Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Einsteinova teorie (ne)platí?

 |  3. 11. 2011
 |  Vesmír 90, 607, 2011/11

Po erupci vzrušení nad zveřejněnými výsledky experimentu OPERA, který vyhodnocoval rychlost neutrin generovaných v ženevském CERN na cestě k detektoru vzdáleném od CERN 730 km a umístěném hluboko pod masivem hory Gran Sasso, není v médiích už téměř ani stopy. Vyhodnocení experimentu samého je pro laiky ne zcela průhledné, i když jde o měření v zásadě velmi jednoduchých parametrů: místa a času vzniku neutrin a místa a času jejich detekce. Přesto žurnalisté požádali fyziky alespoň o komentáře. A tak žurnalistické titulky „Einsteinova teorie neplatí“ provázel opatrný dovětek fyziků „…jestliže se toto měření potvrdí“.

Je úžasné sledovat rozruch, který zachvátil nejen světový tisk ale také samotné fyziky. A nepodezírejme je, že jde o opojení ze „záře reflektorů“. Pod měřením je podepsáno 174 autorů ze 44 solidních institucí. Měření by vyvracelo jedno „dogma“, totiž že nic se nemůže pohybovat rychleji než světlo ve vakuu. To nic jsou mionová neutrina.

Zajímavé je srovnání s jinou nedávnou experimentální anomálii, jež vzrušovala fyziky po více než dvě desetiletí: záhadné zpomalování sond Pioneer 10 a Pioneer 11 (viz Vesmír 84, 2, 2005/1; 84, 63, 2005/2). Obě sondy urazily za rok o nějakých 400 km méně než by vyžadoval Newtonův gravitační zákon. To odpovídalo dodatečnému zrychlení –8,74 · 10–10 m · s–2, pro které nebyla známa příčina. A tehdy mnoho fyziků uvažovalo o tom, zda gravitační síla i na velkých vzdálenostech klesá se čtvercem vzdálenosti (zda platí Newtonův gravitační zákon). Hledala se rovněž konvenční vysvětlení. Nejjednodušší vysvětlení – zda nejde o chybu měření – se nepotvrdilo. Někdo sice spočítal, že by stačil výkon pouhých 58 wattů tepelného záření, které – vhodně nasměrováno – by mohlo záhadné zpomalování vysvětlit. Konvenční vysvětlení nevzbuzovala žádný rozruch a na jejich zastánce hleděli všichni „lehkoživkové“ poněkud skrz prsty. (Pozn.: Za lehkoživky jsou považováni „kreativní“ tvůrci hypotéz, kteří ani nepočítají ani neexperimentují.) Spočítat vyzařování z tepelných zdrojů na sondách bylo zcela jistě mnohem obtížnější, než zpochybnit platnost Newtonova gravitačního zákona. Po mnoha letech, snad po tisícovce publikací a po řadě odborných konferencí, se začíná pomalu přijímat, že příčinou onoho záhadného zpomalování je opravdu tepelné vyzařování sondy, které se odráží od antény směrem od Země. Svědčí o tom nejen novější výpočty, ale rovněž ta skutečnost, že se zpomaluje zpomalování sond, tak jak odpovídá poločasu rozpadu plutonia, které obě sondy používají jako zdroj energie.

Vzpomeňme ještě na dvě starší anomálie. Roku 1871 William Herschel objevil planetu Uran. Po několika letech se však přišlo na to, že se nepohybuje přesně tak, jak vyžaduje Newtonův gravitační zákon. Měli astronomové opustit gravitační zákon, nebo postulovat dosud neobjevenou planetu, která by odchylky pohybu Uranu vysvětlila? Objev planety Neptun Newtonův gravitační zákon zachránil.

Anomálii vykazoval rovněž pohyb Merkuru, planety nejbližší Slunci. Jeho perihélium se od výpočtu odchylovalo o 43 úhlových vteřin za rok. Urbain Le Verrier – týž astronom a matematik, který s přesností jednoho stupně předpověděl polohu Neptunu – vsadil na stejné vysvětlení: předpokládal dosud neobjevenou planetu Vulkán anebo dokonce pás neobjevených asteroidů kroužících mezi Sluncem a Merkurem. Tentokrát to však nevyšlo. Planeta ani pás asteroidů objeveny nebyly. Teprve roku 1915 Einsteinova obecná teorie relativity posun perihélia vysvětlila. Takže ne každá anomálie vyžaduje dosavadní fyziku opustit.

Vraťme se však k neutrinu. Tato elementární částice zlobila ještě před svým objevením: Přišla totiž na svět v roce 1930. Tehdy ji Wofgang Pauli postuloval jako hypotetickou částici, aby zachránil zákon zachování energie při rozpadu beta. Teoretikové se domnívali, že to jsou částice, které obdobně jako fotony nesou energii a nemají klidovou hmotnost. Experimentálně byla neutrina potvrzena až v roce 1956. Postupně se ukázalo, že existuje neutrino elektronové, mionové a neutrino odpovídající částici tau. Když se měřil tok neutrin vznikajících při jaderných přeměnách v nitru Slunce, výsledky zpochybnily sluneční fyziku – detekovalo se méně neutrin. A přišlo se na to, že neutrina se „převlékají“. S tím souvisela další ošemetná otázka, totiž zda neutrina mají klidovou hmotu. Potřebujeme tedy „novou fyziku“? Neukvapujme se v soudech. To ostatně nečinili ani účastníci experimentu OPERA. Skutečností zůstává, že experimenty a pozorování si vynutila zavedení hypotetických „monster“ typu temné energie, temné hmoty či různých hypotetických částic. Ta monstra naznačují, že něco podstatného o světě je nám skryto.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika
RUBRIKA: Úvodník

O autorovi

Ivan Boháček

Mgr. Ivan Boháček (*1946) absolvoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze. Do roku 1977 se zabýval v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského molekulovou spektroskopií, do roku 1985 detektory ionizujících částic v pevné fázi v Ústavu pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů. Spolu s Z. Pincem a F. Běhounkem je autorem knihy o fyzice a fyzicích Newton by se divil (Albatros, Praha 1975), a se Z. Pincem pak napsali ještě knihu o chemii Elixíry života a smrti (Albatros, Praha 1976). Ve Vesmíru působí od r. 1985.
Boháček Ivan

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné