Fungovaly by reflektory při rychlosti světla?Vsauce

Ahoj, tady Michael z Vsauce. Kdybyste řídili auto jedoucí rychlostí světla a zapnuli za jízdy přední světla, co by se stalo? Mohla by se světla rozsvítit, nebo by zůstala vypnutá? Nebo by se světlo vytvořilo, ale hromadilo by se uvnitř reflektorů jako přetékající umyvadlo.

Nebo by světlo vyletělo dvojnásobkem rychlosti světla. Normální rychlost světla + rychlost auta. Ne, to nebude správně. Nic z toho není správně, protože na tuto otázku neexistuje odpověď. Auto se nemůže pohybovat rychlostí světla. Žádný hmotný objekt to nedokáže. Říkáte si: "Ale no tak..."

"Něco se rychlostí světla pohybovat může, něco, co žádnou hmotnost nemá." "Třeba fotony." "Pojďme si vyrobit auto ze světla." Dobrá. Pojďme to vzít v úvahu, protože když si představíme, jaké to je být světlem, vyvstane nám několik otázek o světle, o tom, proč jsou věci tak, jak jsou, a o tom, jestli jsme, nebo nejsme skuteční.

Abyste pochopili, co tím mám na mysli, musíme si nejprve promluvit o c. O rychlosti světla. Je to konstanta. Pokud zrovna nezrychlujete, můžete se pohybovat rychle nebo pomalu v jakémkoliv směru a vždy uvidíte, že se světlo pohybuje rychlostí světla.

I když to vypadá, že světlo zpomaluje při průchodu různými materiály, fotony samotné se stále pohybují rychlostí c, jen musí uletět delší vzdálenost, což jim zabere víc času. Tento zákon platí neustále. Pokaždé když se pohybujete ve vztahu k okolí, pozorujete okolí odlišně a okolí pozoruje odlišně vás.

Když se pohybujete, všechno, co se nehýbe s vámi, se zdá být zkrácené na délku a zpomalené v čase. Všichni ostatní ale pozorují, že se tyto změny dějí jen vám. Tyto změny se opravdu dějí, jen jsou neměřitelné při rychlostech, kterými se běžně pohybujeme. Například když si jdete do ledničky pro něco na zub, bude vám lednička připadat o 11 triliontin blíže a o 11 triliontin kratší, než kdybyste se nehýbali.

Taky si všimnete, že se v čase pohybuje pomaleji než vy. Každá její sekunda bude o 11 triliontin delší než ta vaše. Vaše lednička by ale pozorovala stejné změny na vás. Jsou to malé hodnoty, ale při rychlostech blížících se rychlosti světla můžou být tyto změny pozoruhodné. V jednom starším videu jsem poznamenal, že částici letící k Zemi rychlostí 99,9999999999991 % c se celá Země zdá jen 17 metrů široká.

Celá naše planeta. Zkusme teď srovnat světla nepohybující se rakety a rakety letící 99% rychlostí světla. Pohybující se raketa by byla zploštělá ve směru pohybu k nám, zatímco stojící raketa by vypadala normálně. Když se jim rozsvítí reflektory, světlo vyletí u obou stejnou rychlostí. Rychlost zdroje světla jej nedokáže zrychlit. Pohyb zdroje ale přidává světlu energii ve směru pohybu rakety, což způsobí modrý posun při pohledu zepředu a červený posun zezadu.

Takhle bychom to ale viděli jen my, kdybychom stáli na místě jako nepohybující se raketa. Posádka pohybující se rakety by neviděla, že má světlo jen malý náskok před nimi. Viděli by přesně to, co vidí posádka zastavené rakety. Viděli by, jak se od nich světlo vzdaluje rychlostí světla, jako by se ani nehýbali. Vysvětlím vám proč.

Řekněme, že tato vzdálenost je světelná sekunda. Vzdálenost, kterou světlo uletí za jednu sekundu, což je 299 792 458 metrů. Po jedné sekundě z našeho pohledu oba paprsky uletí světelnou sekundu. Posádka letící rakety ale měří rychlost světla stejnou jako my. To přece nedává smysl. Světlo se přece ještě nevzdálilo o světelnou sekundu od nich. Jejich světelná sekunda je totiž kratší než naše.

Navíc by ani nesouhlasili, že už uplynula sekunda, protože pro ně čas ubíhá pomaleji. Jejich sekunda trvá déle než ta naše a za tu dobu se od nich světlo opravdu vzdálí o jednu světelnou sekundu. Jednotliví pozorovatelé se na svých měřeních prostoru a času často neshodnou. Přes všechny různé neshody se ale shodnou na jedné věci. Na rychlosti světla. Ta je vždy stejná pro všechny.

Ale co kdybyste se pohybovali rychlostí světla? Dokázal by to jen nehmotný dopravní prostředek, tak pojďme předpokládat, že takový dokážeme vyrobit. Takové vozidlo by cestovalo se světlem. Světlo by se od něj nedokázalo vzdálit ani o kousíček. Nehledě na to, jak krátký by pro něj byl metr. Nehledě na to, jak krátká by pro něj byla sekunda. Nikdy by jste neviděli, že se od něj světlo vzdaluje.

Z jeho pohledu by se světlo nehýbalo. Pasažéři by nesouhlasili, že se světlo pohybuje rychlostí světla. Je to tak? Ne tak úplně. Při rychlosti světla totiž není nic k vidění. Ne, protože by nebylo co vidět, ale protože tam není nic, co by stihnulo provést jakékoliv pozorování. Jak jsme si už říkali, když se rychlost předmětu přiblíží rychlosti světla, čas všude okolo se zpomaluje.

