V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Určitou výjimkou budou snad jen
diskuse možnosti existence více vesmírů; ani zde však nebude jednat zavádění nějaké apriorní složité topologie,
nýbrž hypotetické topologické vlastnosti "indukované" bouřlivými kvantově-gravitačními procesy při počátku vesmíru.asučUllmann V.3. Nebylo vyloučeno, když
pozorujeme nějakou vzdálenou galaxi, mohlo jednat třebas naši vlastní Galaxii před dávnou dobou
miliard let! Astronomicky rozpoznat, dvě pozorované galaxie jsou vlastně jednou toutéž galaxií, zobrazenou
průchodem světla přes složitou topologickou strukturu vesmíru, však bylo velice obtížné, ne-li beznadějné. Již době oddělení záření látky byly vesmíru zárodky budoucích struktur, takže tyto fotony
procházely místy různým gravitačním potenciálem, což vedlo malým změnám jejich energie vlnové délky k
nepatrnému ochlazení ohřevu.
Složitá vícenásobně souvislá topologická struktura prostoru konečného vesmíru měla zajímavé důsledky pro
to, pozorovatel takovém vesmíru vidí: principu mohl uvidět mnohonásobné obrazy galaxií, hvězd, i
sama sebe, jako zrcadlovém bludišti.
Tato lokální geometrie však obecně nic neříká globálním tvaru, tj.2008 12:14:13]
.: Geometrie topologie prostoro
Přitom lokálně vše běží podle STR, rychlost světla není nikde překročena. Zakřivení
prostoročasu popsáno Einsteinovými rovnicemi, jejichž aplikace vesmír příslušných zjednodušujících
předpokladů vede Fridmanovým rovnicím (5. Rotace
prostoročasu takových řešeních sebou unáší světlo, tedy příčinné vztahy mezi objekty,
takovým způsobem, umožňuje vhodným oběhem hmotnému objektu pohyb uzavřené
časové světočáře, aniž byla překročena rychlost světla okolí objektu.
Viděli bychom totiž různého úhlu pohledu hlavně, vzhledem prostorovým škálám mnoha miliard
světelných let, zcela různých fázích vývoje, změněné nepoznání.
Všechny tyto teoretické spekulace nemají zatím žádné opodstatnění astronomických pozorováních, takže při
výkladu relativistické kosmologie kap. Totéž patrně platí o
prstencových singularitách Kerrově geometrii (§3.5 budeme přidržovat nejjednoduššího současného pohledu
přirozeného předpokladu jednoduše souvislé topologické struktury vesmíru. např.
OTR určitých speciálních řešeních Einsteinových gravitačních rovnic matematického hlediska
připouští kauzální smyčky. podobné, jako když
námořník plující zde Zemi oceánu stále směrem vpřed může čase zjistit, vrátil do
místa odkud vyplul. celkové topologii vesmíru.
Topologicky složitý, vícenásobně souvislý vesmír?
Lokální geometrie prostoročasu určena rozložením hmoty vesmíru hmota~energie zakřivuje prostoročas,
v němž pak tělesa částice pohybují geotedikách, představujících nejrovnější možné trajektorie. časově různých fázích vývoje.cz/Gravitace3-3.23) popisujícím vesmír, jehož prostor může mít kladnou, zápornou
či nulovou křivost, viz §5. Teoreticky však vesmír mohl mít složitější, vícenásobně
souvislou topologii, různými topologickými tunely ztotožněními různých částí; takový vesmír dokonce
mohl vypadat jako jakýsi "ementál".6) uvnitř rotujících černých děr, o
http://astronuklfyzika.htm 25) [15. Při pohybu zakřiveném prostoročase může principu pozorovatel čase
zjistit, dostal nejen výchozího místa, ale znovu "navštívil" událost své minulosti, i
když lokálně svého pohledu celou dobu jeho čas tekl směrem budoucnosti. standardní
relativistické kosmologii uvažuje jednoduše souvislý vesmír topologií koule), němž pracují Einsteinovy,
DeSitterovy Fridmanovy kosmologické modely.
Určitou možností, jak získat aspoň částečné indicie pro určité topologické struktury vesmíru, mohlo být detailní měření
vlastností mikrovlnného reliktního záření jeho homogenity, fluktuací závislosti úhlové vzdálenosti vlnové
délce), polarizace. Rozdíl
teplot velmi malý, řádově 10-5stupně, takže příslušné projekty jejich datailního měření teprve připravují (viz však
aktualizační poznámku konci §5.10. Takováto řešení jsou však
jen určitými matematickými kuriozitami, které nikde přírodě nerealizují. Tyto fluktuace měly být patrné nyní, jakožto nepatrně teplejší chladnější "skvrny" v
jinak izotropním rozložení reliktního záření představují jakýsi "paleontologický otisk" struktur raného vesmíru.1). Gödelově řešení popisujícím rotující vesmír [104], nebo v
prostoročase kolem dlouhého masívního válce rotujícího vysokou rychlostí (větší než c/2)
