Obrázok používateľa CEZ OKNO
Modely speciální teorie relativity (6.) Délky, hmotnost, kruhový pohyb

Vesmír se ve 20. století ukázal být, ve své fyzikální konstrukci, mnohem promyšlenější, než se lidé dřív domnívali. Dne 7. listopadu 1918 poprvé začaly noviny představovat veřejnosti nové, odlišné názory na vlastnosti Vesmíru. Na natahování času a prostoru.
„Příčina popularity teorie, které většina Einsteinových obdivovatelů v podstatě nerozuměla, je dodnes pro mnohé hádankou.“ [21]
Teorie posuzuje děje ve velké, podsvětelné rychlosti objektu.

▪ Zvažuji, zda délky objektu
- se ve vysoké rychlosti v STR změní a pozorovatel je vnímá objektivně?
- anebo hmota nedilatuje a změní se vjemy pozorovatele?
▪ Rotující kola zmenšují svůj průměr - dle výpočtu. Nejvíc při obvodu, a lze posuzovat paradox.
- Děj zkusím modifikovat těmi postupy, které uvažoval předchozí díl - STR (5.).
▪ Hmota, v rostoucí rychlosti, brání urychlení nečekaně moc.
- Jaká je příčina relativistického růstu hmotnosti?

* * *

Rychlosti v diskrétním prostoru

Předkládám obraz tří korábů v geometrickém prostoru - nikoliv v časoprostoru. Objekty mají různé rychlosti, podložené skrytým Zdrojem pulsů (obr. 15).


Obr. 15. Tři hvězdolety, o ustálených rychlostech, v posicích prostoru

Vesmírné koráby mají své pohonné motory vypnuté. Horní se nepřemísťuje posicemi prostoru, takže jeho hmota stárne nejrychleji. K pohybům jeho částic se mu nabízejí všechny zdrojové pulsy (PZ). Koroduje rychleji než prostřední koráb, jenž polovinu pulsů (PL) využije k dopřednému pohybu, a to svou setrvačností. Zbývající druhá polovina pulsů (PT) pak prostřednímu dovoluje uskutečnit změny na palubě; pohyb. Využité (PT) 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; postupně tyto nevyužité zdrojové pulsy (PT) využívat jako délkové (PL). Pozorovatel z horního korábu by hodnotil všechny děje, toho spodního, jako zpomalené. Kosmonaut dolního korábu své zpomalení nevnímá.

Popsaný diskrétní přístup dbá poznatku teorie relativity spojitého prostoru, kde výpočet určuje, že nelze dosáhnout rychlosti světla. Zrychlováním korábu se jeden nevyužitý puls (PT) stále víc vzdaluje od druhého. V řadě pulsů přibývá délkových (PL). Zhodnotit tento účinek výpočtem se nachází už mimo mé postupy mechanických modelů.

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

Časy v diskrétním prostoru

Soustava v rychlém pohybu má zpomalený čas - ve srovnání s pomalou soustavou.

Situaci popíšu užitím následujícího postupu (obr. 16). Rychlý koráb letí kolem oběžnice, na níž je, rovnoměrně po délce, rozmístěno dvanáctero synchronizovaných hodin I - XII. V nemnoha okamžicích, kdy kosmonaut vnímá, postupně vždy na dalších zjišťuje rychlý postup času – tam venku. Srovnáním s korábovými hodinami se přesvědčuje, že on sám stárne pomaleji.

Pozemšťané sledují naopak údaje korábových hodin, ať už kamerou nebo rádiem, jsouce rozmístění po délce své země od I do XII. Zjišťují, že kosmonaut stárne pomaleji – jeho hodiny se opožďují.


Obr. 16. Koráb ověřuje Lorentzův čas

Toto modelové vysvětlování se užitím Zdroje pulsů liší od speciální teorie relativity (STR). Poznatkem o zpomaleném čase, například na družicových hodinách pro GPS, se obhajuje 16. obrázek. Sedí-li v družici kosmonaut, zřejmě mu žádný ze získaných údajů nenabídne předpokládat, že čas na Zemi je pomalejší. Problematika je však složitá; navíc další vlivy obecné teorie relativity přesahují jednoduché přístupy, které používám.

Délky v použitých modelech

Navržený princip hledá, jak nekonfliktně nahradit destruktivní změnu délky pružného transportního pásu - viz 2. díl STR – alespoň nejjednodušším, jen nastíněným postupem. Pás se zkrátí, užije-li se zavedeného vysvětlení spojité STR. Kdežto využitím diskrétního přístupu nikoliv; délka zůstává stejná, a to v kterémkoliv směru, bez ohledu na směr pohybu soustavy prostorem.

