Einsteinova teorie relativity, v níž hraje čas ústřední roli, považuje cestování v čase za otevřenou otázku. Americký cyklus
00:00:00 Na počátku byla temnota a po ní přišel třesk.
00:00:04 Velký třesk,
00:00:06 kterým započala existence času, rozpínajícího se prostoru a hmoty.
00:00:11 Stále nové objevy pomáhají objasnit záhadná,
00:00:15 palčivá i smrtící tajemství místa, kterému říkáme vesmír.
00:00:21 Minulost a budoucnost. Nedozírné dálky.
00:00:25 Ale je možné těchto dálek dosáhnout?
00:00:28 Může se to stát v průběhu několika let či desetiletí.
00:00:32 Když cestujete napříč časem, mohou se začít dít podivné věci.
00:00:37 Můžete si představit,
00:00:39 že navštívíte sebe sama v minulosti.
00:00:41 Někteří lidé takový výlet už podstoupili.
00:00:45 Skočíte do budoucnosti,
00:00:46 zatímco přitom jen nepatrně zestárnete. To je paráda.
00:00:50 Myslíte si, že to není možné?
00:00:52 Teorie relativity cestování časem nevylučuje!
00:00:57 Česká televize uvádí americký dokumentární cyklus
00:01:02 VESMÍR Cestování časem
00:01:09 Ze všech záhad vesmíru je asi cestování v čase nejzáhadnější.
00:01:19 Čas sám o sobě nás velice fascinuje.
00:01:22 Začali jsme přemýšlet, jak čas ošálit,
00:01:24 abychom se dostali zpět a mohli změnit minulé události.
00:01:30 Cestování v čase může zahrnovat návrat do minulosti
00:01:34 nebo zrychlenou cestu do budoucnosti.
00:01:37 Ale právě nyní jsme všichni pevně srostlí s přítomností.
00:01:48 Věda však nevylučuje,
00:01:51 že bychom toto svazující pouto času nemohli uvolnit.
00:01:55 Einsteinova teorie relativity, v níž hraje čas ústřední roli,
00:01:59 považuje cestování v čase za otevřenou otázku.
00:02:06 Nejlepší teorii času, kterou máme, je relativita,
00:02:10 a ta cestování v čase sama o sobě nevylučuje.
00:02:14 Možná jen zatím chybí poznatky, které by nám to umožnily.
00:02:18 I když ještě některé zákonitosti nechápeme,
00:02:21 vypadá to, že v rámci relativity existují scénáře,
00:02:24 jež nám mohou cestu v čase umožnit.
00:02:28 Cestování do minulosti vypadá nepravděpodobně,
00:02:31 protože čas běží jen jedním směrem - kupředu.
00:02:35 Fyzikové tomu říkají šipka času.
00:02:39 Podle šipky času se orientujete,
00:02:41 když se pohybujete z minulosti do přítomnosti.
00:02:45 Pamatujete si minulost.
00:02:47 Můžete věci zařídit tak, aby se staly v budoucnu,
00:02:51 ale nemůžete to zařídit tak, aby se uskutečnily v minulosti.
00:02:54 Tak například:
00:02:56 Když si zamícháte smetanu do kávy, postup už nelze vrátit zpět,
00:03:00 aby se zase smetana a káva oddělily.
00:03:03 Tomu se říká šipka času.
00:03:05 Šipka čas posunuje jednosměrnou cestou
00:03:09 neodvratitelných událostí - to je zákonitost,
00:03:13 kterou intuitivně známe z našeho každodenního života.
00:03:17 Když na kulečníkovém stole šťouchnete do koulí,
00:03:21 určitě neočekáváte, že se samy opět srovnají.
00:03:25 Můžete míchat vejce, ale nemůžete je zpětně uspořádat.
00:03:31 Důvodem, proč má čas šipku, je základní zákon fyziky,
00:03:35 který uvádí, že se všechny věci ve světě
00:03:39 odvíjejí z uspořádaného...
00:03:42 do neuspořádaného stavu.
00:03:46 Jak vesmír stárne,
00:03:48 jak se pohybujeme z minulosti do budoucnosti,
00:03:50 tak se řád ve vesmíru uvolňuje.
00:03:53 Vesmír směřuje z uspořádaného stavu -
00:03:55 velmi pečlivě uspořádaného -
00:03:57 do stavu naprosto neuspořádaného a chaotického.
00:04:01 Pokud upustíte talíř, který byl krásně a pečlivě vyroben,
00:04:05 tak se rozbije a posune se do neuspořádaného stavu.
00:04:08 To je velice přirozené.
00:04:11 A pokud se budete snažit vrátit talíři zpátky jeho řád,
00:04:15 vaše snaha do okolního prostředí uvolní tolik energie,
00:04:19 že se ve vesmíru jako celku vytvoří ještě větší neuspořádanost.
00:04:24 Ale šipka času může být v extrémních podmínkách ohnuta.
00:04:29 Všechno se vrací zpět k teorii relativity.
00:04:33 Einstein odhalil, že hmotnost obrovských těles,
00:04:36 jako jsou planety, hvězdy a černé díry,
00:04:39 sama o sobě způsobuje zakřivení vesmíru.
00:04:44 A co je ještě zajímavější - Einstein také ukázal,
00:04:49 že vesmír a čas jsou vlastně spojeny do jednoho celku,
00:04:53 který nazval časoprostor.
00:04:56 To znamená, že kdykoli se vesmír zakřivuje,
00:04:59 tak se zakřivuje i čas.
00:05:01 A nic ve vesmíru nezakřivuje časoprostor tolik
00:05:05 jako supergravitace černé díry.
00:05:08 Gravitační pole je tady tak silné,
00:05:10 že se časoprostor zakřivuje sám v sebe.
00:05:13 Můžete jít z jednoho bodu stále kupředu
00:05:16 a přesto se do něj po čase vrátit zpět.
00:05:20 Když se šipka času zakřiví tak, že se dotkne svého konce,
00:05:24 vytvoří nekonečnou smyčku,
00:05:27 v níž se táž událost odehrává znovu a znovu.
00:05:32 Kdyby se časoprostor zakřivil natolik,
00:05:36 že by se navíjel zpátky na sebe,
00:05:38 tak by se každičký moment v čase jen nekonečněkrát opakoval.
00:05:43 Nekonečná smyčka by pro každého z nás byla dost frustrující.
00:05:48 Ale představme se,
00:05:50 že by cestovatel v čase mohl přistát v minulosti.
00:05:55 V tom případě existují další překážky.
00:05:58 Ty nejvíce matoucí jsou nekonzistence neboli paradoxy,
00:06:02 které se objeví, když začnete zasahovat do minulosti.
00:06:07 Známý příklad nekonzistence během cestování v čase
00:06:11 je nazýván "paradox dědečka". Ten by mohl nastat,
00:06:15 kdyby se někdo vrátil do časů svého prapředka.
00:06:18 Představte si, že bych se ve stroji času
00:06:21 vrátil do roku 1937 a potkal tam svého dědu.
00:06:25 Zrovna by se chystal na schůzku naslepo s mojí babičkou,
00:06:28 se kterou se předtím ještě nesetkal.
00:06:31 A já bych ho přesvědčil, aby na tu schůzku nešel.
00:06:35 Zajímal se o dostihy a já bych mu řekl,
00:06:38 že v Santa Anita zrovna poběží slavný kůň Seabiscuit
00:06:42 a že to určitě bude skvělý dostih.
00:06:45 Společně na ten závod vyrazíme, a on tak mou babičku nikdy nepotká.
00:06:50 Takže co se stane se mnou?
00:06:52 Jak je možné, že jsem se mohl narodit
00:06:54 a pak mohl cestovat zpět v čase, kde jsem potkal svého dědečka
00:06:58 a zabránil, abych se narodil?
00:07:00 Takže toto je jeden z příkladů nekonzistence.
00:07:04 Je to smyčka v čase, která ve skutečnosti nedává smysl.
00:07:09 Pokud však je cestování v čase možné,
00:07:12 musí v přírodě existovat možnost, jak tento rozpor obejít.
00:07:17 Fyzikové si jsou jisti,
00:07:20 že vesmír dává v konečném důsledku smysl.
00:07:23 V celé fyzice a v celé vědě obecně je soudržnost, celistvost,
00:07:28 nebo zdravý rozum, pokud chcete, naprosto základním principem.
00:07:33 Teoretičtí fyzikové přišli na nejméně tři způsoby,
00:07:37 díky jimž by příroda mohla jednat tak,
00:07:40 aby zabránila paradoxům cestování v čase.
00:07:44 Ten první je jednoduchý:
00:07:46 Příroda zabrání paradoxům tím, že cestování v čase učiní nemožným.
00:07:50 Jinými slovy - nemůžeme toho dosáhnout.
00:07:53 Další možnost spočívá ve zvláštní myšlence -
00:07:57 v existenci mnohonásobných vesmírů.
00:08:00 Jedním ze způsobů řešení paradoxů cestování v čase je možnost,
00:08:05 že na konci své cesty do minulosti
00:08:07 vstoupíte do jiného paralelního vesmíru.
00:08:10 Takže do dějin vesmíru, z něhož pocházíte, nezasáhnete.
00:08:14 Všechno, co se má stát, se také stane.
00:08:17 Ale stane se to v paralelním vesmíru,
00:08:20 v němž bude váš příchod nutný. A to je dost bizarní představa.
