Co je čistá energie bez hmoty, která vládne vesmíru

Když dochází k atomovému výbuchu, odkudsi se zjeví obrovské množství energie. Typicky při rozpadu jader těžkých prvků, jako je třeba Uran 235, vzniká energie a vzniklá menší atomová jádra váží dohromady méně než původní jádro.

Tomuto rozdílu váhy (hmotnosti) původního jádra a všech rozpadem vzniklých menších jader se říká hmotnostní schodek. Tento schodek odpovídá uvolněné energii podle vzorce E = mc^2. Z toho se zdá jasné, že se hmotnost resp. hmota přeměnila v energii.

Podívejme se ale lépe na to, co bylo stvořeno, tedy na "vzniklou" energii. Ta je zhruba z 50% ve formě tlakové vlny, kde nelze hovořit o čisté energie bez hmoty, protože jde o pohybovou energii nesenou atomy vzduchu, tedy jde o energii hmoty. V této vlně není žádná čistá energie.

Druhá polovina je většinou elektromagnetická energie, tedy záření neboli fotony. Fotony jsou podle obecné představy jakási "čistá" energie bez hmotnosti. To vychází z představy, že foton je částice, která nemá žádnou klidovou hmotnost. To znamená, že kdyby byl býval foton v klidu, měl by nulovou hmotnost. Chyba lávky je ale v tom kondicionálu kdyby. Žádný foton totiž nikdy v klidu není. Takže představa nulové klidové hmotnosti fotonu je třeba jako představa, že kdyby černá díra neměla hmotnost, nepřitahovala by materiál z okolí. Ovšem ona hmotnost má a bez ní by vůbec neexistovala. Stejně tak je foton neustále v pohybu rychlostí světla, jinak by neexistoval. Takže foton v klidu a bez hmotnosti je jen teoretická, nereálná představa. Je to jen představa, která nemůže být nikdy přímo empiricky ověřena, tedy je to v empirické vědě jako je fyzika, dokonce i nevědecká představa.

Dokonce když vědci v CERNu teoreticky spočítali, jakou hmotnost by měl mít foton v klidu, vyšla jim lehce nenulová hodnota. Tedy ani teoreticky není foton v klidu "nehmotný". To ostatně jasně vyplyne z toho, že každé fyzikální měření, zde měření vlastností fotonu v pohybu, je alespoň trochu nepřesné, a tato nepřesnost se pochopitelně přenese i na výsledek výpočtu. Abychom tedy dostali přesnou nulu klidové hmotnosti, museli bychom měřit vlastnosti fotonu absolutně přesně neboli na nekonečně mnoho desetinných míst, což je evidentně nemožné. Jak se pak ale foton liší od ostatních částic s nenulovou hmotností, třeba od protonů? Foton má nenulovou klidovou hmotnost stejně jako všechny tzv. hmotné částice a obrovská většina jeho hmotnosti také spočívá v jeho rychlosti. Když rozpohybujeme třeba elektron téměř k rychlosti světla, pak je prakticky všechna jeho hmotnost tzv. relativistická hmotnost, tedy hmotnost z jeho rychlosti.

Snadno se o tom můžeme přesvědčit jednoduchým výpočtem. Dosaďme za rychlost v ve výše uvedeném vzorci třeba 99,9% rychlosti světla. A pro jednoduchost výpočtu si položme klidovou hmotnost m0 rovnu jedné. Výpočtem dostaneme postupně, že v^2/c^2 = 0,002 z čehož odmocnina je 0,0447. Pak 1/0,0447 tedy hmotnost třeba elektronu, ale i jakékoliv jiné "hmotné" částice při této rychlosti je 22,4 x vyšší než původní klidoví hmotnost. 96% hmotnosti našeho elektronu je při rychlosti 99,9% c hmotnost z rychlosti. Samozřejmě může být rychlost částice třeba i 99,99999%, kdy pak prakticky všechna hmotnost částice je relativistická, neboli hmotnost z rychlosti, což velmi připomíná foton.

