logo

RNDR. VOJTĚCH ULLMANN: NESROVNATELNĚ SNADNĚJŠÍ BUDE CESTOVAT DO BUDOUCNOSTI

RNDr. Vojtěch Ullmann je široké veřejnosti povětšinou neznámý, ovšem mezi fyziky je známou osobností. V současné době působí jako fyzik na Klinice nukleární medicíny FNsP v Ostravě, kde je vedoucím Fyzikálně-technického úseku. Svým širokým záběrem se zabývá nejen o současnou fyziku (např. jaderná fyzika, fyzika ionizujícího záření, obecná teorie relativity, astrofyzika a kosmologie), ale také celkovou filosofii poznání, zvláště poznání přírodovědného – co je to hmota, prostor, čas, jaký je jejich vztah k našemu vědomí; jak vznikl život, zda je život i jinde ve vesmíru či zda existuje Bůh a jak ho chápat. V rámci březnového tématu Cesty časem nám Dr. Ullmann odpovídal na otázky s tématem spojené. Podívejte se tedy, jak oblíbený sci-fi jev o putování časem je brán z pohledu současné fyziky.

Dobrý den, za redakci Vlčí Boudy Vám děkujeme za možnost udělat s Vámi rozhovor. Tématem měsíce března jsou Cesty časem, které vědecko-fantastická díla provázejí už od nepaměti.

I já děkuji za zajímavé dotazy, jedná se o vzrušující téma dotýkající se samotných základů našeho fyzikálního poznání.

Je cestování časem z fyzikálního hlediska možné?

Z pohledu čisté teoretické fyziky odpověď zní ANO. Ale to je jen na úrovni nejzákladnějších fyzikálních zákonitostí, popisovaných rovnicemi klasické mechaniky a elektrodynamiky. Ty jsou invariantní vzhledem k inverzi časové osy. Jak ještě zmíním, efekty teorie relativity (i speciální) umožňují „cestování“ do budoucnosti – astronaut je schopen při pohybu vysokou rychlostí doletět do vzdáleného místa za kratší interval svého vlastního času, než u klidového pozorovatele. S cestováním do minulosti je to složitější…

„Doby, kdy se nějaké pokročilé zařízení dalo vyrobit „doma ve sklepě“, jsou patrně již pryč.“

Když se podívám do minulosti, tak asi prvním vyznamným dílem, které cestování časem popisuje i z fyzikálního hlediska, byl Stroj času od H. G. Wellse. Pokud by bylo možné jednou cestovat, myslíte, že se první stroj času vytvoří někde ve sklepě, nebo spíše v kontrolovaném prostředí vědeckého zařízení? A jak si myslíte, že by takový stroj času mohl fungovat?

Doby, kdy se nějaké pokročilé zařízení dalo vyrobit „doma ve sklepě“, jsou patrně již pryč. Nová technologická zařízení jsou vytvářena v týmové spolupráci řady výzkumných, inženýrských a technologických profesí. Leda že  ..?.. by nějaký koumák přišel na převratnou fintu ..?.. O tom však lze jen spekulovat v duchu sci-fi… Každopádně by případný stroj času musel fungovat v souladu s teorií relativity a s kvantovou fyzikou, nejlépe však na základě budoucí unitární teorie pole.

Jak myslíte, že vědecko-fantastická literatura má vliv na moderní výzkum v oblasti překonávání hranic současné fyziky?

Jednak je to vliv inspirační. Abychom se zamysleli nad možnosmi prozkoumání některých extrémních jevů, zda nemohou za určitých podmínek vyústit v dosud nepředpokládané výsledky? A prozkoumáním toho, proč některé sci-fi jevy nemohou fungovat, si tříbíme teoretické i experimentální uvažování. Vědecko-fantastická literatura inspiruje důležitou otázku: „Co všechno dovolují a co nedovolují ověřené fyzikální zákony civilizaci na neomezeně vysoké vědomostní, technické a materiální úrovni?“.

