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.
Hlavně však použití
imaginární časové souřadnice ztrácí jakýkoliv význam obecné teorii relativity, kde geometrii zakřiveného
prostoročasu nelze nijak "připodobnit" Eukleidově geometrii.cz/Gravitace1-6.5c.2008 12:14:32]
.Ullmann V.
Prostorové časové souvislosti mezi událostmi tělesy jsou vyjádřeny geometrickými vztahy mezi
příslušnými útvary čtyřrozměrném prostoročase. Osa x', která dána podmínkou t'= 0,
je podle (1. Jak tedy
vidět obr.: Gravitace její místo fyzice
Od normální Eukleidovské metriky liší záporným znaménkem časové souřadnice.1. Tento úhel sklonu roste rychlostí soustavy S'
vůči při V→c blíží 45°, kdy osy ct' splývají. Použití imaginární časové souřadnice však též nevýhody. jednou
takovou událostí může být vyslání rádiového signálu zde Zemi druhou událostí jím vyvolaný
manévr kosmické rakety třebas někde Jupitera).t' odpovídající soustavě S'. Taková
metrika označuje jako pseudoeukleidovská.ct.x osa t', daná podmínkou x'=0, přímka (V/c).htm (18 38) [15. protože STR nám zde slouží jako základ pro
vybudování obecné teorie relativity studium obecných vlastností prostoročasu, budeme zásadně používat reálnou
časovou souřadnici . Podívejme proto, jaká omezení příčinné vztahy mezi událostmi kladou zákonitosti
STR.t (souřadnice z
jsou vynechány) odpovídající výchozí vztažné soustavě znázorněn obr.10. Lorentzova transformace může být
znázorněna jako pootočení souřadnicového systému. Nejjednoduššími geometrickými objekty v
prostoročase jsou již zmíněné světobody představující jednotlivé elementární události.1. takového geometrického vyjádření
Lorentzovy transformace velmi názorně plynou kinematické efekty STR jako kontrakce délek
nebo dilatace času; rovněž zde snadno řeší známý paradox hodin [232],[242].69) přímka =(V/c). těchto
souřadnicových osách lze odečítat prostoročasové souřadnice libovolného světobodu (události) ve
vztažné soustavě Aby bylo možno odečítat prostoročasové souřadnice těchto událostí vztažné
soustavě S', pohybující vzhledem směru osy rychlostí třeba tomto diagramu
vytyčit souřadnicové osy x'°= c. Zatímco Eukleidově geometrii vzdálenost mezi
dvěma body rovna nule jen tehdy, když oba body splývají, interval mezi dvěma událostmi v
prostoročase může být nulový tehdy, když obě události jsou sebe velmi daleko (např. Takový
prostoročasový diagram, němž vyznačena osa kolmá časová osa c.
*) speciální teorii relativity často používá imaginární časová souřadnice x4= ict, která byla Minkowskim
zavedena proto, aby geometrie prostoročasu formálně podobala geometrii Eukleidova prostoru.
Základem našeho poznávání objektivní reality jsou příčinné (kauzální) vztahy mezi jevy a
událostmi.5c, přechod jiné inerciální soustavě pomocí Lorentzových transformací geometricky
znamená přechod kosoúhlé soustavě prostoročasových souřadnic, jejíž osy jsou vůči původním
osám nakloněny úhel daný vztahem tgα= V/c. Tento
formalismus při geometrické intetepretaci STR některé výhody, např.
t, aby měřítko časové ose bylo souměřitelné škálami osách prostorových.
Zakrývá některé důležité strukturní vlastnosti plynoucí pseudoeukleidovského charakteru prostoročasu výpočtu
některých fyzikálních veličin, které jsou reálné, používají operace komplexními čísly.
Jelikož STR zabýváme pohyby rychlostech blízkých rychlosti světla, vhodné v
prostoročasových diagramech časové ose místo prostého času vynášet časovou souřadnici x°= c. Sledujme dvě události Aş(tA,xA,yA,zA) Bş(tB, xB,yB,zB) hlediska vztažné soustavy S
http://astronuklfyzika