Paměť diskrétního prostoru uchovává délky objektů beze změny. Jejich zkracování zde zaměňuji strnulostí přesunované hmoty v určitých okamžicích - pulsech (PL). Ani hmotný pozorovatel v nich nic nevnímá. Jemu zkouším přisuzovat vliv na zkrácení délek – jen v jeho vjemech, po přepočtení do perspektivy.

Na transportní pás umístím mravence. Zdrojové pulsy (PZ) se mu měnily v pohyb (PL), a na čas (PT) jich zbývá méně. V pohybových pulsech nevnímá své okolí.

Než se z nevyužitých (PT) zdrojových pulsů napočítá jeho jednotka času (1 sekunda ať činí 1043 pulsů), urazí delší vzdálenost oproti předpokladu Newtonovské fyziky s její neměnnou 1 sekundou.

Některé okamžiky (PL) své existence nežil - nestárnul. Hodiny mu fungují obdobně. Když tvor nevnímá a má délkové pulsy, ani hodiny netikají.

Hmota se nemění, mění se prostor? Zde však jen účinkem pozorovatelova vnímání. Za svou 1 sekundu minul větší délku okolí, než by urazil za sekundu Newtonovy fyziky. Hmota okolí ani hmota jeho objektu se tím nijak nezměnila.

▪ Fotoaparát pomalé soustavy zachytí délku rychlého korábu objektivně, pokud pořídí snímek za 1 zdrojový puls (PZ). Délka korábu nechť je shodná s délkou aparátu; pak není nutno zohlednit trasu světla, jímž koráb září. Spíš však bude fotografie korábu rozmazaná, protože obrázek nevznikne za 1 PZ.

▪ Fotoaparát rychlé soustavy ať pořídí snímek za 2 časové pulsy. Mezi nimi však proběhne mnoho délkových pulsů. Pak soudím, že snímek zkreslí skutečnou délku okolí.

Snímek pořízený za ještě delší čas, za mnoho PT, posuzuji jako zachycený na mnoha místech, a to s vynecháním mnoha délek (obr 17.). Obrázek ukazuje časové okamžiky, ve kterých na korábu vše fungovalo. Tedy při míjení hodin I, IV, VII a X. Zdánlivé zkrácení okolního prostoru ve zrakovém vjemu se podpoří, když uvažuji jen úzký kosmonautův zorný úhel.

Zobrazení délky okolí - ve směru letu aparátu - se zkrátí.


Obr. 17. Prostorové vjemy pozorovatele na podsvětelném korábu skládají výsledný zážitek geometrické délky

Princip zde předložených modelů dovoluje technice pracovat při libovolné rychlosti; pouze se zpomalí její chod - z hlediska pomalých pozemšťanů. Objekty se nezkracují.

Zde použité mechanické modely dbají jednoduchých přístupů - nesleduji např. vliv rychlosti světla na přenos informací během pohybu soustavy - v různých směrech. Takový promýšlený přístup by si vyžádal další hledání, jistě do mnohem větší hloubky a šířky celé problematiky.

Růst hmotnosti

Při velké, podsvětelné rychlosti pohybu roste odpor hmoty vůči dalšímu urychlování. Fyzika změnu zrychlování podmiňuje růstem hmotnosti, výpočtem, zde však zkusím odlišně zdůvodnit příčinu růstu relativistické hmotnosti. Ostatně i jiní hledající se zamýšleli nad vlivem zpomalení času.

V malé rychlosti korábu jsou sekunda pozemská i korábová skoro stejně velké. Ať motor spotřebuje metrák paliva za sekundu. Při podsvětelné rychlosti totéž množství paliva, tutéž hmotnost, ať motor spaluje delší dobu, např. 5 pozemských sekund, odpovídajících jedné korábové sekundě.

Časové okamžiky, kdy motor může spalovat palivo, jsou proloženy velkým množství délkových pulsů (PL), kdy spaliny z motoru se jen přesunují stejnou rychlostí jako koráb. Nerozpínají se, nemají žádné okysličování, a tehdy jej neurychlují. Veškerý koráb bývá v délkových pulsech jako v pohádce - na okamžik zkamení – při svém letu posicemi prostoru.

Nabízejí se délkové pulsy (PL), jež přerušují jev zrychlování; oslabují ho. Zdrojové pulsy (PZ) se mění na pohyb a potřebný čas (PT) není k dispozici.

Zavedená příčina - růst hmotnosti - je výpočetně v souladu s STR, avšak zdůvodnění souvislostí, k dávno přijatým transformacím, je nabízeno i diskrétním přístupem. Zvětšení hmotnosti těles by takto bylo jen zdánlivé.