Třeba Jules Verne uměl předvídat vývoj vědy celkem slušně, ne?

Ano, J. Verne to skutečně uměl a většinou rozváděl do technických podrobností to, co bylo v souladu se známými fyzikálními zákony. Proto se také řada jeho předpovědí během času realizovala.

Albert Einstein světu představil svou Obecnou teorii relativity v roce 1916. Uskutečnil se již nějaký výzkum, který by dokázal vyvrátit pravdivost alespoň části oné teorie nebo současná kvantová fyzika vychází z pravidel, které Einstein podal?

Je to obdivuhodné, ale žádný výzkum, astronomické pozorování nebo experiment zatím nedokázal vyvrátit žádné závěry obecné teorie relativity. Moderní kvantová fyzika je v souladu se speciální teorií relativity a vychází z jejich principů. Nepodařilo se však dosud sjednotit obecnou teorii relativity – fyziku gravitace a prostoročasu – s kvantovou fyzikou do jednotné kvantové teorie gravitace. Je naděje, že se to podaří v rámci unitární teorie pole, např. teorie superstrun. S.Hawking se vsadil, že se to podaří do konce 20. století, avšak svou sázku bohužel prohrál…

 „Na sci-fi literatuře obdivuji nejen zajímavé fyzikální a technické nápady, ale i určité morální a humanistické poselství.“

Obecná teorie relativity definuje čas jako relativní, můžete nám tento výrok v krátkosti vysvětlit?

Relativnost času vychází již ze speciální teorie relativity: že rychlost plynutí času je vzájemně různá ve vztažných (inerciálních) soustavách pohybujících se různou rychlostí. Je to důsledkem konstantní rychlosti světla, nezávislé na pohybovém stavu vysílače a pozorovatele. Je to bezpečně experimentálně ověřeno. Obecná teorie relativity to zobecňuje: gravitační pole je zakřiveným prostoročasem, kde v různých místech (v lokálně inerciálních vztažných soustavách) plyne čas různou rychlostí, v závislosti na síle gravitačního pole.

Hodně diskutovaným tématem je časový paradox, který může nastat při cestě do minulosti. Jedni říkají, že pouze výrazný zásah do minulosti může ovlivnit současnost a druzí zastávají názor „motýlího efektu“ vycházejícího z teorie chaosu, kdy i jen nepatrný zásah může změnit běh událostí následujících. Další zastávají teorii alternativních vesmírů, kdy jakákoliv změna ovlivňuje pouze vesmír současný a ne ten „pravý,“ odkud cestovatel pochází. Ke kterému z nich se přikláníte Vy a proč?

Časový paradox je vážný logický problém, na jeho základě S.Hawking vyslovil princip (kategorický požadavek) ochrany chronologie: fyzikální zákony nedovolují stroje času. Teoreticky i nepatrný zásah do systému může nepředvídatelně změnit jeho další vývoj. V praxi by to možná mohl být jen ten výraznější zásah nebo zásah v tom místě a čase, který rozhoduje o dalším vývoji. Já se v této (ostatně ryze hypotetické) otázce mírně přikláním ke koncepci velkého množství vesmírů, v nichž se může odehrávat „alternativní“ vývoj..?..

V science-fiction se častokrát obejvuje pojem červí díra jakožto most mezi dvěma body zakřiveného časoprostoru. Jak co je potřeba k tomu, aby se časoprostor dal zakřivit natolik, že umožňuje vznik červích děr? A prostor uvnitř červí díry je tedy mimo čas a prostor?

Podle nyní již klasických teoretických poznatků obecné teorie relativity se červí díry objevují v některých řešeních Einsteinových gravitačních rovnic, avšak mají „jepičí“ život – rychle opět zanikají a mohla by jimi projít snad jen jedna elementární částice. Pro „umělé vytvoření“ červí díry by bylo potřeba obrovského zkoncentrování hmoty, způsobující vhodné „zkroucení“ prostoročasu (nekonečně dlouhý Tipplerův rotující válec či dvě nekonečně dlouhé kosmické struny, které se vůči sobě pohybují vysokou rychlostí). Popř. nějak? využít divokých kvantových fluktuací geometrie a topologie prostoročasu v nepředstavitelně mikro-mikro-…-mikro měřítcích Planckových-Wheelerových délek 10-33cm – „vylovit“ je z kvantové pěny.

