Teorie relativity, se svými proměnnými časy a délkami okolí, už dávno dovolila zvažovat virtuální realitu našeho světa. Vždyť hmota, v relativistických výpočtech, má měnit své rozměry podle rychlosti letu soustavy v prostoru.
Pak podložení podobných změn technicky srozumitelnými postupy – např. časovou základnou – dál připodobňuje svět k provedení našich elektronických výrobků. Může zdůvodnit axiomy.
Teorie relativity není bezrozporná. Připomenu zde souvislosti konstantní – stálé rychlosti světla. Nakreslím „neuvěřitelný příklad“ a v následujícím pokračování nabídnu jeho diskrétní provedení.
Úvod
Mnohdy se píše o paradoxech, ke kterým vede speciální teorie relativity (STR). Objekty stejné délky se transformují do odlišného poměru délek – a to zásluhou vysoké, podsvětelné rychlosti jednoho z nich?
Kratší dírou v desce propadne delší předmět, letí-li jeden z těchto objektů velkou rychlostí a tím změní svou délku? Hmota rotujícího kotouče poblíž obvodu bude drcená, kdežto na vnitřní část působí jen menší síla?
Tyto případy zde nebudu probírat [1]. Fyzika je prokazuje svými výpočty. Ovšem nejrychlejší pohyby v makrokosmu neuskutečňujeme, takže výpočty nebývají ověřené praxí.
Pokusy v podsvětelné a nebo v malé rychlosti
Není snadné posuzovat fyzikální jevy, když dvě soustavy se odlišují rozdílem rychlosti až i podsvětelné. K tomu nemáme příslušné zkušenosti; naštěstí aspoň výpočty podporují jejich platnost.
Dál však lze promýšlet i něco silnějšího než je logický paradox. A to v snadno pochopitelné situaci, kdy obě soustavy v protisměrném letu mají stejně velkou rychlost vůči bodu uprostřed. Selský rozum se snáze uplatní při posuzování uhánějícího světla.
Věda hodnotí různé situace – částice se mají ovlivňovat na velkou dálku a tím porušovat STR? Lze se dostat červí dírou do jiného časoprostoru?
Ale vyskytuje se souvislost, zřejmě až nepřijatelná. Tuším, že neznáme fyzikální princip, dle něhož by vznikla kopie částice, kopie kusu hmoty nebo aspoň fotonu. Současná existence dvou kusů, kdy druhý vznikl z ničeho. Jenže teorii relativity připomenu podobnou záležitost, která se málokdy zmiňuje. Z jednoho záblesku vznikne větší počet fotonů, to ano. Co však hodnotí a sledují dva důvěryhodní pozorovatelé při šíření světla, podle STR?
Případ jiskřiště
Dva koráby letí rovnoběžně, avšak protisměrně. Když se míjejí, přeskočí mezi nimi elektrická jiskra:
Obr. 1 – Dva koráby
Vůči místu 0, kde se zajiskřilo, se oba vzdalují rychlostmi 10 km/s:
Obr. 2 – Vzdálenost roste rychlostí 20 km/s
Jiskrový výboj vytvořil rostoucí kulovou vlnoplochu f0, jejíž střed – počátek zůstal v bodě 0. Po 1 sekundě jsou vzniklé fotony ve vzdálenosti asi 300.000 km. Ve staré pohádce o klukovi a pánovi by zaznělo „To může být pravda“ – ohledně vzdalování fotonů:
Obr. 3 – Rozmístění fotonů po 1 sekundě ukazuje kružnice, ve 2D
Další souvislosti poskytuje speciální teorie relativity (STR). Předepisuje stálou rychlost světla ve všech směrech, když se vzdaluje od každého z korábů,. Pak po zajiskření má každému korábu vznikat jeho odlišná vlastní rostoucí vlnoplocha, jejíž střed letí s koráby stále dál:
f1, f2 … fotonová vlnoplocha – povrch koule (zde jen 2D prostor)
K1, K2 … vesmírné koráby
Obě předpokládané vlnoplochy nejsou místně totožné. Při letu korábů se každému z nich vlnoplocha zvětšuje. Ovšem ona se také posunuje ve směru jeho letu. Tedy každému se má vytvořit fotonový povrch rostoucí koule v jiných místech! S jiným středem, jak vyplývá ze STR.
„To nemůže být pravda!“ – vzkřikl by pán ve staré pohádce.
Na každém korábu kosmonauti tuší pozici zajiskření, po sekundě letu, již daleko za sebou (10 km). Současně však „vědí“ podle STR, že pozice jiskřiště je hned vedle nich – postupuje s nimi.
Znovu – oba letí od sebe pryč a protože pro pozorovatele c = konst., tak koráby mají odnášet s sebou své rostoucí odlišné fotonové koule – to vzhledem k relativitě. Pohyb korábu se nesmí sčítat s pohybem světla.
Nepředpokládám, že by snad užitím relativistických transformací – přepočtů časů a délek – by se mohly obě vlnoplochy místně ztotožnit. Vždyť oba relativistické středy kulových vlnoploch se sobě musí vzdalovat, podle STR.
Snad tři vlnoplochy?
Nakonec zavedu vnějšího pozorovatele P. Ať je umístěný na ose, ve směru letu korábu K2:
Obr. 5 – Tři odlišné vlnoplochy z jediného jiskřiště. Pozorovatel snad všechny zahlédne? Ne
Všechny tři vlnoplochy stále zvětšují svůj poloměr. Snad v korábech jsou nuceni věřit, že pozorovatele P dostihnou fotony jediného jiskrového výboje celkem třikrát? Dle našich zkušeností se světem to vyloučíme. V kvantové mechanice je možné všelicos, co mechanickými modely neověříme, ale zde jde o lidský zážitek v makrokosmu, který můžeme s kosmonauty hodnotit už dnes.
Možnosti
Bod zajiskření ať není v absolutním prostoru zakotvený; letěl by nenulovou rychlostí. Pak každý koráb má odlišnou rychlost, nikoliv plus a minus 10 km/s, nýbrž ji určí sečtení s onou rychlostí pohybu počátku 0.
Modelový popis STR zde nadále odporuje fyzikálním zkušenostem o světě; protože fiktivní body zajiskření K1 a K2 se vzdalují místu původního elektrického výboje 0.
Názor na závěr
Konstantní rychlost světla vůči každému pozorovateli vyplynula kdysi ze základu – z Michelsonova pokusu z 19. století. Laicky si dovoluji odhadnout, že snáze lze jeho pokusu hledat nové odlišné vysvětlení – ke vzniku světelných proužků – než obhájit jiskřicí modely v jejich souladu se STR. Příště pokračuji zamyšlením nad alternativním posouzením rychlosti světla.
Odkaz
[1] http://aldebaran.feld.cvut.cz/vyuka/paradoxy/paradoxy.html – Relativistické paradoxy rychlého chodce, žárovky, transportéru, vlaku s nádražím
Bohumír Tichánek
Poslední články autora:
