2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

(Autoři: geniální předchůdci; Sepsal: VVvv)

Verze Holandsko – Alkmaar, 14. 2. 2021

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20210101

Předem upozorňuji čtenáře, že následující sestřih mých poznámek[1] nemusí být úplně vhodný pro všechny „Main Stream“ fyziky.

 

Z mých studií psychologie si uvědomuji, že zde hlásám něco, co někteří možná nebudou chtít slyšet.

 

K tomuto úsudku jsem se dostal, když mně pan profesor teoretické fyziky na Karlově Univerzitě v Praze, Jiří Bičák, upozornil, že tento můj popis považuje za „paralelní“ k popisu v běžné fyzice. Nebo dokonce přesněji, jak se domnívá, že můj popis a klasický popis jsou navzájem mimoběžné.

Moje první podezření, že spousta věcí nemusí být tak, jak se prezentují, následovalo možná hned po rozdávání dárků Ježíškem, anděly, nebo Mikulášem. Některá z nich se v průběhu mého života z podezření kvalifikovala na pracovní hypotézy, ve kterých se pomalu začínaly i objevovat nejrůznější alternativy, a staly se potravou mému přemýšlení, a s tím i spojeném pátrání[2].

 

A když se mi nepodařilo nějakou alternativu odstranit a nahradit ji lepší ani po usilovné snaze, začaly se mi neodstraněné alternativy automaticky ukládat do mého VNITŘNÍHO PŘESVĚDČENÍ. A jelikož toto řídí naše činy, nezbylo, než abych i já se musel s nimi nějak začít vyrovnávat. Začal jsem je aspoň nabízet chytřejším a/nebo moudřejším, aby je odstraňovali za mne a pomohli mi je nahrazovat lepšími.

 

Jedna z nich je středem mé prezentace, ve které se pokusím sestřihat moje poznámky tak, aby aspoň nějak na sebe navazovaly, a čtenář z nich měl šanci vytvořit si svoji vlastní PŘEDSTAVU. Za nedostatky v mém popise se mu předem omlouvám. Nabídnu čtenáři rovněž i jakýsi seznam důsledků, tak jak je vidím já, a doufám, že někteří z vás mě upozorní na nedostatky, možné chyby, nebo aspoň nějaké možnosti vylepšení mého popisu nebo nahrazení lepší PŘEDSTAVOU. Nebo si aspoň čtenář pro svoji vlastní PŘEDSTAVU z toho něco odnese.

 

Abych začal konkrétněji, nechám, aby „Google Translate” přeložil za mě následující výsek z https://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology) do češtiny:

“Overview

Main articles: Expansion of the universe and Inflation

 

Around 1930, Edwin Hubble discovered that light from remote galaxies was red shifted; the more remote, the more shifted. This was quickly interpreted as meaning galaxies were receding from Earth. If Earth is not in some special, privileged, central position in the universe, then it would mean all galaxies are moving apart, and the further away, the faster they are moving away. It is now understood that the universe is expanding, carrying the galaxies with it, and causing this observation. Many other observations agree, and also lead to the same conclusion. However, for many years it was not clear why or how the universe might be expanding, or what it might signify.”

 

„Přehled

Hlavní články: Expanze vesmíru a Inflace

 

Kolem roku 1930 zjistil Edwin Hubble, že světlo ze vzdálených galaxií bylo červeně posunuté; čím vzdálenější, tím více posunuté. To bylo rychle interpretováno tak, že galaxie ustupovaly od Země. Pokud Země není v nějaké zvláštní, privilegované, centrální poloze ve vesmíru, pak by to znamenalo, že všechny galaxie se od sebe vzdalují a to čím vzdálenější, tím rychleji. Nyní se tomu rozumí, že vesmír expanduje, a nese s sebou galaxie, a způsobuje tím toto pozorování. Mnoho dalších pozorování souhlasí a vede také ke stejnému závěru. Po mnoho let však nebylo jasné, proč nebo jak by vesmír mohl expandovat, nebo co by to mohlo znamenat.“

 

Zřejmě se „Main Stream“ fyzika spokojila s takovou, v mých očích primitivní, PŘEDSTAVOU. Vždyť přece, díváme-li se na nějaký objekt v dálce, vidíme ho současně i v minulosti. To nemůže být jinak, neboť informace o tom objektu k nám letí rychlostí světla. Vidíme-li objekt třeba jeden milión světelných let vzdálený, potom ho ale vidíme, jak vypadal před miliónem let.

 

A teď pozor: Pozorujeme-li, že se všechny objekty od nás vzdalují do větší a větší vzdálenosti, potom se ale i pro nás vzdalují do větší a větší minulosti.

 

< 20200907

Mám pozorovat, jak se nám prostor rozšiřuje, kde ve větší a větší vzdálenosti vidíme, jak expansí se vzdálenosti mezi pozorovanými objekty zvětšují, gravitace mezi nimi slábne [dokonce se čtvercem jejich vzdálenosti], tedy nám prostor jaksi „řídne“? Mám se chovat, jako že jsem v nějaké „cestovní kanceláři“, kde si prohlížím lákavé vzdálenější a vzdálenější krajiny?

 

Nebo mám pozorovat, jak se nám prostor zmenšuje, kdy ve větší a větší minulosti se vzdálenosti mezi pozorovanými objekty zmenšovaly, gravitace mezi nimi sílila [taky se čtvercem jejich vzdálenosti], tedy nám prostor jaksi „houstne“?. Mám se chovat jako v nějakém „museu“, kde si prohlížím starší a starší exponáty?

20200907 >

 

Dívám-li se prostorově na do všech stran vzdalující se objekty, dívám se po směru expanse, ve středu které se nacházím? A dívám-li se na starší a starší verze objektů, dívám se do minulosti časově proti směru expanse, ve středu které se nacházím? O jaké expansi tady hovoříme? Mně to prostě nehraje!

 

V následujícím si vás pokusím provést mojí první a zatím jedinou výpravou do vzdáleného Vesmíru, kterou jsem si stačil z mých poznámek lépe sepsat, takže si ji troufám vám nabídnout. Pozvu vás na jakousi Goulliverovu cestu do světa obrů, do makrosvěta, abych tuto cestu nějak odlišil od popisu jiných dvou Goulliverových cest do světa trpaslíků, tedy do tajů mikrosvěta, které mám pro vás taky připraveny.

20210101 >

2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20200726

Vzpomeňme si, jak kdysi dávno lidé byli konfrontováni s PŘEDSTAVOU, že naše Země by nemusela být placatá, ale že by mohla být kulatá. Vzpomínám si matně, jak jsem kdysi četl některé námitky, jako třeba „že to ani není možné, protože lidé na opačné straně Země by přeci padali do Vesmíru“. A přece jsme se museli smířit s tím, že Země je kulatá. Tedy ideálně řečeno, neboť pozorovatelný povrch Země nám ukazuje hory i doly, a otáčením se Země stala i mírně oválná, jako příklad, že nemůže být ideálně kulatá.

20200726 >

 

< 20201201

Pozorování Vesmíru nám taky nenabízí, že by Vesmír měl mít někde nějaký konec. Ale naopak, nabízí nám lehce lákavou PŘEDSTAVU, že Vesmír by mohl být dokonce neomezený, nekonečný. Nevím, kdo byl autorem myšlenky, že náš Vesmír by mohl být nějaký uzavřený prostor. Dovolím si připsat tuto myšlenku Einsteinovi, který prosazoval takovou PŘEDSTAVU. Měl bych se ale hned omluvit všem ostatním a hlavně poděkovat všem těm, kteří se o to zasloužili. Možná ani neexistuje jedna jediná osoba, která takový nápad dostala, a že se vlastně jedná o myšlenku, která se zrodila na mnoha různých místech najednou, nebo po sobě.

 

Takže za výchozí bod si zvolíme pátrání do uzavřených prostorů, možná že v nich nalezneme cestu, jak dál. A když ne, nemůže to být na škodu. Každopádně aspoň zjistíme, co nám nabízejí. Aby mohly být prostory uzavřené, musí být zakřivené. Tak vzhůru do pátrání.

 

Naši úlohu si ale nejdříve podstatně zjednodušíme omezením na zakřivené prostory s konstantní křivostí. Takové prostory se totiž dají popisovat matematicky a reprezentovat konkrétněji geometrickými útvary, které nám nějak pomohou představovat si takové prostory. A taky nám i mohou pomoct snadněji uvědomovat si vyhledávané důsledky. Abych tady nemusel zacházet do podrobných detailů, sestavil jsem odděleně stať Matematické Uzavřené Prostory {0mup_CZ}. Již proto, že by nám mohla dobře pomoci ke správnému pochopení důsledků, ke kterým nás vedou. Stať nepopisuje jenom ty prostory, ale hlavně, co bychom v nich mohli pozorovat, kdybychom se do nich mohli vžít, jako pozorovatelé.

20201201 >

 

< 20170104

Musíme si ale dobře uvědomit, že skutečný prostor Vesmíru nemůže mít konstantní zakřivení. Zakřivení vzniká gravitačními účinky, a ty jsou ve Vesmíru nerovnoměrně rozložené. Naopak pozorujeme, jak objekty s velikou hmotností, a tedy vytvářející i silnou gravitaci, jsou od sebe odděleny volným prostorem, vyplněným vakuem a řídce rozdrobenou hmotností, téměř nepřispívající k vytváření gravitace. Lokálně by to potom mohl být problém.

 

Ale uvědomíme-li si gigantickou velikost Vesmíru, rozdrobeného na nesčetné množství galaxií, a každá galaxie na ohromné množství vesmírných těles, hvězd, potom pro takový celek, nemusí být předpoklad homogenního rozložení hmotnosti ve Vesmíru zase tak velké omezení.

20170104 >

 

< 20201020

Než začneme, rád bych vás ještě upozornil, že absolutně rovnoměrné, homogenní rozložení hmoty a gravitace ve Vesmíru není ani možné. Protože takový Vesmír by byl absolutně nestabilní. A to mohu prohlásit s vysokou jistotou, neboť studium nestability se mi stalo součástí mé profesionální kariéry. Takže nestabilita se stala i nedílnou součástí mého hlubšího studia.

 

A tato nestabilita zaviní, že homogenní rozložení by se začalo okamžitě roztrhávat a drobit na místa zhuštěné hmoty, která se začnou dále komprimovat, mezi sebou přitahovat, navzájem vůči sobě pohybovat, obíhat kolem sebe a otáčet se.

20201020 >

2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20170104

Jednorozměrný prostor do sebe uzavřený s konstantní křivostí.

 

V kružnici, která takový 1D prostor reprezentuje, můžeme vše pozorovat jen v jednom jediném směru dopředu/dozadu. Všimněte si, že kružnice nemá nikde začátek ani konec, tedy ani žádný střed, jenom střed křivosti, který ale leží mimo ni. A každý bod kružnice je v dotyku s prostorem mimo něj, tj. prostorem uvnitř a vně kružnice, jakož i nad a pod nákresnou kružnice. Tedy s prostorem, který vlastně už leží mimo náš vyšetřovaný 1D prostor (pro lehčí komunikaci a jednoznačnost budu používat pro vyšetřované prostory termín TADY, abych je odlišil od prostorů, s kterými se v každém bodě dotýkají, ale již ležící mimo něj, a které budu nazývat TAM). Budeme-li se pohybovat po kružnici dostatečně dlouho, vrátíme se do výchozího bodu ale z opačné strany.

 

Uvědomme si, že všechna naše pozorování jsou jakoby promítnuta na rovinu kolmou ke směru pozorování, kterou nazývám PLOCHA POZOROVÁNÍ. A jelikož naše pozorování můžeme obecně dělat ve všech různých směrech, můžeme tuto plošku nahradit tím, co si nazveme BUBLINOU POZOROVÁNÍ, která nás jako pozorovatele kompletně obklopuje.

 

Kdybychom vložili naše oko do 1D prostoru, do té kružnice, která ho reprezentuje, potom bychom ve směru tečny ke kružnici viděli jenom jeden bod promítnutý na povrch takové bubliny. Neviděli bychom velikost zakřivení, nebo kterým směrem aspoň míří, nebudeme vidět, ani je-li vůbec nějaké zakřivení, jelikož i světlo by se k nám šířilo po oblouku této kružnice. Neuvidíme vlastně vůbec nic z okolního prostoru TAM, do kterého si už teď ale musíme v naší PŘEDSTAVĚ vložit minimálně střed křivosti toho našeho uvažovaného prostoru.

 

A kdyby se takový prostor například rovnoměrně zvětšoval, znamenalo by to, že za určitý časový interval ∆t bude reprezentován kružnicí o ∆R větším poloměru. Vzdálenost mezi pevnými body na kružnici se ale nezvětší o změnu poloměru kružnice ∆R, ale zvětší se o vzdálenost měřenou po kruhovém oblouku mezi nimi, tak jak bychom to pozorovali. Potom například bod na opačné straně kružnice k bodu pozorovatele by se vzdálil o π·∆R, tedy o délku oblouku odpovídajícímu rozdílu poloměrů ∆R pro středový úhel π. A bod dvojnásobně vzdálený, v našem případě ležící zpět v místě pozorovatele, by byl pozorován, jako by se vzdálil o dvojnásobek, tedy o 2π·∆R. Pozorujeme-li i tuto změnu za stejný časový interval ∆t, bude se nám jevit i jeho rychlost vzdalování dvojnásobná.

 

Obecně: pro rovnoměrné zvětšování (zmenšování) zakřiveného prostoru (poloměru R) se nám bude jevit rychlost vzdalování (přibližování) přímo úměrná vzdálenosti pozorovaných objektů.

20170104 >
2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20170104

Dvojrozměrný prostor do sebe uzavřený s konstantní křivostí.

 

Totéž i platí pro povrch koule, jako ukázce takového 2D prostoru. Ale tam můžeme pozorovat vše ve všech kombinacích dvou směrů na sebe kolmých, dopředu/dozadu a doleva/doprava. A všimněte si zase, že povrch koule nemá nikde začátek ani konec, tedy ani žádný střed, jenom střed křivosti, který ale zase leží mimo něj. A každý jeho bod je v dotyku s prostorem mimo něj, tj. prostorem uvnitř a vně té koule.

 

Udržíme-li při pohybu po povrchu koule přímý směr, potom naše dráha bude mít tvar kružnice, kterou nazývám NÁHRADNÍ KRUŽNICE, neboť nám nahrazuje náš přímý směr pohybu po povrchu koule. A ta nás zase dovede do výchozího místa, ale z opačné strany.

 

To nám ovšem usnadní uvědomění, co bychom zase pozorovali v takovém prostoru.  Otáčením hlavy zleva doprava by se nám NÁHRADNÍ KRUŽNICE otáčela s sebou, a my bychom viděli jenom rovnou čáru na naší BUBLINĚ POZOROVÁNÍ. Ze zakřivení prostoru bychom zase nic neviděli, ani jeli vůbec nějaké.

 

A co bychom pozorovali, kdyby se takový prostor rovnoměrně zvětšoval? Jelikož i NÁHRADNÍ KRUŽNICE by se s ním rovnoměrně zvětšovaly, musí i pro něj platit závěr, že rychlost vzdalování (přibližování) se nám bude jevit přímo úměrná vzdálenosti pozorovaných objektů.

 

Jaký důsledek by to ale mělo mít na naše pozorování v 3D prostoru, to si ukážeme až v následující kapitole.

20170104 >

< 20210112

Často, když jsem doprovázel mé kolegy poradce/oponenty po této mé vyšlapané stezce až sem, právě na tomto místě se objevovaly naše vzájemná nedorozumění. Abych se k nim nemusel stále vracet, pokusím se teď vysvětlit, co je podle mne jádrem těchto nedorozumění.

 

A jelikož jsou to v podstatě dvě skupiny vzájemného nepochopení, začnu tou pro mne jednodušší. První námitka byla, „Jak to, že nemohu na povrchu koule pozorovat její zakřivení, když vidím, jak lodě se mi ztrácí za horizont moře na obzoru?“ To ukazuje na špatné pochopení, co jsme schopni pozorovat zevnitř a zvně tohoto dvojrozměrného prostoru, který nám povrch koule reprezentuje.

 

Ano, kdybychom se mohli vyloupnout z tohoto prostoru mimo něj, postavit se na povrch koule, a pozorovat její povrch z nějaké výšky, tedy zvnějšku tohoto prostoru, potom bychom viděli, jak se lodě při pohybu od nás ztrácejí za horizont, jakoby se potápěly do moře. A naopak lodě při pohybu k nám by se na horizontu začaly objevovat, jakoby ponorky, které se vynořují z moře.

 

Ne, nebude-li možnost pozorování z vnějšku, ale jenom z pozice zevnitř, bude naše oko stále vidět světlo vysílané z lodi jako bod na naší BUBLINĚ POZOROVÍNÍ. A jelikož se světlo může i v takovém prostoru šířit jenom tím prostorem (my jsme ho tam přece uvěznili! J), bude se šířit k nám po oblouku NÁHRADNÍ KRUŽNICE, tedy žádnou ZMĚNU pozice nemůžeme pozorovat (jenom ubývání intenzity světla při vzdalování, nebo její přibývání při přibližování). Nemůžeme žádné zakřivení pozorovat, dokonce ani z našeho pozorování rozhodnout, zdali nějaké zakřivení vůbec je. Zdali pozorované slábnutí nebo zesilování intenzity světla přichází k nám po oblouku, nebo po přímce, kterou tato tečna ke kružnici právě je.

 

Doufám, že se mi podařilo podstatu první skupiny nedorozumění dostatečně objasnit, takže přistoupíme k námitce druhé skupiny: „Jak to, že nemohu rozhodnout, jestli jsem na rovině nebo na povrchu koule? Když by řekněme hnědooká Eva a modrooký Adam vyrazili rovně z pólu na Zeměkouli ve směrech svírajících vzájemně úhel 90°, pomocí navigace GPS by oba udrželi směr, až by dorazili k rovníku, tam se oba otočili k sobě zase o úhel 90° a pokračovali k sobě, potom na poloviční cestě rovníkem by se přece setkali. Ukončili by tak okružní cestu ve tvaru trojúhelníka, jejíž součet úhlů na povrchu koule 3x90° by byl 270°, zatímco na plochém povrchu by uzavřená cesta vyžadovala odbočování podle úhlů 60° rovnostranného trojúhelníka, a jejich součet 3x60° je pouze 180°?“

 

Ano, takové pozorování by bylo možné udělat pohybem v takovém uzavřeném prostoru. Dokonce v našem příkladu pohybem 3 kvadranty povrchu koule dlouhým. Kdybychom ale byli schopni se pohybovat ještě o délku jednoho kvadrantu více, mohli bychom si námitku zjednodušit. Mohli by Adam a Eva cestovat z pólu společně stále stejným směrem, až by se zase spolu vrátili z opačné strany na ten jejich výchozí pól. A to je přece jednoznačně možné jenom na kouli, ale nikdy ne na rovné ploše. Tedy by to taky byl jasný důkaz.

 

Ne, neboť kdybychom se nemohli pohybovat po povrchu Země, potom bychom obě uzavřené cesty (jednu po povrchu koule, druhou v rovině) pozorováním z jednoho bodu nemohli od sebe odlišit. Kdyby se něco pohybovalo za nás a bylo zdrojem světla, pozorovali bychom zevnitř prostoru z pozice na pólu jenom dva slábnoucí body na naší BUBLINĚ POZOROVÁNÍ vzdálené od sebe v našem případě o úhel π/2 (90°). A pohyb po rovníku by se nám jevil jako po spojnici mezi těmito body. Nic víc bychom zase nepozorovali. Nepozorovali bychom, zdali se zdroje světla pohybovaly po zakřiveném povrchu koule, nebo v tečné rovině k povrchu koule v bodě pozorování. Ani bychom netušili, zdali tato rovina našeho pozorování vůbec tečnou rovinou k nějaké kouli je.

 

Doufám, že takovým dodatečným podrobnějším popisem se mi podařilo snadněji se vžít do pozorování uvnitř zakřivených prostorů.

20210112 >

 

2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20201201

Pro 3D otevřené prostory je běžné používat k popisu Kartézské souřadnice x-y-z. To se mi ale neukazuje výhodné pro uzavřené prostory. Daleko výhodnější je popis s pomocí sférických souřadnic r (≡z=c·t, kde c je rychlost světla)-φ-ψ se středem v místě pozorovatele. Pozorování můžeme totiž provádět ve směrech, které jsou jakákoli kombinace úhlů φ a ψ a tedy směrů doleva/doprava a nahoru/dolu, a při pohybu k tomu ještě přidat směr třetí, dopředu/dozadu.

 

Jak si ale taková pozorování můžeme představovat? A jak si vůbec můžeme takový 3D uzavřený prostor představovat? Pomáhat si geometrickými obrazci, známými z otevřených prostorů, již není možné. A naše VĚDOMÉ MYŠLENÍ není možná ani připraveno na takové PŘEDSTAVY. Potom namáhat se nějak je vytvářet by mohla být pouhá ztráta času. Ovšem když by pohyb takovým prostorem v libovolné kombinaci všech možných směrů nás měl zase zavést na původní místo z opačné strany, můžeme opět výhodně použít naše NÁHRADNÍ KRUŽNICE k popisu důsledků na naše pozorování.

20201201 >

 

< 20200711

Jakýsi vizualizační pokus vám nabídnu náčrtkem, který jsem nazval PROSTOR 4D [2P4D_CZ]. Proč čtyřrozměrný? Uvědomme si, že kružnice je v postatě dvojrozměrná do sebe uzavřená, která nám reprezentuje prostor do sebe uzavřený tak, že se nám jeví jenom jako prostor jednorozměrný (a pozor: dokonce se nám jeví jako jednorozměrný prostor nezakřivený, který už žádným pozorování zevnitř nemůžeme rozpoznat od zakřiveného prostoru). Podobně jako povrch koule je třírozměrná do sebe uzavřená plocha reprezentující náš prostor, který se nám jenom jeví jako dvojrozměrný. A tak my se teď v podstatě zabýváme nějakým čtyřrozměrným do sebe uzavřeným útvarem, který nám reprezentuje náš prostor tak, že se nám jenom jeví jako třírozměrný nezakřivený.

