Vidíme hvězdy v minulosti, nebo v současnosti?

19. 09. 2017 9:05:49
Jedno oblíbené klišé populárních astronomických a fyzikálních pořadů je, že hvězdy vidíme v minulosti, tedy zpožděně o dobu, po kterou letí paprsky od hvězd k nám. Jenže i samotný Einstein zmínil i jinou možnost.

To, že hvězdy vidíme v minulosti, je představa založená na Einsteinově definici současnosti (označme si ji jako E-současnost), jak ji vyložil ve svém článku "K elektrodynamice pohybujících se těles" v roce 1905. Ano, je to ten známý článek, kterým světlu světa představil svoji speciální teorii relativity se zkracováním délek, dilatací času atd. Všechny tyto efekty jsou založeny na jeho definici současnosti.

Ta tak nějak přirozeně předpokládá, že když například uhodí blesk, jeho zvuk má určité zpoždění a nemůžeme prohlásit, že blesk udeřil v okamžiku, kdy ho uslyšíme, ale že udeřil třeba několik vteřin předtím. Proto také počítáme vteřiny od okamžiku, kdy jsme blesk zahlédli a víme, že za každé 3 vteřiny uletí zvuk asi kilometr. Byl-li blesk třeba 2 km daleko, uslyšíme hrom se zpožděním 6 vteřin. Za okamžik, kdy blesk skutečně udeřil, považujeme moment, kdy jsme blesk viděli. Pro naše obvyklé rychlosti na Zemi totiž v podstatě postačuje zjednodušení, že je rychlost světla prakticky nekonečná. Když rozsvítíme lampu ve tmě, zdá se nám, že je světlo všude okamžitě.

Z toho vychází naše intuitivní představa, že současnost je absolutní, tedy že skutečná podoba objektů je ta, která je v daném okamžiku, ať je těleso jakkoliv vzdálené, i když je např. hvězda vzdálená třeba milión světelných let. Je to vlastně představa, že kdybychom se mohli pohybovat nekonečnou rychlostí a mohli bychom skočit ihned k dotyčné hvězdě, viděli bychom, jak v současnosti vypadá. Tahle naše a také Einsteinova představa ovšem tak nějak svou nekonečnou rychlostí odporuje jeho speciální teorii relativity, kde je maximálkou rychlost světla a nic se nemůže pohybovat rychleji. (Teorie relativity objevila, že je současnost relativní, ale ve své definici současnosti vlastně uvádí, že je prostorově absolutní, že je to něco podobného, co Einstein nazval "strašidelným působením na dálku".)

Ano můžeme argumentovat tím, že takovýto okamžitý skok ke vzdálené hvězdě je jen představa, fiktivní pohyb, ale pak jsme vlastně zase vypadli z fyziky a tím pádem i oné teorie relativity a ocitli jsme ve spekulacích, jež nejdou experimentálně nebo observačně ověřit. Máme tedy jen dvě možnosti. První je uvažovat, že existuje nějaká skutečná fyzikální interakce, která je ve fyzice (stejně jako světlo v našem běžném životě) prakticky "nekonečně" rychlá. Jediný dnes známý kandidát je asi kvantová provázanost, která údajně "ihned" spojuje dvě, třeba světelný rok vzdálené částice. I zde budeme, na základě našich přirozených zkušeností, předpokládat, že rychlost přenosu není skutečně nekonečná, ale jen prakticky "nekonečná" (ale zřejmě to bude s touto rychlostí složitější). V každém případě je tato úvaha o provázanosti pouze velmi hypotetická. Nicméně, kdyby byla pravdivá, pak by i speciální teorie byla kvantovým efektem.

Druhou možností je pokorně se spolehnout na pomalé světlo a současnost definovat tak, že současné je to, co vidíme současně. Tedy, že se rozhlédneme po hvězdné obloze a prohlásíme, že všechny hvězdy vidíme v současnosti, ne v minulosti. Tahle zdánlivě nesmyslná představa je překvapivě obsažena i ve zmíněném Einsteinově článku. Konkrétně Albert píše: "Mohli bychom se zajisté spokojit s takovým ohodnocením událostí v čase, že pozorovatel nacházející se i s hodinami v počátku souřadnic, přiřadí událostem tu polohu hodinových ručiček, při níž k němu dospěje prázdným prostorem světelné znamení." Tuto současnost, označme si ji jako F-současnost (fenomenologickou, jevovou současnost), vyřazuje jako nepraktickou, nikoliv však fyzikálně nekorektní. Má nejen proto šanci na úspěch.

Terrellova deformace fenomenologické speciální relativity - F-STRTerrellova deformace fenomenologické speciální relativity - F-STR (http://io9.gizmodo.com/special-relativity-creates-its-own-optical-illusion-1540852519)

Obě současnosti mají své slabé stránky. Daň za "nefyzikální" Einsteinovu současnost je, že jsou efekty teorie relativity fyzikálně nepozorovatelné (např. viz článek Rogera Penrose). Tedy je Einsteinova relativita tak nějak neviditelná. Daň za F-současnost je zase, že teorie relativity bude vypadat výrazně jinak, než jsme zvyklí, tělesa se budou kroutit, nejen zkracovat, ale i natahovat, apod. tzv. Terrellovou deformací, viz obrázek výše. Nicméně vše bude nejen fyzikální, ale také nikoliv mimo teorii relativity, jako E-současnost, bude to fyzikálně solidnější. :-)

Chcete-li toto téma prozkoumat hlouběji, začtěte se do článku "Experimentální filosofie jako efektivní cesta k revoluci ve fyzice", konkrétně podkapitoly "Filosofický experiment analyzující současnost a skutečnost ve fyzice" nebo shlédněte video z přednášky "Je čas pouhá iluze?".

