Teória relativity

Začiatkom 20. storočia vládla vo svete fyziky myšlienka, že svet je veľký mechanický stroj, ktorý sa riadi Newtonovými zákonmi. Fyzici mali pocit, že už poznajú väčšinu základných zákonov a že na vysvetlenie všetkých javov stačí len tieto (známe) zákony aplikovať. Väčšina fyzikov si myslela, že už stačí objastniť len pár nejasností a všetky fyzikálne deje budeme poznať...
V tom sa na scéne objavil 26 ročný zväčša strapatý génius Albert Einstein so svojou Špeciálnou teóriou relativity. Túto teóriu vytvoril práve pri skúmaní jednej nejasnosti ohľadom nesúladu Newtonových zákonov s teóriou svetla. To čo Einstein objavil však nebola len kozmetická úprava známych zákonov - vytvoril úplne nový pohľad na veličiny čas a priestor. Ako prvý takisto zaviedol pojem časopriestor.
Vďaka tomu bolo možné konečne vysvetliť, že sa svetlo pohybuje konštantnou rýchlosťou bez ohladu na zdroj, či pozorovateľa. Vďaka tomu sa stal pojem prítomnosti, dĺžky časových intervalov či rozmery pohybujúceho sa telesa relatívne a závislé len od pozorovateľa. Teória relativity zničila zastaralú predstavu o fyzike, ktorá by dokázala vysvetliť všetko, čo sa na svete deje. Stará fyzika bola dobrá, väčšinou aj fungovala, ale nie vždy. Teória relativity ju opravuje len pri obrovských rýchlostiach alebo pri obrovskej energií. Pohľad na svet sa zmenil, roztrieštil sa. Našlo sa hneď niekoľko možných výkladov sveta, ktoré sa ešte ani dnes nepodarili poskladať do jedného - správneho.
Einstein sa snažil do svojej teórie zahrnúť aj popis gravitácie. Podarilo sa mu to a po 11 rokoch v roku 1916 vydal Všeobecnú teóriu relativity. Gravitáciu v nej popísal ako zakrivenie času a priestoru. Doteraz čas a priestor pripomínali akési "javisko", na ktorom sa "odohrávala" fyzika. Všeobecnou teóriou relativity sa toto "javisko" stalo postavou, ktorá sa mení, deformuje podľa toho ako sa k nej správajú ostatný aktéri, pričom je ich pôsobenie obojstranné. Vlastnosti priestoru a času sa stali vedeckou záležitosťou. Otázky o konečnosti a nekonečnosti vesmíru, o plynutí času v iných častiach vesmíru, o tom či sa mení alebo nemení boli predtým skôr témami pre filozofov či kadejakých kláštorných a iných náboženských mysliteľov, vďaka Einsteinovi, fyzike a matematike sme našli spôsoby ako na ne hľadať a nachádzať odpovede. Objavili sme aj mnohé ďalšie veci o ktorých sa nám predtým ani len nesnívalo...
Základom Einsteinových teórií je to, že sa nič a nikto sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako svetlo.

Pozor ani nikdy sa to nebude dať! Nie je to totiž len technologická prekážka, je to jedna z vlastností samotného času a priestoru. Kôli tomu nebudeme môcť len tak cestovať ani do vzdialených kútov Vesmíru. Pokiaľ by naša raketa letela najvyššou možnou rýchlosťou k najbližšej hviezde, tak by jej tento výlet trval 5 rokov a ďalších 5 rokov by sa vracala na Zem. Okrem toho, podľa všeobecnej teórie relativity, plynutie času závisí od pohybu pozorovateľa. Pre kozmonauta by tá cesta trvala pár rokov, bol by to však len zlomok doby, ktorá by uplynula na Zemi.