Předmět letící rychlostí velmi, velmi blízké rychlosti světla, by mohl cestovat miliardy našich let, než by pro něj uběhla jediná sekunda. Ale nehmotné vozidlo cestující rychlostí světla by mohlo cestovat věčně, aniž by pro něj sekunda vůbec začala. Pro něj čas neexistuje a nemá čas nic udělat.

Určitě nemá čas na to, aby si zapnul světla. Koncept času pro něj nemá žádný smysl. Nehmotné vozidlo ani nemůže mít zapnutá světla před tím, než dosáhne rychlosti světla, protože nehmotný předmět se neumí pohybovat jinak než rychlostí světla. Pro takový předmět žádné "předtím" neexistuje. Jeho počátek, cesta i cíl se pro něj odehrají ve stejnou chvíli. Cesta od kvazaru vzdáleného miliardu světelných let trvá fotonu miliardu let z našeho pohledu.

Pro foton samotný to ale netrvá ani chvíli. A z pohledu fotonu je vzdálenost od kvazaru k nám nulová. Díky fotonům můžeme vidět. Dozvídáme se díky nim všechno o našem vesmíru a na energii, kterou přináší ze Slunce, závisí téměř všechen život na Zemi. Ale i přes všechno, co dokážou, na to nemůžou být hrdí.

Z jejich pohledu vlastně ani neexistují. Okolní pozorovatelé je samozřejmě vidí, jak letí rychlostí světla a nic je nedokáže dohnat. Takže kdybyste se pohybovali rychlostí světla, museli byste být nehmotní jako foton a nic byste nedokázali vnímat, protože z vašeho pohledu by nebylo nic, ani žádný čas si toho všimnout.

Všichni ostatní by viděli, že nic neděláte, a vy byste si sami sebe nebyli vědomi. Nemohli byste rozsvítit světla, protože byste zanikli ve stejné chvíli, kdy jste vznikli. Proč je ale rychlost světla taková, jaká je? Tuhle vzdálenost světlo uletí za sekundu. Mohlo by taky uletět tuhle, nebo tuhle, nebo tuhle? Mohl by existovat vesmír, kde se světlo pohybuje jinou rychlostí?

Jasně že jo. Bez problému. Proč je tedy ten vesmír, ve kterém žijeme, zrovna takový? Proč jsou fyzikální zákony takové, jaké jsou, když by mohly být úplně jiné? Zabývá se tím mnoho teorií, ale zatím si nejsme moc jistí, jak bychom je mohli ověřit, protože jsme zaseknutí v tomto vesmíru a zatím nevíme, jak si vytvořit vlastní vesmíry na provádění pokusů.

Možná je ale něco, co jsme ještě neobjevili, co určuje, že vesmír musí být takový, jaký právě je, a nikdy jiný. Nebo možná nemusí být takový, ale existuje multiversum. Existují všechny možné vesmíry. Některé z nich okamžitě kolabují, některé jsou prázdné a temné, v některých jste vy a sledujete toto video, ale Země tam má dvě Slunce.

Jestli se teď dívá někdo z toho vesmíru, bude nejspíš zmatený, protože u nich má Země dvě Slunce normálně. Každopádně multiversum by bylo docela pěkné vysvětlení, Nebo možná vesmíry vznikají uvnitř černých děr. Vesmíry, jejichž fyzikální zákony jsou jen nepatrně odlišné od zákonů vesmíru, ve kterém vznikly.

V tomto případě by se vesmíry mohly vyvíjet podle přírodního výběru. Vesmíry, které jsou lépe uzpůsobené na vytváření černých děr, budou mít více vesmírných potomků. Což znamená, že vesmírů uzpůsobených k tvorbě černých děr bude více. Jako třeba zrovna ten, ve kterém žijeme. To by bylo docela výhodné, protože vesmíry umožňující vznik černých děr umožňují i vznik sluncí a nás. Nebo...

...a to je moje oblíbená teorie... Možná žijeme v simulaci a někdo to všechno naprogramoval. To zní jako ze sci-fi, ale líbí se mi, jak o tom napsal Julian Baggini v knize "The Pig That Wants to Be Eaten". Když budeme předpokládat, že za nějaký čas bude virtuální realita tak dobrá, že i její obyvatelé nebudou tušit, že jsou uvnitř simulace, a když budeme předpokládat, že vytvořit takovou simulaci bude mnohem jednodušší, než vytvořit opravdové bytosti z masa a krve, což vyžaduje celý vesmír a miliardy let času, je docela jednoduché si odvodit, že je lehčí stvořit mnohem víc simulovaných bytostí než skutečných.

Řekněme třeba 999 simulovaných na jednu reálnou bytost. Takže co je pravděpodobnější? Že patříte do toho 0,1 % skutečných, nebo 99,9 %, kteří si myslí, že jsou skuteční, ale ve skutečnosti nejsou.

Možná že skutečně žijeme jen v simulaci vytvořené jinými inteligentními bytostmi. John Gribbin ale poukazuje na jednu věc, která by tuto myšlenku mohla vyvrátit. Iracionální čísla. Jako je například odmocnina ze dvou nebo pí. Tyto čísla totiž nekončí. Mají nekonečnou, neopakovanou sekvenci číslic. Což znamená, že kdokoliv, kdo by programoval tento vesmír, by musel do programu zahrnout celé pí.

Takže když v našem neustálém vypočítávání dalších a dalších řádů čísla pí dojdeme k nekonečně se opakující sérii číslic, nebo najdeme konec, mohl by to být poměrně dobrý náznak toho, že žijeme uvnitř simulace. Že náš vesmír není reálný. Zatím jsme to ale neobjevili a nemyslíme si, že by k tomu někdy došlo. Takže díky, iracionální čísla, že nás držíte v reálném světě. A jako vždycky... Díky za sledování.

Překlad: Zarwan www.videacesky.cz