00:08:25 A třetí řešení problému paradoxů je představa,
00:08:29 že i když bude cesta do minulosti možná,
00:08:32 nebudete tam moci nic změnit.
00:08:36 Abychom si to mohli vysvětlit,
00:08:38 ukážeme si to na jednoduché situaci:
00:08:41 na příkladu koulí na kulečníkovém stole.
00:08:46 Představme si kulečníkový stůl jako stroj času.
00:08:51 Když koule spadne do jednoho otvoru,
00:08:53 prochází skrze červí díru,
00:08:56 a může vypadnout z jiné díry ještě dříve,
00:08:59 než spadne do první díry. Takže to je stroj času.
00:09:02 Teď si přestavme, že koule skutečně projde přes první díru,
00:09:06 objeví se předtím, než tam spadne,
00:09:09 a potom narazí sama do sebe, ještě než spadne do prvního otvoru.
00:09:14 To ji vychýlí a zabrání jí to, aby spadla do první díry,
00:09:19 a tím jí to také zabrání,
00:09:22 aby vypadla z druhého otvoru dříve, než uskuteční onu výchylku.
00:09:28 A to je paradox!
00:09:31 Existuje ale myšlenka celistvých či samosouhlasných řešení,
00:09:37 která nám poskytuje možnost se z tohoto paradoxu vymanit.
00:09:41 Představme si, že koule vycházející z druhého otvoru
00:09:45 do sebe samotné může narazit jen takovým způsobem,
00:09:48 aby se vychýlila a přesto spadla do prvního otvoru.
00:09:52 Tím je celá smyčka celistvá a neexistuje žádný paradox.
00:09:56 Domníváme se, že příroda vždycky nějak zvládne najít řešení,
00:10:01 které poskytne celistvost. Jinými slovy,
00:10:04 že vždy dostaneme řešení, které nevyprodukuje paradox.
00:10:09 Pokud by šlo o takový případ
00:10:11 a Clifford Johnson by se dostal do roku 1937,
00:10:15 mohl by se setkat se svým dědečkem.
00:10:18 Ale i přes veškeré vynaložené úsilí by nemohl udělat nic,
00:10:23 aby zabránil dědečkovi v jeho setkání s babičkou
00:10:26 a k jeho narození by tak jako tak došlo.
00:10:30 Vesmír by mu zabránil, aby změnil dějiny.
00:10:35 Ale paradoxů se obávat nemusíme, kdybychom cestovali v čase dopředu
00:10:41 a nechali šipku času mířit do budoucnosti.
00:10:45 Cestování v čase vpřed je ta nejsnazší věc na světě.
00:10:52 Musíme jen zařídit, abychom se pohybovali dopředu v čase
00:10:56 odlišnou rychlostí ve srovnání s ostatními.
00:11:01 Stroj času, který nás přesune do budoucnosti,
00:11:05 vychází z Einsteinova poznatku o čase a rychlosti.
00:11:09 Čím rychleji se v prostoru pohybujete,
00:11:12 tím pomaleji běží váš čas
00:11:14 ve srovnání s lidmi, kteří stojí na místě.
00:11:17 Ačkoli to může vypadat šíleně,
00:11:20 bylo to skutečně experimentálně prokázáno.
00:11:27 Do letounů a kosmických lodí byly umístěny hodiny.
00:11:31 Stroje odstartovaly
00:11:34 a po nějakou dobu se pohybovaly skutečně velice rychle.
00:11:37 A když se na konci cesty zkontrolovaly atomové hodiny,
00:11:41 ukazovaly o nepatrný zlomek kratší naměřený čas
00:11:44 než hodiny, které zůstaly na zemi.
00:11:50 Tento efekt se nazývá dilatace času
00:11:53 a dá využít pro cestování do budoucnosti.
00:11:57 Ve skutečnosti už k tomu došlo.
00:12:00 Ruský kosmonaut Sergej Krikaljov,
00:12:03 který strávil na oběžné dráze 803 dní,
00:12:06 cestoval rychlostí 26 000 kilometrů za hodinu,
00:12:10 což z něj činí držitele světového rekordu v cestování v čase,
00:12:14 i když byste to na něm těžko poznali.
00:12:18 Ve skutečnosti došlo k tomu,
00:12:21 že je asi o padesátinu sekundy mladší
00:12:24 ve srovnání s lidmi, kteří zůstali na Zemi.
00:12:29 Dilatace se pro cestování v čase začíná doopravdy vyplácet,
00:12:33 až když se přiblížíte k rychlosti světla.
00:12:37 Podstatou je, že hodiny na Zemi budou odbíjet čas jako obyčejně,
00:12:41 zatímco vy jste ve vesmíru
00:12:43 a ručičky vašich hodin se pohybují daleko pomaleji.
