Teorie relativity letos slaví 100 let, k výročí vychází strhující příběh
0 Richard Winter 9.12.2015Einsteinovi trvalo téměř deset let, než vytvořil obecnou teorii relativity, od té doby však zůstala nezměněná. Dnes už je to celé století, co je většinou fyziků pokládána za dokonalou teorii a je předmětem hlubokého obdivu těch, kteří měli to privilegium se s ní setkat.
„Obecná teorie relativity je úhelným kamenem moderního myšlení a do kulturních dějin se zapsala stejně nesmazatelně jako elegantní linie Sixtinské kaple, Bachovy suity pro violoncello nebo některý Antonioniho film,“ píše oxfordský profesor astrofyziky Pedro G. Ferreira, autor knihy Nádherná teorie. Sto let obecné teorie relativity. Publikaci v překladu Jiřího Langra vydává Vyšehrad.
Před sto lety publikoval Albert Einstein své rovnice gravitačního pole a položil tak pevný základ obecné teorie relativity, k níž některé důležité kroky učinil i během svého pobytu v Praze v letech 1911–1912. Konečnou verzi gravitačního zákona předložil na zasedání Pruské akademie věd 25. listopadu 1915. Bylo mu tehdy 36 let. „Z neznámého patentového úředníka se sklonem k drzosti, jehož obdivovalo jen pár specialistů z jeho oboru, se Einstein stal kulturní ikonou, kterou zvali k přednáškám do Ameriky, Japonska a všude v Evropě. A jeho obecná teorie relativity, která měla své kořeny v myšlenkových experimentech, jež prováděl ve své bernské kanceláři, byla teď formulována jako nový a zcela rozdílný způsob jak dělat fyziku,“ píše Ferreira ve své knize.
Od té doby řada vynikajících fyziků a astronomů tuto teorii dále rozvíjela, přesnými pozorováními potvrzovala a postupně na jejím základě vytvořila model vesmíru, který se od počátečního velkého třesku stále rychleji rozpíná. Oxfordský profesor astrofyziky Pedro G. Ferreira napsal napínavý příběh vzniku a rozvoje obecné teorie relativity.
Srozumitelně a názorně vysvětluje východiska, základní pojmy a výsledky této teorie, popisuje příslušné modely vesmíru i astronomické objekty a jevy, které byly v souvislosti s touto teorií objeveny, jako jsou kvasary, pulzary, černé díry, reliktní záření, temná hmota, temná energie aj.
Nepoužívá při tom matematický aparát, svůj výklad však opírá o poutavá líčení vědeckých a životních příběhů protagonistů této dramatické historie. Nevyhýbá se ani polemikám a popírání, kterým musela tato teorie a její tvůrci čelit, ani útokům, kterým byli vystaveni v hitlerovském Německu a stalinském Sovětském svazu: V roce 1933 měl už Einstein Německa dost. Když se dostala k moci nacistická strana, rozhodl se přetrhat své svazky s Berlínem. Opustil Německo, které vstupovalo do svých nejtemnějších dnů, a jeho teorie se stala cílem útoků hnutí Deutsche Physik (Německé fyziky).
Se vzestupem nacistické strany se Philippovi Lenardovi daleko lépe hájila jeho kauza, teď dokonce hlasitě podporovaná jiným známým fyzikem a laureátem Nobelovy ceny Johannesem Starkem. Podle Lenarda a Starka byla Einsteinova teorie, židovská fyzika, zákeřným jedem, který otravoval německou kulturu. Musela být vymazána ze systému, měly-li se uskutečnit velké plány nacistické ideologie… Nebylo to však jen Německo, kde se Einsteinovy myšlenky ocitly pod palbou. Teorie relativity a kvantová mechanika se dostávaly do sporu i s dialektickým materialismem, integrální součástí marxismu, přijatým za oficiální ideologii v Sovětském svazu, tedy zemi stojící na opačné straně politického spektra… Einsteinova relativistická fyzika právě tak jako nové radikální myšlenky v kvantové fyzice se díky své obtížné pochopitelnosti a často nejasné filosofické interpretaci staly oblíbeným terčem sovětských filosofů vědy.
Einsteinova teorie prostoročasu byla napadána z řady stran. Předně byla prohlašována za exemplární příklad idealismu. Vynořila se na základě Einsteinových myšlenkových experimentů, jež měly často malý či žádný vztah
k přirozenému světu každodenní zkušenosti. Za druhé byla formulována ve velmi obtížném matematickém jazyce a měla složitou interpretaci, takže pro mnohé filosofy, jejichž matematické vzdělání nebylo moc hluboké, byla nesrozumitelná. A konečně, což bylo nejhorší, plynul z ní absurdní obraz vesmíru s počátkem, který se zdál blízký náboženskému obrazu stvoření, a proti náboženství marxismus tvrdě bojoval.
V závěrečných kapitolách Ferreira seznamuje čtenáře s dosud nevyřešenými problémy i s nejnovějšími kosmickými i pozemskými mezinárodními projekty, které by měly přinést informace z nejvzdálenějších oblastí vesmíru a potvrdit některé předpovědi obecné teorie relativity, zejména přímo zaznamenat gravitační vlny. Příběh této „nádherné teorie“, která nesporně patří k největším výkonům moderní fyziky, zřejmě není zdaleka ukončen.
Pedro Gil Ferreira se narodil v Lisabonu. Během studia na tamní technice se začal zajímat o Einsteinovu obecnou teorii relativity a ta ho zaujala natolik, že se rozhodl nadále se plně věnovat jejímu studiu. Doktorát z teoretické fyziky získal na Imperial College v Londýně, poté pracoval na univerzitě Berkley a v CERN. Po návratu do Spojeného království byl přijat do astrofyzikálního oddělení univerzity v Oxfordu, kde byl v roce 2008 jmenován profesorem astrofyziky. Věnuje se aktuálním problémům astrofyziky na velkých měřítkách, jako je polarizace reliktního záření, měření geometrie vesmíru či objasnění povahy temné hmoty a temné energie, při tom spolupracuje na velkých mezinárodních pozorovacích projektech. O těchto tématech též často přednáší v rozhlase a televizi. V roce 2006 vyšel jeho úvod do moderní kosmologie The State of the Universe.