Éter a dva rozměry času

úterý 6. říjen 2009 21:15

V laických představách tvoří čas abstraktní nesymetrickou veličinu, která plyne stále stejným směrem. Někdy se proto označuje jako tzv. šipka času. Současná teoretická fyzika však rozlišuje ne jeden, ale hned několik směrů času: radiační, termodynamickou, kosmologickou nebo psychologickou šipku času, které se liší podle kontextu teorie, která je používá. V poslední době se objevilo několik teorií, které dokonce uvažují, že ve vesmíru plyne několik šipek času zároveň. Jak je to možné a jak se k těmto modelům staví éterová teorie?

Patrně nejuniverzálnější definicí času ve fyzice je tzv. termodynamická šipka času, která se vyznačuje růstem veličiny, zvané entropie - česky bychom ji označili jako míru neuspořádanosti systému. V systémech izolovaných od vnějších vlivů totiž neuspořádanost stále roste a to i tehdy, pokud se přitom viditelně nemění obsah energie. Představme si dva napohled stejné plyny, které se liší jen nepatrně, např. počtem neutronů v atomovém jádře v samostatných nádobách, oddělených přepážkou. Pokud přepážku odstraníme, plyny se postupně vzájemně promísí - ale protože jsou chemicky i fyzikálně téměř shodné, dojde k tomu bez jakéhokoliv znatelného vývoje tepla.

Protože atomy se poněkud pohybují v důsledku kvantových fluktuací vakua, termodynamická šipka času je pozorovatelná i při teplotě absolutní nuly, kdy se systémem žádná energie šířit nemůže. Entropický děj tedy probíhá i tehdy, když se systémem nešíří energie a proto je termodynamická šipka času zdánlivě obecnější, než např. radiační šipka času používaná např. teorií relativity, kde je vymezená šířením světla od zdroje k cíli. Je však nutné si uvědomit, že informace o stavu systému, tedy i o jeho uspořádanosti získáme vždy prostřednictvím šíření energie a obě definice času na sobě závisejí navzájem. V náhodném šumu nejsme schopni rozlišit pohyb ani směr času, proto je takové prostředí bezčasové: neexistuje zde čas ani prostor a energie se jím na větší vzdálenost nešíří, protože se akce jednotlivých částic postupně vyruší. To je také důvod toho, proč se povrchové vlny nepropagují pod hladinou vody: chaotický pohyb molekul zde znemožňuje šíření uspořádaného pohybu.

Podle současné fyziky pozorovatelný vesmír samovolně směřuje do stavu s maximální neuspořádaností ze stavu počátečního stavu vymezeného počáteční singularitou v okamžiku velkého třesku, což přirozeně vyvolává otázku, jaká bytost vesmír na počátku uspořádala, aby se pak mohl stále jenom rozpínat? Podle éterové teorie však tento trend není jednoznačný a o směru šipky času rozhoduje velikost objektů, protože vesmír je vyplněn drobnými fluktuacemi, které se projevují jako mikrovlnny, které mají průměrnou vlnovou délku asi 2.6 cm. Tato vlnová délka je v éterové teorii velice důležitá, protože vymezuje střed rozměrové škály pozorovatelného vesmíru, k čemuž se vrátím v některém z dalších příspěvků. Podstatné je to, že v systému fluktuací určité velikosti jsou menší objekty těmito fluktuacemi rozrušovány a postupně se vypařují na záření, čili vlny energie. Větší objekty však mezi sebou tyto fluktuace stíní a jsou jimi sráženy dohromady silou, kterou nazýváme gravitace. 

Jemné fluktuace vakua jsou tedy přičinou toho, že ve vesmíru neustále probíhají dva procesy: expanze a kvantové vypařování hmoty na řidší formu, tedy lehčí částice až na fotony a gravitační shlukování větších útvarů v důsledku gravitace do hustších forem viditelné hmoty: protoplanetárních oblak prachu, planet, hvězd a posléze černých děr. Je to proces analogický fluktuacím v chaotickém plynu, kde neustále vznikají a zanikají v důsledku náhodných srážek jeho částic, jen na mnohonásobně rozsáhlejším a fraktálně zvrstveném měřítku. Není náhodou, že my, jakožto pozorovatelé svou velikostí spočíváme právě na hraně těchto dvou procesů: jako produkt velmi dlouhé vesmírné evoluce, která začal dávno před vznikem organického života neustále balancujeme na tenké hraně mezi těmito dvěma světy. V jednom z nich termodynamická šipka času běží dopředu, zatímco ve druhém tento čas běží obráceně.