00:12:48 Až se vrátíte, ocitnete se v budoucnosti.
00:12:51 Představme si, že se chcete dostat o 500 let do budoucnosti.
00:12:56 Musíte se tedy po dobu sedmi let pohybovat rychlostí
00:13:00 jen o jednu setinu procenta nižší, než je rychlost světla.
00:13:05 Až se vrátíte, zestárnete pouze o sedm let,
00:13:08 ale všechno na Zemi bude o 500 let starší.
00:13:12 Ale jeden z největších problémů
00:13:14 rakety jako stroje času pro cesty do budoucnosti
00:13:18 spočívá v nalezení dostatečného množství energie,
00:13:21 která by raketu hnala potřebnou rychlostí.
00:13:24 Žádný fyzikální zákon netvrdí,
00:13:27 že se nemůžete přiblížit rychlosti světla,
00:13:30 ale vaše raketa bude těžší a těžší,
00:13:33 čím víc se budete blížit k rychlosti světla
00:13:36 a tím větší množství paliva budete potřebovat.
00:13:39 A k dosažení rychlosti světla
00:13:41 budete potřebovat nekonečné množství energie.
00:13:45 Ale vysoká rychlost není jediný způsob,
00:13:48 jak se dostat do budoucnosti. Einsteinova teorie relativity říká,
00:13:52 že naše hodiny zpomaluje také vysoká gravitace,
00:13:55 jaká se například vyskytuje poblíž černé díry.
00:13:59 Jste například v kosmické lodi,
00:14:01 letíte a zaparkujete ji na chvíli kousek od černé díry.
00:14:05 Až se vrátíte na Zem, zjistíte, že zde uplynulo mnoho let,
00:14:09 ale pro vás to mohlo být jen několik týdnů nebo měsíců.
00:14:13 Skočíte do budoucnosti,
00:14:15 zatímco přitom jen nepatrně zestárnete. To je paráda.
00:14:20 Ale trávit léta ve vysoké rychlosti nebo poblíž černé díry
00:14:25 je pomalý způsob cestování časem. Pro nedočkavé cestovatele
00:14:30 tu máme okamžitý způsob, jak cestovat v čase -
00:14:34 zkratkou skrze prostor takzvanou červí dírou,
00:14:38 která se také může proměnit v časový koridor.
00:14:48 Abychom zvládli cestu v čase, musíme urazit dlouhou cestu,
00:14:53 která nás provede skrze bizarní teorie
00:14:56 a neuvěřitelně náročné technologie až ke kosmickým korábům,
00:15:01 které budou zároveň stroji času.
00:15:05 Kosmické lodě budou asi nejschůdnějším prostředkem
00:15:08 pro cestování do budoucnosti.
00:15:11 Usedneme do rakety, která se bude pohybovat obrovskou rychlostí,
00:15:16 a necháme svůj vlastní běh času zpomalit,
00:15:19 zatímco ve zbytku světa čas poběží dosavadní rychlostí.
00:15:23 Vysoké rychlosti, které mají za následek cestování časem,
00:15:27 jsou také naším jediným způsobem, jak prolomit časovou bariéru,
00:15:32 která nám znemožňuje cestovat ke hvězdám,
00:15:35 protože jde o skutečně obrovské vzdálenosti.
00:15:40 Museli bychom překonat ohromné vzdálenosti během krátké doby,
00:15:45 abychom mohli objevovat vesmír v rámci délky lidského života.
00:15:50 I ty nejbližší hvězdy jsou od Země až nepředstavitelně vzdálené.
00:15:55 Proxima Centauri je k nám nejblíž.
00:15:59 Ale i ona je vzdálená 4,2 světelných let -
00:16:03 42 bilionů kilometrů, 100 milionkrát dál než Měsíc.
00:16:11 Dnešní nejrychlejší rakety by tam letěly 80 000 let,
00:16:16 takže výzvou zůstává, jak se tam dostat rychleji.
00:16:20 Ale i kdybychom využívali expresní výpravy ke hvězdám
00:16:24 jako způsob, jak se dostat do budoucnosti,
00:16:27 stále nebudeme moci naplnit svůj sen dostat se tam okamžitě.
00:16:33 Cestovat časem tak,
00:16:36 že zpomalíme svůj čas ve srovnání s časem ostatních,
00:16:39 není moc přitažlivý způsob.
00:16:41 Je to něco jako když Rip Van Winkle usnul
00:16:44 a později se probudil a zjistil, že se ocitl v budoucnosti.
00:16:48 Mnohým lidem to připadá skoro jako podvod.
00:16:51 Není to skutečně cestování v čase, které si představujeme tak,
00:16:55 že bychom prošli nějakým portálem nebo zmáčkli páčku ve stroji
00:16:59 a rázem se ocitli v jiném čase.
