Tento článok je svojou povahou v podstate obšírnym diskusným príspekom k predmetnému článku pána Klimčíka.
(Pozri - https://ctiradklimcik.blog.sme.sk/c/458032/o-zmysle-pojmu-relativita-vo-fyzike.html?ref=viacrubrika)
Chcem sa vyjadriť k tejto jeho podstatnej časti, ktorú citujem, aj keď je dosť rozsiahla. -
>Prejdime od pojmu «bohatstvo» k pojmu «pohyb». Ak povieme, že pohyb je relatívny, lebo napr. z nášho pohľadu Zem je v pokoji a Mesiac sa pohybuje a z pohľadu kozmonautov na Mesiaci je v pokoji Mesiac a Zem sa pohybuje, tak ešte nevystihneme tú relativitu, o ktorej hovoria fyzici. Je tam ešte treba ošetriť tú demokraciu uhlov pohľadu a to vyžaduje istú prípravnú diskusiu. Takže až do zrodu Einsteinovej VŠEOBECNEJ teórie relativity r.1915 fyzici považovali isté uhly pohľadu (tzv. inerciálne vzťažné sústavy) za lepšie ako iné a snažili sa formulovať fyzikálne zákony prednostne v tých inerciálnych vzťažných sústavách. Ak by tá inerciálna vzťažná sústava bola len jedna jediná, tak by pohyb nebol relatívny. Jednoducho by sme sa pozreli, či sa niečo pohybuje alebo nie v tej jednej jedinej správnej vzťažnej sústave a bolo by rozhodnuté, čo sa „naozaj“ hýbe a čo „naozaj“ stojí. Problém je v tom, že inerciálnych vzťažných sústav je viac a môžu sa jedna voči druhej pohybovať. Fyzici potom tvrdia, že pohyb relatívny je a myslia tým to, že žiadna inerciálna sústava nie je lepšia ako druhá. Ešte presnejšie, vedci tvrdia, že v prírode platí tzv. princíp ŠPECIÁLNEJ relativity, ktorý znie takto krásne demokraticky: „Zákony prírody vyzerajú vo všetkých inerciálnych vzťažných sústavách rovnako“. Poďme si teda ešte trochu osvetliť, čo sa tým myslí.
Predstavme si kozmickú loď letiacu vo vesmíre a v jej vnútri laboratórium (loď má vypnuté motory, nulový celkový elektrický náboj atď. takže ju považujeme za inerciálnu vzťažnú sústavu). Vedci v laboratóriu robia rôzne experimenty a na ich základe formulujú zákony prírody. Ak táto kozmická loď preletí okolo inej kozmickej lode (tá druhá loď má taktiež vypnuté motory) vedci v obidvoch lodiach si môžu vymeniť informácie o zákonoch prírody sformulovaných v jednej aj v druhej lodi a zistia, že tie zákony sú rovnaké. To platí napriek tomu, že jedna loď sa pohybuje voči druhej, a práve tá nemennosť zákonov nastoľuje demokraciu medzi navzájom sa pohybujúcimi loďami, ktorú má fyzik na mysli, keď povie „pohyb je relatívny“. Znovu teda vidíme, že tá demokracia uhlov pohľadu je na celej veci najpodstatnejšia.
Úroveň porozumenia 3 sa skrýva v hlbšom pochopení toho, čo presne znamená «vymieňať si informácie» o odpozorovaných zákonoch v obidvoch lodiach. Poďme sa na to pozrieť podrobnejšie :
V matematickom jazyku je zákon prírody získaný v lodi A vystihnutý istou rovnicou A, v ktorej vystupujú veličiny merané v lodi A. Rovnica A sa dá napísať aj pomocou veličín meraných v lodi B. Ak vyzerá tak isto, ako rovnica B napísaná pomocou veličín B, povieme, že dotyčný zákon prírody vyzerá v obidvoch vzťažných sústavách rovnako. Takto sa napr. zistilo, že Newtonove zákony pohybu majú rovnaký tvar vo všetkých inerciálnych vzťažných sústavách.
Keď však v 19.storočí Maxwell brilantným spôsobom matematicky vystihol elektromagnetické javy, zdalo sa, že jeho zákony elektromagnetizmu nemajú rovnaký tvar vo všetkých inerciálnych vzťažných sústavách. To sa niekedy interpretovalo tak, že princíp relativity nie je univerzálny, platí iba pre Newtonove zákony pohybu a neplatí pre elektromagnetické javy.
