Velikost a stáří vesmíru

[pikpopet]

Aha, díky. A nakonec jeden bonbónek. Procházím v noci kolem lampy pouličního osvětlení. Když se k lampě blížím, stín je za mnou, když se vzdaluji je přede mnou. Stín se tedy pochybuje rychleji než já. Co se stane, když se budu pohybovat rychlostí blízkou rychlosti světla? Jak bude vypadat pohyb mého stínu? Překročí stín mé hlavy rychlost světla?

[Honza Ebr (honza42)]

Jo, bez problému. Protože ten stín nic neni - je to jenom naše definice objektu, ale z hlediska přírody je to v podstatě umělý konstrukt. Celá řada struktur se "pohybuje" zdánlivě rychlostí světla, jde ale o optické klamy.

Typický příklad je, pokud máš nějaký zábleskový zdroj světla a kolem něj asymetrickou obálku, která světlo rozptyluje. Když zdroj zableskne, šíří se kolem něj koule světla, která jako první rozvítí nejbliží bod obálky, pak další, pak další... ten světelný bod se pak po té obálce zdánlivě často pohybuje nadsvětelnou rychlostí, pokud je obálka blízká sférické (zkus si to namalovat!). ALe to je zas tím, že to, že je to "jedna věc" je jenom náš koncept. Omezení platí pouze pro fyzikální objekty (do nichž patří i světlo, gravitařní vlny a podobně).

[pikpopet]

No jo, ale i stín je jakýsi druh informace (až ke mě stín dorazí, udělám to a to) a informace, jak známo, se může šířit max. rychlostí světla.

[Sasa3]

Nemusi to byt jenom lampa a chodec. Existuji dokonce i vesmirne objekty, kde se tohle pozoruje - myslim, ze slo o nejkou hvezdu, obalenou v mlhovine a skrze diry v tehle mlhovine se osvetlovala vzdalenejsi mlhovina nebo neco takoveho. Obdobne "nadsvetelne" rychlosti se pozoruji v nejakych vytriscich u kvasaru apod.

Tohle je v pohode. Kdyz si to poradne rozeberes, tak dojdes k zaveru, ze to neni v zadnem rozporu s teorii relativity. Tam by byl problem, kdyby slo prenest INFORMACI rychleji nez svetlo.

Vetsi sranda je, kdyz se vezmou do uvahy kvantove jevy. Nechej rozpadnout vhodnou castici (s nulovym spinem) na dva fotony, nech je nejakou dobu letet (poleti kazdy na opacnou stranu). Ted proved mereni projekce spinu fotonu. Ten druhy o tom bude OKAMZITE "vedet" (a to driv nez k nemu doleti svetlo) a kdyz na nem provedes mereni bude mit presne opacnou projekci. S timhle se Einstein nebyl schopen smirit do konce sveho zivota. A to byl hlavni duvod proc tvrdil, ze je kvantova teorie spatne, ze takhle nemuze svet fungovat (jeho slavny vyrok, ze buh nehraje v kostky nebo tak nejak). Paradoxne dostal Einstein Nobelovu cenu prave za vysvetleni fotoelektickeho jevu (coz je kvantovy efekt) a ne za relativitu...

Dnes se podobne experimenty delaji v makroskopickem meritku (base kolem kilometru) a tahle zvlastni predpoved kvantove mechaniky se potvrzuje. Opet ale nedochazi k poruseni principu, ze by se takhle dala prenest nadsvetelnou rychlosti informace.

EDIT: koukam, ze Honza mezitim napsal neco podobneho.

[Honza Ebr (honza42)]

Nojo, jenomže to je taková finta. Ten stín se od tvojí hlavy skutečně šíří rychlostí světla - tedy informaci o tom, kde je tvoje hlava nikdy nepřesne nadsvětlenou rychlostí, to je naprostá pravda (prostě proto, že světlo se šíří rychlostí světla, takže prostě tak dlouho trvá, než na místo doletí poslední světlo potom, co ho tovje hlava už měla zakrýt).

Ale jakou nese stín informaci mezi místy, kde se nachází? Zkus se ještě jednou zamyslet nad tim příkladem se zábleskovym zdrojem a mírně nesférickou slukpou kolem, je to vážně instruktivní.