00:17:02 Ve fyzice v 80. letech dvacátého století
00:17:05 se objevily důležité teoretické práce,
00:17:09 týkající se okamžitého cestování v čase.
00:17:13 O ně se opíral Carl Sagan, když psal svůj román "Kontakt".
00:17:18 Cestuje se v něm vesmírem rychlostí vyšší než rychlost světla
00:17:22 skrze vesmírný koridor nazvaný červí díra.
00:17:25 Červí díra je taková zkratka mezi odlišnými částmi vesmíru,
00:17:29 které mohou být od sebe velmi daleko,
00:17:32 ale zároveň velmi blízko. Hlavní myšlenka spočívá v tom,
00:17:35 že červí dírou můžete jednoduše projít
00:17:38 vstupem na jedné straně a vystoupit na druhé straně.
00:17:44 V "Kontaktu" a v řadě dalších vědecko-fantastických příběhů
00:17:49 se červí díry využívají jako tunely k cestování
00:17:52 na dlouhé vzdálenosti napříč vesmírem k jiným hvězdám.
00:17:57 Ale červí díra by se dala také využít ke konstrukci stroje času.
00:18:04 Představte si, že mám vedle sebe červí díru.
00:18:08 Kdybych do ní takto vložil ruku, objevila by se tamhle.
00:18:14 Červí díra se dá skvěle využít pro stavbu stroje času.
00:18:19 Stroj času s červí dírou by pomocí expresní kosmické lodě
00:18:24 využíval tentýž trik jako Rip Van Winkle.
00:18:27 Vysoká rychlost zpomalí váš čas, zatímco u ostatních se čas nezmění.
00:18:36 Funguje to, protože oba konce červí díry
00:18:39 mají vždy shodné datum a čas, nehledě na to, co se s nimi děje.
00:18:47 Můžeme vzít jeden konec červí díry, umístit jej na kosmickou loď
00:18:52 a vypustit ji obrovskou rychlostí tam a zpět.
00:18:58 Sem na Zem se loď vrátí až v budoucnosti.
00:19:02 Časový přesun jednoho konce červí díry z roku 2010
00:19:06 ho může poslat do roku 2510.
00:19:10 Ale my na Zemi můžeme už po sedmi letech zkontrolovat,
00:19:14 zda už druhý konec červí díry přistál v budoucnosti
00:19:18 a vyzkoušet jeho funkčnost.
00:19:21 Nyní já, když vkročím do koncové části červí díry,
00:19:25 která je v minulosti,
00:19:27 tedy do té části, která neletěla v kosmické lodi,
00:19:30 můžu vyjít na opačném konci a ocitnout se v budoucnosti.
00:19:35 Uskutečnění každého kroku tohoto scénáře
00:19:38 pomocí libovolné technologie, jakou si jen dokážeme představit,
00:19:42 je skutečně obtížné, ale všechno je vnitřně konzistentní
00:19:46 podle zákonů gravitace, prostoru a času,
00:19:48 jež jsou nám zatím známy.
00:19:51 Takže stroj času s červí dírou je konzistentním řešením
00:19:54 z hlediska rovnováhy vesmíru a času.
00:19:59 Stroj času s červí dírou
00:20:02 by nás ale nemohl zanést hlouběji do minulosti.
00:20:06 Teoreticky by bylo možné cestovat v čase
00:20:09 z budoucnosti zpět do minulosti jen do místa,
00:20:12 kde jsme naši cestu zahájili.
00:20:19 Většina lidí se o cestování nazpět časem zajímá jen kvůli tomu,
00:20:24 že chce něco změnit. Zajímavé na věci je však i jen to,
00:20:28 že s pomocí zákonů fyziky můžeme bádat,
00:20:31 jak by cestování v čase mohlo vypadat.
00:20:37 Stále se zajímáme jen o umělý stroj času,
00:20:41 cesta časem by se však mohla uskutečnit i skrze červí díry,
00:20:45 které v přírodě už existují.
00:20:49 Není vyloučeno, že možnost cestování v čase
00:20:52 už v přírodě existuje.
00:20:54 Ta už možná takové červí díry, takové stroje času vyrobila
00:20:58 a my je jen musíme objevit.
00:21:01 Možná už v raném stádiu vesmíru
00:21:03 byl časoprostor takovým způsobem zakřiven.
00:21:05 A nějaká jeho část mohla takříkajíc zamrznout,
00:21:08 a zachovat časové smyčky, které bychom my lidé
00:21:11 někdy v budoucnu mohli použít jako stroje času.
00:21:15 Takže žádné stroje času vlastně budovat nemusíme.
00:21:19 Ale co když jsme odkázáni jen sami na sebe?
00:21:22 Jsme vůbec schopni vybudovat stroj času?
