Něco je cítit v éteru

Něco je cítit v éteru

Dušan Streit

Je to více než sto let, co Einstein formuloval teorii relativity ve své speciální podobě pro setrvačné soustavy (2005). Ačkoliv o deset let později formuloval obecnou podobu této teorie se zahrnutím gravitace a zrychlení na základě zakřivování prostoročasu (2015), postulát o stejné rychlosti světla ve vakuu - bez ohledu na vzájemný pohyb pozorovatele a zdroje - zůstal zachován. Tyto teorie jsou založeny na relacích těles ve vesmíru bez existence privilegované vztažné soustavy, tedy bez univerzální referenční základny. Einstein tak popřel éter, ať už by měl jakoukoliv podobu. Tím zároveň popřel univerzální čas a udělal z něj lokálně platnou souřadnici čtyřrozměrného kontinua, deterministicky existujícího ve všech světobodech souřadnicového systému, propojeného kauzálně rychlostí světla. Umožnil dívat se na čas jako na iluzi a  teoreticky legitimizoval  cestování v čase.

Dnes však je cítit ve vzduchu, že mýtus teorie relativity (TR) ztratí nimbus nezpochybnitelnosti. O teoretických důvodech se zmíním jen okrajově, ale je stále zjevnější, že TR  se stává překážkou korektního vysvětlení moderních pozorování a poznatků.

Problém s expanzí

Einstein dokonce zavedl antigravitační kosmologický člen, aby udržel svou představu vesmíru jako statického časoprostorového válce. Mnozí připisují jeho genialitě, že tím byl vlastně na stopě expanzní (repulzivní) konstanty lambda. Ale on expanzi nepředjímal, on ji eliminoval! Dobře věděl, proč. Když se totiž vesmír rozpíná – a to je dnes prokázané – rychlost světla ve vakuu, která má být konstantní, globálně je zkreslována rozpínáním prostoru. Takže dnes obhájci TR zmateně recitují, že stále platí, že rychlost světla je „c“, jenže to „c“ má stejnou hodnotu jen lokálně, zatímco globálně to neplatí. Takže jde o konstantu, která vlastně konstantou není. Vzhledem k tomu, že dle TR můžeme prostor odměřovat časovými jednotkami pomocí převodníku „c“, jde o zmatečnou tautologii.

Rehabilitace éteru

Už Michelsonův – Morleyův experiment, který neprokázal absolutní pohyb Země oproti nějakému univerzálnímu prostředí, vlastně odporoval závěrům TR. Tento experiment připouštěl dvě vzájemně se vylučující vysvětlení: Buď éter neexistuje, anebo dochází k délkovému smršťování ve směru pohybu tzv. Fitzgeraldovou kontrakcí. Takže kontrakce měla zachránit existenci éteru. Einstein však do své TR zabudoval délkovou kontrakci, a přitom protismyslně éter popřel. Pokud totiž existuje éter, kontrakce se odvozuje od tohoto absolutního prostředí. Pokud éter neexistuje, je kontrakce nadbytečná. Obojí zároveň platit nemůže.

Zajímavé je, že vlastně repulzivní energie, tedy vlastně Einsteinova kosmologická konstanta, vytváří jisté absolutní vztažné prostředí. Totéž se dá říci o  gravitaci, jež je dle obecné TR důsledkem křivosti prostoročasu. Už astrofyzik Sciama prohlásil, že obecná TR v sobě nese zárodky vlastní zkázy. Nakonec ve stejném duchu lze interpretovat Diracovo moře, energii vakua nebo Higgsův oceán; všechno to mohou být různě nazírané variace na absolutní vztažné prostředí. V případě vakua se jedná také o to, že dnes už jej nepovažujeme za prázdnotu, a tedy musí být složeno z nějakých elementárních částic. Kolik těchto částic můžeme fotonu postavit do cesty, aby se ještě pohyboval rychlostí „c“?

Absolutní mikrovlnné pozadí

Největší ránu TR a její bezéterové filosofii však zasadily družice COBE a sonda WMAP, které vyvrátily izotropii vesmíru ve smyslu mikrovlnného pozadí. Dnes je nepochybné, že celá Země (Sluneční soustava, Mléčná dráha atd.) se pohybuje vstříc modré „skvrně“ a vzdaluje se od červené „skvrny“na principu Hubbleova posuvu rychlostí někde mezi 300-1200 km/sec. Jaký důkaz ve prospěch absolutního a v neprospěch relativního pohybu je ještě možné přinést?

Relativisté o těchto konsekvencích mlčí. Přitom klidně operují s absolutním stářím vesmíru někde kolem 14 miliard let. Když má vesmír absolutní stáří, jak to, že nemá mít absolutní čas?

