Obecně zmuchlanej vesmír

Posledně jsme se bavili o tom, že podle speciální teorie relativity se při těsně podsvětelné rychlosti čas relativně zpomaluje. Mimo jiné, se také ve směru pohybu zkracují vzdálenosti. A priori letíme-li těsně podsvětelnou rychlostí tak ano, okolí je zpomalené, stejně tak my jsme zpomaleni pro okolí, a kdybychom před sebe svítili baterkou, zdálo by se nám světlo velice rychlé. Pro vnější pozorovatele to dává smysl, oni v pohybu mají zpomalený čas, takže se jim uvnitř bude zdát, že jim světlo utíká rychleji, než jak to tady vidím já. Z pohledu letících už je ta představa horší - světlo nám uteče hrozně rychle, my se pohybujeme hrozně rychle a támhle na zemi jsou zpomalení, měli by tedy vidět světlo utíkat mnohem rychleji. Tady to částečně zachraňuje ta kontrakce délek. Délky se pro nás zkrátí, ale pro ty venku zůstávají stejné (vyjma pohybujícího se objektu, který bude také zkrácen), takže světlo musí ve skutečnosti urazit větší vzdálenost, než jakou my uvnitř vidíme. Zbytek nesrovnalostí řeší relativita současnosti.

Tak to by byl souhrn speciální teorie relativity. Některé jevy jsou celkem spolehlivě dokázané díky urychlovači částic. Částice, které mají v klidu velmi krátkou životnost se ve velmi vysokých rychlostech udržely "naživu" mnohem déle. Obecnou teorii podporují mnohé další měřené vlastnosti vesmíru - nedávno pozorované gravitační vlny, černé díry, pokusy s vlivem zrychlení na čas... Mimochodem správnost pozorování gravitačních vln se zatím prověřuje, ale pokud by se výsledky ukázaly správné, došlo by zřejmě k hromadné sebevraždě mnoha kosmologických teorií, možná i některých teoretiků. Některé teorie gravitační vlny nepředpokládají vůbec a některé předpokládají jejich projev v jiné míře, než bylo naměřeno.

Myšlenka relativity je taková, že každá hmota nebo hmotný objekt se ve vesmíru pohybuje po nejkratší dráze. Tato dráha se ale nenachází pouze ve třech rozměrech, ale také v čase. Odtud se bavíme o časoprostoru. Hmota, jako třeba planeta, způsobuje zakřivení časoprostoru. Po těchto čárách křivosti pak mají tendenci putovat další objekty a padat směrem k planetě. Nádherně tuto představu uplatníme při ponížení dimeze vesmíru na dvourozměrnou. Pokud je vedle planety nepohyblivý objekt vzhledem k této planetě, stále se pohybuje v čase. Vlivem křivosti se jeho pohyb v čase postupně mění v pohyb v prostoru, podobně jako se polohová energie mění v pohybovou v nestabilní soustavě.

Jak nás to napadlo? Pokud jsme někam přitahováni, měli bychom pociťovat působení síly. To se ale neděje, ve chvíli, kdy padáme k zemi. Působení gravitace se tedy nedá považovat za působení síly. Proto vznikla myšlenka nejkratší trajektorie nikoli v prostoru, ále v časoprostoru. Sílu pociťujeme až zde, na zemi, působením země na nás. Země nám brání se pohybovat po nejkratších trajektoriích časoprostoru.

V souvislosti s tím by se podle relativistického modelu měl objekt, který je vychylován z nejkratší dráhy - působí na něj síla - rychleji pohybovat v čase. Jinými slovy objekty, které pociťují zrychlení nebo zpomalení, stárnou rychleji. Tentokrát však né relativně, ale absolutně - dilatace času. Zrychlující nebo zpomalující objekt vnímá okolní vesmír časově zpomalený, zatímco okolní vesmír vnímá objekt zrychlený. Když se tedy vymaníme z působení síly na naše nohy od Země a necháme se třeba "padat" na zemské orbitě, začnou se naše hodinky zpožďovat za hodinkami pozemšťanů.

A jak si tady tak popisuju tuhle slavnou teorii, nechám si prostor na příští část, kde se budu věnovat některým zmíněným i nezmíněným paradoxním jevům.