[Sasa3]

No jo, ale i stín je jakýsi druh informace (až ke mě stín dorazí, udělám to a to) a informace, jak známo, se může šířit max. rychlostí světla.
Zkus vymyslet, jak pomoci stinu preneses nadsvetelnou rychlosti informaci, ze ve Sportce padlo cislo 5. Az se ti to povede, budes milliardar.

[Sajri]

Ono to nemusí být ani světlo, ale klidně makroskopické objekty. Na nich je ten paradox myslím ještě názornější.
Když budu střílet z rotujícího kulometu na vzdálenou válcovou stěnu (ať to máme jednodušší, tak ve vakuu a stavu beztíže), tak při dostatečně vzdálené stěně mohu dostáhnout toho, že doba mezi dvěma po době jdoucími dopady patron na stěnu bude kratší, než za jakou by stejnou vzdálenost urazilo světlo. Takže to vypadá, jakoby se nárazy patron po stěně pohybovaly nadsvětelnou rychlostí. Ale samozřejmě se o žádný pohyb nejedná, ty nárazy jsou na sobě zcela nezávislé jevy (stejně tak jako světlo nebo stín dopadající na chodník v různých místech a časech). Dokonce když použiju kulomety dva, mohu tímto způsobem zdánlivě vytvořit okamžitou rychlost - prostě vystřelím do dvou různých směrů ve stejný okamžik, i nárazy pak nastanou s časovým rozdílem 0, takže rychlost = vzdálenost/čas = nekonečno .
Takových příkladů lze vytvořit celou řadu, ale vždy se jedná o zdánlivý pohyb, nikoliv o pohyb skutečný (patron, fotonu, vlny, ...)

[Rudohor]

Dovolim si par poznamok:

Posledne realisticke pripomienku k Newtonovej mechanike vymreli po roku 1800. Z tejto historie by sa kazdy vedec mal poucit.

Na zaklade jedineho experimentu nie je ziadne tvrdenie hodnovernejsie ako 50%. Neviem, kolkokrat uz chlapci v CERNe vyrobili a znicili vesmir, tlacove spravy este o dostatocne velkej statistike nehovoria.

Ak neovladas zaklady teorie <akejkolvek> a opytas sa na nejaky efekt vytrhnuty z kontextu, vysvetlenie ti pravdepodobne viac ublizi ako pomoze.

Namet na zamyslenie: Az sa vesmir zacne scvrkavat, co sa stane s viditelnostou?

Namet c. 2: Sedim v ponorke a plavam pod vodou rychlostou skoro ako svetlo. Z mojho pohladu hmotnost a hustota vody kvoli rychlosti stupne a vyplavam na hladinu. Z pohladu vody ale moja hmotnost stupne a potopim sa na dno. Narast hmotnosti je z mojho pohladu zdanlivo skutocny, z pohladu vody skutocne zdanlivy (proste na takychto chabych zakladoch sa nedaju rozvijat dalekosiahle uvahy)

[Boramyr]

Ono to nemusí být ani světlo, ale klidně makroskopické objekty. Na nich je ten paradox myslím ještě názornější.
Já bych to nenazýval paradoxem, nic paradoxního na tom není. Navíc se to od toho případu se světlem či stíny v ničem neliší. Opět dochází k tomu, že to, co se pohybuje nadsvětelně je jen abstraktní konstrukce. Žádný objekt, který má hybnost se tu nadsvětelně nepohybuje a opět je to nepoužitelné k přenosu informace nadsvětelnou rychlostí.

Stejně tak jako ty hrátky s kvantovou propleteností. Tam jde jen o to, že o stavu fotonu nic principiálně nevíme, dokud ho nezachytíme. Do té doby máme jen jakousi abstraktní vlnovou funkci. Je ovšem možné vytvořit dva fotony, které popisuje jediná společná vlnová funkce a změřením jednoho se automaticky dozvíme i stav toho druhého. Nehledě na to, jak je daleko. Pěkné, ale žádná informace se opět nadsvětelně nepřenesla.

