Wikipedie

Vesmír: Porovnání verzí

Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
Irigi (diskuse | příspěvky)
1 386 editací
m opravy šablon odkazů
Irigi (diskuse | příspěvky)
1 386 editací
Edituji s odvahou a odstraňuji sekci o Speciální teorii relativity, která podle mého názoru do výkladu o modelování vesmíru nepatří.
Řádek 704:
 
== Teoretické modely vesmíru ==
Ze čtyř [[základní interakce|základních interakcí]] převládá v kosmologickém měřítku [[gravitace]], ostatní tři základní síly hrají zanedbatelnou roli při vytváření struktur na úrovni planet, hvězd, galaxií a dalších větších struktur. Důvodem je, že veškerá hmota a energie se navzájem přitahují a gravitační účinky se tedy kumulují, kdežto kladné a záporné náboje se navzájem ruší, takže [[elektromagnetismus]] je v kosmologických měřítcích relativně nevýznamný. Zbývající dvě interakce, [[slabá interakce|slabá]] a [[silná interakce|silná jaderná síla]], klesají velmi rychle se vzdáleností a jejich účinky se omezují především na subatomární vzdálenosti. Při popisu vývoje vesmíru je však potřeba brát v potaz i globální vlastnosti časoprostoru, jako jeho křivost, protože na takovýchto měřítkách již hrají významnou roli. Z tohoto důvodu vznikly první seriózní modely vesmíru až s objevem [[obecná teorie relativity|obecné teorie relativity]], která je schopna zahrnout oba tyto jevy.▼
 
=== Speciální teorie relativity a časoprostoru ===
{{viz též|Speciální teorie relativity}}
[[Soubor:Only distance is real.svg|náhled|300px|Pouze délka ''L'' (na obrázku černě) skutečně přísluší tyči, kdežto rozdíly souřadnic mezi jejími body (např. Δx, Δy nebo Δξ, Δη) závisejí na referenčním rámci (na obrázku modře a červeně).]]
Speciální teorie relativity popisuje základní vlastnosti časoprostoru, pokud jej studujeme v dostatečně malé oblasti a můžeme zanedbat jevy související s jeho zakřivením. Tento popis je nutným východiskem jakýchkoliv moderních modelů popisujících vývoj vesmíru. Dvěma hlavními body teorie jsou předpoklady, že fyzikální popis nezávisí na [[inerciální vztažná soustava|inerciální vztažné soustavě]] a že v jakékoliv takové soustavě se světlo šíří stejnou a konstantní rychlostí ''c'', která je rychlostí maximální. Z těchto dvou postulátů plyne, že rychlost plynutí času, délka objektů, nebo hmotnost daného objektu závisí na vztažné soustavě, ve které jej popisujeme. Také lze říci, že prostor a čas jsou vzájemně (v určitých mezích) zaměnitelné změnou pohybu objektu.
 
Abychom lépe pochopili oddělení prostoru a času, je užitečné si zvolit podobné oddělení po tři prostorové rozměry. Vezměme dva koncové body tyče délky L. Délku lze určit z rozdílů tří souřadnic Δx, Δy a Δz koncových bodů tyče v dané vztažné soustavě
 
:<math>
L^{2} = \Delta x^{2} + \Delta y^{2} + \Delta z^{2}
</math>
výpočtem pomocí [[Pythagorova věta|Pythagorovy věty]]. Otočením soustavy souřadnic se jejich rozdíly změní, ale vždy dávají stejnou délku.
 
:<math>
L^{2} = \Delta x^{2} + \Delta y^{2} + \Delta z^{2}
</math>
To znamená, že rozdíly souřadnic (Δx, Δy, Δz) a (Δξ, Δη, Δζ) nejsou vlastnostmi tyče, ale pouze odráží její popis ve vztažné soustavě, kdežto délka L je vlastností tyče. Rozdíly souřadnic se mohou změnit, i když se nezmění vlastnosti tyče, otáčením vztažné soustavy.
 
