K moudrosti docházíme často pozdě, až když jsme ztraceni
nakl. Paseka
Atomy, které roztrhaly Hirošimu a Nagasaki na kusy, nerozštěpily šikovné ruce generálů, ale skupiny fyziků vyzbrojených hrstí rovnic. Strašlivá závrať je dramatický příběh o určujících momentech dějin, které jsou územím mezi fakty a fikcí, pokrokem a zkázou, genialitou a šílenstvím. Rozumíme díky vědě světu lépe, nebo ho naopak ztrácíme. Za svou knihu byl v roce 2021 nominován do finále Mezinárodní Bookerovy ceny.
Schwarzschildova singularita (ukázka)
Dvacátého čtvrtého prosince 1915 Albert Einstein popíjel čaj ve svém kabinetu v Berlíně, když obdržel dopis ze zákopů první světové války. Obálka k němu doputovala přes hořící kontinent; byla pošpiněná, zmačkaná a umazaná od bláta. Jeden roh se úplně utrhl a jméno odesílatele zakrývala skvrna od krve. Než ji vzal Einstein do ruky, nasadil si rukavice a otevřel ji nožíkem. Uvnitř našel dopis s posledním zábleskem geniality Karla Schwarzschilda, astronoma, fyzika, matematika a poručíka u německé armády.
„Jak vidíte, válka ke mně byla aspoň natolik vlídná, že jsem i přes intenzivní střelbu mohl na chvíli z toho všeho uniknout a dopřát si krátkou procházku krajinou Vašich myšlenek,“ psalo se závěrem dopisu, který Einstein přečetl v naprostém šoku, ovšem ne proto, že jeden z nejuznávanějších německých vědců velí dělostřelecké jednotce na ruské frontě, ani kvůli tajemným narážkám pisatele na jakousi blížící se katastrofu, nýbrž kvůli zadní straně, kam mu Schwarzschild rozepsal písmem tak miniaturním, že ho Einstein musel luštit lupou, první přesné řešení rovnic obecné teorie relativity.
Einstein si musel vzkaz přečíst několikrát. Jak je to dlouho, co teorii publikoval? Měsíc? Nebo ani to ne? Přece není možné, aby Schwarzschild vyřešil tak složité rovnice za tak krátkou dobu, když i on – který je vymyslel – je řešil pouhou aproximací. Schwarzschildovo řešení ale bylo přesné: dokonale popisovalo, jakým způsobem hvězda díky své hmotnosti zakřivuje okolní prostor i čas. Ačkoliv Einstein držel řešení v rukou, nemohl mu uvěřit. Věděl, že tyto výsledky zásadně zvýší zájem o jeho teorii mezi vědci, kteří ji dosud přijímali spíš vlažně, hlavně kvůli její složitosti. Einstein už se smířil s tím, že uspokojivě tyto rovnice nevyřeší nikdo, alespoň ne za jeho života.
To, že to Schwarzschild dokázal, zatímco mu za zády bouchaly minomety a vzduchem pluly mraky jedovatého plynu, byl skutečný zázrak: „Nikdy by mě nenapadlo, že někdo dokáže pro tento problém zformulovat tak jednoduché řešení!“ odpověděl Schwarzschildovi, jakmile se vzpamatoval, a slíbil mu, že jeho práci co nejdříve představí kolegům, aniž věděl, že už píše mrtvému muži. Schwarzschild ve svém řešení použil jednoduchý trik: pracoval s idealizovanou, dokonale kulovou nerotující hvězdou bez elektrického náboje a poté pomocí Einsteinových rovnic vypočítal, jak její hmotnost zdeformuje okolní prostor, podobně jako dělová koule prohne matraci, je-li položena na postel. Jeho metrika byla tak precizní, že se dodnes používá k popisu pohybu hvězd, oběžných drah planet a zakřivení světelných paprsků, ke kterému dochází při těsném průchodu okolo těles se silným gravitačním polem.
Avšak jedna věc byla na Schwarzschildových výsledcích nesmírně zvláštní. Pro běžnou hvězdu platily dokonale; okolo takové se prostor jemně ohnul, jak Einstein předpověděl, a ona zůstala viset uprostřed této prohlubně jako dva spící chlapci v houpací síti. Problém nastal, když se v malém prostoru soustředilo příliš mnoho hmoty, jak se to stává v situaci, kdy hvězdný obr vyčerpá svou energii a začne se hroutit do sebe. V takovém případě se podle Schwarzschildových výpočtů časoprostor nezakřiví: roztrhne se. Hvězda se stále smršťuje a její hustota nezastavitelně roste. Její gravitační síla je tak velká, že se prostor zakřivuje donekonečna a sám za sebou se zavírá. Výsledkem je propast navždy oddělená od zbytku vesmíru, z níž není úniku. Pojmenovali ji Schwarzschildova singularita.
..........
překlad Anna Štádlerová
22.9.2022