ZÁVERY ŠPECIÁLNEJ TEÓRIE RELATIVITY
Čas a priestor neexistujú nezávisle. Ich vlastnosti sa navzájom ovplyvňujú.
Energia a hmotnosť sú tou istou fyzikálnou veličinov s tým, že každá sa meria v iných jednotkách. Vzťah medzi energiou a hmotnosťou je starý-známy vzorec E=mc˛.
Nič sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako svetlo
Niekedy nie je možné rozhodnúť, ktorá z udalostí nastala skôr. O nasledovaní dvoch udalostí je možné hovoriť len vtedy, ak je možné medzi dvoma udalosťami doručiť správu podsveteľnou rýchlosťou. Pokiaľ sú udalosti príliš vzdialené, alebo nastaly tesne po sebe, nedá sa objektívne zistiť, ktorá nastala skôr.
Pokiaľ meriame veľkosť pohybujúceho sa predmetu, bude sa nám javiť v smere pohybu skrátený.
Rýchlosť behu hodín závisí od toho, ako sa hodiny pohybujú. VESMÍR VČERA A DNES
Einsteinova teória relativity taktiež predpokladá, že Vesmír vznikol Veľkým treskom a od vtedy sa stále rozpína. Viac krát sa v tejto triede (hlavne na hodine Náuky o spoločnosti) vyskytli otázky typu: Keď sa vesmír rozpína, tak do čoho? Čo je za ním? Podľa Einsteinových teórií sa Vesmír nerozpína do niečoho, nejakého priestoru, ktorý sa nachádza za ním. Jedná sa o rozpínanie priestoru ako takého. V jednom časopise som čítal na obdobnú otázku odpoveď od RNDr. Jiřího Grygara, CSc., kde píše okrem iného, že si v prvom rade musíme uvedomiť, že sa hmota vo vesmíre chová úplne inak, než sme boli zvyknutí. Po prvé si musíme uvedomiť, že podľa fyziky neexistuje žiadny prázdny priestor. Priestor, ktorý vnímame, si vytvára hmota ako taká. Keby nebola hmota, nebol by ani priestor a dokonca ani čas. Po druhé, rozpínanie vlastne znamená, že sa rozpína sám priestor, teda s plynúcim časom priestrou pribúda a preto sa nemôžme pýtať, kam sa vlastne rozpína. Pre jednoduchosť si skúsme predstaviť, že sme jednorozmerné, nekonečne tenké dážďovky, ktoré nevnímajú svoju šírku, lebo je zanedbateľne malá, vnímajú len svoju dĺžku. V tomto pojatí je vesmír nekonečne tenká a súčasne aj nekonečne pružná a nekonečne dlhá niť.

V okamihu, ktorému vravíme veľký tresk je táto niť voľne natiahnutá v priamom smere od mínus nekonečna do plus nekonečna. Od okamihu veľkého tresku sa v rovnakom smere preťahuje akoby sama po sebe, takže zaisto nemožno odpovedať, kam sa tá niť vlastne naťahuje. A to isté platí aj pre vesmír, s tým rozdielom, že je trojrozmerný tak ako aj my. To si však veľmi dobre nedokážeme predstaviť, čo ale nevadí, pretože aj toto zovšeobecnenie stačí.
Verím, že tak ako aj ja tak aj vy ste konečne pochopili, kam sa vesmír rozpína.
A ako bude vypadať vesmír o pár rokov? Existujú dve vysvetlenia: buď sa bude vesmír naďalej rozpínať, alebo sa zastaví a začne sa zmršťovať až sa zrúti a skončí vo Veľkom krachu. Väčšina súčasných odborníkov sa viac prikláňa k prvej variante, takže sa zatiaľ nemusíme báť...

ZDROJE:
RNDr. Jiří Grygar, CSc.: QUONZULTACE, odpoveď na otázku čitateľov: Pokud se vesmír rozpíná, kam se rozpíná?, časopis Quo, máj 1999, strana 127.
Pavel Krtouš: RELATIVNÍ TEORIE, časopis Quo, január 2000, strany 38-40.