Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu

Předmluva

Relativistická fyzika, především obecná teorie relativity a relativistická astrofyzika a kosmologie, zaznamenala v posledních letech impozantní rozvoj, který výrazně ovlivnil nejen celou fyziku, ale hloubkou a dosahem svých poznatků též ostatní přírodní vědy, filosofii a odrazil se i v umění.

V naší odborné fyzikální literatuře však právé v této oblasti vznikla citelná mezera, protože zde neexistuje publikace, která by zahrnovala vysoce důležité a zajímavé koncepce a výsledky moderní relativistické fyziky.
Dosud u nás vyšly pouze dvě odborné publikace zabývající se obecnou teorií relativity (OTR). Kniha: Kuchař K.: "Základy obecné teorie relativity" (1968) se zabývá (i když velmi podrobně a erudovaně) pouze zcela základními a klasickými aspekty obecné teorie relativity. Kniha Horský J.: "Úvod do teorie relativity" (l976) je výborným přehledem jak speciální, tak obecné teorie relativity; vzhledem k nevelkému rozsahu publikace však moderní astrofyzikální a kosmologické aspekty OTR mohly být jen velmi stručně nastíněny. Rovněž ve Vanýskově učebnici "Základy astronomie a astrofyziky" je tato problematika zmíněna jen zcela okrajově, spíše z astronomického hlediska.
O moderních fyzikálních aspektech a aplikacích obecné teorie relativity - vztahu gravitace a geometricko-topologické struktury prostoročasu, gravitačních vlnách, fyzice černých děr, unitárních teoriích pole, relativistické kosmologii, antropickém principu a pod. - však v naší odborné literatuře žádné prameny nejsou *).

Předkládaná kniha "Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu" je pokusem o (alespoň částečné) vyplnění této mezery v naší fyzikální literatuře; lze ji v jistém smyslu považovat za pokračování zmíněných monografií K.Kuchaře a J.Horského.
Kniha vznikla na základě řady přednášek o teorii relativity, fyzice černých děr, unitárních teoriích pole, relativistické kosmologii a filosofických aspektech přírodovědy, které měl autor v letech 1978-82 pro fyziky, astronomy, studenty i pro další zájemce. Tyto přednášky vyvolávaly živý zájem a ohlas a množily se žádosti o sylaby a materiály pro další studium, jakož i přímé návrhy na souhrnné knižní zpracování přednášené problematiky.

Autor se ujal tohoto nesnadného úkolu v přesvědčení, že tím pomůže dobré věci: přispěje k lepší úrovni vzdělanosti naší fyzikální i širší odborné veřejnosti, podnítí zájem mladé generace o perspektivní oblasti fundamentální fyziky a pomůže formovat adekvátní a vědecky podložený světonázor.
Výklad problematiky se autor pokusil uzpůsobit tak, aby byl na jedné straně dostatečně exaktní a informativní pro odborníky (fyziky) a vážné zájemce, na druhé straně však kvalitativní stránku věci podat přístupným způsobem. Těžiště je proto kladeno spíše na fyzikální podstatu a interpretaci než na formálně-matematickou stránku věci. Matematický aparát je používán pouze v nezbytně nutné míře, technické podrobnosti důkazů a odvozování jsou často zkráceny a někdy jen naznačeny, s odkazy na příslušnou literaturu. Nakolik je tento přístup rozumný a jak se autorovi podařil, přísluší posoudit laskavým čtenářům.

Na konci knihy jsou zařazeny dva dodatky ("dodatek A" o Machově principu a "dodatek B" o unitárních teoriích), v nichž je diskutována problematika úzce související s daným tématem, ale přece jen ležící poněkud stranou od základního zaměření knihy.

*) Příznivější je situace v popularizaci některých oblastí této problematiky. Výborným popularizátorem je u nás především J.Grygar (kniha "Sejdeme se v nekonečnu", reprezentativní obrazová publikace Grygar,Horský,Mayer:"Vesmír", řada článků v populárně-naučných časopisech). Kromě toho nedávno vyšly překlady dvou skvělých polopopulárních prací: "Astrofyzika" V.Ginzburga (1979) a "První tři minuty" S.Weinberga (1983 -právě vyšlo), které však probírají jen některé vybrané oblasti současné astrofyziky a kosmologie. Charakteristickým rysem populárních (a částečně i polopopulárních) publikací je zákonitě to, že fakta a výsledky jsou zde většinou jen konstatovány bez podrobnějšího fyzikálního vysvětlení nebo odvození.
Novější poznámka:
Po dokončení rukopisu knihy "Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu", avšak před jejím knižním vydáním, vyšla skvělá popularizační monografie J.Kleczek: "Vesmír kolem nás" (Albatros, Praha 1986), která patří nepochybně k nejlepším dílům tohoto druhu vůbec.

Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu

Seznam nejčastěji používaných symbolů, označení a zkratek

Gravitace, černé díry, ....		1. Gravitace a její místo ve fyzice

Vojtěch Ullmann