Ostatně, podsvětelná rychlost v urychlovačích údajně částicím nezvětšuje jejich vzájemné přitahování, ačkoliv letí rovnoběžně spolu. Snad tam postulát STR – princip ekvivalence – není splněn? Setrvačné působení se na částicích projevuje, ale gravitační nikoliv?

Kruhový pohyb kotouče

Ke smršťování obvodu kotouče, při nejvyšších rychlostech, uvádí životopiscova kniha [22]:

„Rádius se však s ohledem na pozorovatele ve středu nepohybuje, takže délka zůstává stejná, ať již disk rotuje nebo stojí v klidu. Znamená to, že Euklidova rovnice nemůže platit ve všech případech. Obvod rotujícího disku je kratší než obvod téhož disku, který se nachází v klidu.“

Euklidovou rovnicí se rozumí výpočet obvodu kružnice, jenž užívá Ludolfova čísla π = O/d.

Dále Einsteinův popis [23]:

„Měří-li tedy pozorovatel nejprve obvod kotouče, potom jeho průměr svým měřítkem a dělí-li potom oba tyto výsledky měření, nevyjde podíl známé číslo π=3,14..., nýbrž větší číslo, zatímco na kotouči klidném vzhledem ke K by musilo přesně vyjít π.“

Úryvky popisují změny délky obvodu při otáčení.

Vnitřní body kotouče, o menší obvodové rychlosti, relativisticky mění svůj obvod méně intenzivně. Tak vysvětluje speciální teorie relativity ve spojitém prostoru.

Příklad – výpočet rychlosti:

Kotouč má poloměr 1 metr. Jeho úhlová rychlost ať činí např. pootočení o 10° za 1 nanosekundu. Bod na obvodu se otočí za t = 360°/10° = 36 ns.

Obvod kotouče O = 2πr, vychází asi 6 metrů. Bod na obvodu kotouče má rychlost
v = O / t = 6 / (36 · 10-9) = 166.000.000 m/s = 166.000 km/s.

Předpokládám vypočtené rychlosti, že její relativistické souvislosti nejsou zanedbatelné. Vlivem rozdílných úhlových rychlostí se okrajová hmota má smrštit víc, než vnitřní hmota o menší úhlové rychlosti. Zřejmě okrajová hmota kotouče rozdrtí jeho vnitřek?

Zde modelová fyzika promýšlí délkové jevy jinak. Zkrácení nahrazuje odlišným chováním hmoty při translaci. Hmota v pohybovém pulsu už nemůže mít žádný jiný pohyb, nijak jinak se nemění. Její kousky se nemůžou současně přesunovat jiným směrem; atomy se neslučují do jiných molekul, v nervových vláknech v tom okamžiku nepostupují žádné signály. A provedení kotouče se přitom nezměnilo. Pozorovatel na obvodě rychlého kotouče by vnímal změněné okolí dle 17. obrázku.

Prvotnost ve vědě

Relativistický výklad vysvětluje zkracování délek, ve spojitém Euklidově prostoru. Jenže nad smrštěním obvodu kotouče, nad paradoxem, lze váhat. Mohl by snad být výklad ovlivněn převahou matematiky nad fyzikou v oboru fyziky?

Postupný vývoj matematického poznání, fyzikálního génia, je známý [24]:

„Hlavní věc je obsah, nikoliv matematika. Matematicky můžete dokázat cokoliv.“ Einstein se domníval, že jádrem relativity jsou základní fyzikální principy, a nikoliv pěkné, avšak bezobsažné čtyřrozměrné vzorce, které měl za „zbytečnou učenost“.

-

Einstein později připustil, že bez Minkowského čtyřrozměrných výpočtů by relativita „možná zůstala v plenkách“.

Euklidův a perspektivní prostor

V Euklidově prostoru ať pouhých 10 zdrojových pulsů vytvoří 1 sekundu, respektive 300.000 km. V perspektivě, s osami cejchovanými kvadraticky, je to 1 s2, respektive 300.0002 km2 (obr. 18). Vlevo se zobrazuje stav v diskrétním prostoru po 20 pulsech. Například hvězdolet střídal jejich využití; je zobrazen běh 10 PT a 10 PL.

Vpravo, na svislé ose, z bodového provedení se převede 20 PT - časových pulsů - do vnímané perspektivy jako kvadratický čas tq = 2 s2. Kdežto Euklidův prostor sděluje, že 20 pulsů odpovídá času tEu = 1,4... s. Posuďme, že udává nepřesný údaj, protože potřebný výpočetní výsledek vůbec neexistuje.

Pak 40 PT bodového obrázku by vytvořilo v perspektivě kvadratický čas tq = 4 s2, to je v ní pochopitelné. V Euklidově časoprostoru čas tEu = 2 s. Zde je racionální číslo obhajitelné.


Obr. 18. Stav ve 20. pulsu. Vlevo diskrétní prostor. Vpravo Euklidův a perspektivní prostor, s vodorovnou osou, značenou násobky délkové jednotky

Lidské zážitky nabízejí perspektivu, převodem z diskrétního prostoru. Pro 40 PT a 20 PT vychází oběma prostorům podíl stejný: 40 PT/20 PT = 4 s2/2 s2 = 2. Poměry rychlostí, posouzené diskrétně a perspektivně, jsou shodné.

Kdežto obdobným porovnáním euklidovsky vyjádřených časů shoda nevzniká. Neplatí rovnice 40 PT/20 PT = 2 s/sqrt(2) s. Podíly jsou odlišné; nalevo je 2. Jenže napravo je iracionální podíl 2/1,41..., kdy jmenovatel zlomku nemá velikost.

Otázka - má perspektiva s diskrétním prostorem nějakou výpočetní výhodu?

Nevím. „Pouze“ nabízejí uvážit způsob sestrojení Vesmíru. Užívaná data jsou přesná - bez nevýstižného zaokrouhlování, jež míváme za samozřejmě nutné. Pokud jsou nabízené postupy přijatelné, pak se vyjadřují k názoru, že svět je tvořený Májou. Už proto, že hypotéza Euklidova prostoru s hmotou nedovoluje, abychom geometrii matematizovali s úplnou přesností. Matematika jej v úplnosti nevystihuje.

Vyskytují se námitky s upozorněním na Heisenbergův princip, kterému se zdá odporovat princip nachystaných posic. Ne, v umísťování bodů a částic lze náhodnost rozlišit, aniž bych toto zde dál rozváděl.

V diskrétním prostoru objekty udržují konstantní geometrické rozměry, a to bez ohledu na rychlost pohybu

Zdánlivé změny geometrických rozměrů sleduje pozorovatel, když se pohybuje perspektivním prostorem pod vlivem zpomaleného času

Modelové postupy dovolují, aby technika řádně pracovala a to v libovolné rychlosti soustavy v posicích prostoru; pohyb zpomalí chod vůči taktům vesmírného Zdroje

Obvod kotouče se rotací nemění, ale hmota, při obvodu kotouče, stárne pomaleji než vnitřní hmota

Modelové postupy nesledují relativitu času, dle které čas kterékoliv soustavy má být vždy ten nejrychlejší

Závěr

Jsou různé paradoxy na Zemi:
▪ Přeceňujeme krásné umění, ale nedoceňujeme kosmonautiku, jež ochrání Zemi před škodami ze Sluneční soustavy.
▪ Zhodnocujeme důležitost matematických výsledků?

Dbáme výpočtů, jež však často bývají bezvýsledné. Věříme jim. Což o to, naše vyslance opakovaně přivedly až na Měsíc a zpět.

Jenže iracionálních výsledků užíváme i k vysvětlení konstrukce světa! Tudíž jen přibližným způsobem je sestaven svět? Axiomy STR můžou zůstat nezdůvodněné, anebo lze posoudit přístupy dle perspektivního prostoru a času. Pak svět nutno zvažovat jako život daný právě jen pěti smyslovými zážitky, jež dávají vzniknout názorům na hmotu. Tu vnímáme - a za našimi vjemy je skutečně hmota anebo virtuální realita?

Během století prošla STR vývojem, který zavedl množství souvislostí. Důkladně je porovnat s informatickou naukou přesahuje mé možnosti. Je-li předložený popis problémů logický, pak dovoluje popsané postupy prověřit všestranněji a rozvinout náročněji.

Děkuji čtenářům za trpělivé sledování jednoduše sestavovaných myšlenek.

Literatura

[21] Šílené myšlenky - Irina Radunská, Mir Moskva 1975, s. 269
[22] Einstein v Berlíně - Thomas Levenson. Práh, Praha 2004, s. 97. (Orig. 2003)
[23] Teorie relativity - Albert Einstein. VUTIUM - VUT, Brno 2005, s. 139
[24] Einsteinův vesmír. Jak vize Alberta Einsteina změnily naše chápání prostoru a času - Michio Kaku. Nakl. Dokořán, s.r.o., a nakl. Argo, Praha 2005, s. 50, s. 51. (Orig. 2004)

- koniec -


Všetky časti postupne nájdete na tejto adrese.

Bohumír Tichánek

http://www.tichanek.cz/


Súvisiace:

Priestor a čas
http://www.cez-okno.net/rubrika/rubriky/priestor-a-cas


Sekcie: 
august 21, 2015 22:20 popoludní
  • krát komentár

0 krát komentár

 

 

Top