Je dobré si uvědomit, že i když o spoustě věcí říkáme, že "existují", neznamená to vždycky totéž. Světlo existuje, tma existuje, lichá čísla existují... pokaždé ale v trochu jiném smyslu. Fyzika hledá zákonitosti chování té první kategorie. Rozšiřovat takto získané zákony na ty ostatní nevede k ničemu rozumnému.

Edit : Každopádně, téma je to zajímavé a mne samotného by zajímalo, co vše svědčí o rozpínání vesmíru. Napadá mne jen rudý posuv, vlnová délka reliktního záření a fakt, že Friedmanovo řešení OTR je nestacionární, pokud tedy rovnicím OTR ad hoc "nepomůžete".

[M32]

Doporučuji přednášku Prof.Petra Kulhánka - Jaký je náš vesmír - milníky současné kosmologie, kterou přednesl 9.10.2012 v HaP Brno: http://www.youtube.com/watch?v=hCpe4BqM ... e=youtu.be nebo také na: http://www.hvezdarna.cz/?page_id=372

[Karell]

Smazal jsem příspěvek uživatele Sirael, který byl kombinací naprosté ptákoviny (to o černých dírách) a vágního plácání o ničem (to o čase). Zdůvodnění jsem vykradl H. Ebrovi.

[Maser]

Doporučuji přednášku Prof.Petra KulhánkaPoutavá přednáška. Díky za odkaz.

[Faraday]

Ahoj, četl jsem si tuto diskuzi a pořád mi vrtá hlavou tato souvislost. Předpokládejme, že jsme zastánci inflační teorie, kdy vesmír vznikl z minimálního prostoru a dále předpokládáme, že vesmír je zirka 14 mld starý. Abychom předpokládali, že těleso se dostane do vzdálenosti l=13,5 mld ly(vesmírné tělesa, které dnes pozorujeme), pak musím předpokládat, že rychlost expanze vesmíru = téměř rychlosti světla (což naprosto nesouhlasí s Hubleovým výpočtem rudého posunu). Dále předpokládáme, že dneska jsou tyto tělesa (pokud se vesmír rozpíná) mnohem dále, než je l=13,5mld ly (tato vzdálenost platila před 13,5mld lety).
Zkusím to vysvětlit na příkladu: Pozorujeme nějaký kvasar vzdálený 12mld světelných let. Předpokládáme, že tento objekt měl tyto souřadnice [x;y;z], kde ho právě pozorujeme, již před 12mld lety. Přičemž je vzdálený od místa vzniku vesmíru (jestli to lze, tak blbě napsat) předpokládejme od bodu [0;0;0] min 6mld let (a topo uze v případě, kdyby tento bod ležel uprostřed mezi námi a pozorovaným tělese, ted pokud bychom byli na opačných koncích vesmíru, což je celkem nepryavděpodobné). Tudíž minimální stáří objektu je tedy 12+6mld = 18mld, nebo někde dělám chybu?
   Asi jsem to napsal strašně kostrbatě, takže se předem omlouvám a doufám, že pochopíte můj dotaz.

[Honza Ebr (honza42)]

Ale tohle jsme tady přeci řešili před chvílí - neexistuje nic jako "místo pořátku vesmíru". Všechna místa ve vesmíru jsou si zcela rovnocenná, žádné z nich není "blíž" ani "dál" od "místa počátku", protože prostě nic takového neexistuje.

Dále, neexistuje nic jako "rychlost rozpínání vesmíru" - opět proto, že každé dva body, které jsou různě daleko, se vzdalují různou rychlostí a žádná dvojice není preferovaná, není mezi čím takovou rychlost zavést - jediné smysluplné měřítko rozpínání vesmíru je Hubbleova konstanta a ta nemá ani rozměr rychlosti.

Tohle je prostě hrozně těžký pořádně pochopit, dokud člověk není alespoň základně schopen porozumět formalismu obecné teorie relativity - tedy především tomu, že vesmír se nerozpíná na nějakém rovném hřišti, na kterém by se dalo něco měřit, ale že rozpínání je změna toho samotného hřiště.

[Faraday]

Ok, to bude asi tím, že si to nedovedu představit , ale i tak děkuji za odpověď.