Model kondenzace fluktuací éteru do kvantové pěny Model časoprostorové brány, tvořené dvojicí gradientů hustoty

Podle éterové teorie je toto chování důsledkem geometrie fluktuací éteru, které mají při dostatečné hustotě částicového prostředí charakter dynamické pěny, tvořené membránami se dvěma povrchovými gradienty. Jak jsme si uvedli dříve, každý časoprostor šířící energii v příčných vlnách je tvořen gradientem hustoty, podobně jako vodní hladina, po které se šíří povrchové vlny. Membrány pěny jsou ploché a vždy obsahují takové gradienty nejméně dva, směrující proti sobě. Uvedli jsme si také, že časová dimenze je vymezená směrem kolmým na rovinu gradientu - z toho tedy vyplývá, že musíme pozorovat dvě časové dimenze místo jedné a výše popsané dvojí chování různě velkých objektů a šipek času ve vesmíru patří k mnoha předpovědím éterové teorie.

Srážkami časoprostorových membrán vznikají místa ve vesmíru, kde počet šipek času roste V okolí černých děr hustota vakua roste tak rychle, že zde dochází ke štěpení časoprostorů a šipek času Směrem do středu se hustota časoprostorových membrán zvyšuje, dokud nevytvoří kvantovou pěnu vakua uvnitř černé díry

V obecnějším pohledu může počet časových dimenzí narůstat prakticky neomezeně stejně, jako počet dimenzí prostorových: například tehdy, dochází-li ke srážkám časoprostorových membrán, jak ilustruje horní obrázek. V takových místech hustota éterové pěny prudce roste, a její membrány se zakulacují, což energii umožňuje se rozptylovat a šířit více směry současně. Výsledkem kolize časoprostorových membrán jsou černé díry: v případě rotujících černých děr dochází ke štěpení časoprostorů tím, že se kolem nich vytvářejí několikanásobné horizonty událostí, horizont takových černých děr se tříští povrchovými víry do mnoha zrn jako povrch maliny. Směrem ke středu se časoprostorové membrány postupně zahušťují, až zde vytvoří novou generaci kvantové pěny, tvořící vakuum uvnitř černé díry. Vývojem a detailní strukturou černých děr se budeme zabývat později.

Existence dvojí termodynamické šipky času se projevuje na mnoha místech v přírodě, kdy se větší objekty samovolně shlukují a kondenzují do hustších útvarů, zatímco ty menší se vypařují a těm větším často slouží jako "potrava". Např. při dešti tlak vodních par na povrchu kapek závisí na jejich průměru: zcela malé kapky mají relativně vyšší tenzi par a rychleji se vypařují, zatímco ty větší rostou na jejich úkor - je to tedy proces dvou protiběžných termodynamických šipek analogický vývoji hmoty na kosmologické škále. V biosféře se drobné buňky kondenzují na větší organismy a tak unikají predátorům. Ve společnosti se firmy nebo malé státní celky často stávají obětí těch větších a úspěšnějších, které rostou na jejich úkor, apod. Mezním testovatelným důsledkem symetrie šipky času je existence antičástic, které už fyzik Dirac, inklinující k éterové teorii už ve 30. letech minulého století interpretoval jako bubliny hmoty žijící v opačném čase. Pojmem antihmoty se rovněž budu zabývat později v samostatném příspěvku.

Milan Petřík

uDbzcZCqhnQLOoGqfEkIqmSkt16:429.7.2011 16:42:41
uJrcTZSBiEcbJmnsjfsWUSwbZP00:449.7.2011 0:44:27
Petrikobarvení času pomocí logických brýlí11:049.10.2009 11:04:06
Navrátil Josef>obarvení< času pomocí logických brýlí19:328.10.2009 19:32:18
PetrikČas sám nemůže a nemá "směry".18:268.10.2009 18:26:11
Navrátil Josefvícerozměrný čas 0210:188.10.2009 10:18:33
Navrátil Josefvícerozměrný čas09:388.10.2009 9:38:00
Navrátil Josefsmysl významu,07:188.10.2009 7:18:23
Vít ŠlechtaVynikající23:337.10.2009 23:33:12
PetrikMoc smyslu pro laika to nedava01:467.10.2009 1:46:28
HKMEter....00:207.10.2009 0:20:18
MartinPochvala00:127.10.2009 0:12:25

Počet příspěvků: 12, poslední 9.7.2011 16:42:41 Zobrazuji posledních 12 příspěvků.

Milan Petřík

Milan Petřík

Aktuality a postřehy ze světa vědy

Astronomie, fyzika

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik