Rozuměl Einstein teorii relativity?

3. 04. 2018 9:23:38
Proboha, co je to za nesmysl, říkáte si. Kdo jiný by jí měl rozumět lépe? Přesto je možné ukázat, že objevitelé nových teorií mohli svým teoriím rozumět jen do určité hloubky. Newton třeba netušil, jak funguje teorie gravitace.

Jak to myslíme? Newton netušil, co přenáší gravitaci od tělesa k tělesu, co zprostředkuje tuto interakci. Taky si představoval, že se tato interakce šíří nekonečnou rychlostí, neboť ještě nevěděl o limitní rychlosti ve vesmíru, kterou je rychlost světla. (Poznamenejme, že tato limitní rychlost není jen rychlost světla, ale je to rychlost čehokoliv, co nemá klidovou hmotnost, také třeba částic zvaných gluony, které přenášejí silnou interakci mezi kvarky, a udržují tím v celku i atomová jádra, rychlost gravitačních vln atd.) Newton totiž pokládal prostor i čas za absolutní.

Až teprve Einstein odhalil, že "mechanismem" gravitace je zakřivení prostoročasu a že gravitační vlny v prostoru se také šíří právě rychlostí světla. Odhalil tak pozadí fungování gravitace, její vnitřní mechanismus. V metafoře to lze vysvětlit tak, jako by Newton pochopil pravidelnosti v pohybu hodinových ručiček a měl matematický model, který popisuje jejich pohyb. Nicméně netušil by, že pohyb ručiček způsobuje hodinový strojek s pružinou uvnitř.

Podobně je to s Einsteinem a jeho speciální teorií relativity, o které tu hovoříme. Einstein vyšel ze dvou odpozorovaných a geniálně vystihnutých postulátů, z principu relativity, tedy z principu rovnocennosti všech inerciálních soustav (inerciální soustava je soustava bez zrychlení, pohybující se rovnoměrně přímočaře) a principu stálé rychlosti světla ve všech inerciálních soustavách. A postavil na nich ucelenou koncepci, speciální teorii relativity. Tu asi nejlépe popisuje Minkowského časoprostorový model.

Jenže Einstein neodpověděl na otázku, na jejíž odpověď fyzika stále čeká, a to, jaký "mechanismus" stojí za principem relativity a principem stálé rychlosti světla, "proč" tyto postuláty platí. Chcete-li další otázky, pak třeba proč je Minkowského prostoročas pseudo-Eukleidovský, kde se bere jeho hyperbolicita. Proč se "časová" dimenze 4D Minkowského prostoročasu liší od dimenzí prostorových, tedy vlastně, co je to čas? Proč v jednom okamžiku vidíme ze 4D prostoročasu pouze 3D prostor? A byly by i otázky další.

Einstein s Minkowským naprosto geniálně pochopili a přesně popsali, jak funguje "ciferník" speciální teorie relativity. Ale teď jde o to, pochopit i její "hodinový strojek", který se skrývá za tím "ciferníkem" a pohání ručičky.

Každá teorie, jak ukazuje historická zkušenost, je totiž vždy zjednodušený model, stojící na nějakých axiomech (někdy zamlčených), předpokladech, které nelze v dané teorii zdůvodnit, a jsou většinou potvrzeny empiricky nebo "uhádnuty". Vždy tedy bude existovat obecnější, hlubší teorie, která vysvětlí a zároveň poruší alespoň jeden z původních axiomů. Žádná teorie není definitivní odpověď, u každé lze jít hlouběji. Proto je také jasné, že teorie všeho, jestliže ji někdo chápe jako teorii absolutně všeho (k čemuž měl sklony třeba Stephen Hawking), je poněkud naivní a povrchní představa. Teorie, která vysvětlí skryté základy speciální teorie relativity, bude zřejmě kvantová gravitace, tedy unitární teorie spojující obecnou teorii relativity s kvantovou mechanikou, tedy prakticky teorie "všeho" v našem vesmíru.

Autor: Jan Fikáček | úterý 3.4.2018 9:23 | karma článku: 41.86 | přečteno: 2125x

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: 1277 | 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: 21.13 | Přečteno: 297 | 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: 452 | 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: 392 |

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