00:21:26 Pokud je teoreticky možné,
00:21:28 že by nás červí díra dokázala přemístit v čase,
00:21:31 co musíme udělat, abychom ji dokázali vyrobit?
00:21:35 Červí díry jsou teoretickou konstrukcí.
00:21:38 Můžeme napsat rovnice, které je popisují.
00:21:41 Nečekáme sice, že nějakou z nich ve vesmíru objevíme,
00:21:44 ale můžeme být překvapeni.
00:21:47 Spíše čekáme, že červí díry najdeme na subatomární úrovni,
00:21:51 kde se prostor a čas divoce mění.
00:21:53 Takže, co takhle zachytit mikroskopickou červí díru
00:21:57 a nechat ji vyrůst do větší velikosti.
00:21:59 Je to možná jeden způsob, jak vytvořit velkou červí díru.
00:22:04 Technika, s jejíž pomocí bychom mohli manipulovat s červí dírou,
00:22:08 se nám nyní zdá příliš vzdálená.
00:22:11 Ale pro ty z nás, kdo mají základní fyzikální znalosti
00:22:15 a jsou ochotni popustit uzdu své představivosti,
00:22:19 existuje alespoň záblesk naděje.
00:22:22 A to tam, kde se prostor, čas a hmota
00:22:25 střetávají při čelních srážkách
00:22:28 uvnitř největšího a nejsložitějšího stroje,
00:22:32 jaký kdy člověk vyrobil.
00:22:40 Kde vesmír ukrývá tajemství,
00:22:43 která nám mohou prozradit, jak cestovat v čase?
00:22:48 Náš průzkum nás provedl světem červích děr a jinými možnostmi,
00:22:53 jež by mohly fungovat jako stroje času.
00:22:56 Nyní pátráme po technologii,
00:22:59 která by mohla spojit cestování vesmírem a časem
00:23:02 do jedné mince o dvou stranách.
00:23:05 Zatím na světě neexistuje nic, co by se mohlo podobat stroji času,
00:23:10 ale jednoho dne můžeme odhalit nové fyzikální zákony,
00:23:14 které nám pomohou jej sestrojit.
00:23:17 Fyzika zkoumá vesmír
00:23:19 nejen jako obrovský prostor s hvězdami a galaxiemi,
00:23:23 ale v rámci kvantové fyziky studuje i částice
00:23:26 více než milionkrát menší než nejmenší atomy.
00:23:30 Jejím nejnovějším nástrojem na tomto poli
00:23:33 je Velký hadronový urychlovač.
00:23:38 Velký hadronový urychlovač je největší a nejsložitější stroj,
00:23:42 jaký kdy lidstvo dosud vytvořilo.
00:23:44 Pomáhá při zkoumání nových obzorů jaderné fyziky.
00:23:49 Funguje tak, že v obrovském prstenci
00:23:51 urychluje protony jedním směrem a směrem opačným
00:23:55 až téměř na rychlost světla. Protony do sebe nakonec narazí.
00:24:01 Urychlovač byl uveden do provozu v listopadu 2009,
00:24:05 a jak vědci postupně zvyšovali jeho výkon,
00:24:08 energie kolizí se do března 2010 zvýšily téměř desetkrát.
00:24:13 Od března 2013 je na dva roky v rekonstrukci,
00:24:17 a někdy po roce 2015 se jeho výkon ještě zdvojnásobí.
00:24:23 Dnešní teorie prostoru, času, gravitace a kvantové fyziky
00:24:27 jsou stále neúplné
00:24:29 a přístroje jako velký hadronový urychlovač
00:24:32 nám pomohou vyplnit mezery v našich znalostech.
00:24:35 Doufáme, že existuje nějaká fyzikální veličina,
00:24:39 kterou ještě potřebujeme najít k pochopení časoprostoru
00:24:42 a která nám poskytne informaci, zda je možné cestovat v čase
00:24:46 nebo ne.
00:24:48 Díky urychlovači očekáváme nové výsledky.
00:24:51 Vědci chtějí také zjistit, jak se dají zákony,
00:24:54 které řídí ty nejmenší hmotné částice,
00:24:57 aplikovat na větší objekty,
00:24:59 jako jsou hvězdy, galaxie a samotný vesmír.
00:25:03 Pokud tyto zákonitosti nepochopíme,
00:25:05 tak by vytvoření stroje času mohlo být složitější
00:25:09 než pokus o sestrojení rádia
00:25:11 bez znalosti existence elektrické energie.
00:25:15 Řada fyziků se domnívá, že k pochopení tohoto problému
00:25:18 může dojít v řádu let nebo desetiletí.
00:25:22 Na druhé straně je možné,
00:25:24 že tento problém je těžší než si myslíme,
00:25:27 a že samotná lidská civilizace nebude existovat tak dlouho,
00:25:31 aby jej vyřešila.
00:25:33 Velký hadronový urychlovač by rovněž mohl odhalit
00:25:36 dosud neznámé dimenze,
00:25:38 které by mohly hrát roli v cestování časem.
00:25:41 Žijeme v třírozměrném prostoru.
00:25:44 Kdybychom žili pouze ve dvou rozměrech,
00:25:47 povrch zeměkoule by se nám jevil jako plochý.
00:25:50 Třetí rozměr by existoval, jen bychom jej nebyli schopni vnímat.
00:25:55 Možná, že existují ještě další dimenze,
00:25:59 ale jsou pro nás prozatím skryté.
00:26:06 Kdybychom objevili experimentální důkaz
00:26:09 existence dalších dimenzí a kdybychom byli schopni
00:26:12 prozkoumat jejich podstatu a zjistit, jak fungují,
00:26:16 mohlo by se stát, že v daleké budoucnosti
00:26:19 by tato nová fyzika mohla být použita
00:26:21 k vytvoření nového způsobu cestování,
00:26:24 který by nás posunul blíže k rychlosti světla,
00:26:27 nebo by ji dokonce překonal, což nám dnešní fyzika neumožňuje.
00:26:31 Pokud bychom se mohli přiblížit rychlosti světla,
00:26:35 byla by to i nejslibnější možnost cestování v čase,
00:26:38 protože bychom mohli zpomalit běh svého času.
00:26:42 V tomto ohledu ukazuje Velký hadronový urychlovač cestu,
00:26:46 i když jeho "první kroky" jsou prozatím příliš malé.
00:26:50 Velký hadronový urychlovač měří po obvodu celkem 25 kilometrů.
00:26:55 Urychluje protony téměř na rychlost světla.
00:26:58 Hrubé výpočty ukazují,
00:27:00 že pokud bychom totéž chtěli dosáhnout s lidmi,
00:27:03 museli bychom jeho obvod zvětšit asi na tisíc světelných roků.
00:27:08 To je stejné, jako kdybychom řekli,
00:27:10 že by kosmická loď, která by byla natolik výkonná,
00:27:13 aby nás touto rychlostí mohla odvézt ke hvězdám,
00:27:17 musela být větší než vzdálenost, kterou bychom chtěli uletět.
00:27:21 Ale opravdu by musela být tak velká,
00:27:24 že by obklopila nejbližších 100 000 hvězd.
00:27:28 Ale zpátky na zem.
00:27:30 Fyzika rychlosti světla a vyšších
00:27:33 se na pláži v Malibu v Kalifornii prolíná se surfařskou kulturou.
00:27:38 Richard Obousy je jedním z mála fyziků,
00:27:41 kteří pracují na myšlence "warpového pohonu",
00:27:44 jenž by byl rychlejší než světlo.
00:27:47 Warpová loď, jak říká, brázdí vlny zdeformovaného vesmíru
00:27:52 podobně jako surfař, který jezdí na vlnách.
00:27:57 Myslím, že surfař jedoucí na mořské vlně
00:28:00 je skvělou analogií.
00:28:02 Když se vlna za ním zvedne a tlačí ho přes moře,
00:28:06 je to hodně podobné tomu,
00:28:07 jak by byla kosmická loď tažena a tlačena ve warpové bublině
00:28:11 napříč uspořádaným vesmírem.
00:28:15 Tato myšlenka je zčásti založena na skutečnosti,
00:28:19 že se prostor ve vesmíru rozpíná.
00:28:22 Kdybychom mohli vesmír libovolně rozšiřovat,
00:28:25 dokázali bychom jím popostrkávat warpovou loď.
00:28:29 Za lodí bychom prostor rozšiřovali a vepředu ho zase stahovali.
00:28:34 Vlna, která by vesmír zprohýbala,
00:28:36 by se prostorem hnala rychleji než světlo,
00:28:40 a uvnitř takzvané "warpové bubliny" by se pohybovala kosmická loď,
00:28:44 která by nikdy neporušila Einsteinův zákon,
00:28:47 který nám říká, že se rychlost světla nedá překročit.
00:28:52 Warpový pohon je sice dosud jen záležitostí science fiction,
00:28:57 ale jeho myšlenka je založena
00:28:59 na několika reálných fyzikálních jevech.
00:29:03 Mexický fyzik Miguel Alcubierre
00:29:05 v roce 1994 vypracoval komplexní matematickou analýzu,
00:29:10 aby tyto jevy podpořil. Bohužel dosud nemáme nic,
00:29:14 co by nám poradilo, jak warpový pohon vyrobit.
00:29:18 Většina vědců má sice velké pochybnosti,
00:29:21 ale ne všichni warpový pohon úplně odepsali.
