Je prostoročas tekutý? Aneb, jsem blázen nebo nový Einstein?

Anebo ještě, proč jsem byl vykázán z Vesmíru? Ne, nezbláznil jsem se, jen jsem byl zablokován před nějakou dobou ve FB skupině Kosmologie a vesmír. Tenhle blog ale bude hlavně o tom, jak rozlišit vědu od pavědy.

Motto: "A tehdy Ježíš řekl: Otče, odpusť jim, neboť oni nevědí, co činí."

Jeden špičkový a moudrý vědec z Akademie věd mi v diskusi opáčil, ať se nemýlím, ale že někteří vědci se nejenže umí chovat iracionálně, ale jsou v tom přímo ukázkovými příklady. Domnívají se třeba, že speciální vědecké znalosti jim daly kámen mudrců, který je činí experty i ve zcela jiných oborech, a to bez toho, že by se jim kdy věnovali. A že si myslím, že z nich studium exaktního oboru vyhnalo veškerou iracionalitu a provždy se tak chovají rozumně a spravedlivě, a to třeba i v osobním životě. Nějak jsem tomu moudrému sdělení nevěnoval pozornost do doby, než jsem získal s tímto jevem osobní barvitou zkušenost. Přesto věřím, že takoví lidé jsou ve vědě opravdu výjimkou. Zatím jsem totiž až tolik takových "vědců" nepotkal. Nicméně nejméně jednoho ano.

Pavel Vachtl, administrátor a zakladatel skupiny Kosmologie a vesmír (doufám, že se ta skupina přesně takhle jmenuje - už v ní nejsem), napsal onehdá do této skupiny dlouhý text o tom, že jsem pavědec a že mě proto zablokuje ve všech svým FB skupinách. To potom také udělal. Dovoluju si jej jmenovat, neboť on v tom textu pochopitelně učinil totéž. Když někdo vystuduje nějaký obor, třeba jako Pavel fyziku, měl by v rámci studia obdržet i znalosti o tom, jak funguje vědecká metoda a jaká jsou kritéria vědecké pravdivosti, aby mohl rozeznat vědu od pavědy. Obávám se, že Pavel nedával moc pozor, když se to probíralo, tedy jestli měl rámci studia takový předmět.

Proč to říkám? Uvedu dva případy jeho nevědeckého hodnocení, které jsou navíc fyzikálně zajímavé, a které jsou zároveň poučné i z hlediska posuzování vědeckosti názorů. Kdysi jsem Pavlovi v diskusi tvrdil, že prostor teče do černé díry, což je vlastně "mechanismus" její gravitace. To ho, coby "ochránce vědy", dost rozrušilo. Tato hypotéza vycházela z mé asi 30 let staré představy, že prostor(očas) je fyzikální médium, jakási kvantová supratekutina. (Nedávno bylo možné představu vesmíru jako vícerozměrné supratekuté bubliny zaznamenat i v seriálu Teorie velkého třesku.) Na základě této představy jsem usoudil, že by se některé relativistické efekty daly v analogii realizovat jako efekty zvukových vln v tekutině či supratekutině. Tuto hypotézu jsem nazval zvukovou teorií relativity, za což mě od té doby občas označoval za blázna náš přední super-strunový fyzik Luboš Motl. Smůla, že pak ale byla tato představa v podobě "hluchých" děr realizována v laboratoři. Takže se evidentně mýlil Luboš, a blázen jsem fakt nebyl.

Že tok prostoru/prostoročasu do černé díry není pavěda, jak se Pavel mylně domníval, ale vědecká hypotéza, se asi nemůžeme přesvědčit tím, že přední světový fyzik Max Tegmark tuto představu prezentuje v pořadu BBC (viz video níže). BBC totiž není vědecká instituce a neumí rigorózně kriticky posoudit, je-li něco validní vědecká hypotéza. Tegmark by to ale měl umět rozhodnout.

Vážněji bychom měli už tuto hypotézu vzít, když třeba zjistíme, že Laboratoř kvantové gravitace university v Nottinghamu dělá hydrodynamické simulace rotujících černých děr. Na jejich videu onen tok média do "černé díry" můžeme přímo vidět.