 

Ale kde jsou a jaké jsou ty čtyři rozměry? Kromě třech „prostorových“, x, y a z, máme ještě jednu „časovou“ t (proto se takovému prostoru někdy říká „časoprostor“ [EN: space-time]). A tu časovou si tady, v naší PŘEDSTAVĚ, propojíme s tou z vztahem z=c·t, kde c nám označuje rychlost šíření světla ve vakuu. Ano, vyznačili jsme si ji červeně, aby nám pořádně vynikla. Proč? To si hned ujasníme.

 

Za doby Newtona nám čas běžel přesně rovnoměrně, lépe než hodiny. A prostor se nám neměnil, ať jsme dělali, co jsme chtěli. Ale za Lorentze a Einsteina, kteří položili základy novým PŘEDSTAVÁM, novému oboru nazývanému Relativita[3], se nám to všechno zbořilo.

 

Čas jsme začali brzdit, a na jistých místech s vysokou koncentrací gravitace, které nazýváme Černé díry, jsme ho chudáka dokonce až úplně zastavili!

 

A rozměry prostoru? Ty jsme taky začali zkracovat tak, až v té singularitě, v té Černé díře, dokonce na nulu! Ano, čeho nejsme vlastně všeho schopni až udělat, tedy aspoň v našich PŘEDSTAVÁCH J.

 

A co nám vlastně zbylo v tom prostoru neměnného? Právě jenom jako poslední ta konstanta c. Ale ne na čestném posledním místě, ale právě naopak na prvním místě, tedy viděno z opačné strany J.

 

 

Zvolme si jedno místo našeho pozorování a jeden směr našeho pozorování třeba ve směru koordináty z, jak ukazuje náčrtek. Potom naše pozorování v takovém konstantně zakřiveném prostoru s poloměrem zakřivení R probíhá podél oblouku NÁHRADNÍCH KRUŽNIC. Jedna taková je zakreslena, kde směr našeho pozorování dopředu po oblouku této kružnice má souřadnici z=R·φ, zatímco ostatní k němu kolmé souřadnice doprava a nahoru ponecháme rovné, nezakřivené, jako osy x a y.

 

Začátek našeho pozorování tedy leží v rovině x-y. Ale naše celé pozorování leží v rovině x-z (na náčrtku vyznačené vodorovným šrafováním) tak, že nám naše pozorování po oblouku na obrázku „ubíhá“ od přímého směru doleva ve směru záporné osy x. Pohybovali bychom se po NÁHRADNÍ KRUŽNICI ve směru z dostatečně dlouho, dostali bychom se zase do našeho výchozího bodu ale z opačné strany. Pro úhel φ=2π by se nám oblouk uzavřel do celé kružnice.

 

Na obrázku je jasně vidět, že světlo, které by se k nám šířilo po vyznačeném oblouku, naše oko již nemůže rozlišit od světla, které by se k nám šířilo po vyznačené tečně k oblouku. A to je přesně, proč nikdy zakřivení prostorů nemůžeme přímo pozorovat.

 

Uvědomme si ale, že v daném směru pozorování můžeme vést ohromné množství takových NÁHRADNÍCH KRUŽNIC, které bychom získali otáčením roviny té zakreslené NÁHRADNÍ KRUŽNICE kolem směru pozorování. Středy C takových NÁHRADNÍCH KRUŽNIC by opisovaly modře vyznačený oblouk, a začátky našeho pozorování by vytvářely jakýsi rotačně symetrický „kornout“, rovněž slabě vybarveně vyznačený na obrázku.

 

Pro ideální prostor s konstantním zakřivením by pravděpodobnost našeho pohledu a/nebo pohybu byla absolutně stejná pro všechny NÁHRADNÍ KRUŽNICE. Jak si ještě ukážeme jinde, v reálném prostoru by se naše skutečné pozorování a/nebo skutečný pohyb dopředu zredukoval do jedné jediné kružnice. Součet všech pravděpodobností výskytu jednotlivých kružnic, který by znamenal jistotu, by se nám „zbortil“ (jak se ve fyzice tomuto jevu říká [EN: collapse]) do jedné jediné pravděpodobnosti, tedy do té jistoty, která by nás postihla.

20200711 >

 

< 20200912

Tím, že si můžeme představovat pozorování v 3D prostoru s konstantní křivostí jako pozorování po NÁHRADNÍ KRUŽNICI, můžeme pozorovanou vzdálenost od nás vyjádřit jako z=R·φ, kde R je poloměr křivosti prostoru [poloměr NÁHRADNÍ KRUŽNICE] a φ je vzdálenost podél oblouku kružnice měřená v obloukové míře s počátkem v našem bodě pozorování.

 

A rychlost vzdalování (nebo přibližování), jako časovou změnu vzdálenosti podél této kružnice, můžeme potom zapsat jako Δz/Δt= ΔR/Δt·φ, a pro nekonečně malé změny Δ potom jako dz/dt= dR/dt·φ.

 

Nebo si tu rychlost vzdalování můžeme taky zapsat jako ΔV= ΔV₀·φ, když si rychlost rozšiřování dR/dt označíme symbolem ΔV₀.

20200912 >

 

< 20200917

Abychom si mohli udělat aspoň nějakou plastičtější PŘEDSTAVU takového pozorovaného vzdalování, dovolím si nabídnout sugestivní obrázek NÁHRADNÍ KRUŽNICE jako Kruhový Tanec [2NKjKT_CZ].

 

 

V levé části vidíme schematicky jako bychom ty, nebo já, tancovali do kruhu vedle hnědooké Evy a modrookého Adama (s omluvou: jelikož jsem muž, zvolil jsem pro mne atraktivnější místo blíže Evy než Adama J) všichni v červeném obleku. Na pravé části se do tance prostorově rovnoměrně přidávají další modře oblečení tanečníci. Z náčrtku je lehce patrné, že Adam se od nás bude vzdalovat rychleji než Eva (a my se budeme od Adama taky vzdalovat rychleji než Eva). Nebo řečeno jinak: Vzdálenější tanečníci se budou od nás automaticky vzdalovat rychleji než ti bližší.

 

Na levé straně je rovněž vyznačen poloměr zakřivení kruhu R, a taky jak je úhel φ od nás měřen. Na pravé straně je ještě vyznačeno narůstání poloměru kruhu, tedy rozšiřování NÁHRADNÍ KRUŽNICE. Je-li rychlost rozšiřování dR/dt označena symbolem ΔV₀, potom pozorovaná rychlost vzdalování podél oblouku má velikost ΔV₀·φ.

20200917 >

2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20170104

Až dosud jsme zkoumali čtyřrozměrný do sebe uzavřený prostor, který se nám jeví třírozměrný, jako nějaký matematický model, nebo geometrický chcete-li, abychom zjistili důsledky, ke kterým to vede. Teď se dostáváme na naší výpravě až k místu, kde začneme zkoumat, zdali by takový model mohl být nějak užitečný k modelování skutečného prostoru ve Vesmíru. Tak jak ho pozorujeme. Pokusíme se zjistit důsledky PŘEDSTAVY, kdybychom použili k popisu skutečného prostoru ve Vesmíru tento právě popisovaný model uzavřeného prostoru 4D s konstantním zakřivením, který se nám jeví jako 3D prostor.

 

Každopádně výklad nějakou „expansí“ prostoru Vesmíru, kde by se něco stále měnícího z méně expandovaného prostoru s extrémně vysokou hustotou a teplotou hmoty mělo šířit do stále více expandovaného prostoru, tak takový výklad již není nutný. Náš model nám dává příležitost vyměnit ho za prostor rozšiřující se jakoby kontinuálně, ve všech místech stejně plynule, dost možná až stacionárně, „přidáváním“, jehož důsledek se nám jeví, jako jakési odsouvání všeho do všech stran od nás pozorovatelů do větší a větší vzdálenosti a současně do větší a větší minulosti. To se jeví jako atraktivní možnost. Tedy aspoň mě, takže jsem si neodpustil sledování takové stopy.

20170104 >

 

< 20200804

Ale kdyby se nám taková PŘEDSTAVA náhodou povedla, potom pozor: Nepřestávejme vnímat PŘEDSTAVU jako model, a model zůstane vždycky něco jiného než to, co modeluje.

20200804 >

 

< 20200924

Nazvat pozorované vzdalování objektů ve Vesmíru jako expansi prostoru je sice „klasické“, ale nebezpečné, neboť slovo „expanse“ [EN: expansion] sugeruje něco, co má nějaký střed expanse, tedy že taky odněkud vznikla, a že má čelo expanse, tj. kam až expanse dosáhla. V obojím ale sugeruje, že se jedná o nějaký stále se měnící, přechodný [EN: transient] proces, který má svá ohraničení. A ne jako proces, který by měl být na všech místech průběžně stejný, stejně probíhající, možná docela až ustálený, stacionární (?). A který v důsledku zkreslování našeho pozorování v zakřiveném prostoru se nám jenom jeví jako proces expanse od nás na všechny strany, i když sami zavrhujeme, že zaujímáme nějaké VÝJIMEČNÉ místo ve Vesmíru, které by se právě mělo krýt se středem takové expanse.

 

Proto by bylo lépe volit v češtině nějaké názvy jako „nadýmání“, „bobtnání“, nebo „kypění“, které by lépe vystihovalo takový proces, proces který na všech místech prostoru probíhá stejně. Jinými slovy, aby vystihoval, že naše pozorování takového procesu z jakéhokoli místa našeho pozorování by muselo být stejné, rovnocenné. V každém místě musí probíhat ten stejný proces. Žádné místo v nějakém prostoru, který je do sebe uzavřený s [prostorově] konstantní křivostí, přeci nemůže být nějak VÝJIMEČNÉ, aby v něm mohlo cokoliv probíhat jinak než v ostatních místech? To je přece inherentní tomu modelu.

 

(Stále hledám nějaké vhodné české slovo, které by to lépe vystihovalo. Nějaké „nadýmání“ to být nemůže, žádný dým se nevytváří, ani vlhko se nedodává, aby to mohlo být „bobtnání“, a žádná chemická reakce nutná pro „kypění“ se taky nevytváří. A ještě, abych to slovo mohl dále snadno používat, mělo by to být dobře přeložitelné do cizích jazyků, nejlépe i dobře zapamatovatelné, a současně aby nějak vyjadřovalo, že to je jen o trochu něco jiného než ta používaná expanse).

 

S omluvou jsem zatím zvolil pro takový proces lehce zapamatovatelný název (možná trochu s humorem J) EXTÁZE [EN: ecstasy, NL:extase]. V češtině to není daleko od expanse. A kdyby to mělo narazit na velký odpor, tak se klidně znovu omluvím, a odvolám to.

