RNDr. Vojtěch Ullmann
- teorie relativity, gravitace, astrofyzika, kosmologie -

V tomto oddíle systému "AstroNuklFyzika" jsou rozebírána některá témata z oblasti teorie relativity, gravitace, astrofyziky a kosmologie, jakož i souvisejících otázek filosofických.

Jsou zde jednak sylaby příslušných přednášek (Černé díry, Kosmologie, ...) odborných i populárních, hlavně však elektronická forma monografie "Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu" .
Na pomezí fyziky, astronomie a filosofie je podrobný sylabus přednášky "Antropický princip aneb kosmický Bůh".
Sylabus přednášky "Kosmická alchymie" je zase na pomezí astrofyziky, jaderné fyziky a chemie.

V textech budou odkazy na některé další www-stránky s příbuznou tématikou.

Osobní poznámky autora :

V následujících řádcích bych si dovolil napsat pár poznámek o svém osobním vztahu k tématice teorie relativity, gravitace, astrofyziky, kosmologie a unitárních teorií pole; pro většinu čtenářů budou tudíž nezajímavé. Mohly by snad zaujmout či potěšit pouze ty kolegy, kteří se kdysi též vydali podobnými cestami poznání, popř. inspirovat mladé začínající zájemce.

Zájem o fundamentální přírodní zákonitosti a snaha "přijít na kloub" vnitřním mechanismům podle nichž funguje příroda, mne provázel již na "základní obecné" škole. Začalo to pokusy s elektřinou a magnetismem (v těch mne vedl můj nezapomenutelný učitel F.Jáchym), soukromým studiem diferenciálního a integrálního počtu již na základní škole, seznámením s Maxwellovými rovnicemi elektromagnetického pole, podrobným studiem tehdejší elektroniky a sdělovací techniky. V té době jsem nebyl rozhodnut, zda chci dělat elektrotechniku nebo fyziku.

Rozhodujícím momentem bylo, když jsem si v 1.ročníku na gymnáziu půjčil ve vědecké knihovně v Olomouci postupně knihy L.D.Landau-E.M.Lifšic: "Teorie pole" a "Mechanika", souhrnné vydání Einsteinových prací a Raševského "Diferenciální geometrie a tenzorová analýza". Nemohl jsem tehdy samozřejmě všemu porozumět, ale byl jsem okouzlen krásou teorie pole, elegancí variačního principu nejmenší akce, symetriemi a zákony zachování, mocným nástrojem tenzorové analýzy, úchvatnými jevy teorie relativity v Minkowského i zakřiveném prostoročase, heroickými pokusy o vytvoření unitárních teorií pole, perspektivami pochopení tajemství stavby a vývoje Vesmíru. Od této doby jsem byl v jakémsi "mystickém zajetí" těchto myšlenek a teorií a popravdě řečeno, dosti jsem zanedbával studium jiných předmětů (kromě chemie, která mne rovněž zajímala především kvůli různým pyrotechnickým a krystalografickým pokusům).

Ke studiu fyziky na Matematicko-fyzikální fakultě Karlovy University jsem se rozhodl s cílem věnovat se teorii relativity, teorii pole, astrofyzice a kosmologii. Během studia jsem však zjistil, že nechci zůstat v Praze (velice mi tam vadily konfrontační, nekolegiální a nefér vztahy mezi lidmi, jakož i povýšenecký postoj k "venkovu") a jinde bych se relativitou&gravitací asi "neuživil". Rozhodl jsem se proto pro jadernou fyziku jako hlavní obor a relativitu, astrofyziku a kosmologii si nechal jako vedlejší obor, popř. "koníčka". Tehdy jsem tím byl dosti zklamán, ale další vývoj to nakonec postavil do poněkud jiného světla (jak zmiňuji níže v pasáži pod obrázkem)....

Našel jsem si docela zajímavou "parketu" aplikací jaderné fyziky v oboru nukleární medicíny, kde výsledky výzkumu a vývoje nacházely bezprostřední využití v diagnostické praxi. Relativitou, astrofyzikou a kosmologií jsem se zabýval jako vedlejší činností a připravil jsem několik publikací a hlavně řadu přednášek o gravitaci, černých dírách, relativistické kosmologii, unitárních teoriích pole a pod., na půdě Čs.astronomické společnosti při ČSAV a Jednoty čs.matematiků a fyziků. Tyto přednášky se setkávaly s živým zájmem a ohlasem; vedením pobočky astronomické společnosti v Ostravě jsem byl vybídnut, abych tuto tématiku zpracoval i písemně ve formě několika sylabů (jako byl sylabus "Antropický princip aneb kosmický Bůh") či souhrnné monografie.

Takovýto model topologické interpretace elektrického náboje v geometrodynamice jsem si zhotovil z plexiskla a používal ho při svých přednáškách z oblasti relativity, gravitace a unitárních teorií pole.