Analogicky lze zavést časoprostorový interval ''s'' mezi dvěma body časoprostoru, tzv. ''událostmi''. Tato veličina je stejná pro pozorovatele ve všech vztažných soustavách a je proto „skutečnou“ vlastností časoprostoru. Definuje se vztahem
 
:<math>
s^{2} = L_{1}^{2} - c^{2} \Delta t_{1}^{2} = L_{2}^{2} - c^{2} \Delta t_{2}^{2}\;.
</math>
 
Speciální relativita říká, že vzdálenost mezi událostmi a doba trvání (L<sub>1</sub>, Δt<sub>1</sub>) jsou jen „souřadnicemi“ v dané vztažné soustavě a když přejdeme do soustavy nové, změní se na jiné, (L<sub>2</sub>, Δt<sub>2</sub>). To potom pozorujeme jako změny v rychlosti plynutí času ([[dilatace času]]) nebo v délce pozorovaných předmětů ([[kontrakce délky]]). [[Časoprostor|Prostoročasový]] interval ''s'' ale zůstává vždy stejný. Přesný způsob přechodu mezi vztažnými soustavami udává tzv. [[Lorentzova transformace]].
 
=== Obecná teorie relativity ===
[[Soubor:Cassini-science-br.jpg|náhled|vpravo|Velmi přesný test obecné teorie relativity družicí [[Sonda Cassini|Cassini]], [[rozhlas|rádiové]] signály vysílané mezi Zemí a sondou (zelené vlny) jsou zpožděny [[Shapirův efekt|deformací]] [[časoprostor]]u (modré čáry), způsobenou hmotností [[Slunce]].]]
{{viz též|Obecná teorie relativity}}
▲Ze čtyř [[základní interakce|základních interakcí]] převládá v kosmologickém měřítku [[gravitace]], ostatní tři základní síly hrají zanedbatelnou roli při vytváření struktur na úrovni planet, hvězd, galaxií a dalších větších struktur. Důvodem je, že veškerá hmota a energie se navzájem přitahují a gravitační účinky se tedy kumulují, kdežto kladné a záporné náboje se navzájem ruší, takže [[elektromagnetismus]] je v kosmologických měřítcích relativně nevýznamný. Zbývající dvě interakce, [[slabá interakce|slabá]] a [[silná interakce|silná jaderná síla]], klesají velmi rychle se vzdáleností a jejich účinky se omezují především na subatomární vzdálenosti. Při popisu vývoje vesmíru je však potřeba brát v potaz i globální vlastnosti časoprostoru, jako jeho křivost, protože na takovýchto měřítkách již hrají významnou roli. Z tohoto důvodu vznikly první seriózní modely vesmíru až s objevem [[obecná teorie relativity|obecné teorie relativity]], která je schopna zahrnout oba tyto jevy.
Je-li [[gravitace]] převažující silou při formování kosmologických struktur, přesné předpovědi minulosti a budoucnosti vesmíru vyžadují co nejpřesnější teorii gravitace. Nejlepší teorie, která je k dispozici, je obecná teorie relativity Alberta Einsteina, která dosud prošla všemi experimentálními testy. Nicméně dosud nebyla přesně testována v kosmologických měřítcích vzdálenosti, a proto může být nepřesná. Přesto se kosmologické předpovědi zdají být v souladu s pozorováním, a tak není žádný přesvědčivý důvod pro přijetí jiné teorie.
 
Obecná teorie relativity popisuje vztahy mezi zakřivením časoprostoru a rozložením hmoty v něm. Zakřivení časoprostoru určuje pohyb hmoty, který probíhá podél nejkratších, resp. nejdelších spojnic, tzv. [[geodetika|geodetik]]. Rozložení hmoty naopak určuje zakřivení časoprostoru pomocí [[Einsteinovy rovnice|Einsteinových rovnic]], což jsou nelineární parciální diferenciální rovnice druhého řádu v čase i prostoru. Kosmologické modely vycházející z obecné teorie relativity se opírají o tzv. [[kosmologický princip]], tedy předpoklad, že vesmír je od měřítka stovek megaparseků homogenní a izotropní. Jinými slovy, že gravitační účinky galaxií, které tvoří vesmír, jsou od tohoto měřítka ekvivalentní působení jemného prachu rovnoměrně rozloženého po celém vesmíru, který má všude stejnou průměrnou hustotu. Tento předpoklad umožňuje snadno řešit Einsteinovy rovnice pole a předpovědět minulost a budoucnost vesmíru v kosmologických časových měřítcích.
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/wiki/Vesmír“