Fyzika (4.) Perspektivní prostor k teorii relativity

← 3. díl

v. 16.3.2023

 ~ Einsteinova teorie relativity (TR)

Základem převratné Einsteinovy nauky je stálá rychlost světla a k tomu relativita soustav. Ať dvě soustavy mění svou vzájemnou polohu. Je-li jedna z nich v pohybu, pak nelze určit, která to je. Anebo…

Budou-li se míjet dva kosmické koráby v přímočarém letu, a nebudou znát svou minulost, pak lze tento princip relativity dál prověřovat. Kdežto kosmonauti oblétávají Zemi a vědí, že jejich rychlost pohybu ovlivňuje čas. Kdežto pozemský čas se nemění. A tak dál. Princip relativity je ošemetný.

Albert Einstein stanovil postuláty (předpoklady přijímané bez důkazu). Například různé soustavy mají být všem fyzikálním dějům rovnocenné.

Proti tomu lze promýšlet, jak je to se Sluncem a Zeměkoulí. Oběžnice přijímá sluneční paprsek. Jeho zdroj je stále na tom stejném místě, kde byl při vyzáření paprsku. Naopak ať záření dopadá na Slunce. Jenže v okamžiku dopadu už oběžnice není na tom místě, odkud její paprsek vyšel. V tomto se nejeví obě soustavy být rovnocenné.  (Zjednodušeno, neboť dál lze promýšlet souvislost oběhů Slunce kolem středu Galaxie rychlostí 220 km/s.)

~ Délkové změny při pohybu

Einstein částečně kanonizoval předchozí přínosy Lorenzovy, Poincarého a dalších, kteří již před ním hledali souvislosti s možným zpomalováním času a změnami délky prostoru.

Einsteinovská kontrakce byla odvozena pouze užitím základních postulátů TR a nemůže být proto vyložena pomocí třeba atomární teorie hmoty. Je třeba ji chápat jako cosi, co je zcela prvotním jevem a co již nelze vysvětlit pomocí jednodušších jevů. [Speciální teorie relativity - Horský, Jan, UJEP Brno, SPN 1972, s. 6]

Zmíněné změny délky spoléhají na postuláty. Jednodušší jevy spojitého prostoru hlouběji nevysvětlí. Přece jen lze hledat dál, a to užitím bodové sestavy prostoru a času – časoprostoru.

Změny času vlivem pohybu a gravitace jsou prokázané měřením. Kdežto předpokládané a propočítávané změny délky nebyly naměřené . Teorie v 50. letech odvodila, že objekt ve vysoké rychlosti by pozorovatel viděl pootočený.

Dnes se na tuto kontrakci díváme jako na jev čistě geometrický, zcela analogický tomu, že průmět tyče do některé roviny je také kratší než vlastní délka tyče. [Encyklopedie fyziky - Martin Macháček, MF 1995, s. 211]

Takže délky předmětů se vlivem pohybu nemění. Ostatně „Elektronická učebnice pro střední a vysoké školy“ (Novotný, Jurmanová, Geršl, Svobodová) jakoby nepřímo připouštěla i změny:

„Speciální teorie relativity není tedy jednou z mnoha fyzikálních teorií, ale spíše programem pro další rozvoj fyziky, jehož naplňování není dosud u konce.“

~ Bodové a perspektivní konstrukce

V předchozích dílech práce (1.) až (3.) jsem vycházel z bodového prostoru, převáděného do perspektivního vidění. Iracionální čísla byla odstraněna.

*    *    *

Během času 1 sekundy, stojícího pozorovatele, foton překonal 300.000 km délky. Čas ať naskakuje přetržitě, v bodech, po úsecích 10^-43 s. Neustále letící foton překonává délku skokově, vždy o úsek 10^-34 metru. (Tyto Planckovy konstanty má fyzika vypočítané přesněji). Aby tato rovnoměrnost byla zaručena, předpokládám a zavádím Zdroj pulsů. Je obdobný časovým základnám elektronických přístrojů – generátoru pulsů v hodinách, mobilech, počítačích, atd.

Růst času a nárůst překonané délky při pohybu je v časoprostoru propojený. Buďto se generované pulsy využijí na čas nebo na pohyb předmětu.

~ Grafy Minkowského a souměrný

Einstein předepsal Vesmíru rychlost světla jako nejvyšší možnou; nadále je to nejvyšší obhajitelná rychlost pohybu hmoty.

Minkowski tento názor vysvětlil graficky, však to tehdy byl nečekaný poznatek. V grafu se nanáší svisle čas a vodorovně dráha. Fotonu ovšem zvolil let po polopřímce, v úhlu 45°. Pak vybarvená plocha ukazuje ty možné rychlosti pohybu hmoty, které teorie dovoluje.

Vodorovná polopřímka stále stoupá, aniž by to teorie zdůvodňovala. Stojící postavě nabíhá pouze čas.