20200901 >

 

< 20200817

Uznání „expanse“ prostoru ve fyzice si vyžádalo, že zpětnou extrapolací nutně dojdeme k „začátku“ takové expanse, kterou si nazýváme „Velký Třesk“ [EN: Big Bang]. Jakýsi singulární bod a singulární okamžik, kde a kdy to všechno „z ničeho“ začalo. Díváme-li se tedy do minulosti, potom ovšem musíme taky narazit na ten konec našeho nahlížení, lépe řečeno na ten začátek, kdy to vše začalo. Perpetum mobile [EN: Perpetual motion] neexistuje. Tak nás učí fyzika. A teď najednou tolik energie z ničeho, to by přece byla požehnaně veliká výjimka? (Něco jako známe, že ukradení trochu peněz je taky něco úplně jiného, než ukradení celé banky J.)

 

Ale náš model nabízí ještě něco dalšího: Bude-li totiž v našem vyjádření rychlosti vzdalování ΔV= ΔV₀·φ ta veličina ΔV₀ nenulová (ΔV₀ >0), potom pro dostatečnou vzdálenost φ od pozorovatele poroste pozorovaná rychlost vzdalování ΔV= ΔV₀·φ nad všechny meze až k limitní rychlosti ΔV= c, kterou jsem nazval SVĚTELNÁ BARIERA. Název jsem zvolil podle vzoru „Zvukové bariery“, který se osvědčil třeba v letectví.

20200817 >

 

Panem profesorem Bičákem z University Karlovy v Praze jsem byl upozorněn, že tomu, co nazývám SVĚTELNÁ BARIERA, by asi nejvíce mohl ve fyzice odpovídat název „kosmologický horizont“. Děkuji mu za toto upozornění:

 

< 20200807

Přeloženo z https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_horizon je Kosmologický horizont měřítkem vzdálenosti, ze které by člověk mohl získat informace. Toto pozorovatelné omezení je způsobeno různými vlastnostmi obecné relativity, rozpínajícího se Vesmíru a fyziky kosmologie velkého třesku. Kosmologické horizonty určují velikost a měřítko pozorovatelného Vesmíru. Tento článek dále vysvětluje řadu těchto horizontů (1 Particle horizon, 2 Hubble horizon, 3 Event horizon, 4 Future horizon a 5 Practical horizons).

 

Jak ale toto měřítko pozorovatelného Vesmíru souvisí s PŘEDSTAVOU velikosti Vesmíru v současné kosmologii? Při hledání odpovědi jsem si otevřel článek https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_volume. (Předem musím upozornit, že otevřením jakéhokoli článku o kosmologii je vidět, jak ohromné množství práce je v ní vykonáno, a kolik našich geniálních předchůdců se podílelo na jejím výzkumu. Proto se asi není co divit, že každý jen trochu laik musí ztrácet přehled, co pro něj kosmologie může vůbec znamenat.)

 

Zajímavá je prezentovaná vizualizace celého pozorovatelného Vesmíru:

S popisem: Měřítko je takové, že jemná zrnka představují soubory velkého počtu „superklastrů“. „Superklastr Virgo“ - domov Mléčné dráhy - je označen uprostřed, ale je příliš malý na to, aby ho bylo možné vidět.

 

Jelikož my, jako pozorovatelé, bychom pozorovali homogenní Vesmír na všechny strany stejně hluboko, bude naše pozice, naše Země, naše Mléčná dráha samozřejmě zakreslena do středu vizualizace. A to, co nazývám SVĚTELNÁ BARIERA a tady je nazváno jako Limit pozorovatelného Vesmíru, je zde znázorněno jako obepínající koule. Ta samá vizualizace je rovněž v https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe, s upřesněním, že pozorovatelný Vesmír je sférická oblast Vesmíru zahrnující veškerou hmotu, kterou lze v současnosti pozorovat ze Země nebo z jejích vesmírných dalekohledů a průzkumných sond, protože elektromagnetické záření z těchto objektů mělo čas dosáhnout sluneční soustavy a Země od počátku kosmologické expanze. A k té obepínající kouli jsou ještě přidány data, jako je její průměr D=2R≈8,8·10²⁶m, a objem V=π·R³·4/3≈4·10⁸⁰m³.

20200807 >

 

< 20210112

To by ale znamenalo, že je zde uvažováno šíření světla k pozorovateli po přímce. Jakoby světlo se k nám nešířilo podél oblouku ale podél přímky. Přímky, která je použita jako rádius R, aby objem Vesmíru byl stanoven jako objem koule!  To by ale přece nerespektovalo Einsteinovu PŘEDSTAVU, že Vesmír by měl být považován za zakřivený a do sebe uzavřený prostor, kde světlo se musí šířit k pozorovateli po oblouku? Nerespektuje moderní kosmologie tuto Einsteinovu PŘEDSTAVU?

 

Pozorujeme-li v zakřiveném prostoru vše po nějakém oblouku, a v prostoru s konstantní křivostí po NÁHRADNÍ KRUŽNICI, potom ve vzdálenosti odpovídající středovému úhlu zakřivení 2π (360°) se dostaneme prostorově na místo pozorovatele. A dále za ním, bychom začali pozorovat vše znovu, jakoby v „druhém kole“.

 

Něco, jako bychom se pomalu posouvali po povrchu Zeměkoule stále stejným směrem, až bychom se prostorově vrátili na místo, odkud jsme začali. Ale současně bychom se vrátili na to samé místo časově posunutém. Jistě, že mezitím uteklo hodně času, dost možná že staré budovy nebo jiné stavby byly předělány, nebo zbourány a jiné stavby je nahradily. Dost možná že bychom ani to výchozí místo už nepoznali.

 

V každém případě se objevuje riziko, že začínáme nějakou část prostoru, kterou pozorujeme, započítávat dvakrát, možná i víckrát. Nejhorší na tom vlastně je otázka, co je ten Vesmír, jehož prostor započítáváme, právě teď? Vždyť to co vidíme například ve vzdálenosti miliónu světelných let, je jenom to, co tam bylo před miliónem let. Ale co je tam teď? To bychom mohli vidět až za milión let, ale to už tady ty ani já nebudeme (takže by nás to nemělo ani tolik pálit J).

20210112 >
2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20210113

K popisu jednoho podstatného důsledku, který považuji za důležitý natolik, abych se u něj trochu déle zdržel, potřebuji ale nejdříve objasnit několik obecných věcí, abych měl vůbec šanci být pochopen a zabránit tak lavině protestů mých poradců/oponentů. Já sám vidím tu prapříčinu v křečovité snaze, aby se za každou cenu ve fyzice udržela objektivita. Zřejmě tím se stalo, že my lidé jsme byli vytlačeni z jeviště fyziky a zatlačeni do hlediště. Ano, smíme pozorovat fyziku, a tedy i Vesmír pouze zvnějšku. Byli jsme z Vesmíru „vykopnuti“ ven, a právě s tím se celý život vlastně nedovedu smířit. Zakázali jsme si, aby nám lidé nějak subjektivně mohli ovlivňovat fyziku. (A možná právem, ještě aby nám i tady překáželi J.)

 

To naše vyhnanství nás ovšem bude provázet na všech popisech mých výprav. Dokonce i v základních formách, jako třeba tady: Jak v tom, co považujeme za objektivní 3D prostor, si vůbec můžeme každý sám dělat navzájem UNIKÁTNÍ subjektivní 2D pozorování toho, co si nazýváme objektivní realita? Nebo obráceně: Jak můžeme z našich individuálních subjektivních 2D pozorování, být vůbec schopni vytvářit si PŘEDSTAVU objektivního 3D prostoru? Jak je možné, že když se vše z každého místa vzdaluje odstrkáváním na všechny strany do dálky a taky minulosti, tedy i z místa, kde se nacházíme? Tak třeba od Adama, jako na níže uvedeném obrázku BUBLINA POZOROVÁNÍ v prostru 2 [2BPvp2_CZ], by se vše mělo vzdalovat do vzdálenosti a minulosti od něj, a přitom Eva, která to vše pozoruje třeba z kolmého směru, žádné posouvání od Adama nepozoruje. Nepozoruje vůbec nic; a taky obráceně Adam nepozoruje nic, ze vzdalování všeho do vzdálenosti a minulosti od Evy. Jak to, že vůbec můžeme v takovém prostoru, který nám ubíhá na všechny strany, odpozorovat nějaké 3D geometrické útvary s [matematicky] absolutní přesností?

 

 

Aby si ale nikdo nemyslel, že ten důsledek, o kterém se právě chystám zmínit, byl jen nějaký ojedinělý nápad ráno po nočním divokém snu, tak to ne, právě naopak. Pátral jsem po něm léta. A usilovně.

 

Jako příklad třeba uvedu týdny intenzivní spolupráce s Jósefem Kajfoszem, vědcem z Institutu Jaderné Fyziky v Krakově, na jednom detailu, jako důsledek jeho odborného článku „On the alternative interpretation of special relativity“.

 

Ale spolupráce s Kajfoszem mi stála zato. I když jsme vlastně skončili „bouračkou“, kdy můj kolega navrhl skončit další diskusi, neboť jsme dorazili k neprůstřelné, neposuvné „zdi“ ve fyzice zvané jako Twin Paradox. A já ve stejném okamžiku jsem právě zajásal, neboť jsem si konečně uvědomil, že jsme sice narazili na stejnou zeď, ale oba z navzájem opačné strany (!!!!). To mi pomohlo k uvědomění si podstaty té zdi natolik, že jsem si pro sebe sestavil z mých poznámek samostatnou stať nazvanou Pozorování Satelitů a Twin Paradox 20181025 {2PSTP_CZ} ve snaze to správně pochopit.

 

Popsat lidově Twin Paradox [https://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox], jako o čem se jedná, o to se pokusím třeba takto: Představte si, že modrooký Adam by vystřelil hnědookou Evu, ne na Měsíc J, ale mnohem dál a s větší rychlostí, aby Eva vykonala Vesmírem uzavřenou dráhu a stačila se nám vrátit nepoškozená zpět. A zatím co Adam byl stále na Zemi, naše Eva procestovala řadu jiných míst, které ve fyzice jsou vnímány jako jisté referenční soustavy [EN: inertial frames. Kajfosz´s terminology: State of Inertial Motion (SIM)] a ve kterých podle současného uznávaného konceptu vychází, že se v nich zpomalil běh času oproti běhu času na Zemi, protože jsou vůči Zemi v pohybu. Tím se nám ale stane, že Eva se vrátí k Adamovi mladší, než je on! A naopak, kdyby Eva zůstala v jedné z těch navštívených referenčních soustav a byl to Adam, který by odletěl od ní na Zem a potom se vrátil k ní, a proletěl tu stejnou dráhu jako ona, potom by to byl Adam, který by byl mladší než ona! To normální mozek ovšem „nebere“, proto ten název Paradox.