Einstein však prišiel r.1905 s iným riešením. Háčik našiel v tom, ako sa prepisuje rovnica A pomocou veličín meraných v lodi B. Starý spôsob prepisu (zvaný Galileova transformácia) nahradil novým (tzv. Lorentzova tranformácia), ktorý zabezpečoval, že rovnice elektromagnetizmu vyzerali vo všetkých inerciálnych sústavách rovnako.
S faktom, že pri novom spôsobe prepisu nemali naopak staré dobré Newtove zákony pohybu rovnaký tvar sa vyrovnal ako skutočný génius: povedal, že tie zákony nie sú presné a fungujú len pri rýchlostiach nízkych v porovnaní s rýchlosťou svetla. (Pozn.: text zvýraznil autor tohto článku.)
Ďalej vyšiel z predpokladu univerzálnosti princípu relativity a zmenil zákony mechanického pohybu na obraz elektromagnetických javov (Nie náhodou nazval svoj prevratný článok „O elektrodynamike pohybujúcich sa telies“) tak, že pri rýchlostiach veľmi malých v porovnaní s rýchlosťou svetla sa jeho nová lorentz-einsteinovská mechanika stotožňovala s tou starou galileo-newtonovskou.
Tento z matematického hľadiska vcelku jednoduchý prechod od Galileovej k Lorentzovej transformácii otriasol ľudské chápanie základných pojmov ako hmotnosť, energia, súčasnosť či skladanie rýchlosti a viedol k celej plejáde „intuitívne nepochopiteľných“ javov, ktoré naďalej vzrušujú ľudových bádateľov, hoci sú poväčšine len marginálnymi prejavmi toho, o čo v teórii relativity skutočne ide.
(Pozn.: text zvýraznil autor tohto článku.) < Koniec citácie.
Rozbor obsahu začnem návratom k tvrdeniu pána Klimčíka - opakovane citujem:
> Predstavme si kozmickú loď letiacu vo vesmíre a v jej vnútri laboratórium (loď má vypnuté motory, nulový celkový elektrický náboj atď. takže ju považujeme za inerciálnu vzťažnú sústavu). Vedci v laboratóriu robia rôzne experimenty a na ich základe formulujú zákony prírody. Ak táto kozmická loď preletí okolo inej kozmickej lode (tá druhá loď má taktiež vypnuté motory) vedci v obidvoch lodiach si môžu vymeniť informácie o zákonoch prírody sformulovaných v jednej aj v druhej lodi a zistia, že tie zákony sú rovnaké.< Koniec citovania.
Je pravda, že prírodné zákony pôsobia všade vo vesmíre "na základe rovnakých princípov", ale to ešte neznamená, že ich musíme vnímať na rôznych miestach "rovnako".
Vedci v jednej i druhej kozmickej lodi nemusia nutne zistiť, že (u nich) prebiehajú podľa rovnakých kvantitatívnych vzťahov, pretože tvar týchto kvantitatívnych vzťahov je podmienený - podľa teórie kozmodriftu - práve vlastnou rýchlosťou jednotlivých kozmických lodí, ktorá môže byť vo všeobecnosti rôzna.
Tento prípad som rozoberal dosť podrobne v článku "Ako sa Einstein prerátal".
(Pozri - http://cudzis.blog.sme.sk/c/436336/ako-sa-einstein-preratal.html)
Ak pán Klimčík hypoteticky predpokladá, že v oboch kozmických lodiach môžu byť laboratóriá, ja si dovolím predpokladať, že v nich majú okrem iného aj malé urýchľovače elementárnych častíc.
Priebeh urýchľovania rovnakého druhu častíc - napríklad elektrónov - bude "kvantitatívne" nepatrne iný. Okrem prípadu, keď sa obidve kozmické lode objektívne pohybujú rovnakou rýchlosťou.
"Kvalitatívne" bude priebeh urýchľovania rovnakého druhu častíc podľa vzorca "rovnakého tvaru", ako ho poznáme zo špeciálnej teórie relativity:
m(v) = m(0)/√[1 - v.v/c.c] , (√ = druhá odmocnina z obsahu hranatej zátvorky)
Nech sa jednotlivé kozmické lode pohybujú rôznymi objektívnymi rýchlosťami (tzv. "vlastným kozmodriftom"), a to rýchlosťami "w1" a "w2" a nech je pokojová hmotnosť urýchľovaných častíc rovnaká - "m0".
Potom, za týchto predpokladov a podmienok, ich relativistická hmotnosť "m(v)" pri rovnakej "pozorovanej" (relatívnej) rýchlosti "v" bude v jednotlivých kozmických lodiach rôzna.
Prečo?
Lebo v "kvalitatívnom" (všeobecnom) vzorci bude namiesto rýchlosti svetla "c" figurovať v jednom prípade rýchlosť "w1" a v druhom prípade rýchlosť "w2". Preto sa budú namerané kvantitatívne hodnoty relativistickej hmotnosti urýchlovaných častíc nepatrne líšiť.
V podstate o tom istom, ibaže "bledoružovom", som písal aj v článku "Ako bude fungovať urýchľovač častíc na Marse?"
(Pozri - http://cudzis.blog.sme.sk/c/433990/ako-bude-fungovat-urychlovac-castic-na-marse.html?ref=viacbloger)
Ja nie som expert na elektrodynamiku ani na optiku, preto nemôžem zodpovedne analyzovať príčinu, prečo špeciálna teória relativity v mnohých prípadoch predpovedá dobré (overené) výsledky aj s použitím Lorentzových transformácií, ktorých koncepcia je z hľadiska tzv. zdravého rozumu absurdná. Ale osobne si myslím, že to súvisí práve s tým, že objektívna rýchlosť šírenia svetla a elektromagnetických vĺn je porovnateľná (rádovo rovnaká) s objektívnou rýchlosťou kozmodriftu.
Podobne je rádovo porovnateľná s objektívnou rýchlosťou kozmodriftu aj veľká "pozorovaná" (relatívna) rýchlosť urýchľovaných častíc, a preto pozorujeme ich relativistické správanie.
Oblasť (relatívne) malých (relatívnych) pozorovaných rýchlostí, čo bola, je a stále bude doména klasickej mechaniky. Tam sú relativistické javy z kvantitatívneho hľadiska buď celkom nepozorovateľné (nemerateľné) alebo zanedbateľne malé. Ale nie preto, že by tie zákony neboli presné a fungovali len pri rýchlostiach nízkych v porovnaní s rýchlosťou svetla, ako by povedal "skutočný génius".
Preto staré dobré Newtove zákony pohybu nemajú povahu spojiteľnú s povahou zákonov v oblasti elektromagnetizmu, ktorá by ich spájala aj z hľadiska galileovskej transformácie.
A preto „intuitívne nepochopiteľné“ javy (podľa názoru pána Klimčíka) naďalej vzrušujú "ľudových bádateľov", hoci sú poväčšine len marginálnymi prejavmi toho, o čo v teórii relativity skutočne ide.
Osobne sa mi však zdá, že už je najvyšší čas, aby "vedátori" prestali podceňovať "ľudových bádateľov" (ako povedzme ja, pán Járay alebo pán Hlavačka?) a konečne sa pozreli na svet aj inak ako len cez svoje matematické vzorce a matematické koncepcie.
Lebo - ak pán Klimčík zatiahol do fyzikálnej problematiky aj pojem "demokracie" - podľa tohto princípu vždy existujú prinajmenej dve možnosti, medzi ktorými sa možno slobodne rozhodnúť:
Buď budeme naďalej postupovať (miestami správne) formálne - matematicky - alebo budeme postupovať (podstatne správnejšie) fyzikálne objektívne a logicky, a to ešte s "bonusom" názornosti, ktorý nám poskytne dostatočný nadhľad nad študovanou problematikou.
Do pozornosti stálym čitateľom mojich článkov:
Vážení priatelia, v poslednej dobe dostávam do svoje e-mailovej schránky cufr@centrum.sk od facebooku zoznamy mien ľudí, ktorí by azda chceli so mnou komunikovať cez facebook. Za všetky ponuky na tento kontakt vám srdečne ďakujem, no (predbežne) zo - subjektívnych dôvodov - nechcem pobývať na facebooku, aj keď ponúka možnosť chatu. Preto každého, kto má záujem o nejaké doplňujúce informácie k mojim myšlienkam, alebo dokonca záujem o nejakú (aj jednorázovú) formu spolupráce so mnou, nateraz odkazujem na uvedený e-mailový kontakt. Dúfam, že vás to neurazí ani neodradí od vašich zámerov v súvislosti so mnou. Ďakujem vám za porozumenie.