Ale pakliže je tato představa toku prostoročasu do černé díry prezentována ve špičkovém vědeckém časopise Nature, třeba v článku Umělá černá díra vytváří vlastní verzi Hawkingova záření, už bychom mohli tušit, že opravdu nejde o pavědu. V onom článku se mluví o černých dírách jako o gravitačních výlevkách. Evidentně je to tedy vědecká hypotéza, která nebyla ani potvrzena ani vyvrácena, označit ji ale za pavědu je výrazně pavědecký krok. Ne-li, pak by to chtělo nařknout Nature (a mnoho dalších vědeckých časopisů), že publikuje pavědu. A za pavědecké označit několik desítek vědeckých pracovišť, kde se o analogy, simulace černých děr různými médii snaží. Pavel prostě naplnil klasikova slova: "Jsi-li si něčím jist, jsi špatně informován." :-)

Na konci blogu je uvedeno několik dalších recenzovaných či nerecenzovaných článků, které obsahují či staví na hypotéze prostoročasu jako média a černé díry jako "výlevky" vesmíru, kam teče prostor(očas). Ale dalo by se jich najít mnohem více. Pro celkovou představu o této hypotéze doporučuju třeba populární, ale ucelený popis v článku Co říkají zvukové černé díry o těch reálných. Tohle téma je opravdu fascinující.

Přikládám ještě jedno úžasné video Prof. Jeffa Steinhauera z Technionu, Izraelského Institutu of Technology, který je v tomto směru asi nejdál a simuluje černé díry v ultrachladné kapalině. Používá k tomu soubor atomů rubidia, zmrazených na méně než miliardtinu stupně nad absolutní nulou, jinými slovy Bose-Einsteinův kondenzát. Působením laseru přiměl tuto látku s kvantovým chováním proudit rychleji než zvuk. Když pak do ní pustil zvukové vlny proti směru jejího proudění, zvukové vlny v ní uvízly jako plavci v silném proudu. Kvantový kondenzát se tím pádem stal náhražkou gravitačního horizontu událostí.

Pavel prostě neměl dostatek informací (na rozdíl od "amatéra") a současně schopností posoudit možnou správnost této, pro něj nové, hypotézy. Jak tedy zřejmě postupoval ve své úvaze? Zaprvé ji srovnal s mainstreamem, tedy s tím, co ho čili ve škole. Správě vyhodnotil, že tato představa není hlavní proud. Poté se zeptal, jestli tu hypotézu říká nějaký prestižní fyzik nebo je to publikováno v recenzovaném fyzikálním časopise. O tom taky neměl informaci, takže usoudil, že to musí být pavěda, protože to říká jen nějaký Honza.

„Teorie se stávají ideologiemi, dokonce ve fyzice a biologii. Kdo zaútočí na převládající módu, je "venku" a nedostane už žádné peníze.“ — Karl Raimund Popper

Obávám se, že skutečná kritéria pravdivosti jsou ale naprosto jiná. Hypotéza nemusí být mainstream, aby mohla býti pravdivá nebo alespoň nadějná. Dokonce prakticky všechny dnes uznávané mainstreamové teorie začínaly jaksi proti proudu. Stačí nahlédnout do historie. Pravda se také nedá odhlasovat, a to ani těmi největšími experty. Ba co víc, nemá-li se věda zastavit, pak zejména hypotézy vymykající se aktuálním představám mohou zajistit její výrazný posun vpřed. Mainstream je v hlavních myšlenkách už jen historie. Nelze necitovat Einsteina: "Slepá víra v autority je největší nepřítel pravdy." Vlastní uvažování je opravdu lepší než kopírování toho, co vymyslely autority. Má-li mít hypotéza šanci na pravdivost, nesmí pouze odporovat experimentálním faktům. A představa toku prostoru do černé díry žádným faktům neodporuje. Dokonce navrhuje jejich vysvětlení a podpoření, včetně uznávané hypotézy Hawkingova záření.