*    *    *
           

Einsteinova teorie určuje, že čas a prostor jsou rovnocenné. To Minkowského graf neukazoval. Řešením je souměrný graf, který jsem připravil. Stoupající přímka je nahrazena čtvrtkružnicí. Na ní se nacházejí všechny objekty, které vzešly ze společného časoprostorového počátku. Foton letí po vodorovné ose délkové, čas mu vůbec nepřibývá. Naopak stojící postavě ubíhá čas nejrychleji.

*    *    *

~ Výhoda souměrného grafu.

Graf umožňuje odečítat na svislé ose zpomalený čas objektu v pohybu (2,8 s). Pro svou názornost by byl vhodný do učebnic teorie relativity, ovšem fyzika jej nepoužívá, nezná.  Koráb překonal za 3 pozemské sekundy vzdálenost 300.000 km, zatímco foton 900.000 km. Čas tří sekund je určený všem předmětům, které leží na kružnici poloměru t = 3 s, nebo l = 900.000 km.

*    *    *

Prostor chápu jako množství posic, nachystaných výskytu bodu. Totéž uvažoval geniální Leibniz; už roku 1697 zavedl monády, které nebyly hmotnými body, nýbrž samy vytvářely prostor.

Spojité jevy podkládám bodovým prostorem i časem. Pulsy označuji PL – délkové, PT – časové. Zdroj je vyrábí (PE) všem hmotným objektům soustavy naráz. Tento ráz dovoluje nově posoudit pojem časové současnosti, když jej TR zamítla a to kvůli omezené rychlosti světla. Záření přenáší informace, na jiné místo, vždy opožděně.

*    *    *

Souměrný graf diskrétního prostoru. Žlutá plocha patří činnosti, jež se odehrála v minulosti. Koráb využil k setrvačnému letu každý druhý puls, takže za 20 pulsů se dostal do poloviční vzdálenosti oproti fotonu na vodorovné ose.

~ Časový průběh neobvyklý

Vždy žijeme v přítomnosti; a minulostí neprocházíme. Pak není zaručené, že uběhlému času máme uvažovat lineární průběh. Ve svých modelech zavádím perspektivní čas, a to nabídne zdůvodnění relativistického výsledku - zpomalování času při pohybu. Takové zdůvodnění neposkytne náš odvěký přístup spojitých lineárních veličin.

Přepočet bodového prostoru do perspektivy jsem zmiňoval ve Fyzika (2.)  Zde znovu. Přesný převod bodového prostoru do perspektivy, jehož využívá souměrný diagram. Při převodu se dodrží vzdálenosti od počátku a obě souřadnice:

 *    *    *

Čtvrtkružnice jsou umístěné v perspektivním časoprostoru. Rysky jsou cejchované přepočtem lineárního kartézského měřítka, umocněním na druhou. Pulsy skrytého vesmírného Zdroje určují čas nebo pohyb objektů soustavy. Postava bez pohybu stoupá časovou osou. Fotonu čas nenabíhá, pohybuje se stále na vodorovné délkové ose.

*    *    *

~ Pulsace řídí pohyb

Foton přeskočí do další posice na při každém pulsu. Koráb má těsně podsvětelnou rychlost. Při zdrojovém 6. pulsu PE se zastaví, tento puls využije jako časový PT.

Světelnou rychlost pohybu v celé soustavě uvažuji jako jedinou možnou. Například pomalé objekty střídají obrovský počet pulsů časových PT (bez pohybu) a délkových PL. Vždy do sousední posice.

*    *    *

Zavádím tři vesmírné koráby, které mají své pohonné motory vypnuté. Horní se nepřemísťuje posicemi prostoru, takže jeho hmota stárne nejrychleji. K pohybům jeho částic se mu sice nabízejí zdrojové pulsy (PE), jenže všechny se mění na časové (PT). Proto koroduje rychleji než prostřední koráb, jenž polovinu pulsů (PL) využije k dopřednému pohybu, a to svou setrvačností. Zbývající druhá polovina pulsů (PE) pak prostřednímu dovoluje uskutečnit změny na palubě; pohyb. Využitím se mění v (PL).

Spodní koráb se přiblížil rychlosti světla. Přeskočí mezi posicemi mnohokrát, než se konečně objeví jeden nevyužitý puls (PT). Až tehdy může kosmonaut například zvedat ruku. Pulsy nevyužité k letu korábu využije jen pro sebe jako délkové (PL). Pozorovatel z horního korábu by hodnotil všechny děje, toho spodního, jako zpomalené. Kosmonaut dolního korábu své zpomalení nevnímá, rovněž jeho myšlení odpovídá zpomalenému času.

Popsaný diskrétní přístup dbá poznatku teorie relativity spojitého prostoru, že nelze dosáhnout rychlosti světla. Zrychlováním korábu se jeden nevyužitý puls (PT) stále víc vzdaluje od druhého, o to víc prokládaný pulsy délkovými (PL). Zhodnotit tento účinek výpočtem se nachází mimo mé postupy mechanických modelů; naopak využívám známých výpočtů.

Zdrojem se zabezpečí konstantní rychlost světla. A střídání PT a PL zajišťuje i všechny ostatní, pomalejší děje.

- pokračování -

— blog —