SVETOZOR

Ekonomika a ekonómia     Veda a technika     Filozofia     Príroda    
História     Kultúra a umenie     Zdravie     Školské vedomosti    
Stavebníctvo     Naj, naj, naj     Svet     Ostatné     Home
Čas, priestor a hmota

Neoddeliteľná spojitosť času, priestoru a hmoty



Autor: Oto Zapletal

Dátum: 25. augusta 2020

Táto téma svojím obsahom spadá jak do filozofie tak i do astrofyziky a kozmológie. Záleží z ktorého uhla pohľadu sa na tento problém pozeráme.

Na laika pôsobí veta o nemožnosti samostatnej existencie času bez hmoty a priestoru, alebo priestoru bez hmoty a času ako nejaká dogma, ktorú astrofyzici a kozmológovia často opakujú pri pokusoch odpovedať na otázku: Čo bolo pred veľkým treskom? Prečo nemôže existovať priestor bez času a hmoty? Veď si vieme celkom dobre predstaviť nejaký priestor kde nie je žiadna hmota a kde neplynie žiaden čas. Pokúsim sa na túto otázku odpovedať.

Najprv si musíme povedať niečo o tom, čo je to priestor. Náš svet sa nachádza v trojrozmernom priestore. To znamená, že v našom priestore môžu byť na seba v jenom bode kolmé

Zobrazenie trojrozmerného geometrického útvaru (kvádra) v trojrozmernom súradnicovom systéme
Zobrazenie trojrozmerného    
geometrického útvaru (kvádra)
v trojrozmernom súradnicovom
systéme                  

maximálne tri priamky. Dokážeme si predstaviť aj jednorozmerný priestor, ako priamku na ktorej stoja čísla, tie môžu byť zaradené podľa veľkosti, a smerovať od najmenších záporných čísel, cez nulu, až po najväčšie kladné čísla. Dvojrozmerný priestor si najlepšie dokážeme predstaviť ako plochu na papieri, kde môžu byť na seba kolmé v jednom bode maximálne dve priamky. V matematike v takomto priestore dokážeme zobraziť graf kvadratickej funkcie. Na to aby sme dokázali v matematike zobraziť polohu komplexných čísel, potrebujeme trojrozmerný priestor. Teoreticky môžeme v matematike vytvoriť aj štvorrozmerný priestor a ľubovoľne n-rozmerný priestor. V týchto priestoroch potom môžeme napríklad zobrazovať polohu hyperkomplexných čísel. V geometrii používame termín euklidovský priestor, ktorý pri vyučovaní matematiky na základných a stredných školách je buď dvojrozmerný pre rovinné útvary: štvorec, obdĺžnik, trojuholník, mnohouholník, kruh, atď., alebo trojrozmerný pre priestorové útvary: kocka, kváder, guľa, ihlan, atď. Postupným zovšeobecnením euklidovského priestoru si ale dokážeme predstaviť a popísať aj priestory vyšších dimenzii, v ktorých platia rovnaké Euklidové axiómy. V Štvorrozmernom priestore môžu byť na seba v jednom bode kolmé štyri priamky, to si síce nedokážeme predstaviť, ale matematicky takýto priestor vieme dobre popísať. A to nie len štvorrozmerný priestor, ale aj priestor s ľubovoľným množstvom rozmerov. To je tá úžasná schopnosť matematiky, popísať niečo, načo naša predstavivosť nestačí.

Čas sa často považuje za štvrtý rozmer, vtedy ale hovoríme o štvorrozmernom časopriestore, čo je náš trojrozmerný priestor plus čas. Ak hovoríme o trojrozmernom priestore tak máme na mysli priestor s troma rozmermi, šírkou, výškou a dĺžkou. Ak hovoríme o štvorrozmernom priestore (nie časopriestore) tak musíme pridať ešte jeden rozmer. Nezamieňajme si priestor s časopriestorom. Trojrozmerný priestor v ktorom sa nachádzame je súčasťou štvorrozmerného časopriestoru.

Astrofyzika nám tvrdí, že pred veľkým treskom nebolo nič. A veľa laikov si predstaví tmavú prázdnotu v ktorej v jednu chvíľu zrazu exploduje vesmír. Tak nám to často zobrazujú aj populárno-vedecké filmy. A niekedy laik dôjde ku otázke, kde sa to stalo, v ktorej časti vesmíru je ten stred v ktorom sa zrodil vesmír z nepredstaviteľne malého bodu, či priam z ničoho? Táto otázka je nesprávna. Totiž, ta prázdnota v ktorej sa zrodil vesmír, to nie je prázdny priestor. Predstavme si mešec v ktorom máme hmotu a čas, a ten mešec je priestor. Teraz si predstavme, že máme prázdny mešec, to je tá nesprávna predstava o priestore bez času a hmoty. Totiž pred veľkým treskom nebol ani ten prázdny mešec, teda priestor. Vesmír sa zrodil pri veľkom tresku spolu s časom a priestorom. Pred veľkým treskom nebol žiaden priestor, preto je otázka na miesto, kde sa zrodil vesmír nesprávna. Priestor sa vytvoril súčasne s časom a vesmírom. Vesmír bol v prvých momentoch existencie vo forme energie, ktorá sa z menila v hmotu.

Vlastnosťou priestoru je možnosť pohybu v ňom, pohyb nie je možné uskutočniť bez času, čas nemôže existovať bez pohybu hmoty alebo v hmote, hmota na svoju existenciu nutne potrebuje priestor. Takto sú čas, priestor a hmota neoddeliteľne prepojené, a nemôžu reálne existovať oddelene. Súčasná astrofyzika používa termín časopriestor pre lepšie pochopenie neoddeliteľnosti času od priestoru. Z pohľadu fyziky sa to dá pochopiť ešte lepšie, ak chceme nejakým spôsobom zmerať čas, vždy na to potrebujeme nejaký pohyb alebo dej a na uskutočnenie akéhokoľvek pohybu je nevyhnutne potrebný priestor. Čas vo fyzike je výsledkom nejakého vzťahu nameraných hodnôt, ak by sme nemali okrem času žiadnu inú hodnotu, táto hodnota by nemala zmysel. Jednoducho nemá zmysel hovoriť o čase, bez jeho možnosti ho zmerať alebo nejako vnímať. Čas je vždy trvanie nejakého pohybu, javu, deja.

V tomto článku som sa zmieňoval o euklidovskom priestore, ten existuje len v matematických predstavách. Podľa všeobecnej teórie relativity Alberta Einsteina sa priestor okolo gravitačných polí odchyľuje od euklidovského priestoru. V našom vesmíre nie je dokonalé rovný euklidovský priestor, ale neeuklidovský priestor pokrivený pôsobením gravitácie hmotných objektov. No toto zakrivenie je pre nás nepatrne malé, takže v bežnom živote sa s ním ani nemusíme zaoberať, no pri kozmických rozmeroch už s ním musíme počítať. Gravitácia taktiež pôsobí na čas, avšak tak isto, pre náš bežný život to nemá praktický nijaký význam, ale napríklad pri konštrukcii GPS už túto odchýlku musíme korigovať.




SVETOZOR
© Všetky práva vyhradené. All rights reserved