Proč čas není čtvrtá dimenze
Kuhn se sám sebe ptal, jak je možné, že je takový génius schopen napsat i velmi naivně chybné závěry a ve své knize Struktura vědeckých revolucí pak formuloval názor, že se vědecké poznání děje v rámci tzv. myšlenkový paradigmat. Paradigmata usměrňují uvažování podle nějakého výrazného myšlenkového vzoru a tím uvažování značně zefektivňují. Na druhé straně ale uvažování nejednou omezují, a to i uvažování géniů. Pod paradigmatem si můžeme představit určitý styl uvažování. Třeba je to mechanické uvažování newtonovského typu, kdy je vše jednoznačné, přesně deterministické a na každou otázku existuje jednoznačná odpověď buď ano nebo ne. Takové uvažování se ukázalo v průmyslové revoluci jako velice efektivní.
Takováto paradigmata mají, jak už řečeno, i své negativní projevy, neboť paradigma je vždy zjednodušením uvažování, jak nám ukazuje historie. Můžeme třeba zmínit dávnou představu, že na Zemi není nic dokonalého, ale nebeská tělesa jsou dokonalá co do tvarů i pohybů. Toto paradigma začal překonávat až Galileo Galilei, když 8x zvětšujícím dalekohledem objevil, že Měsíc není něco dokonalého, ale že stejně jako na Zemi jsou na něm hory a údolí. Začalo tak objevování nedokonalosti nebeské sféry a uvědomování si, že nám nedokonalost nebes byla pouze skryta. Kuhnova kniha ukazuje, že v každém, i vědeckém, uvažování nutně existují předsudky, řekněme předpoklady (někdy zamlčené), které se považují za absolutně platné a které postupem času začínají omezovat myšlení.
Lidské myšlení obecně, aby vůbec mohlo fungovat, si musí stanovit určité základy, např. axiomy, postuláty, které v rámci dalšího postupu nezpochybňuje. Podobně se mohou stát nezpochybňovanými myšlenkovými "fosiliemi" i některá dílčí chápání určitých pojmů. Mohou to být chápání správná, která uvažování zjednodušují, a tím ho činí efektivním, jak uvedeno, ale někdy jsou to i chápání špatná. Ta nějakou dobu nevadí, ale později mohou začít uvažování brzdit. Nazvěme si je třeba mikroparadigmata. Jednou z takových fosilií je, zdá se, představa, že čas je 4. dimenze, kteréžto tvrzení se ve speciální teorii relativity (dále jen STR) často opakuje. Nebo že je čas jediný existující čas.
Dnes se podíváme právě na to, jak je to s časem jako čtvrtou dimenzí. Člověk by očekával, že tedy existuje jedna dimenze, která je časem a jako taková se měří v sekundách, hodinách a letech, něco jako obrázku Minkowského diagramu z Wiki výše. Přestože se velmi často v tomto diagramu označuje jedna osa jako čas, je to nesprávné zjednodušení, neboť podle správného matematického modelu musí na této ose být c.t a nikoliv pouze t. Tedy musí tam být čas t násobený rychlostí světla c. A každý školák ví, že rychlost násobená časem nám dává délku v metrech. Očividně tedy zmíněná osa není osa časová, ale délková, prostorová. Má stejný fyzikální rozměr, tedy metr, jako ostatní tři osy, které jsou prostorové. Zdá se tedy zřejmé, že i čtvrtá osa/dimenze je prostorová.
Když se podíváme na matematický výraz vyjadřující vztah prostorových dimenzí a času třeba přímo zase na Wiki, vidíme věc zcela jednoznačně:
x^2 + y^2 + z^2 = (c.t)^2
V analogii také v našem běžném světě neprohlašujeme směr jízdy auta za časovou dimenzi a dobře víme, že když auto jeden po silnici, sleduje jednu prostorovou, nikoliv časovou dimenzi a čas běží mimo tento prostor. Nelze se rozhodnout, že se budeme tvářit, že ve výše uvedeném matematickém vztahu rychlost světla není. I kdybychom základní jednotky času a prostoru nastavili tak, že bude rychlost světla právě rovna jedné, nemůžeme pominout fyzikální rozměr této jedničky, tedy metry za sekundu. To je jako bychom z pohybu auta vynechali jeho rychlost a tvrdili, že se nic nezměnilo. Prostě tvrdit, že je diskutovaná osa časem, je fyzikálně špatné zjednodušení.
Vznik této chyby je nicméně pochopitelný, neboť čas je snad pro všechny lidi něco tajemného a klišé, že je čas 4.dimenzí času jen přidává na "kouzelnosti". Ta je navíc podpořena naším až náboženským obdivem k Einsteinovu géniu, nebo přesněji ke géniu speciální teorie relativity (STR), této výrazné změně chápání světa, která zásadně ovlivnila chápání každého člověka. Mnoho let se nedařilo najít správné řešení problematiky éteru a Einsteinovo nádherné řešení, podpořené skvělým Minkowského čtyřrozměrným modelem STR, vzbudilo u většiny lidí nekritické nadšení. To zapříčinilo, mimo úžasně pozitivních důsledků i to, že se interpretace STR většinou přejímá i s chybami. Nebo s formulacemi, která nutně neplynou z experimentálně ověřeného matematického modelu, nebo dokonce, jako v tomto případě, jsou s ním dokonce v rozporu.
Jestli budeme 4.dimenzi pojímat jako prostorovou a čas jako pohyb našeho vesmíru (tohoto 3D povrchu 4D "bubliny") v tomto směru rychlostí c, zůstane matematika STR modelu zcela identická a žádný experiment potvrzující platnost STR nebude zpochybněn. Z toho je jasné, že tvrzení o čase jako 4.dimenzi není nijak vědecky potvrzeno a může být pouze prvním povrchním dojmem ne-fyzika Hermana Minkowského (byl matematik). Pak by se čas dal chápat jako fyzikální pohyb rychlostí světla ve 4D prostoru, kterýžto pohyb nevnímáme, neboť je kolmý na náš prostor, tedy v našem prostoru neexistuje. To jsme si ale už načrtli v blogu Proč neexistuje prostoročas, což je blog který stejnou logikou ukazuje, že pojem prostoročasu nevyplývá z matematického modelu STR a potvrzujících experimentů, ale je jen jednou z možných interpretací, která je navíc nesena spíše emocemi než racionální úvahou.
Naše pojetí podporuje i otázka, jestli může mít dimenze nějakého prostoru směr. Pohyb určitě směr má, ale nějaká dimenze? Pro znalé podotkněme, že to, co klasický výklad označuje jako hyperbolicitu "prostoročasu" navrhujeme vyložit jako deformaci supratekutého média, kterým "prostoročas" zřejmě je. A "časová" osa se pak bude chápat jako směr pohybu pozorovatele či tělesa v tomto médiu rychlostí světla.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Poznámka pod čarou, kterou doporučujeme laikům přeskočit:
Poznamenejme, že kritika interpretace času samozřejmě nevychází pouze z triviální záměny c.t za t, ale pozadím je tu pokus o celkovou reinterpretaci STR, opírající se o kritiku Einsteinovy definice současnosti v článku autora s názvem "Experimentální filosofie jako efektivní cesta k revoluci ve fyzice" (v kapitole Filosofický experiment analyzující současnost a skutečnost ve fyzice). Tuto kritiku Einsteinovy definice současnosti nepřímo započal v roce 1924 německý fyzik Anton Lampa svým článkem "Wie erscheint nach der Relativitätstheorie ein bewegter Stab einem ruhenden Beobachter?" a jasně ji pak formulovali v roce 1959 Roger Penrose v článku The Apparent Shape of a Relativistically Moving Sphere a James Terrell v článku Invisibility of the Lorentz Contraction. Z ní pak vychází nejen současná tzv. vizuální podoba STR (kterak by vypadaly relativistické efekty pozorované prostřednictvím zpožďujících světelných paprsků), ale i představa STR jako efektu kvantové supratekutiny, jenž tvoří onen 4D prostor, který zobrazuje Minkowského model. Ostatně Einstein sám později uvažoval o změnách interpretace STR, a to jak v případě relativistické (s rychlostí tělesa rostoucí) hmotnosti, tak v případě nekompatibility kinematické první části svého STR článku z roku 1905 s její následným dynamickým pokračováním, jak o tom píše třeba prof. Harvey R. Brown z Oxfordu ve své knize Physical Relativity.
