JAK DLOUHÁ JE METROVÁ TYČ ???

Kontrakce délek je teoretický fenomén, který v TR doprovází dilataci času. Protože základní Einsteinův postulát ustanovuje rychlost světla jako konstantní a maximální rychlost pro jakýkoliv hmotný objekt (a pro jakéhokoliv pozorovatele) – dilatace času v STR „automaticky“ vede ke kontrakci délek:

V kapitole Kontrakce délek jsme na příkladu demonstrovali, že bez zavedení principu kontrakce délek by rychlosti těles hravě překonávaly rychlost světla.

Jestliže například mionům (vznikajícím v zemské atmosféře při rychlostech 0,995 c) přisoudí externí pozorovatel díky dilataci času desetkrát delší život, „musí“ kontrakce délek pohybujícím se mionům zkrátit dráhu letu stejným poměrem na desetinu – jinak by z interního pohledu mionu byla jeho rychlost téměř desetkrát větší, nežli je rychlost světla – což je „nepřípustné“! Aby zůstal obecný vztah kinematiky pro rychlost zachován rychlost = dráha/čas; v = s/t, dilatace času musí být kompenzována kontrakcí délek.

V tomto ohledu je potřeba si znovu uvědomit historický kontext a sled událostí:

Einstein publikoval kontrakci délek spolu s dilatací času v roce 1905 (vycházeje z předchozích Lorentzových transformací). V té době ještě nikdo neznal Minkowského budoucí objev časoprostoru, v němž je čas reálným čtvrtým rozměrem našeho světa a jeho „plynutí“ v tomto kolmém prostoru je příčinou oněch prazvláštních časových posunů.

Einstein se dopracoval ke vzorcům pro dilataci/kontrakci čistě na základě svých dvou postulátů – principiálním důvodem zde není „tok“ času čtvrtým kolmým prostorem, nýbrž požadavek na splnění obou postulátů (pohyb je vždy relativní, rychlost světla je vždy stejná bez ohledu na pohyb jeho zdroje či pozorovatele).

Lorentzova transformace byla vypracována jako matematický nástroj pro přepočet kinematických veličin (dráha, čas) dvou vůči sobě „relativně“ se pohybujících pozorovatelů, přičemž primárním předpokladem této transformace je neměnnost rychlosti ve = vi.

Einsteinův fyzikální koncept je zcela jiný nežli Minkowského – což je důvod, proč se Einstein tak dlouho bránil Minkowského vidění světa.

Pointou je, že kdyby se Minkowského matematika časoprostoru objevila před Einsteinovou teorií – dokázala by objasnit Michelson-Morley experiment mnohem elegantněji. Nezdar v měření rychlosti světla vůči éteru i konstantní rychlost světla by obojí „automaticky“ objasnil Minkowského časoprostor, v němž čas plyne kolmo k našemu 3D světu, tudíž velmi rychlý pohyb prostorem způsobuje pozorovanou dilataci času.

V takovémto dějinném scénáři by nevznikl prostor pro oba Einsteinovy postuláty, a tím pádem ani pro kontrakci délek! Protože však ještě před objevem existence časoprostoru byly publikovány práce Lorentze a Einsteina, Minkowski dodržel zavedené konvence a za absolutorium (pro každého pozorovatele shodnou veličinu) označil taktéž rychlost. I v jeho práci proto dilataci času provází úměrná kontrakce délek.

Proč na tom záleží?

Moderní fyzika svádí tento neúspěch na rozličné důvody:

Současná technologická úroveň lidstva údajně nemá prostředky, jak provést dostatečně přesný experiment. Běžné makroskopické předměty neumíme urychlit na řádové rychlosti světla – pouze objekty v oblasti částicové fyziky, kde však neumíme objektivně měřit rozměry či tvar pohybujících se částic v urychlovačích.

V tomto mikrokosmu již hraje roli vlnově-částicová povaha hmoty – elementární částice de facto nemají exaktně přesné rozměry či tvar (ve smyslu objektů z běžného makrosvěta) – jde spíše o blíže neurčitá „klubka“ či shluky energie a nikdo netuší, jak elementární částice „reálně“ vypadají. Měřit jejich podélné zkrácení ve směru pohybu (předpovídanou kontrakci délek) je tudíž nereálné.

Fyzika nicméně neochvějně hájí kontrakci délek a nabízí spoustu takzvaných „nepřímých důkazů“. Ve všech případech však jde o princip bludného kruhu:

Postavíme teorii na nějakých hypotézách, následně provedeme experiment a jeho výsledek odůvodníme postulovanými hypotézami. Vše sepíšeme do odborného článku a vydáváme jej za důkaz korektnosti našich myšlenek.

Svět je již v důsledku dilatace času dosti prapodivný a záhadný – díky Minkowského objasnění existence časoprostoru je však dilatace času logicky uchopitelná a smysluplná.

Stvořili jsme panoptikum – kreaturní svět a kreaturní vesmír jen proto, abychom zachovali platnost dvou nepodložených postulátů. Takovýto svět generuje více otázek nežli odpovědí:

TR generuje řadu logických paradoxů, z nichž některé dokáže objasnit lépe a jiné hůře. Svou rozpolcenost však tato teorie umí velmi dobře maskovat – má na své straně totiž silné karty:

S otázkou kontrakce délek se pojí především Ehrenfestův paradox:

Při rotaci kruhového disku (při rychlostech blížícím se rychlosti světla) by měl pozorovatel vlivem kontrakce délek naměřit na okrajích rotujícího disku kratší obvod – kružnice by (s rostoucím poloměrem) měly přestávat splňovat vzorec pro obvod kružnice (2πr) – obvod kružnic by se zkracoval!

Příznivci TR samozřejmě našli i pro tento paradox vysvětlení – a to hned několik:

Nejsnazší je prohlásit, že natolik tuhý materiál, aby vydržel extrémně rychlou rotaci, neexistuje a prohne se (do tvaru mísy) přesně takovým způsobem, aby vyhovoval kontrakci délek. Jiná „řešení“ se většinou opět uchylují mimo Euklidův pravoúhlý svět a najdou vysvětlení buď v Riemannově obecně křivém prostoru, anebo nějakém jiném prostoru, který je ještě více pokřivený nežli ten Riemannovský.