 

Uvědomte si ale, že se k němu ve fyzice dochází z jistého fyzikálního konceptu, z jistého souboru Postulátů jak se to nazývá, ke kterému jsme se v daném okamžiku až dopracovali gigantickým úsilím velkého počtu geniálních předchůdců.

 

A s použitím matematických nástrojů, které zase vypracovali a po sobě pro nás zanechali nesčetní geniální předchůdci, můžeme přejít od jednoho konceptu k jinému konceptu. I když jeho důsledky nám někdy třeba nevyjdou.

 

K tomu všemu si ještě uvědomte, že naše matematické nástroje jsou natolik požehnané, že se na ně můžeme ve dne i v noci spolehnout. Propojují nám oba koncepty tak pevně spojené, s takovou inherentní jistotou, že BUĎ je musíme oba přijmout, NEBO je musíme oba zavrhnout! To je zajištěno tím, že základem všech našich matematických nástrojů je vlastně sčítání, do kterého zahrnuji i násobení, jako opakované sčítání[4].

 

A teď už vám prozradím ten důsledek, pro který jsme si vše připravovali.

20210113 >

2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

 

< 20200114

V předešlé kapitole jsme si vše připravili, abychom se teď pokusili úspěšně pokračovat. Takže v matematice, která se opírá ve svých základech o jistotu sčítání, musí 1+1=2 být absolutní pravda (již proto, že jsme si to tak přeci sami vzájemně dohodli J).

 

Ale potom současně musí i platit, že 2-1=1! To vyplyne v mé terminologii z jedné Okrajové podmínky našeho VĚDOMÉHO MYŠLENÍ, kterou si nazveme třeba „BUĎ/NEBO“. A ta nám tady zaviní, že buď přijmeme 1+1=2 a současně 2-1=1, nebo musíme zavrhnout současně obojí. Odpovídající důsledky se nám přijímají nebo vylučují v matematice lehčeji, ovšem ve fyzice už je to podstatně těžší.

 

Takže teď k věci. Twin Paradox nám vznikl ve fyzice paralelně se dvěma různými pohledy. Jeden podle PŘEDSTAV, které pro nás vytvořil Albert Einstein, a které vylučují ve Vesmíru existenci jakékoliv VÝJIMEČNÉ referenční soustavy. Všechny soustavy si musí být navzájem rovnocenné, žádná nesmí být VÝJIMEČNÁ.

 

A ten druhý pohled podle PŘEDSTAV, které pro nás udělal Hendrik Lorentz, ve kterém se vyžaduje, aby ve Vesmíru existovala aspoň jedna referenční soustava VÝJIMEČNÁ, ke které by bylo možno naší PŘEDSTAVU relativity vztahovat.

 

A právě v naší popisované PŘEDSTAVĚ, v našem modelu, se nám vlastně už podařilo oddělit lokální soustavu, ve které každý z nás subjektivně nahlíží do Vesmíru (viz prezentovaný obrázek PROSTOR 4D [2P4D_CZ]) od soustavy celého objektivního zakřiveného prostoru s konstantní křivostí.

20200114 >

< 20210113

Pokusím se to ještě zviditelnit pomocí obrázku, který jsem si odvodil z původního obrázku ukazujícího, jak hnědooká Eva a modrooký Adam pozorují jeden a ten samý objekt, třeba nějaký klenot, jakoby ve společném bodě svých BUBLIN POZOROVÁNÍ, a sice BUBLINA POZOROVÁNÍ v prostru 2 [2BPvp2_CZ]:

 

 

Do obrázku jsem přidal, jak pro každého pozorovatele je pozorování sice UNIKÁTNÍ podle Lorence, ale současně žádné z nich není VÝJIMEČNÉ podle Einsteina. Dali jsme tak za pravdu oběma.

 

Co jsme tím ale docílili? Odstranili jsme tím Twin Paradox? Ne, my jsme si ho vůbec nevytvořili.

20210113 >

 

< 20200806

Jsem snad jediný, který si nějak všimnul důsledků takového modelu? Důsledků, kdybychom považovali Vesmír za uzavřený zakřivený prostor? Nebo jsem to já, kdo se doopravdy zbláznil? Vzpomenu si vždy na jeden fór, který jsem kdysi slyšel:

„Babička s dědečkem jedou po dálnici. Babička spustí rádio, kde právě hlásí: Pozor, máme hlášení, že na dálnici mezi místem „A“ a „B“ jede jedno auto v obráceném směru. A dědeček na to: Jak to, jedno auto, všechny auta! “ J.

20200806 >

 

< 20201008

Ukázali jsme si, že rychlost vzdalování pozorovaná ve Vesmíru je v našem modelu automaticky přímý důsledek zvětšování vzdálenosti pozorovaných objektů od nás. Rychlost vzdalování je reprezentovaná narůstáním úhlu φ, ale pouze když ΔV₀ se nerovná nule. Kdyby totiž bylo ΔV₀=0, potom by k žádnému narůstání nedocházelo.

 

Jinými slovy, ΔV₀ = dR/dt je rychlost EXTÁZE („nadýmání“ J), kterou musíme uvažovat nenulovou a stejnou v každém bodě pozorovaného 3D prostoru (nebo 4D prostoru chcete-li) s konstantní křivostí. Potom platí prostorově K = ΔV₀ / c = Konstanta > 0. Tedy bezrozměrná konstanta, kde c nám označuje konstantní rychlost šíření prostorem jako například světla (nebo obecně elektromagnetického vlnění), gravitačních rozruchů, změn rozložení energie v prostoru, atd. atd., jako poslední věrnou konstantu, když moderní fyzika nám už Newtonův neměnný běh času i neměnné rozměry prostoru sebrala.

 

Navrhnul jsem nejprve tuto bezrozměrnou konstantu K = ΔV₀ / c nazvat jako Kosmologickou Konstantu. Ale s tím jsem u pana profesora Bičáka neuspěl. A dokonce jsem později i zjistil, že tento název se už ve fyzice používá [https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_constant], takže by to jenom vedlo k většímu zmatku. Je ale vlastně jedno, jak bychom tu konstantu nazvali, ovšem nějak by se nazývat měla, abychom na ni mohli jednoduše a jednoznačně referovat.

< 20201008

Obrázek Náš 1. Postulát [2n1p_CZ] nám to shrnuje:

 

 

Postulát ho nazývám, protože nám matematicky popisuje to samé, co bychom si mohli geometricky představovat pod modelem uzavřeného zakřiveného prostoru s konstantní křivostí, ve kterém pozorujeme, jak se všechny objekty od nás vzdalují. Ta PŘEDSTAVA, ten model, si tu konstantu vyžaduje. Obojí je přece to samé, jen jinak zapsané. Takže BUĎ přijmeme obojí, NEBO musíme zavrhnut obojí. BUĎ přijmeme model i konstantu, NEBO zavrhneme obojí.

 

Domnívám se ale, že touto dvojicí PŘEDSTAV (které nazývám jako PŘEDSTAVY ZAMĚNITELNÉ) přece k Einsteinově PŘEDSTAVĚ nic nepřidáváme, ani ji nic neubíráme?

20201008 >

 

Teď si ještě dovolím zapsat další moje „odvozené“ postřehy a důsledky, které by podle mne mohly z již právě popsaných důsledků vyplývat. Jsem připraven, že s nimi neuspěji u všech expertů v kosmologii nebo jiných fyzikálních vědách, takže mi nezbývá než se jim omluvit, kdybych jim kazil náladu nebo je jinak zatěžoval úvahami nad nimi.

< 20201013

Naše PŘEDSTAVA modeluje naše pozorování do dálky i do minulosti (!), které probíhá po oblouku zakřivení z=R·φ, a rovněž i modeluje pozorovanou rychlost vzdalování objektů ΔV=ΔV₀·φ. Současná fyzika patrně vychází z PŘEDSTAVY pohledu do dálky, tedy ve směru „expanse“. A PŘEDSTAVU pohledu do minulosti, tedy ve směru proti „expansi“, tak musí ignorovat, nerespektuje ji, nebo se k ní přinejmenším obrací zády.

 

Co je důsledkem? Gravitace mezi vzdálenějšími [ale bohužel ne staršími (!)] objekty musí potom podle našeho očekávání rychleji slábnout. Pozorování do dálky je přeci jako pozorování po směru expanse v nezakřiveném prostoru, a ta vede k očekávání rychlejšího rozpínání prostoru než je rozpínání zakřiveného prostoru. (Pro pozorování do minulosti, jako pozorování proti směru takové expanse by to naopak vedlo až dokonce k očekávanému opaku rozpínání prostoru). Očekávané rychlejší rozpínání prostoru ve fyzice ale musí vést i k očekávání rychlejšího slábnutí gravitace. Tedy k očekávání, které se v našem pozorování nepotvrzuje. Naopak, naše pozorování nás mohou upozorňovat, jakoby ve vzdáleném Vesmíru nějaká gravitace chyběla. Takže nám asi nezbývá než za chybějící gravitaci si nějakou dosadit. Což už možná děláme, pomocí třeba tak zvané „šedé hmoty“?

 

Naše PŘEDSTAVA rovněž nevyžaduje předpoklad nějakého vzniku prostoru Vesmíru z ničeho. A horizont našeho pozorování modeluje jako limit pozorované rychlosti vzdalování ΔV=c, který nazývám SVĚTELNÁ BARIÉRA, který vyplyne jako důsledek přirozeného narůstání pozorované rychlosti vzdalování ΔV=ΔV₀·φ, a za kterým limitem již nepozorujeme nic.

20201013 >

 

<20201008

Byl to až Stephen Hawking, který mě svými PŘEDSTAVAMI upozornil na omezení vzniklá popisem Vesmíru „klasicky“ jako nějaký otevřený prostor [v Kartézských souřadnicích x-y-z]. A teprve později jsem si uvědomil výhodu uvažovat Vesmír jako uzavřený prostor [pro pozorovatele ho popisovat ve sférických souřadnicích r (≡z=c·t)-φ-ψ se středem v místě pozorovatele].

 

Naštěstí ani žádnou újmu na objektivitě naším modelem nevytváříme: fyzika zůstává stejná pro jakékoliv místo pozorování, které si můžeme v naší PŘEDSTAVĚ ve Vesmíru libovolně měnit.

 

A jako bonus sférická soustava pozorování se stává pro každého pozorovatele jedinečná, UNIKÁTNÍ, takže náš model vyhovuje i PŘEDSTAVĚ Lorentze, aniž by to objektivní fyzice mohlo vadit.

 

Dokonce si možná můžeme i gratulovat, protože tento model nedal příležitost, aby se „Twin Paradox“ mohl vytvořit.

 

A úplně navrch, začali jsme respektovat i skutečnost, na kterou nás upozorňuje Richard Feynman. Totiž že žádní dva pozorovatelé nemohou nikdy současně pozorovat cokoli ze stejného místa pozorování. Naše hnědooká Eva a modrooký Adam si mohou až láskyplně položit čelo na čelo, nebo líčko na líčko, ale dále již ne. Aby mohli něco pozorovat z jednoho stejného bodu, museli by se po sobě v pozorování střídat.

