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 (důvody zmiňuji v části "Autor") 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)....

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 jej 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 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, "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 nové knižní vydání díla, které 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, jakož i preference jednotlivých sub-oblastí, je vidět z prací uvedených na těchto stránkách.

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