dancanin

Úvodom: Tento článok je časťou mojej e-knihy Schizofrénia a náboženstvo (výber z tvorby), ktorá je dostupná zdarma na stiahnutie v internetovom kníhkupectve Martinus. Ak sa vám článok páči, stiahnite si e-knihu, aby som mal aspoň nejaké predaje – zdarma. Knižku si ľahko vyhľadáte a stiahnete. Stačí na stránke Martinus.sk zadať do vyhľadávača moje meno Pavol Dančanin alebo titul Schizofrénia a náboženstvo a knižku si stiahnuť.

Publikácia: Prvá a druhá časť tohto článku bola pod titulom “Unified Theory” publikovaná v časopise GALILEAN ELECTRODYNAMICS; volume 30, Special Issue 1, Spring 2019, GED East, strana 20.

1 Myšlienkový experiment

V teórii zjednotenia vychádzam z nasledujúceho myšlienkového experimentu

Obr. 1a

(Obr. 1a) Urobíme myšlienkový experiment: Ponoríme raketu na horizont udalostí čiernej diery1 a dodávame jej energiu, aby sa tam udržala – raketa má zapnuté motory.  Raketa tu zotrváva zarovno so svetelnou vlnou, ktorá odtiaľto nemôže uniknúť. Na pozorovateľa v  rakete pôsobí gravitačná sila Fg na horizonte udalostí čiernej diery (hu), túto silu označujem  Fg(hu).

Obr. 1b    

(Obr. 1b) Keď si odmyslíme čiernu dieru, situácia sa nezmení: raketa so zapnutými motormi ďalej zotrváva zarovno so svetelnou vlnou, avšak pohybuje sa pri tom rýchlosťou c v otvorenom priestore. Na pozorovateľa v rakete ďalej pôsobí rovnaká sila, ale pretože čiernej diery tu niet, nie je to gravitačná sila, ale teraz je to relativistická zotrvačná sila2 Fzrel pôsobiaca pri rýchlosti c, túto silu označujem Fzrel(c).

Táto sústava je ekvivalentná extrémne zrýchlenej sústave.

Platí vzťah:                                           Fg(hu) = Fzrel(c)

Obr. 1: Princíp ekvivalencie gravitačnej a relativistickej zotrvačnej sily

2 UNIVERZÁLNY PRINCÍP EKVIVALENCIE

V teórii zjednotenia (TZ) sa snažím rozšíriť princíp ekvivalencie3 vo všeobecnej teórii relativity (VTR) o môj princíp ekvivalencie medzi gravitačnou a relativistickou zotrvačnou silou (po­zri myšlienkový experiment – obr. 1). Z toho vyplýva zjednotené vysvetlenie princípu gravitácie a pohybového zákona šírenia sa svetla – gravitačná sila je relativistická zotrvačná sila.

Pre TZ je smerodajné, či je sústava pohybujúca sa rýchlosťou c zotrvačná (inerciálna) a teda beztiažová alebo v nej pôsobí relativistická zotr­vačná sila ekvivalentná gravitačnej sile na horizonte udalostí čiernej diery. Podľa klasickej mechaniky aj špeciálnej teórie relativity (ŠTR) by sústava pohybujúca sa rovnomerne priamočiaro, hoci aj rýchlosťou c, mala byť zotrvačná a teda beztia­žová. Podľa TZ sústava pohybujúca sa rýchlosťou c ZOTRVAČNE je kontra­dikcia. Svetlo sa v nej totiž šíri rovnako ako v pokojovej sústave, preto ZOTRVAČNÁ sústava nemôže byť spojená so svetelnou vlnou. Sústava spo­jená so svetelnou vlnou je buď: 

    A) extrémne zrýchlená sústava, alebo 
    B) sústava zotrvávajúca na horizonte udalostí čiernej diery, alebo 
    C) sústava pohybujúca sa rýchlosťou c. 

Ekvivalenciu týchto troch sústav nazvime UNIVERZÁLNY PRINCÍP EK­VIVALENCIE. 
   

Z toho vyplýva nasledujúce zjednotenie:

a) V extrémne zrýchlenej sústave pôsobí na teleso zotrvačná sila. 

b) Na horizonte udalostí čiernej diery pôsobí na teleso gravitačná sila. 

c) V sústave pohybujúcej sa rýchlosťou c by mala na teleso pôsobiť                      relati­vistická zotrvačná sila. 