Tak vznikla kniha "Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu", která vzbudila značný zájem odborné veřejnosti s řadou zajímavých podnětných diskusí.
Na druhé straně se však stala terčem ostrých nepřátelských útoků některých kolegů z oblasti relativity&gravitace (i s odstupem mnoha let je to pro mne nepochopitelné - žádný faktický důvod neexistoval, ani názorové rozepře na odborné otázky). Mrzelo mne to o to víc, že to byli lidé kterých jsem si předtím vážil a od kterých jsem (asi naivně?) očekával spíše kolegiální sympatie k tomu, že jsem se v obtížných podmínkách a bez jakýchkoli osobních nároků pokusil napsat dílo které by mnoha lidem pomohlo seznámit se s novými zajímavými koncepcemi relativistické astrofyziky a kosmologie (aspoň já bych uvítal a podpořil, kdyby se kdokoliv z nich něčeho podobného ujal). Jeden kolega se vyjádřil, že to vypadá jako by "ta gravitace táhla některé lidi i morálně dolů"*). Za této situace jsem kvitoval, že jsem si relativitu&gravitaci nezvolil jako obor své "obživy" (který by mne snad též morálně stáhl dolů..?..) a mohu si tedy dovolit všechny ty neoprávněné invektivy a pomluvy ignorovat **). To však pouze navenek, určitá hořkost a pocit zklamání podvědomě zůstal. Hlavní podíl viny přitom vidím v sobě - svým nedostatkem průbojnosti a malou ctižádostí se asi nehodím do "arény" plné intrik a arogance (moje žena říká, že jsem se minul řemeslem, že jsem měl být farářem či buddhistickým mnichem - nerad přiznávám, že má možná částečně pravdu...). Polopopulární verze knihy byla pod názvem "Gravitace a struktura prostoročasu" přijata k vydání ve Státním nakladatelství technické literatury v edici "Populární přednášky o fyzice" a zařazena do edičního plánu na r.1989. Byly provedeny všechny přípravné práce včetně korektur, avšak v průběhu sazby na podzim r.1989 došlo k politickému převratu, v důsledku čehož byly prakticky všechny odborné publikační aktivity zastaveny a ztornovány ......
*) Osobně si myslím, že to není přímo ta gravitace, ale obecnější jev v lidské psychice ("někde udělal pán Bůh, či evoluce, chybu při stvoření lidí..?.."). Vědu dělají jen lidé, s celým spektrem známých lidských vlastností. Můžeme se zde tedy setkat nejen s ušlechtilostí, moudrostí, velkorysostí, skromností, tolerancí, ale podobně jako v běžném životě i s vlastnostmi a jevy opačnými - s nízkostí, malicherností, sobectvím, pýchou a povýšeností, nenávistí, nefér "konkurenčním" bojem. A celé toto spektrum může být vystupňováno vysokou inteligencí lidí pracujících v této oblasti lidského konání.
**) Objektivní, věcnou a konstruktivní kritiku však vítám, oprávněné připomínky inspirující pohled z jiného úhlu, umožňující opravy chyb, či lepší pochopení problematiky, ochotně akceptuji..!..
Zde prezentovaná elektronická forma knihy "Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu" by měla do určité míry nahradit neprůchodné nové knižní vydání díla, které i po desítiletích dosud zůstává jediné svého druhu v naší literatuře.

Nyní bych si dovolil ještě napsat pár subjektivních slov o svém vztahu k některým fyzikálním oborům. Můj vztah k obecné teorii relativity, elektrodynamice, gravitaci, astrofyzice a kosmologii, jaderné fyzice, jakož i preference jednotlivých sub-oblastí, je vidět z prací uvedených na těchto stránkách "AstroNuklFyzika".

Můj vnitřní vztah ke kvantové fyzice je poněkud ambivalentní. Na jedné straně uznávám samozřejmě její impozantní úspěchy při analýze a popisu všech jevů mikrosvěta, naprosto přesný (řádově ~10^-12 nebo i lepší) souhlas s experimenty - kvantová fyzika je bezpochyby "pravdivým popisem mikrosvěta". Přesto však přístupy kvantové fyziky "nerezonují" tak docela s mou vizí fundamentální teorie umožňující pochopit nejvnitřnější příčiny jevů a událostí. Skvěle (přesně) popisuje, ale obtížně vysvětluje. Snad jedině Feynmanovský přístup kvantování dráhových integrálů jde hlouběji k podstatě souvislostí s variačním principem nejmenší akce a přístupů teorie pole. Je to tak trochu podobné deBroglieově vlnovému vysvětlení Bohrových postulátů o kvantování elektronových drah v atomu, pro které v té době nebylo žádné vysvětlení (kromě empirického).

Nevím, zda tento vztah ke kvantové fyzice vychází z mého vnitřního založení, nebo zda mi jej podvědomě vsugerovalo studium Einsteinových prací již v 1.ročníku gymnázia, kdy jsem ještě nebyl dostatečně obeznámen s kvantovou mechanikou. Einstein svou nedůvěru ve stochastický charakter kvantové mechaniky vyjádřil známým výrokem "Nevěřím, že Bůh hraje se světem v kostky". Tento Einsteinův výrok pak v souvislosti se svou formulací hypotézy kvantové evaporace černých děr parafrázoval S.Hawking slovy "Bůh nejen že hraje se světem v kostky, ale někdy je hází i tam, kde nejsou vidět". Vývoj fyziky zatím dává za pravdu Hawkingovi. Já však přesto ve "skrytu duše" tajně doufám, že se jednou najde nějaký skrytý mechanismus, který je "za" jevovou náhodností a stochastičností kvantové fyziky..?..

Vojtěch Ullmann