Kritériem vědeckosti je tedy pouze logická konzistence myšlenky a soulad s experimentálními fakty. Ani fakta, ani logické argumenty hypotézu prostoročasu jako média (tekoucího do černé díry) nevylučují. O tato skutečná kritéria možné pravdivosti se ale Pavel nezajímal a za vteřinu už věděl, že je tato představa nevědecká. Pavědecký byl ale naopak jeho postup. Jeho nevědecké posuzování myšlenek jsem si pak následně zlomyslně otestoval několika dalšími málo známými vědeckými hypotézami, které jsem sebral z časopisu Nature a tyto mé experimenty výsledek potvrdily. Pavel nerozezná vědeckou hypotézu od pavědy. :-)

A teď ještě jeden příklad vědecké hypotézy, opět fyzikálně zajímavé, daleko zajímavější než to, že jeden člověk netuší, jaká jsou skutečná kritéria vědeckosti. Jde o dva tři texty, po kterých jsem byl ze zmíněné skupiny "odstraněn" coby pavědec. Konkrétně jde o obsah článků Proč neexistuje prostoročas, Co skutečně znamená rovnice E=m.c^2 a Proč čas není 4.dimenze. Všechny tyto články jsou vlastně založeny na jediné hypotéze, která se týká toho, že jednou z dimenzí "prostoročasu" je časová osa. Na této ose se ve všech rovnicích i v Minkowského prostoročasovém diagramu objevuje c.t, tedy rychlost světla krát čas, což silně naznačuje, že tato osa nemusí být přímo časová. Mohla by být obdobně prostorovou osou jako ty ostatní tři osy, neboť má také fyzikální rozměr v metrech. Rychlost krát čas dává totiž vzdálenost v metrech. A čas by pak bylo možné interpretovat jako fyzikální pohyb ve směru této 4.dimenze, nikoliv však jako časovou dimenzi, neboť pak by musela být tato dimenze v sekundách, a ne v metrech. Mimochodem tato představa vlastně vychází z předchozí hypotézy, že je prostoročas "supratekutina", a chápe čas jako pohyb vícerozměrné "bubliny" zvané vesmír.

Opravdu to opět není mainstreamová představa, ale jen hypotéza. Podívejme se na ni zase z hlediska skutečných kritérií pravdivosti, a ne z hlediska Pavlových nevědeckých kritérií. Tato hypotéza neodporuje vůbec žádným experimentálním či observačním výsledkům, neboť respektuje všechny experimentální výsledky, kterými byla teorie relativity potvrzena. Respektuje dokonce plně i Minkowského "prostoročasový" model a jeho matematiku, neboť na něm staví, jen ho jinak interpretuje. Navíc se oproti obvyklému výkladu snaží vysvětlit ono pro mainstream "přebytečné" c, které klasický výklad prostě ignoruje. Není tedy nejmenší důvod tuto hypotézu označit za pavědeckou.

Tato hypotéza, která jistě může být nesprávná, se nicméně pokouší vysvětlit to, co současná interpretace vysvětlit neumí, pokud vím. A totiž to, co tam dělá ona rychlost c, když má jít pouze o časovou osu. Jaká je interpretace této rychlosti, když to nemá být fyzikální rychlost? Představu, která ono c chápe jako fyzikální rychlost, lze minimálně v podobě metafory nalézt také ve výkladu předních fyziků. Třeba i v podobě pro českého čtenáře přístupné, tedy v popularizační podobě, a to v knize Briana Coxe Proč platí E=mc^2. Tato hypotéza je tak jen snahou o jinou interpretaci teorie relativity. A není na tom nic nevědeckého, protože třeba kvantová mechanika má na základě stejných experimentálních ověření a na základě stejného matematického modelu, desítky možných interpretací. Z toho je jasné, že experimentální data spolu s ověřeným matematickým aparátem dávají stále prostor pro různé interpretace, které někteří lidé mohou iracionálně odmítat jen proto, že jsou zvyklí na jiné.

Korunu svému pavědeckému přístupu pak Pavel nasadil, když se jal poté hodnotit můj filosofický článek v recenzovaném časopise ERGOT. O článku Experimentální filosofie jako efektivní cesta k revoluci ve fyzice prohlásil, že je špatně, aniž by uvedl, co je v něm údajně špatně. Nevadilo mu přitom, že je to článek z oboru, kterému se nikdy nevěnoval a nemá proto moc velké předpoklady takové články chápat a praktiky žádné je posuzovat. Tvé nepochopení, Pavle, neznamená nesprávnost článku. Nazval bych to "jemnou" arogancí z ignorance. Je to něco takového, jako kdyby hluchý prohlásil, že ptačí zpěv je nesmysl.

Otázka tedy je, jaký byl skutečný důvod, že mě ve svých skupinách zablokoval, zejména, když to třeba učinil i ve skupině Technologie, kam jsem jen dával novinky ze světa technologií, a ne nějaké své názory či články. To moc jako racionální postup nevypadá, spíše je to nějaká emoční nevědecká reakce. Když k tomu přidáme, že je v jeho skupinách spousta úplných bláznů, kteří nemají ani základní znalosti fyziky, a přesto jsou tam trpěni, je jasné, že "věda" byla jen štít, za kterým se schovávaly zcela jiné pohnutky jeho akce.

P.S.: A ještě k titulku. Ne, nejsem žádný druhý Einstein, jak mi posměšně "vmetl do tváře jeden oponent, nemám jeho genialitu, a dělám poměrně prosté úvahy. Jen mi asi trochu chybí některé předsudky, a tak mě ne vždy uvězňují jisté obvyklé myšlenkové stereotypy. A fakt odmítám vypnout mozek, přestat přemýšlet a jen opakovat to, co kdysi vymysleli jiní.

Literatura:

Arantes J.T.: Scientists simulate a black hole in a water tank, Phys.org, 7.2.2019
Balbinot R., Carusotto: Quantum hydrodynamics: Acoustic Hawking radiation, Nature Physics volume 12, pages 897–898 (2016)
Castelvecchi D.: Artificial black hole creates its own version of Hawking radiation, Nature, 15.8.2016
Chown M.: Is space-time actually a superfluid?, New Scientist, 7 June 2006
Coutant A., Patrick S., Richartz M., Weinfurtner S.: Black Hole Quasibound States from a Draining Bathtub Vortex Flow, Phys. Rev. Lett. 121, 061101, 7.8.2018
Coven R.: Hawking radiation mimicked in the lab, Nature 12.10.2014
Coven R.: One-man band: the solo physicist who models black holes in sound, Nature, 15.8.2016
Golubkov K., Kolobov V.I., Munoz de Nova J.R.: Steinhauer J.: Observation of thermal Hawking radiation and its temperature in an analogue black hole, Nature, 29.5.2019
Hamilton A.J.S., Lisle J.P.: The river model of black holes, Arxiv.org, 12.10.2004
Hamilton A.J.S., Lisle J.P.: The river model of black holes, American Journal of Physics, 12.5.2008
Hamilton A.J.S.: A Black Hole is a Waterfall of SpaceHossenfelder S.: Is Space-Time Fluid?, IAI news, 3.10.2017
Hossenfelder S.: Space may not be as immaterial as we thought, BackReAction, 20.10.2017
Houser P.: Hawkingovo záření prý detekováno - jako zvukové vlny, ScienceMag.cz, 19.8.2016
Kučera J.: Vědci vyrobili první akustickou černou díru, iDnes, 11.7.2009
Liberati S., Maccione L.: Astrophysical Constraints on Planck Scale Dissipative Phenomena, Physical Review Letters, 112, 151301 – Published 14 April 2014
Liquid spacetime: A very slippery superfluid, that's what spacetime could be like, Phys Org, April 23, 2014
Mihulka S.: Hawkingovo záření černé díry napodobeno v laboratoři, OSEL, 14.10.2014
Moskowitz C.: If Spacetime Were a Superfluid, Would It Unify Physics—or Is the Theory All Wet?, Scientific American, 18.6.2014
?Starr M.: We Just Got Lab-Made Evidence of Stephen Hawking's Greatest Prediction About Black Holes?, Science Alert, 21.1.2019
Steinhauer J.: Observation of self-amplifying Hawking radiation in an analogue black-hole laser, Nature Physics volume 10, pages 864–869 (2014)
Steinhauer J., Lahav O., Itah A., Blumkin A., Gordon C., Rinott S., Zayats A.: Realization of a sonic black hole analogue in a Bose-Einstein condensate, Arxiv.org, 12.12.2010
?Unhruh W.G.: Dumb holes: analogues for black holes, The Royal Society Publishing, 5.6.2008
Volchover N.: Philosophers Debate New ‘Sonic Black Hole’ Discovery, QuantaMagazine, 25.6.2019
Volchover N.: What Sonic Black Holes Say About Real Ones, QuantaMagazine, 8.10.2016