„Nynější rakety jsou méně než hlemýždi.“

Je možné tedy teoreticky červími děrami putovat do minulosti či budoucnosti?

Pokud by červí díry vůbec existovaly, k tomu aby se udržely průchozí, by musely být „vyztuženy“ velmi „exotickým“ materiálem či polem, které by mělo zápornou hustotu energie. Žádný takový materiál není znám, jedná se o pouhou hypotézu, která však není v přímém rozporu s fyzikálními zákony. Obecná teorie relativity však ukazuje, že není možné cestovat do časových okamžiků předcházejících momentu, kdy červí díra sloužící jako stroj času vznikla (byla „vyrobena“).

Pokud jednou bude člověk cestovat časem, je pravděpodobnější, že to bude do minulosti, nebo budoucnosti?

Nesrovnatelně snadnější bude cestovat do budoucnosti.

K času patří i rychlost cestování. Významná sci-fi díla za poslední stovku let představila několik typů pohonů. Warpový pohon ve Star Treku udržuje loď Enterprise v bublině, před kterou se prostor smršťuje a za ní roztahuje, Hvězdné války zase používají hypermotor, který umožňuje létání nadsvětelnou rychlostí a třeba v seriálu Hvězdná brána se používá cestování hyperprostorem, či subprostorem, kde se cestuje mimo náš prostor. Je nějaký z těchto vesmírných pohonů reálný pro budoucí kosmické lety?

Právě ta rychlost je zatím „kamenem úrazu“. Nynější rakety jsou méně než hlemýždi. Bohužel ani často uváděné fotonové rakety nefungují tak, jak jsou popisovány. Při anihilaci hmoty a antihmoty nevzniká „čisté světlo“, ale tvrdé záření gama, pí-mezony, neutrina a další částice, jejichž využití k tahu raketového motoru podle dosavadních poznatků není možné. Není to jen otázka technologie, ale povahy hmoty-látky. Jsou to složitější otázky….

Sledujete moderní či klasickou science-fiction, jejíž mnohdy obcházení fyzikálních zákonů může dát impuls k novému výzkumu?

Přiznám se, že v poslední době příliš nesleduji literaturu sci-fi pro zaneprázdnění fyzikou. S přibývajícím věkem sil ubývá a všechno se nestíhá…

Máte nějaké oblíbené autory či díla vědecko-fantastické literatury, která vám jsou blízká? Zajímá vás fantastická literatura nebo nemá pro fundovaného odborníka přílišný význam?

Již zmíněný J. Verne je pro mne oblíbeným klasickým autorem, z novějších mohu uvést C. Sagana. Na sci-fi literatuře obdivuji nejen zajímavé fyzikální a technické nápady, ale i určité morální a humanistické poselství – že naše hluboké proniknutí do tajemství fungování přírody a vesmíru, jak věřím, zušlechťuje i naše vztahy k bližním a k živé i neživé přírodě.

Je možné získat více informací ohledně problematiky cestování časem z vašeho pohledu?

Z fyzikálního hlediska jsou některé aspekty diskutovány v sylabu „Cestování časem – fantazie nebo fyzikální realita?“ a zde jsou uvedeny i odkazy na širší fyzikální a přírodovědné souvislosti.

Líbil se ti článek? Okomentuj ho níže.

O AUTOROVI

Honza Kohoutek

Admin a zástupce. Administrátor, redaktor, občasný pisálek povídek, osina v zadku všech idiotů, ale jinak kamarád všech, s kterými si má co říct. Filmový nadšenec, hráč her všeho druhu, čtenář knih s fantazií a poslední dobou komiksový dobyvatel.V současné době píše svůj první román.


KOMENTÁŘE