Vo všetkých týchto troch prípadoch je to rovnaká sila – preto teória zjedno­tenia. Keby sme akceptovali UNIVERZÁLNY PRINCÍP EKVIVALENCIE, bola by to báza pre zjednotenie zotrvačných síl, gravitácie a pohybového zákona šírenia sa svetla – relativistickej zotrvačnej sily.

V TZ vychádzame z predpokladu (hypotézy), že niečo také ako sústava spo­jená so svetelnou vlnou teoreticky existuje, aj keď to nie je možné reálne dosiahnuť. Následne skúmame vlastnosti takejto sústavy.

Podľa TZ je rozdiel medzi zotrvačnými sústavami limitne sa blížiacimi rýchlosti c, kde je pre pozorovateľa stav beztiaže a neinerciálnou sústavou spojenou so svetelnou vlnou pohybujúcou sa rýchlosťou c, kde pôsobí relativistická zotrvačná sila. Najviac dôležité je pochopiť, že raketa sa rýchlosťou c môže pohybovať len keď má zapnuté motory, a preto na pozorovateľa v nej pôsobí (relativistická) zotrvačná sila, rovnaká ako gravitačná sila, keď zotr­váva na horizonte udalostí čiernej diery. Podľa TZ keby sme mali raketu, ktorú by sme dodávaním energie urýchlili na rýchlosť c a vypli by sme jej motory, táto raketa by automaticky stratila rýchlosť c a svetlo v nej by sa po­tom šírilo tak, ako v pokojovej sústave; pozorovateľ v nej by sa nachádzal v stave beztiaže. Pri rýchlosti c by teda mala na raketu – teoreticky! – pôsobiť relativistická zotrvačná sila, ktorá by ju po vypnutí motorov spomalila na zotr­vačnú sústavu s rýchlosťou nižšou ako je c. Problém je, že taká sila sa reálne nedá pozorovať: nedokážeme urýchliť raketu na rýchlosť c a vypnúť jej motory. Takže je čisto HYPOTETICKÁ.

Poznámky:

1 Čo je to čierna diera? Je to fyzikálny objekt, ktorého gravitácia je taká silná, že pohltí aj svetlo. V určitej vzdialenosti od stredu čiernej diery gravitácia vyrovnáva energiu svetla, takže na tejto hranici svetlo nie je ani pohltené čiernou dierou, ale ani neuniká von. Táto hranica sa volá horizont udalostí čiernej diery.

2 Povedzme, že máme raketu s neobmedzene výkonnými motormi, ktorú udržujeme zapnutými motormi na horizonte udalostí čiernej diery. Raketa tu zotrváva zarovno so svetelnou vlnou, ktorá odtiaľto nemôže uniknúť. Na pozorovateľa v rakete pôsobí gravitačná sila. Čo sa stane, keď si odmyslíme čiernu dieru? Raketa so zapnutými motormi sa ďalej udržuje zarovno so svetelnou vlnou, teraz sa však pohybuje v otvorenom priestore rýchlosťou c. Pretože raketa má zapnuté motory, na pozorovateľa v nej pôsobí zotrvačná sila rovnaká ako (gravitačná sila) na horizonte udalostí čiernej diery. Keďže však dodávanie energie rakete sa už neprejavuje jej zrýchlením, ale tým, že si vzhľadom na zotrvačnú sústavu udržuje rýchlosť c, nie  je to klasická zotrvačná sila pôsobiaca na telesá pri zrýchlení, ale teraz je to „relativistická zotrvačná sila“ pôsobiaca pri rýchlosti c. Týmto pomenovaním chcem túto silu odlíšiť od klasickej zotrvačnej sily pôsobiacej na telesá pri zrýchlení.

3 VTR stojí na Einsteinovom princípe ekvivalencie gravitačnej a zotrvačnej sily. Tento princíp vyplýva z dvoch faktov:

1. Pôsobenie gravitačnej sily rovnako, ako zotrvačnej sily je univerzálne – ovplyvňuje rovnako všetky fyzikálne procesy.
2. Gravitačná hmotnosť telesa je rovná  jeho zotrvačnej hmotnosti, čo znamená, že gravitačná sila, ktorou je teleso priťahované k inému telesu je rovná jeho odporu voči zrýchleniu.

Einsteinov princíp ekvivalencie umožňuje skúmať gravitačnú silu ako zotrvačnú silu. VTR potom opisuje gravitáciu ako zotrvačnosť telesa v zakrivenom priestoročase.