Uzavřeme: Foton tedy není žádná částice bez hmotnosti, ale při pohybu hmotnost vždy má a nikdy neexistuje v klidu, tedy bez hmotnosti, to by totiž neexistoval vůbec. Stačí se podívat do Wiki, abychom zjistili, že foton hmotnost má, protože má vždy impuls. A impuls má vzorec p = m.v, kde m je hmotnost, tedy je jasné, že když má foton impuls, musí mít vždy i hmotnost. Názorně si to můžeme vyložit třeba na vlně na vodě. Ta je v pohybu a pak má energii. Když se ale přestane pohybovat, neboli vyčerpá svou energii, prostě zmizí. Tak by to dopadlo s fotonem, kdyby neměl hmotnost.

Také se můžeme podívat na tzv. fyzikální rozměr energie, tedy jakousi fyzikálně-logickou strukturu energie. Energie je v Joulech, což je kg.m^2/s^2. Hmotnost tam neodstranitelně figuruje. Kdyby ony kg byly přesně nulové, byla by energie 0 x m2/s2, což je prostě nula. Energie bez hmotnosti prostě neexistuje.

Ostatně kdyby fotony neměly hmotnost, jak by je mohla přitahovat gravitace černé díry? Kdyby tedy fotony neměly hmotnost, černá díra by nebyla černá, protože by se fotony z černé díry dostaly ven. A neplatila by ani obecná teorie relativity, protože by se světlo nezakřivovalo kolem gravitujících objektů, třeba kolem Slunce, což byl rozhodující experimentální důkaz této teorie. Fotony by také neztrácely energii při stoupání v gravitačním poli, tedy by neexistoval tzv. rudý posuv.

Jiná interpretace zakřivování dráhy fotonů v gravitačním poli je, že prostě sledují tzv. geodetiku, tedy dráhu, která je v zakřiveném prostoročase časově nejkratší. Prý nejde o to, že fotony mění dráhu díky působení gravitačního pole na jejich dráhu. To ale můžeme posoudit tak, že srovnáme dráhy fotonů a částic s nenulovou hmotností, které se pohybují rychlostí třeba 99,9999% c. Jejich dráhy jsou prakticky identické. Ovšem prý je výklad tohoto stejného chování zcela odlišný. V případě fotonů jde o ty geodetiky, kdežto u toho elektronu třeba jde o působení gravitačního pole na jeho hmotnost. Není to zjevný nesmysl? On výklad pomocí geodetik a působení gravitačního pole je totiž ekvivalentní, neboli, jsou to různé výklady, ale oba popisují totéž, dávají stejné výsledky. Ten s gravitačním polem je newtonovský, ten s geodetikami je Einsteinův. Oba ale popisují totéž působení gravitace. Einsteinův jen odhalil "mechanismus" tohoto působení, tedy zakřivení prostoročasu, který do vysvětlení "vsunul", ale začátek, tedy působení hmotných těles na sebe gravitací, a konec, tedy výsledek, a to zakřivení drah je stejný. Einsteinovy vzorce vše počítají pochopitelně přesněji, takže se Newton s Einsteinem velmi rozcházejí třeba u silných gravitačních polí. Einsteinův poskytuje více informací, viz zakřivený prostoročas, ale jinak je to totéž.

Sečteno, podtrženo, představa, že existuje energie (v našem vesmíru) bez hmoty, je elementárně chybná, i když ji říká renomovaný fyzik. Ostatně je v tomto tvrzení terminologická chyba, protože čistá energie by měla být bez hmotnosti ne bez hmoty, jak se to chybně formuluje. Hmota je totiž vše, co není abstrakce, tedy třeba i onen prostoročas. A jak se vysvětlí to obrovské množství energie z atomového výbuchu nebo anihilace hmoty a antihmoty? Ta energie tam byla i předtím, jen byla skrytá. Můžeme si to nepřesně a metaforicky znázornit jako energii rotace nebo energii napnutého luku. Ty se také neprojevují žádným pohybem něčeho v nějakém směru, dokud třeba rychle rotující koule nespadne na zem nebo se neuvolní tětiva luku.
-----------
Odkud se bere čistá energie bez hmoty?