20201008 >

 

 < 20201020

Tak hodně z těchto mých závěrů mi zřejmě jen tak neprojde. Ale dobře, ať je někdo vyvrátí a nabídne mi lepší PŘEDSTAVU, lepší model. Jsem připraven mu za to děkovat.

 

 

„Náš 2. Postulát“ (Náš 2. Postulát [2n2p_CZ]) ovšem znamená, že ve Vesmíru jako uzavřeném prostoru, ve kterém pozorované objekty jakoby nám od nás ubíhaly na všechny strany rychlostí ΔV, nám model do prostoru „něco“ přidává. A to přidávání je ve všech bodech průběžně, rovnoměrně a stejně rychlé. Kdyby ΔV₀ byla konstantní rychlost nejen prostorově, ale dokonce i časově, potom bychom uvažovali rozšiřování NÁHRADNÍCH KRUŽNIC jako stacionární, dR/dt=konstanta, tj. d²R/dt²=0.

 

A právě pátrání toho „něčeho“ nás dovede k popisům mých dvou Goulliverových cest do světa trpaslíků, tedy výpravy do mikrosvěta, na které vás chci rovněž pozvat. Budeme hledat nějaký most mezi makrosvětem a mikrosvětem, abychom nakonec došli k přesvědčení, že žádný neexistuje. Protože ani neexistují dva Vesmíry, ale jenom jeden. Uvidíme, že oba tyto Vesmíry pozorované jako makrosvět a mikrosvět, představují jeden a týž Vesmír, pouze v pohledu na něj z jiné strany.

 

Tyto výpravy se ale neobejdou bez přípravy, bez důkladně připravené výbavy a výstroje, které budou na takové cestě pro nás nutné. A tak mi nezbude než začít popisy základních kamenů, na kterých bude naše pátrání stát.

20201020 >

 

< 20170104

Uvědomme si, že až dosud jsme uvažovali ideální [matematické] prostory, tedy prostory, které jsou nekonečně tenké. Jelikož jedna z podmínek (Psychologické Okrajové Podmínky, {3pop_CZ}) našeho VĚDOMÉHO MYŠLENÍ, kterou označím třeba jako „buď ∂ nebo ∆“, nám ale nedovoluje rozdělovat PŘEDSTAVU něčeho, co považujeme za reálné, na něco nekonečně malého („∂“), tedy i prostoru Vesmíru, na něco nekonečně tenkého. Populárně se snažím tento fakt vysvětlit ve stati Matematika a Fyzika {0mf_CZ}, ve které táhnu dělicí čáru mezi matematikou a fyzikou.

 

Proto si rozšíříme naši PŘEDSTAVU na prostor o konečné tloušťce („∆“) zavedením pojmu „kvantum délek“ Lc, jak popisuji ve stati KVANTUM DÉLEK {2kd_CZ}. K jaké PŘEDSTAVĚ prostoru to ale povede a jak se k takové PŘEDSTAVĚ dostaneme, budu rozpracovávat statí NÁŠ PROSTOR {2np_CZ}. 

 

Jak jsem již upozornil, skutečný prostor Vesmíru nemůže mít konstantní zakřivení, protože zakřivení prostoru nám vzniká gravitačními účinky, a ty jsou ve Vesmíru nerovnoměrně rozložené. Některé poznámky na toto téma jsem sestavil do článku, který jsem nazval Pozorování Hvězd {2ph_CZ}. Tam si také ukážeme některé důsledky lokálních rozdílů v zakřivení prostoru, které nám deformují NÁHRADNÍ KRUŽNICE na uzavřené křivky s proměnnou křivostí.

20170104 >
2NdV_CZ Nahlížení do Vesmíru

A. ÚVOD

B. VÝCHOZÍ BOD

C. 1D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

D. 2D PROSTOR S KONSTANTNÍ KŘIVOSTÍ

E. 3D NEBO 4D PROSTOR?

F. VESMÍR JAKO ZAKŘIVENÝ PROSTOR

G. VÝSLEDNÝ BOD

H. DŮSLEDKY TAKOVÉHO NAHLÍŽENÍ

I. MOŽNOSTI OVĚŘENÍ MODELU

 

< 20210203

Dlouho jsem váhal přidat tuto poslední kapitolu do mého sestřihu poznámek nazvaného „Nahlížení do Vesmíru“, jelikož jsem nevěděl, jak takový dodatek sepsat. Povzbuzován, rozhodl jsem se, že se o to nějak pokusím. Nejsem si ale jist, že můj popis bude dostatečný k pochopení následujících možností ověřování modelu, které se mi jeví. Abych předešel eventuální další lavině nedorozumění, nejprve ujasním aspoň můj směr nahlížení na věc.

 

Aniž bych už tady vstoupil mým popisem do diskuze o běhu času, o to se pokouším jinde, potřebuji se tady opřít o následující. Jak upozorňuji jinde:

 

„Čas jsme si vymysleli, abychom pochopili ZMĚNY“.

 

V podstatě běh času je jen pevná posloupnost ZMĚN. Populárně řečeno, seřadíme-li si ZMĚNY po sobě do pevného pořadí a očíslujeme-li je, třeba jako 1-2-3-4…, potom v pozorování z libovolného místa zůstane pořadí posloupnosti ZMĚN nezměněné. Odnikud nelze posloupnost pozorovat jako nějakou přeházenou, například 1-3-2-4….

 

Jak běží čas v dálce od nás, nebo i jak běžel čas v minulosti, je akademická otázka. Jsme jenom přesvědčeni, že nějak běžel (že nějaké ZMĚNY musely ve vzdálenosti i v minulosti probíhat). Označme si aspoň na chvilku běh času v nějakém místě námi pozorovaném do dálky a současně do minulosti jako τ.

 

Jak to souvisí s modelem Einsteina pro prostor Vesmíru, jako uzavřeného prostoru s konstantní křivostí, ukážeme na dvou jednoduchých příkladech:

 

1.V první příkladu budeme uvažovat vzdalování objektů pozorované v prostoru s poloměrem křivosti R jako prostorová i časová konstanta. Potom s časem roste jenom úhel φ oblouku mezi pozorovanými objekty, které se od sebe vzdalují, nebo mezi vzdalujícími se objekty a námi pozorovateli. Stejně jako by to probíhalo s pohybujícími se objekty po povrchu (Země-)koule, jako příklad prostoru o jeden rozměr menšího.

 

V takovém zakřiveném prostoru bychom stále uvažovali vzdálenost od nás po oblouku jako z=R·φ. A časová ZMĚNA jako nárůstek vzdálenosti k objektu námi pozorovanému bude rychlost vzdalování dz/dt= R·dφ/dτ·dτ/dt. Tady t označuje referenční běh času v našem bezprostředním okolí, tedy v naší současnosti, kterou nazýváme přítomnost. A po zjednodušení, že běh času τ a t je stejný (dτ/dt=1), by byla rychlost vzdalování dz/dt= R·dφ/dt.

 

My ale takovou ZMĚNU pozorujeme prostřednictvím světla, které se k nám šíří rychlostí c. A my již nemůžeme rozlišit, zdali světlo, které k nám informaci o ZMĚNĚ nese, se k nám šířilo po oblouku nebo po přímce. To vedlo k PŘEDSTAVĚ, která svazuje vzdálenost a stáří pozorovatelných objektů vztahem z=c·t (nebo dz/dt=c) s důsledkem, že například objekt milión světelných let vzdálený pozorujeme ve stavu, který měl před miliónem let. A to platí nejen pro všechny vzdálené pozorované objekty, ale taky i pro vzájemné rozdíly vzdáleností a stáří objektů.

 

2.V druhém příkladu budeme uvažovat vzdalování nehybných objektů unášených EXTASÍ rozšiřujícího se prostoru rychlostí ΔV₀ prostorově i časově konstantní. Stejně jako by se pevné objekty vzdalovaly od sebe na povrchu nafukující se (Země-)koule, zase jako příklad prostoru o jeden rozměr menšího.

 

Objekty by zůstávaly na stejném místě, tedy φ by pro ně zůstávalo konstantní, pouze by byly unášeny s rozšiřujícím se prostorem. Potom pro běh času τ a t stejný (dτ/dt=1) by narůstání poloměru křivosti dR/dt = ΔV₀ zavinilo, že by se nám narůstání vzdálenosti objektů jevilo rychlostí dz/dt= dR/dt·φ= ΔV₀·φ= ΔV.

 

Důležité je si uvědomit, že i pro rozšiřování zakřiveného prostoru konstantní rychlostí ΔV₀, bude se pozorovaná rychlost vzdalování s narůstající vzdáleností zvětšovat ΔV= ΔV₀·φ. A to by stále odpovídalo i našemu pozorování.

 

V nezakřiveném prostoru se nám taky jeví, že se nám pozorovaná rychlost vzdalování s rostoucí vzdáleností stále zvětšuje, ale důvod je hledán, v expansi prostoru s rychlostí, která se stále zvyšuje s růstem vzdálenosti od pozorovatele.

 

Takže v obou případech pozorujeme stále se zrychlující vzdalování. Pouze ten efekt v nezakřiveném prostoru přisuzujeme objektům, které se skutečně od sebe a od nás pozorovatelů vzdalují se stále zvyšující rychlostí. Kdežto v modelu zakřiveného prostoru pozorujeme, jakoby se objekty od sebe a i od nás pozorovatelů vzdalovaly se stále zvětšující se rychlostí, ale ten efekt přisuzujeme objektům pouze vzdalujících se konstantní rychlostí.

 

To považuji za podstatný rozdíl a možná i důvod, proč nám vzniká to, co budu níže nazývat jako GRAVITAČNÍ DEFICIT.

20210203 >

 

< 20210204

Pokusím se to ještě plastičtěji prezentovat pomocí náčrtku VĚK a VELIKOST pozorovatelného Vesmíru [2VVpV_CZ]:

 

Představme si, že hnědooká Eva a modrooký Adam, jako naši zástupci v pozorování, pozorují za nás objekty do dálky a minulosti. Eva se soustředí, že její pozorování je „klasické“ po přímce, Adam po oblouku. A je jedno, zdali si Adam interpretuje, že se k němu světlo šířilo po oblouku v nějakém nezakřiveném prostoru, nebo se k němu šířilo rovně v nějakém zakřiveném prostoru, protože jsou to jenom dvě ZAMĚNITELNÉ PŘEDSTAVY, které vedou k jednomu a tomu stejnému důsledku jeho pozorování.

 

Oba se mohou dívat na nejrůznější strany a ne jenom jako tady vzájemně obráceným směrem, který volím pro jednoduchost náčrtku. Pořád ale uvidí vzdálenější objekty jako starší, jelikož informace o objektech se k nim nešířila nekonečně velkou rychlostí, ale jenom konečně velkou rychlostí světla c.

 

Takže v jejich PŘEDSTVĚ mohou svým VĚDOMÝM MYŠLENÍM vnímat buď stáří objektů t, nebo jejich vzdálenost z, svázané vztahem z=c·t. A když ke svým PŘEDSTAVÁM ještě přidají interpretaci červeného posuvu světla jako rozšiřování Vesmíru, kde se vzdálenější objekty od nich vzdalují rychlostí, která se stále zvětšuje se vzdáleností od nich, potom dojdou nutně k závěru, že informace, která se k nim šíří nemůže být z míst vzdálenějších než je nějaká limitní vzdálenost. Protože potom by rychlost vzdalování objektů přerostla rychlost světla c.

 

Tato limitní vzdálenost se ve fyzice nazývá Horizont Vesmíru H_V. Je to tedy vzdálenost k limitu pozorovatelného Vesmíru od místa pozorovatele. Z ještě vzdálenějších míst, která by se od nás mohla vzdalovat rychleji než c, by k nám už světlo nedoletělo. Šířilo by se totiž k nám rychlostí c v prostředí, které by se od nás vzdalovalo rychleji než c.

 

To, že já tomu jevu v takovém limitu říkám SVĚTELNÁ BARIERA, na věci nic nemění. Stalo se to jenom tím, že jsme k ní došli odlišnou úvahou. Označíme si proto vzdálenost k této barieře od místa pozorovatele jako SVĚTELNÁ BARIERA Vesmíru SB_V, takže potom SB_V= H_V.

 

Jelikož v naší PŘEDSTAVĚ letělo světlo po celé dráze k nám rychlostí c, odpovídá těmto vzdálenostem jistý interval běhu času v našem místě pozorovatele, který si nazveme jako VĚK VESMÍRU V_V. Takže potom H_V≡ SB_V= c·V_V.

 

V našem popise modelu, podle PŘEDSTAVY Einsteina jako prostoru do sebe uzavřeného s prostorově konstantní křivostí, můžeme ale interpretovat vzdálenost od nás jako vzdálenost po kruhovém oblouku z= R·φ, ve kterém R opět označuje poloměr kruhového oblouku a φ označuje odpovídající úhel délky oblouku měřeného v obloukové míře ve směru od nás pozorovatelů až k pozorovaným objektům.

 

Přidejme si k PŘEDSTAVĚ ještě interpretaci, že pozorovaný červený posuv světla je důsledek EXTASE Vesmíru, která unáší časoprostor prostorově konstantní rychlostí ΔV₀= dR/dt z každého místa na všechny strany, tedy i ze všech možných míst našeho pozorování. Adam, který EXTASI pozoruje po oblouku, vidí narůstající rychlost vzdalování od něj jako dz/dt= dR/dt·φ= ΔV₀·φ= ΔV.

 

V PŘEDSTAVĚ EXTASE Vesmíru můžeme potom nazvat VELIKOSTÍ Pozorovatelného VESMÍRU RP_V jako vzdálenost, kam až byl prostor unesen rychlostí EXTASE ΔV₀ od nás na všechny strany za dobu VĚKU VESMÍRU, za časový interval V_V. Tím dostaneme RP_V= ΔV₀·V_V.

 

Jelikož převrácenou hodnotu intervalu času nazýváme frekvencí opakování toho intervalu, můžeme si pro úplnost obdobně nazvat převrácenou hodnotu VĚKU VESMÍRU V_V jako FREKVENCI VESMÍRU f_V, kde f_V= 1/V_V= ΔV₀/RP_V. Ta určuje, jak frekvenčně EXTASE Vesmíru unese časoprostor z každého místa ve Vesmíru až do vzdálenosti rovné VELIKOSTI Pozorovatelného VESMÍRU RP_V a do minulosti rovné VĚKU VESMÍRU V_V.

 

Abychom rychlost unášení EXTASÍ ΔV₀ vyjádřili bezrozměrnou konstantou, zavedli jsme si veličinu K= ΔV₀/c, kde c je rychlosti světla s významem, jakou rychlostí se k nám vrací informace o EXTASI zpět do každého místa Vesmíru. Potom K označuje velikost ΔV₀ jako frakci rychlosti c.

20210204 >

 

< 20210202

Teď ale musím pojmenování zvolit. Buď GRAVITAČNÍ DEFICIT [EN: GRAVITATIONAL DEFICIT], nebo DEFICIT GRAVITACE [EN: DEFICIT of GRAVITATION]? Dejme tomu, zvolím to první.

 

Myšlenku GRAVITAČNÍHO DEFICITU si popíšeme hrubě pomocí náčrtku GRAVITAČNÍ DEFICIT [2GD_CZ]. Skutečný vztah mezi pozorovaným červeným posuvem světla, tedy rychlosti vzdalování pozorovaných objektů, a GRAVITAČNÍM DEFICITEM ponecháme raději na odborníky.

 

Na náčrtku je zakreslen rychlostní diagram, kde na svislé ose je vynášena rychlost vzdalování a na vodorovné ose běh času do minulosti a vzdálenosti:

-       na horním okraji je čas vzdalování objektů od nás t´, a v jiném měřítku

-       na dolním okraji je čas letu světla od objektů k nám nazpět t.

 

My, jako pozorovatelé v bodě O, pozorujeme objekty, jak se od nás vzdalují. Rychlost vzdalování objektů „v“ i jejich vzdálenost „z“ (a odpovídající stáří z/c) jsou určovány z pozorovaného červeného posuvu dopadajícího světla, které se šíří rychlosti c z objektů zpět k nám pozorovatelům.

 

V našem popisovaném modelu pro prostorově konstantní zakřivení se prostor rozšiřuje EXTASÍ na všechny strany od pozorovatelů stejně rychle rychlostí ΔV₀≡ dR/dt <c, kde rychlost ΔV₀ je prostorovou konstantou.

 

Uvážíme-li EXTASI jako nějaký stacionární proces, potom se stane ΔV₀ i časovou konstantou. Jelikož pro pozorovatelný Vesmír jsme si již jeho stáří označili jako VĚK VESMÍRU t= Vv, potom pro unášivou rychlost EXTASE ΔV₀ bude VELIKOST Pozorovatelného VESMÍRU RPv= ΔV₀·Vv, která v náčrtku odpovídá ploše obdélníka o vrcholech D-E-I-O.

 

Jelikož rychlost vzdalování ΔV₀ je frakce K rychlosti světla c, (K= ΔV₀/c), potom bude čas letu světla zpět t ve stejném poměru kratší než čas potřebný ke vzdálení objektů t´ (t= t´·K). Na náčrtku odpovídá tomu poměru K poměr ploch obdélníků D-E-I-O a D-K-N-O.

 

Jelikož ale pozorujeme objekty v zakřiveném prostoru po kruhovém oblouku, potom nejvzdálenější pozorovaný objekt nemůže nikdy ležet dál, než na opačné straně kružnice, tedy od pozorovatele ve vzdálenosti φ= π. Protože jakýkoli pozorovaný objekt pro φ> π by byl již vlastně pozorován v opačném směru pro φ< π. Takový objekt nemůžeme ale započítávat do Vesmíru dvakrát, protože ve Vesmíru ani nemůže být dvakrát. Abychom nezapočítávali prostor Vesmíru v „druhém kole“, potom by vyšla „skutečná“ VELIKOST VESMÍRU jako Rv= R·π, která na náčrtku odpovídá jenom modře vyznačené ploše obdélníka C-F-I-O.

 

Uvážíme-li zjednodušeně rychlost pozorovaného vzdalování objektů v jako lineárně závislou na jejich stáří t a současně na jejich vzdálenosti z= c·t (například pro dvojnásobně vzdálený a tedy i dvojnásobně starý objekt je i jeho rychlost vzdalováni dvojnásobná), potom můžeme narůstající rychlost vyjádřit v náčrtku diagonálou v= c·t/Vv, vedenou body O-H-J-K. Je to proto, že času t rovnému VĚKU VESMÍRU t= Vv odpovídá právě rychlosti vzdalování v= c. A bude-li se po celou dobu Vv světlo šířit k nám konstantní rychlostí c, potom bude pro Horizont Vesmíru Hv a SVĚTELNOU BARIERU Vesmíru SBv platit Hv≡ SBv= c·Vv, odpovídající na náčrtku ploše celého obdélníka D-K-N-O.

 

Zatím co rychlost v na náčrtku roste zjednodušeně lineárně s během času (ve vztahu v= c·t/Vv jsou c a Vv konstanty), rychlost ΔV₀ vzdalování EXTASÍ v modelu zakřiveného prostoru uvažujeme konstantní, na náčrtku vyznačenou modrou vodorovnou úsečkou E-F-G-H-I. Jelikož plochy vyšrafovaných trojúhelníků A-H-O a G-H-J jsou stejné, bude vzdálenost v bodech G a J pro oba modely stejná. Ta vzdálenost pro model zakřiveného prostoru bude odpovídat ploše obdélníka B-G-I-O, a pro model nezakřiveného prostoru bude odpovídat stejně velké ploše trojúhelníka B-J-O.

 

Až do bodu H zůstávalo vzdalování nezakřiveného modelu pozadu, ale v bodech G a J se nám vzdálenosti vyrovnaly. A potom pro místa vzdálenější nám vzdálenost v nezakřiveném prostoru bude stále rychleji narůstat než v zakřiveném prostoru.

 

 

Soustřeďme se teď pouze na vzdálenosti mezi pozorovanými objekty. Vzdálenosti mezi objekty v modelu zakřiveného prostoru budeme označovat modře Δz, zatím co v modelu nezakřiveném černě Δz. Potom pro vzdálenější objekty než v bodech G a J bude vzdálenost mezi objekty pro nezakřivený prostor nejen větší Δz>Δz, ale bude i narůstat stále rychleji.

 

To nám ale zaviní, že pro větší vzdálenost od nás bude i vzdálenost mezi objekty Δz větší a očekávaná gravitace mezi nimi slabší než by odpovídala vzdálenosti Δz v zakřiveném prostoru, jelikož intenzita gravitace klesá podle PŘEDSTAVY Newtona se čtvercem vzdálenosti. A v okamžiku, kdy už očekávaná takto zesláblá gravitace přestane odpovídat našemu pozorování, začneme si uvědomovat, že nám ve vzdáleném Vesmíru nějaká gravitace vlastně chybí. Tuto skutečnost jsem nazval jako GRAVITAČNÍ DEFICIT.

 

To možná vedlo k očekávání nějaké nepozorovatelné hmoty, jejíž pohyb a setrvačné účinky nejsme schopni přímo pozorovat, pouze její gravitační účinky, která doplňuje chybějící gravitaci. Proto zřejmě dostala název „šedá hmota“ [EN: dark matter] https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter, kde je popisována:

 

„Dark matter is a form of matter thought to account for approximately 85% of the matter in the universe and about a quarter of its total mass–energy density or about 2.241×10⁻²⁷ kg/m³. Its presence is implied in a variety of astrophysical observations, including gravitational effects that cannot be explained by accepted theories of gravity unless more matter is present than can be seen“.