Jan Fikáček
Jak nás intuice vede na scestí v otázce, co je to realita
V hollywoodských filmech často nějaký hrdina, astronaut nebo detektiv, vyřeší problém intuicí. Když selže rozum a důkazy, intuice zaskočí. Jenže intuice není vždy spásné řešení, někdy tomu řešení naopak brání..
Jan Fikáček
Dá se v padesáti naučit anglicky?
Mnohokrát jsem slyšel názor, že pokud se člověk nenaučí nějaký cizí jazyk do třiceti, už se ho nenaučí nikdy. A proto když jsme se přestěhovali s rodinou před tímto mým věkem do Belgie, ani jsem se nový jazyk naučit nesnažil.
Jan Fikáček
Kdy věčnost trvá jen 40 minut
Nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 2012 Franz Wilczek vymyslel kdysi tak zvané časové krystaly. Teď vědci objevili jejich nový druh, o němž dokonce někdo prohlásil, že je nesmrtelný.
Jan Fikáček
Jak se něco naučit 10x rychleji? Použijte AI !
Znáte ten typ lidí, kteří se do něčeho zakousnou a dělají to 12 hodin denně, ať jsou to motorky, stavba baráku nebo věda. Tak takový já určitě nejsem. Ale i takoví jako já mají šanci stát se v něčem machry a to velmi rychle.
Jan Fikáček
O tom, že bakterie myslí tak jako my
Jestli si myslíte, že si chytnete nějakou bakterii a pokecáte si s ní, tak to těžko. Ona "mluví", pokud víme, jen s viry. Ukážeme si třeba, jak bakterie umí abstraktně zobecňovat! Cože? To přece umíme jen my lidé, ne?
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
To nemyslíte vážně! Soudce ostře zpražil bývalého vrchního žalobce
Emotivní závěr měl úterní jednací den v kauze údajného „podvodu století“, v němž měly přijít tisíce...
Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP
V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...
Trump se vidí jako disident, soud je pro něj marketingová sklizeň, tvrdí expert
Premium Pokud dojde na televizní debatu Donalda Trumpa a Joea Bidena, jako jednoznačný vítěz z ní vzejde...
Vlak bez strojvůdce ujel několik kilometrů, pak vykolejil. Řítil se stovkou
Na železniční trati mezi obcemi Čisovice a Měchenice v okrese Praha-západ vykolejil vlak. V...
Sluší se, aby zaměstnanec věděl, proč je propouštěn, řekl Juchelka
Přímý přenos Poslanci se přeli o změnu zákoníku práce. Opozici se ho nepodařilo vrátit vládě k přepracování....
Americký podmořský dron inspirovaný rejnokem už není jen vize, prošel testy
Americká společnost Northrop Grumman dokončila testy podvodního plavidla bez posádky (UUV) s...
Akční letáky
Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!
- Počet článků 310
- Celková karma 30,45
- Průměrná čtenost 3149x
Chcete-li sledovat diskuse v "jeho" skupině, připojte se do Vědecké filosofie & Fyziky (nejen). jfikacek@gmail.com
Upozornění: Toto je popularizační blog pro veřejnost, neberte ho tedy jako vědeckou dizertační práci. Někdy je to jen divoká fantazie. Na druhé straně se snaží udržovat jistou vědeckou kvalitu, takže "esoterické" komentáře nejsou vítány. P.S.: Osobně útočné a odborně velmi nekvalitní komentáře, zejména velmi dlouhé, budou mazány.