny v souměrném grafu časoprostoru

 

V předloženému obrázku nacházím jeden zádrhel, z hlediska fyziky. Na svislou osu patří výhradně předměty bez pohybu. Jejich čas postupuje nejrychleji. Jenže tamní čas nemůžou žádné hodiny naměřit. Hodiny, založené kterýmkoliv principem, mají vnitřní pohyb. Pak nalézat je na svislé ose souměrného grafu – to není výstižné. V atomových hodinách sice pohyblivé díly neuvidíme, přesto i ony nutně obsahují kmitající kousky hmoty.

Ať další hodiny obsahuje jedoucí rychlík; jejich údaje měří rychlý čas. Jsou nakreslené poblíž svislé osy (obr. 6). Napočítají 5 sekund. Kdežto hodiny na obou osách ukazují stále 0.

Obr. 6 Kyvadlové hodiny na svislé ose jsou bez pohybu

Obr. 6 Kyvadlové hodiny na svislé ose jsou bez pohybu

 

Sleduji logickou obhajitelnost souvislostí časoprostoru a to sledováním mechanického pohybu. Poznatky speciální teorie relativity ve spojitém prostoru vyžadují, aby hodiny na svislé a vodorovné ose stály, zatímco hodiny blížící se svislé ose jsou oprávněny jít stále rychleji. Princip jakýchkoliv hodin brání naměřit na svislé ose čas. Jejich pohyblivé části nelze na svislé ose uplatnit.

Je podivné, že nemožnost pohybu platí objektům na obou osách. Na vodorovné ose – světlu, vždyť má zastavený čas. A stejně tak na svislé ose časové k pohybům nedochází, už z podstaty časoprostoru. Z jednoho pohledu je vše v pořádku; výpočetní vztah sděluje zastavení času. My však čas měříme hodinami, takže přístupem mechanického modelu vnímám jistý rozpor. Zkusím ho využít v dalším posuzování, jakým mechanismem by asi časoprostor mohl zajišťovat Lorentzův přepočet času a prostoru.

Základní rovnici speciální teorie relativity, jež dle rychlosti pohybu rozděluje přírůstky času a délky, sestavil Holanďan A. H. Lorentz (1853 – 1928). Před ním Fitzgerald, k poznání přispěl i Poincaré.

Rozpor netuším přímo v poznatcích speciální teorie relativity, nýbrž v chybějící definici času. A naopak, tento rozpor časoměrných zařízení může směřovat i k upřesnění názoru na čas. K nějaké možnosti jeho fyzikálního popisu.

Dokud newtonovský čas probíhal nezávisle, pak šlo o pouhé střídání dějů. Kdežto souvislost s rychlostí pohybu, prokázaná ve 20. století, ta času přiděluje určitou vlastnost. Ukázalo se, že čas není pouhým vrstvením hmotných událostí.
 

Příklad paradoxu STR

Přepravní transportér má dlouhou ocelovou konstrukci. Gumový pás konstrukci obemyká a délka jeho obvodu je víc než dvojnásobná (obr. 7).

Obr. 7. Transportér [převzato z 4]

Obr. 7. Transportér [převzato z 4]

 

Příklad STR uvažuje obrovskou, neskutečnou rychlost sunutí pásu. Přitom se, dle STR, pás změní; smrští se v celé své délce. Změna má být relativní; z hlediska mravenců na pásu se prodloužilo okolí. Ovšem zkrácení pásu vede k jeho přetržení, každopádně odmítá jeho bezesporný provoz.
Vkládám vysvětlení vědy:

„Situace je paradoxní a zdá se odporovat relativistické kontrakci délek. Únik z paradoxu spočívá v uznání, že pohybující se pás není na transportéru sice zkrácen, je však napjat. V pásu se při pohybu objeví silové působení a pás se potřebně prodlouží. Překročí-li rychlost jistou mez závislou na materiálu pásu, pás se přetrhne a transportér nemůže fungovat.“ [4]

Což o to, pás se může přetrhnout dynamickým přetížením, a tak lze uvažovat i dál.
 

Odkaz:
[4] Paradox transportéru – Relativistické paradoxy prostoročasu – Petr Kulhánek
 

Bohumír Tichánek
http://www.tichanek.cz/

Hodnocení článku

2 komentáře

Přidat komentář
  1. čas a délka jsou konstantní veličiny prostoru, ve kterém se nachází vesmírná energie Vítězslav Statný

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.

Gnosis.cz - Hledání Světla a Moudrosti, příspěvky čtenářů / provozovatel: Libor Kukliš, 2004 - 2016