 

A v překladu:

 

„Šedá hmota je forma hmoty, o které se předpokládá, že představuje přibližně 85% hmoty ve vesmíru a přibližně čtvrtinu její celkové hustoty hmotnosti–energie nebo přibližně 2.241×10^–27 kg/m³. Její přítomnost je implikována v různých astrofyzikálních pozorováních, včetně gravitačních účinků, které nelze vysvětlit přijatými teoriemi gravitace, pokud není přítomno více hmoty, než je možné vidět.“

 

To ale otevírá možnost, že popsaným Einsteinovým modelem zakřiveného prostoru by příčina GRAVITAČNÍHO DEFICITU jako očekávaná „šedá hmota“ mohla být nahrazena EXTASI prostoru s prostorovou konstantou ΔV₀. Jinými slovy možnost, že velikost prostorové konstanty ΔV₀ by se dala stanovit z posuvu červeného světla tak, aby tím „chybějící“ gravitaci doplnilo a odstranilo nutnost zavádění „šedé hmoty“. To by ovšem byl úkol a úsilí pro nějaké odborníky, kterým ale já nemohu nijak konkurovat. Takže první možnost ověření spočívá v (1) nastavení parametrů modelu tak, až by model odstranil GRAVITAČNÍ DEFICIT.

20210202 >

 

< 20210210

S díky vzpomínám, jak při jedné konzultaci mi profesor Bičák kladl na srdce: “Pracovní hypotéza začne být užitečná, když předpovídá něco, co se dá pozorováním ověřit”.

 

A podle mne, k ověření tohoto modelu Einsteina se nám právě otevírá i druhá možnost.

 

Poukážu na ni s pomocí obrázku HVĚZDY a ŠÍŘENÍ SVĚTLA B [2phB_CZ], který si vypůjčím z mé stati Pozorování Hvězd {2ph_CZ }, a doplním pod názvem Důsledky Nahlížení do Vesmíru [2DNdV_CZ]. K jeho výkladu kopíruji ze stati:

< 20170207

Představme si, že rovina našeho papíru je jedna libovolně volená rovina, která prokládá náš prostor tak, že v ní leží jedna hvězda, kterou budeme pozorovat, a že v ní leží i naše oko pozorovatele. Obrázek zachycuje takovou situaci, kde naše oko v bodě P bude pozorovat červenou hvězdu v bodě S.

 

V rovině můžeme dvěma body, které jsou od sebe vzdáleny virtuálně o vzdálenost V, kde 0 < V < 2R, proložit pouze dvě kružnice o poloměru R. Proč „virtuálně“ vzdálené? Jelikož v prostoru s konstantním zakřivením bychom se mohli pohybovat jenom po kružnicích, a i naše pozorování provádět jenom po kružnicích. Úsečka, po které měříme na obrázku nejkratší vzdálenost mezi body P a S, tady jako V dlouhá, leží mimo tento prostor. Tedy neleží v prostoru, který vyšetřujeme a nazýváme TADY, ale leží celá už v prostoru nazvaném TAM.

 

Jedna NÁHRADNÍ KRUŽNICE NK na obrázku je zakreslena sytě, druhá NK´slaběji. Obě kružnice jsou kresleny pro zvolenou vzdálenost V = R·√2, takže se obě kružnice budou protínat navzájem kolmo. Jinými slovy sevřený úhel φ mezi spojnicemi bodů P a S po oblouku se středem křivosti O respektive O´, bude pravý. Pro tuto situaci bude totiž nejkratší délka „N_S“ mezi body P a S, měřená v zakřiveném prostoru TADY po oblouku NÁHRADNÍ KRUŽNICE, rovna čtvrtině obvodu kružnice, tedy vyjádřená třeba v počtu světelných let, jako N_S = R·π/2.

 

Světlo z této hvězdy nám potom bude padat do oka ze směru tečny k NÁHRADNÍ KRUŽNICI NK v místě pozorovatele, vyznačené šipkou „1“. Hvězda se nám bude jevit ve zdánlivé poloze „Z₁“ vzdálené od nás N_Z = N_S světelných let. Světlo z té samé hvězdy se ale bude k nám taky šířit v obráceném směru po této NÁHRADNÍ KRUŽNICI NK, tedy po oblouku „3N_S“, a bude se nám jevit ve zdánlivé poloze „Z₂“ vzdálené od nás 3N_Z = 3N_S světelných let. Nezastíníme-li světlo, které se k nám šířilo, potom to světlo by mohlo oběhnut celou NÁHRADNÍ KRUŽNICI ještě jednou, nebo vícekrát, což by vedlo k jejímu pozorování ve stejném směru tečny 1 ale v zdánlivých vzdálenostech 5N_Z, 7N_Z, atd.

 

Situace šíření světla po té druhé NÁHRADNÍ KRUŽNICI NK´ bude obdobná, a povede k pozorování hvězd ve zdánlivých polohách „Z´₁“ a „Z´₂“, vyznačených na obrázku.

 

Rovinu papíru jsme ale vložili do prostoru libovolně, takže jsme ji tam taky mohli vložit v poloze nepatrně pootočené podle osy vedené skrz body P a S. To by ale vedlo k dalším zdánlivým pozorovaným polohám. Ale takových poloh bychom jemným pootáčením mohli udělat nespočetné množství. To by muselo vést k PŘEDSTAVĚ, že v uzavřeném prostoru s absolutně konstantní křivostí bychom už neviděli jednu hvězdu, ale osvětlenou kružnici se středem v P, ke kterému by se k nám šířilo světlo z S za N_S let. A taky z kružnice devětkrát slaběji osvětlené, z které by se k nám šířilo světlo za 3N_S let, a dalších za 5N_S, 7N_S, atd.

20170207 >

Nerovnoměrně rozložená gravitace roztrhá takovou osvětlenou kružnici do jednotlivých světelných bodů, které nás lehce svádí považovat je omylem za různé pozorované objekty.

 

Šíří-li se světlo od nich k nám v blízkosti silné gravitace, dráha světla se dodatečně ohýbá v závislosti na intenzitě gravitace. Jako důsledek pozorujeme objekty mírně posunuté ze svých pozic. Čím blíže je dráha k centru gravitace, tím silněji.

 

Připomíná to efekt známý z geometrické optiky, kdy čočky nám ohýbají jednotlivé světelné paprsky v závislosti od jejich vzdáleností do centra čočky. Ale obráceně, čím dále od středu čočky, tím silněji

 

Doufám, že citace by mohla pomoci k lepšímu uvědomění, jaká pozorování ve Vesmíru by nám mohla pomoci odhadnout velikost jeho zakřivení, reprezentovanou NÁHRADNÍ KRUŽNICÍ o poloměru R, jakož i unášivou rychlost EXTASE ∆V₀ z pozorování červeného posuvu světla.

 

Ověření očekávaných důsledků modelu by potom spočívalo v podstatě z vyhledání identifikovatelných objektů nebo obecně celých seskupení objektů, které bychom sice pozorovali na obloze dvakrát v odlišných směrech, ale byly by to pořád dvě pozorování jenom jednoho toho samého identifikovaného seskupení. Takže druhá možnost ověření spočívá v (2) vyhledávání takových seskupení objektů, které pozorujeme na obloze víckrát v odlišných směrech. A právě takovou ukázku nám na obrázku ukazuje Einstein jako dvě modře vyznačená pozorování Z₁ a Z₁´ jedné červeně vyznačené hvězdy S.

 

Byly by to tedy pozorování jednoho toho samého seskupení, která by právě byla od nás stejně vzdálená prostorově i časově. My bychom ale takový útvar pozorovali na obloze dvakrát nebo vícekrát v odlišných směrech, které by spolu svíraly jistý úhel (na našem obrázku π/2). A právě tyto úhly, společně s červenými posuvy světla, by určovaly odpovídající pozici R·φ a pozorovanou unášivou rychlost ∆V₀·φ= ∆V identifikovaných seskupení ležících na NÁHRADNÍ KRUŽNICI o poloměru R.  

 

Potom pro φ= π =180° (kdy naše pozorování by byla navzájem v opačném směru, a obě kružnice na obrázku by splynuly) by délka oblou R·π určovala vzdálenost pozorovaného objektu, který je od nás právě ve vzdálenosti nazvané VELIKOST VESMÍRU Rv= R·π. Tedy v prostoru, který ještě nezapočítáváme podruhé, tj. v “druhém kole”.

 

Následující Tabulka ZAKŘIVENÉHO a NEZAKŘIVENÉHO Prostoru [2tZNp_CZ] to ještě shrnuje:

Tabulka srovnání zakřiveného a nezakřiveného prostoru

	Prostor: (Verze: Holandsko – Alkmaar, 20210206)	Uzavřený, zakřivený se zakřivením R prostorově konstantním	Otevřený, nezakřivený
1	Příčina vzdalování pozorovaných objektů:	EXTASE unáší časoprostor konstantní rychlostí ∆V0	EXPANSE prostoru rychlostí v= z/k rostoucí úměrně se vzdáleností
2	Vzdalování do všech směrů odkud:	Ze všech míst	Ze středu expanse= od pozorovatelů
3	Vzdalování do všech směrů kam:	Do vzdálenosti a současně do minulosti	? Jen do vzdálenosti?
4	Rychlost vzdalování objektů z červeného posuvu světla:	dR/dt= ∆V0 je prostorová konstanta	roste se vzdáleností, zde uvažovaná jako lineárně v= z/k
5	Pozorovaná rychlost vzdalování:	dz/dt= dR/dt·φ= ∆V0·φ= ∆V	dz/dt= k·dv/dt v= z/k
6	Pozorovaná vzdálenost:	z= R·φ= c·t	z = k·v= c·t
7	Pohled do maximální minulosti Vv VĚK VESMÍRU:	Narůstáním pozorované rychlosti vzdalování až do ∆V=c	Narůstáním pozorované rychlosti vzdalování až do v=c
8	Vzdálenost jako Velikost pozorovatelného Vesmíru:	SVĚTELNÁ BARIERA Vesmíru SBv= c·Vv	Horizont Vesmíru: HV= c·Vv= SBv
9	VELIKOST Pozorovatelného VESMÍRU:	RPv=∆V0·Vv= K·c·Vv jako poloměr křivosti	Rv= Hv= c·Vv jako poloměr koule
10	VELIKOST VESMÍRU	Rv= R·π	Rv= c·Vv ?
11	Vzdálenosti mezi objekty pozorovanými v dálce:	úměrná rychlosti vzdalování ∆V0<v	úměrná rychlosti vzdalování v>∆V0
12	Gravitační důsledek:	Gravitace slábne pomaleji	Očekávání chybějící silnější gravitace = GRAVITAČNÍ DEFICIT

 

Doufám, že čtenář mi promine nepřesnosti mého popisu, a udělá si o tom všem aspoň nějakou svoji PŘEDSTAVU. A že pozorní čtenáři i pochopí, o jakou výzvu k šikovným odborníkům o ověření modelu tady jde. Jsem zvědavý na vaše i jejich reakce.

20210210 >