Konflikt s principem neurčitosti

Ještě za života Einsteina dostala TR ránu ze strany Heisenbergova principu neurčitosti. Všechny disputace na toto téma Einstein prohrál. Mi osobně je sympatické, že se bránil proti pozitivistickému přístupu, který je založen na pragmatickém přijímání vnějších stránek reality bez ohledu na vnitřní podstatu, nicméně tento rozpor vznikl kvůli tomu, že zastával čistě deterministické postoje s jednoznačným předurčením reality bez docenění vlivu šipky času na kauzalitu. Časová symetrie by ostatně byla i v rozporu s druhým termodynamickým zákonem.

Dnes je jasné, že tyto protikladné teorie nepůjde zastřešit nějakou nástavbou, třeba kvantovou gravitací, ale bude nalezeno vysvětlení principu neurčitosti právě na úkor TR.

Temná hmota a jiné spekulace

Hubbleův vesmírný dalekohled umožnil senzační snímky kup galaxií, které leží řádově miliardu světelných let od nás. Tyto galaxie působí jako gravitační čočka, která nám umožňuje vidět ještě několikanásobně vzdálenější galaxie. Tato prémie pozorování však není zaplacena dostatečnou hmotností oněch kup galaxií, které mají světlo zaostřovat. Vysvětlení se hledá v takzvané temné hmotě, jíž by však muselo být přes 90% (spolu s temnou energií). Místo, aby to vedlo k závěru, že gravitační zákonitosti obecné TR neodpovídají pozorování na velkých vzdálenostech, hledají se skryté parametry, které by teorii zachránily navzdory novým datům.

Někdy zase přichází světlo z miliardy let vzdálených galaxií posunuté ve spektru oproti teoretickým hodnotám a zase se hledají především jiná než principiální vysvětlení. Pozorování vzdálených kvasarů zase naznačují, že by se mohla měnit konstanta jemné struktury. Byly objeveny supermasivní černé díry v takové časové hloubce vesmíru kolem 13 miliard let, kdy ještě neměly mít čas se vytvořit. Připouští se jejich pohyb, kde „c“ je řádově desetinásobkem lokálně platné hodnoty, hýbe se s velikostí Hubbleovy konstanty, licituje se o stáří vesmíru, spekuluje se nejen o temné hmotě, ale i o temné energii. Chybí odvaha říci, že podle TR to dále nepůjde. Místo toho se hledají na způsob Einsteinova kosmologického členu dodatečné parametry, které by pozorování reality uvedlo do souladu s teorií i tam, kde teorie selhává.

Zpomalování sond Pioneer 10 a Pioneer 11

Již dva roky je všeobecně známo, že u sond Pioneer 10 (r.1972) a Pioneer 11 (r.1973) bylo zjištěno zpomalování, jehož vysvětlení odolává všem konvenčním analýzám, ačkoliv na ně byly vynaloženy statisíce dolarů. Teoretici spekulují mj. o extradimenzích, o urychlování expanze vesmíru, o repulzivní energii. Nic proti tomu. Ale nikoho nenapadlo veřejně připustit, že by rychlost světla mohla být proměnlivá jak v prostoru, tak i v čase. Nikoho nenapadlo vysvětlení hledat v omezené ekvivalenci mezi gravitací a zrychlením (tedy mezi tíhou a setrvačností). Poněvadž se totiž nikdo neodvážil hledat vysvětlení mimo rámec TR. Sondy jsou na cestě více jak třicet let a měly by se vzdalovat inerciálně. Kdyby už tak krátký čas stačil k popření konstantní rychlosti světla, či jiných parametrů TR, nedalo by se už zamlčet, že císař pán je nahý.

Invalidita důkazů platnosti TR

Pokud se týká speciální TR, žádný důkaz z principu neexistuje, protože i kdyby snad bylo možné vytvořit podmínky bez zrychlení, nikdy neodstíníme jakkoliv malou gravitaci jakkoliv vzdálených těles. Nikdy experimentálně ani v reálu nebudeme mít k dispozici absolutní vakuum, kde by se nehemžila alespoň neutrina a mikrovlnné fotony, o předjímaných gravitonech nemluvě. Také zde nebudu rozvíjet jasný fakt, že rychlost bez zrychlení je jako slepice bez vejce.