Autor: Jan Fikáček | úterý 19.9.2017 9:05 | karma článku: 37.87 | přečteno: 2441x

Další články blogera

Jan Fikáček

Padá pírko stejně rychle jako kus železa? Jak kde.

Když současně pustíme železnou kouli a pírko, dopadne koule dříve. Jeden nádherný a přímo geniálně prostý pokus odlišuje dva faktory, které tady působí. A může si jej vyzkoušet každý. Stačí mít doma dva skládací deštníky.

7.10.2019 v 9:07 | Karma článku: 33.85 | Přečteno: 1278 | Diskuse

Jan Fikáček

Proč v matematice nekonečno existuje a v realitě nikoliv

Vyjde-li v nějaké fyzikální rovnici nekonečno, a​ť už jsou to nekonečně malé rozměry, nekonečné síly nebo cokoliv jiného, fyzici ví, že tam dotyčná rovnice už neplatí. V realitě nekonečno zřejmě neexistuje. Ale co v matematice?

1.10.2019 v 9:08 | Karma článku: 40.52 | Přečteno: 2161 | Diskuse

Jan Fikáček

Kam směřuje(me) čas?

Chceme-li znázornit běh času, časovou osu, jak to uděláme? Většina lidí nakreslí šipku zleva doprava, jiní ale znázorní běh času opačně, někteří šipkou shora dolů. Zní to dost tajemně, ale má to poměrně velmi logický důvod.

23.9.2019 v 9:03 | Karma článku: 40.40 | Přečteno: 1955 | Diskuse

Jan Fikáček

Nevědecké pohádky moderní vědy I - nekonečno

Fyzika se dostává extrémně daleko od našeho přirozeného světa, a tím se ocitá v oblasti záhad, které je hodně těžké pochopit. Nejednou si s nimi neporadí i ti největší géniové. Pak je ale velmi důležité vyloučit prosté chyby.

16.9.2019 v 9:07 | Karma článku: 41.78 | Přečteno: 2259 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Mýty kolem jaderné energetiky - problémy s jódem

V dalším díle seriálu “mýtů” se budu zabývat jódovými tabletami. Podle aktivistů jich není dost nebo nejsou uloženy tam, kde by být měly. Je to zbytečná panika? A jsou takové tablety vůbec potřeba? (délka blogu 5 min.)

14.10.2019 v 8:00 | Karma článku: 21.99 | Přečteno: 307 | Diskuse

Ladislav Jílek

Omyl nebo falzifikace? Olga Lepešinská

Vzpomínám si, že někdy v padesátých létech nám učitelka ve škole při hodině biologie říkala, že v Sovětském svazu se prý podařilo vyrobit živou hmotu.

13.10.2019 v 17:31 | Karma článku: 19.29 | Přečteno: 456 | Diskuse

Libor Čermák

Může mít prastarý symbol H archeoastronautický původ?

Zarazilo vás někdy, že v dávnověkých památkách se často objevuje symbol písmene "H"? Všiml jsem si totiž jistou souvislost s moderní kosmonautikou. Mohlo tady něco takového být už před tisíci lety?

13.10.2019 v 7:29 | Karma článku: 15.39 | Přečteno: 393 |

Dana Tenzler

Zdá se nám to, nebo vane vítr opravdu nejčastěji ze západu?

Proč se vyplatí chránit jednu stěnu domu před deštěm víc, než ty ostatní? Na vině je... jako tak často... fyzika. (délka blogu 5 min.)

10.10.2019 v 8:00 | Karma článku: 27.77 | Přečteno: 744 | Diskuse

Jan Řeháček

Matykání: vítejte ve varieté

Vektorové prostory jsou pro vybudování pojmu dimenze optimálním prostředím, ale mají jednu nevýhodu. Zdaleka ne vše kolem nás je "rovné". Aby mohli matematici propašovat dimenzi do zakřivených prostranství, vymysleli si "varietu".

9.10.2019 v 9:09 | Karma článku: 16.07 | Přečteno: 365 | Diskuse
Počet článků 155 Celková karma 41.29 Průměrná čtenost 2633

Vystudoval chemii, kybernetiku a teorii systémů (interdisciplinární studia) a považuje se za obecně uvažujícího člověka někde na pomezí mezi přírodními vědami a filosofií. Roky vyučoval filosofii fyziky a virtuální reality na PřF a MFF UK v Praze (a v té době odmítal tituly jako Doc. nebo CSc.). Nyní PhD student filosofie teoretické fyziky. Pracoval jako evropský expert pro "Future and Emerging Technologies". V letech 1991-7 byl předsedou společnosti Mensa ČRVíce informací zde.

Chcete-li sledovat diskuse v jeho skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jan@fikacek.cz
 
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. :-) Autor má zde uváděné základní myšlenky většinou propracované do hloubky, do blogu pro veřejnost však není vhodné uvádět příliš složité formulace. Autora ale baví komunikovat s veřejností, proto tato forma s někdy expresivním vyjadřováním, přehnané nadpisy, které k popularizaci asi patří. Některé blogy jsou však čistá věda, ba dokonce mainstream, některé (asi většina) jsou kritické úvahy snažící se formulovat nové nápady, některé jsou opravdu jen sci-fi nebo spíše sci-sci-fi.

P.S.: Komentáře, které budou řešit autora, ne (jen) obsah blogu, budou bez varování smazány. :-) 

Najdete na iDNES.cz