Filozofické problémy černých děr

pavelkabrt Vesmír, astronomie 0 Koment.

Komentář V. Dostála ke stejnojmennému článku, jehož autorem je Gustavo E. Romero (http://arxiv.org/pdf/1409.3318v1.pdf) a i k jiným článkům

1. Filozofie a fyzika

Úvodem uvedu nutnost aspoň základních filozofických úvah ve fyzice. Zopakuji, že fyzika se zabývá mechanickými, elektromagnetickými, tepelnými, optickými, astronomickými a dalšími fyzikálními jevy, které lze opakovaně pozorovat a ověřovat jejich zákonitosti. Pozorování se děje buď přímo v realitě (jak je tomu v astronomii, s vydatnou pomocí dalekohledů) nebo ve fyzikálních pokusech (experimentech) s uměle vyrobenými pomůckami (např. dráty, cívkami, kondenzátory, měřicími přístroji aj., jak je tomu v nauce o elektřině).

Fyzikální experiment můžeme provádět opakovaně, kolikrát chceme, abychom se ujistili, že vždy dojdeme ke stejnému výsledku. Opakování provedeme také proto, abychom vyloučili hrubou chybu (omyl) a zmenšili náhodnou chybu na minimum. Už při sestavování pomůcek musíme uvažovat, natož při uskutečnění pokusu: o tom, co vlastně máme sledovat a jakým způsobem. Jestliže bychom nepoužili žádných filozofických úvah, nic by z daného experimentu nevyplynulo. Žádnou známou zákonitost bychom neověřili, natož abychom objevili nějakou novou zákonitost. Jestliže budeme uvažovat špatně, dojdeme ke špatným závěrům, v nejhorším případě ke tvrzení, že nějaký fyzikální zákon neplatí a že tedy jeho objevitel byl „vůl“.

Uvedu jednoduchý příklad. Chceme si ověřit Ohmův zákon. Sestavíme si elektrický obvod, v němž bude možné měnit elektrické napětí zdroje a také hodnoty zapojených odporů (rezistorů). Zapojíme také voltmetr a ampérmetr a na nich budeme sledovat velikost napětí a proudu při změnách napětí zdroje a při změnách velikosti odporu (rezistance). Měněné hodnoty napětí a odporu a naměřené hodnoty proudu budeme zapisovat do předem připravené tabulky. Nakonec z tabulky nakreslíme graf a odvodíme rovnici. Zjistíme, že pan Ohm měl pravdu – že elektrický proud je přímo úměrný přiloženému napětí (při konstantním odporu) a nepřímo úměrný odporu (při konstantním napětí). Bez úvah (jak sestavit elektrický obvod, co měřit a jakým způsobem, jak zapisovat výsledky a bez závěrečné dedukce) nezjistíme vůbec nic.

Čím je daný jev složitější nebo čím je pozorování obtížnější, tím více musíme použít filozofie. Zatímco u jednoduchých jevů (např. volného pádu, tepelné rovnováhy, lomu světla apod.) budou naše úvahy jednoduché, u obtížně pozorovatelných jevů budou složité a dlouhé. Jedním takovým jevem z druhé skupiny je chování černých děr. Nejen že „v černých děrách, ve zcela určitém smyslu, můžeme říct, že se potkává filozofie s experimentem“, ale dokonce ta filozofie bude tvořit převážnou část popisu těchto „objektů“.

Názor, že lze pěstovat „čistou vědu“, která vylučuje „filozofování“ je tedy falešný. Bez předpokladů, rozborů, odvozování a závěrů, což jsou „čistě“ filozofické „předměty“, se prostě neobejdeme.

2. Co jsou černé díry a jaké jsou jejich druhy

Wikipedie: „Černá díra je objekt natolik hmotný, že jeho gravitační pole je v jisté oblasti časoprostoru natolik silné, že žádný objekt včetně světla nemůže tuto oblast opustit.“

Romero: „Černá díra je oblast prostoročasu.“ Prostoročas (časoprostor) je ovšem ve skutečnosti čtyřrozměrný prostor, se všemi čtyřmi rozměry prostorovými. Čtvrtý rozměr (kromě délky, šířky a výšky) v sobě sice zahrnuje čas, ale jen jako člen součinu s rychlostí světla (čas je násoben touto rychlostí), čili zase jde o délku neboli prostorový rozměr („dráha“ je součinem rychlosti a času). To Romero charakterizuje: „Obvyklá reprezentace prostoročasu je dána čtyřrozměrnou reálnou varietou.“

http://cs.wikipedia.org/wiki/Varieta_%28matematika%29: „V matematice je varieta topologický prostor, který je lokálně podobný obecně n-rozměrnému Euklidovskému prostoru.“ Ve fyzice, zabývající se např. černými děrami, se tento pojem přebírá.

Těsně před výše uvedeným tvrzením ovšem Romero uvádí: „prostoročas není ani pojem, ani abstrakce, ale emergenční [vznikající] entita“ a těsně za ním: „Je důležité zdůraznit, že prostoročas není varieta (tj. matematický konstrukt), ale „souhrn“ událostí.“

Je zřejmé, že jde o vážné pochybení. Nejde o reálný, ale o topologický prostor. http://cs.wikipedia.org/wiki/Topologick%C3%BD_prostor: „Topologický prostor je matematická struktura, která matematicky zobecňuje pojem tvar.“ Je to tedy abstrakce, matematický konstrukt, který v realitě nemůžeme pozorovat.

Přesto se rozeznává několik druhů černých děr: matematické, nerotující, rotující, fyzikální, astrofyzikální, Kerrovy, Kerrovy-Newmanovy. Ovšem není zřejmé, čím se liší fyzikální černé díry od astrofyzikálních a také matematické černé díry od nerotujících. Pravděpodobně jde v obou případech o totéž, ale z článků to zřejmé není. Kromě výše uvedeného článku na wikipedii odkazuji na http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1003/1003.0291.pdf.

http://cs.wikipedia.org/wiki/Singularita: „Singularita (z lat. singularis, ojedinělý, jedinečný) označuje výjimečný bod v jinak spojitém průběhu nějakého děje, funkce apod.“

http://cs.wikipedia.org/wiki/Horizont_ud%C3%A1lost%C3%AD: „Horizont událostí je plocha v prostoročasu, která pro daného pozorovatele vymezuje oblast, ze které ho nemůže dosáhnout žádné elektromagnetické záření (světlo). Typickým příkladem horizontu událostí je hranice černé díryúniková rychlost je na ní rovna rychlosti světla, takže tato oblast je nejzazší mez z hlediska pozorovatele vně černé díry, odkud může světlo uniknout.“

Další podrobnosti vizte v http://cs.wikipedia.org/wiki/Černá_díra a v http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1003/1003.0291.pdf; http://arxiv.org/pdf/1409.3318v1.pdf

Pro stručnost už jenom uvedu jeden Romerův závěr: „Uzavírám, že neexistují žádné singularity ani singulární prostoročasy.“

18. 9. 2014

Příloha Velikost
00717-18.9.2014-filozoficke_problemy_cernych_der.doc 54 KB
Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedInEmail this to someonePrint this page

Komentujte

Buďte první kdo bude komentovat!

Upozornit na
wpDiscuz