Cestování v čase (Paradox dvojčat)

Snad nejzřetelněji je vidět rozpor, týkající se rychlosti světla, kterou standardní model považuje ve vakuu za konstantní, v myšlenkovém experimentu, obvykle nazývaném „Paradox dvojčat“. Ovšem zas´ až tak čistě o myšlenkový experiment nejde, protože jsou po ruce docela pádné důkazy, prokazující správnost myšlenky, na které je Paradox dvojčat postaven.

Podle teorie relativity se zpomalují všechny děje v soustavách, které procházejí zrychlením. Dále se zpomalují děje v soustavách, které se pohybují rychleji, tedy ty, jejichž rychlost se více blíží rychlosti světla. Tento teoretický předpoklad je skvěle ověřen praktickým pozorováním.

 V horních vrstvách atmosféry vznikají částice, nazývané miony, které se v laboratořích, prostřednictvím dějů, vedoucích k jejich rozpadu, rozpadnou za 2,2 nanosekundy na jiné částice. Mimo laboratoř létají ovšem miony rychlostí pro nás srovnatelnou s rychlostí světla (rychlostí pouze o 2 promile nižší než je rychlost světla). V této rychlosti se tytéž děje, vedoucí k rozpadu mionu, zpomalují (dochází k dilataci dějů [času]), a tak místo vzdálenosti 660 metrů, která odpovídá času 2,2 nanosekundy a přibližně rychlosti světla, uletí miony ve skutečnosti 33 kilometrů.

 V Paradoxu dvojčat se logicky stejným způsobem zpomalí veškeré děje v té soustavě, která projde zrychlením a poletí v absolutním vyjádření rychlosti rychleji, tedy více se přiblíží rychlosti světla. Jedno z dvojčat nechme na Zemi i se čtyřmi časomírami: klasické hodinky, digitálky se systémem quarz, atomové hodiny a Michelsonovu aparaturu, u které budeme počítat počet cyklů (tedy kdy se dostane foton z výchozího místa zpět do výchozí pozice). Druhé z dvojčat poletí v raketě (soustavě), která zrychlí (projde fází zrychlení), tedy více se přiblíží rychlosti světla. Vypočítejme parametry letu tak, aby se raketa vrátila ve chvíli, kdy bude její čas o 1 hodinu opožděn oproti pozemskému času. Na palubě rakety budou identické časomíry s těmi na Zemi. Po návratu budou všechny ukazovat  pozemský čas t – 1 hodina, včetně Michelsonovy aparatury. Fotony v raketě tedy vykonaly oproti těm na Zemi méně cyklů. Je zjevné, že se rychlost světla v raketě v důsledku dilatace dějů oproti rychlosti na Zemi zpomalila. Nechceme-li upadnout do mystiky, není jiná interpretace možná. Michelsonův experiment tedy musíme interpretovat jinak, než tomu bylo doposud. (Viz článek Interpretace Cavendishova a Michelsonova experimentu).

 V raketě se zpomalily veškeré děje, tedy i biologické. To z rozdílu 1 hodiny asi nepoznáme. Pokud ale nastavíme návrat na rozdíl s pozemským časem t -20 let, poznáme to zcela určitě.

 Tady ale začínají obtíže. Podstatu problému lze vyjádřit matematicky nekonečnem v souvislosti s nekonečně velkou potřebou energie k dosažení rychlosti světla. Ve smyslu zrychlování libovolné soustavy je třeba interpretovat matematicky nekonečno tak (v principu je matematika sofistikovaný prostředek komunikace, druh jazyka, kterým se dorozumíváme), že každá soustava (její struktura), která se začne přibližovat rychlosti světla, se začne rozpadat z důvodu působení gravitačních sil – a to takovým způsobem, že rychlosti světla dosáhnou v závěrečné fázi pouze ty částice, které se pohybují právě rychlostí světla, tedy částice, na které se  zrychlovaná soustava v konečném důsledku rozpadne.

 Pro větší názornost si můžeme vypomoci Lorenzovým faktorem, který nám určuje poměr kinetické energie libovolné soustavy k její klidové energii a která je zároveň přímo úměrná velikosti gravitace působící na soustavu. Poměr kinetické a klidové energie se přibližně vyrovnává až při rychlosti 260.000km/sec. V té chvíli je celková energie soustavy tvořena přibližně z poloviny klidovou energií a z poloviny kinetickou energií (poměr je tedy 1:1). Při rychlosti, které je dosahováno v nejvýkonnějších urychlovačích, která činí přibližně 99,5% rychlosti světla, je charakterizována celková energetická bilance soustavy poměrem 9:1 (9krát překračuje kinetická energie energii klidovou). Při rychlosti 2 promile pod rychlostí světla je tento poměr již 49:1. Stejně jak dramaticky narůstá kinetická energie, vzrůstá i vektorová gravitace (asymetrická gravitace), projevující se kontrakcí prostoru ve směru letu soustavy. Zároveň se zvyšuje i gravitace, projevující se jako pole (symetrická gravitace), protože v důsledku kontrakce prostoru se zvyšuje hustota hmoty. Celkové působení gravitace je  výrazně asymetrické.  Pod vlivem gravitace dochází k destrukci struktur soustavy, která při dalším zrychlování pokračuje. Rychlosti světla dosáhnou již pouze částice, pohybující se právě rychlostí světla.

 Po celou dobu evoluce Života nebylo zapotřebí řešit problém s vysokými rychlostmi. Nejsme na takové stavy absolutně připraveni, právě naopak. Již přetížení v souvislosti s rychlostmi, které dokážeme vyvinout teprve cca 100 let, je pro nás problém. Gravitace jako vlastnost Prostoru „proleze“ vším, žádný štít nás neochrání, protože i ty nejhustší materiály jsou ve skutečnosti „extrémně řídkými cedníky“.

 V našem životě „cestujeme v  čase“ neustále, ale nepoznáme to. Každé zrychlení, každé zpomalení má vliv na rychlost probíhajících dějů. Jenom v mnoha řádech pod našimi rozlišovacími schopnostmi a bez významu pro náš život.

 (Článek navazuje na statě Omyly Alberta Einsteina)