Zásadnější  však je, že ve vztažné soustavě pozorovatel nemá ani své hodiny, ani své pevné tyče. Musí se spolehnout na víru, že rychlost světla je vždy stejná, a tomu přizpůsobuje časové i délkové hodnoty. Vždy měříme na dálku a vyslovujeme závěry o „experimentech“, které spontánně probíhají v cizí – dejme tomu, že aspoň inerciální – soustavě. Pokud tento odstup nelze změřit pevným metrem – a jak by také šlo při relativistických rychlostech? -, je vzdálenost vždy odvozována nějakým způsobem závislým na šíření elektromagnetického vlnění, které však je ke vší smůle odvozeno z rychlosti světla. A jistě že uznáte, že závěr o konstantní rychlosti světla - změřený rychlostí světla! - nejen že je bezcenný, ale vždy vede k požadovanému výsledku.

I kdybychom byli kouzelníci a použili bychom nějaké absolutně pevné měřicí pásmo, zase bychom se kupodivu nezbavili ovlivnění experimentu rychlostí světla. Totiž rozestup částic v onom pásmu, jak předpokládá kvantová fyzika, je zprostředkováván virtuálními fotony, což opět představuje interakci závislou na rychlosti světla. S hypotetickými odolnými hodinami by to bylo obdobné. Navíc si uvědomme, že každý elektromagnetický signál o měření času – navíc na místě, kde nemusí být technicky možné instalovat hodiny (třeba někde ve vesmíru) – se může šířit zase jen rychlostí světla. Řeč je o synchronizaci hodin v různých vztažných soustavách, pohříchu opět závislé na signálech přenášených rychlostí světla. Axiomem zůstává jen rychlost světla, ale ta se zase měří rychlostí světla, takže, světe div se, vyjde rychlost světla. Světlo jako privilegovanou hodnotu tak má TR na obou stranách rovnic – jednou jako naměřenou a podruhé jako vypočítávanou hodnotu. Když do rovnic TR dosadíme dráhu měřenou světlem a čas měřený světlem, není důkazem, ale tautologií, že nemůže vyjít nic jiného než fetišizovaná rychlost světla.

Obecná TR porušuje zákon zachování

Stejné je to s energií, z hmotnosti odvozované přes kvadrát lokálně stanovené rychlosti světla. O relativizované kinetické energii a hybnosti těles ani nemluvě. V zakřiveném prostoročase obecně neplatí zákony zachování energie a hybnosti, protože jejich specifická složka je „uložena“ - a to rekurzivně – v této křivosti. Teorie říká, že tělesa zakřivují prostoročas, čehož projevem je gravitace, ale nevysvětluje, odkud se ta gravitace bere, a z jaké příčiny. Tím, že gravitace zpětně ovlivňuje varietu, ve které působí, je tautologicky svou vlastní příčinou. Opět se slepice vysvětluje vejcem a vejce slepicí.

Gravitace tak je dle Hawkinga dalším zdrojem neurčitosti ve vesmíru, a to vedle singularit, horizontů a kvantové neurčitosti. Vesmír podle něj nelze popsat jedním čistým kvantovým stavem, ale směsicí kvantových stavů, takže se chová klasicky – tedy nikoliv kvantově, avšak zároveň nepředvídatelně. To je přece v přímém rozporu s Einsteinovým lpěním na determinismu. Netvrdím, že z TR neplatí nic, třeba zakřivování prostoru hmotou a změnami její hybnosti, tedy neinerciálním pohybem. Ale určitě není tou obecnou a globálně platnou platformou, na které by se mělo stavět bez přestavby základů.

Filosofický rozpor se strunovými teoriemi

TR hovoří o časoprostorovém kontinuu. Kontinuum znamená spojitost tohoto prostředí. Druhou stránkou této spojitosti jsou singularity, jestliže potřebujeme bodovou abstrakci. Jenže v singularitě selhává nejen TR, ale i fyzika a nadto i matematika, protože se nelze zbavit nekonečen a pravděpodobností vyšších než 100%. Ze singularity, kterou bychom si představili třeba jako bílou díru, by tak mohlo „vyletět“ cokoliv, což je rovněž v rozporu s einsteinovským determinismem. Naproti tomu všechny teorie, postavené na strunách, mají nespojitou filosofii, jelikož jsou založeny na diskrétních jednorozměrných objektech. To je zcela jiný přístup, než TR založená na limitách a diferenciálech. V TR je i zrychlení jen řadou rychlostí v limitně krátkém čase.

Prvé vědecké zpochybnění teorie relativity

Dosud jakákoliv pochybnost byla vždy nálepkovaná jako nevědecká a amatérská. Ve vědeckých kruzích se nikdo bez rizika znemožnění nemohl ani odvážit vznést jakoukoliv pochybnost o platnosti TR. Leč pomohl experiment, a to uvnitř prestižní Evropské kosmické agentury (ESA), jež je v současnosti druhou největší kosmickou agenturou světa. Několik týmů vědců studovalo gravitomagnetické pole v blízkosti kroužku supravodiče, který roztáčeli z klidu až na 6500 ot./min. Experiment byl obdobou tvorby magnetického pole průchodem elektrického proudu cívkou. Vědci podle očekávání zjistili, že rotující supravodivý kroužek generuje silné gravitomagnetické pole, avšak naměřené zrychlení bylo pouhou sto milióntinou gravitačního zrychlení, takže gravitomagnetické pole bylo neuvěřitelně 10²⁰ krát větší než pole vypočtené podle obecné TR. Tři roky se provádělo dalších 250 experimentů, vylepšovalo se měřící zařízení, dalších osm měsíců se ověřovaly výsledky. Teprve pak se v březnu 2006 vědci odhodlali k publikaci šokující zprávy.

Autopiloty navzdory relativitě

Einstein později (2007) v rámci speciální TR do ní zahrnul nejen rovnoměrně a přímočaře se pohybující soustavy, ale také soustavy inerciální, tedy volně „padající“. Potom i Země je takovou volně padající soustavou, protože nevykonává aktivní pohyb jako třeba raketa. Jakmile zopakujeme Michelsonův – Morleyův experiment v podmínkách neinerciální soustavy, tak dopadne přesně opačně, jak dokázal už Sagnac roku 1913. Když zakřivíme světelný paprsek gravitací nebo odrazem, objeví se posuv ve spektru projevující se interferenčními proužky, což by svědčilo ve prospěch éteru a v neprospěch konstantní rychlosti světla. Půvabné na tom je, že tyto nerelativistické přístroje jsou součástí autopilotů dopravních letadel. Kdyby měl Einstein a relativističtí vykladači Michelsonova – Morleyova experimentu pravdu, za špatné viditelnosti by lety dopadly tragicky. Zde je vidět, jak pragmatická aplikovaná fyzika předstihuje tu teoretickou, která je založena na ideologiích a mýtech.

Jak se stalo ze sofistikované mystiky dogmatické náboženství

Zdroje TR vycházejí z tohoto autorského podhoubí:

● Machův princip

● Poincarého idea relativity a mezní rychlosti světla

● Lenardovy fotony

● Maxwellova teorie elektromagnetismu

● Michelsonův - Morleyův experiment

● Fitzgeraldova kontrakce

● Lorentzova transformace (invariance)

● Minkowského časoprostor

● "Grossmannovy" tenzory (diferenciální geometrie)

● Riemannova geometrie

Einstein z toho vytvořil konglomerát vzájemně se nivelizujících či negujících hypotéz, které jako cizokrajné ingredience naložil do vlastní lákavé filosofické „omáčky“. Vzniklo něco, co nelze vyvrátit, protože paralelně s relativistickými efekty se fakticky mění měrné jednotky. Pevným bodem zůstává jen rychlost světla, jenže ta se pro jistotu měří rychlostí světla. Nadto tady vzniklo něco tak sofistikovaně překombinovaného, že nebylo snadné to spontánně pochopit, prohlédnout a hlavně to nebylo možné jednoduše a sdělitelně vyvrátit, nakolik taková mystika je vůbec vyvratitelná. Vytvořil se „klub zasvěcených“, který odpůrcům dával nálepky nechápavých.

Líbilo se to novinářům a intelektuálům z jiných oborů, především těch humanitních. Einstein navíc proklamoval výhrady proti TR za politický antisemitský atak. TR se stala módou, každý chtěl dát najevo, že „rozumí“. Otevřel se úžasný „vědecky“ krytý prostor pro nové směry ve scifi literatuře, zejména se zaměřením na cestování v čase, na dekadentní relativizaci všeho v životě, na Boha hrajícího, či nehrajícího v kostky. Z fyziky tak pomalu vznikla filosofie, ne-li přímo náboženství. Ochromující účinek TR na zdravý rozum a na logické myšlení je skutečně unikátní a masový, srovnatelný jen s teologickým dogmatismem. Dobře se hodí i pro náboženské stvořitelské ideologie. Ony struktury vyobcovaly a dehonestovaly každého, kdo odmítal na tuto „víru“ přistoupit a „pochopit“. Parkinsonovsko – Orwellovskými metodami se upevňovaly dalších sto let. Jelikož si přetučnělí kapříci nikdy nevypustí rybník, obrana TR bude zuřivá. Ale i ve světle stále nových poznatků nakonec nevyhnutelně marná.

Autor už obdobných článků zveřejnil více. Dozvěděl se, že je arogantní hlupák, že si přece nemůže myslet, že by byl chytřejší než Einstein, byl posílán jako k oltáři, aby si přečetl rovnice, které dávno zná. Na věcné protiargumenty však zatím stále dychtivě čeká.

PS Napsáno v roce 2006.