00:29:25 Takže, co když lidé v budoucnosti postaví superrychlý vlak
00:29:29 na warpový nebo podobný pohon, rychlejší než světlo,
00:29:34 mířící ke hvězdám a skrze čas?
00:29:42 Při pátrání po záhadách souvisejících s cestováním časem
00:29:47 nevyhnutelně narazíme na myšlenku warpového pohonu
00:29:51 i na další náměty science fiction
00:29:54 na cestování rychlostí vyšší než je rychlost světla.
00:29:58 Bylo by to nejlepší řešení cest ke hvězdám
00:30:02 a potenciálně také možnost,
00:30:04 jak přeměnit jakoukoli kosmickou loď na stroj času.
00:30:08 Nejoptimističtější pohledy na budoucnost
00:30:11 vykreslují obrazy kosmických korábů,
00:30:14 letících po warpových bublinách tak snadno,
00:30:17 jako jezdí zkušení surfaři na vlnách u mořských pláží.
00:30:22 Ale i optimističtí fyzikové by museli vyřešit
00:30:25 několik velkých problémů.
00:30:27 Pokud surfování představuje analogii k warpovému pohonu,
00:30:31 je sledování začátečníka při surfování poučné,
00:30:35 jak velice obtížné bude získat warpový pohon.
00:30:39 Dnes ráno, než jsem měl svou první lekci surfování,
00:30:43 napadla mě taková myšlenka,
00:30:45 jak šikovným způsobem dokážeme manipulovat s přírodou.
00:30:49 Že budu schopen po těch vlnách jezdit
00:30:51 a že mě velkou rychlostí převezou napříč oceánem.
00:30:55 Ale ve skutečnosti oceán manipuloval se mnou.
00:30:58 Bylo daleko těžší se na prkno i jen postavit,
00:31:01 než jsem se původně domníval, natož pak je ovládat!
00:31:08 Ovládání představuje skutečný problém,
00:31:11 protože současná věda tvrdí,
00:31:14 že warpová loď si nedokáže vytvořit vlastní warpové pole.
00:31:19 Problémem s warpovým pohonem může být skutečnost,
00:31:22 že loď bude od bubliny vlastně odpojená.
00:31:26 Jinými slovy, že nebude s bublinou ve styku.
00:31:29 To znamená, že nebude moci bublinu zastavit,
00:31:32 když už se jednou rozjede.
00:31:34 Ale co když se posádka kosmické lodi
00:31:36 vůbec nebude muset starat,
00:31:38 jestli je její bublina v pohybu či není?
00:31:41 V dostatečně rozvinuté civilizaci,
00:31:44 kde by vládly nově objevené fyzikální zákony,
00:31:47 si můžeme představit cokoli, co fantazie dovolí,
00:31:50 třeba něco na způsob kolejí nebo tunelu na warpový pohon.
00:31:54 Do něj bychom vypustili kosmickou loď,
00:31:56 která by letěla po nějaké té vlně až do cíle.
00:32:00 Vypadalo by to jako superrychlý vlak ke hvězdám.
00:32:03 Dosahoval by rychlosti vyšší než světlo;
00:32:06 avšak kdyby někdo takový vlak vynalezl,
00:32:09 potřeboval by na jeho stavbu tisíce let
00:32:11 při rychlostech téměř shodných s rychlostí světla
00:32:15 a spotřeboval by více energie, než jsme si schopni představit.
00:32:20 Bylo by zapotřebí využít tolik energie,
00:32:23 kolik vydá celá jedna hvězda, možná ještě víc.
00:32:27 A navíc nikdo nezná žádný technický postup,
00:32:30 jak by to provedl.
00:32:32 Když astronomové nedávno zjistili, že se rozpínání vesmíru zrychluje,
00:32:37 vysvětlovali to účinkem tajemné temné energie,
00:32:40 která je všude součástí vesmíru.
00:32:43 Několik lidí začalo tvrdit,
00:32:45 že temná energie může být možná využita
00:32:48 jako zdroj energie pro exotická zařízení,
00:32:51 jako jsou hvězdolety nebo stroje času.
00:32:55 Ve skutečnosti nevíme, co je temná energie zač.
00:32:59 Takže není jasné, jestli ji někdy budeme schopni využívat.
00:33:03 Nicméně uznávané modely naznačují, že se jedná buď
00:33:07 o vlastnost samotného vesmíru, kterou nelze měnit,
00:33:10 nebo o jakousi formu energetického pole s nízkou hustotou,
00:33:14 což ale znamená, že se v jednotce objemu nachází tak málo energie,
00:33:19 že její využití je v podstatě nemožné.
00:33:23 Když se začne hovořit o warpovém pohonu,
00:33:26 červích dírách nebo stroji času,
00:33:29 řada předních vědců je kategoricky odmítne.
00:33:32 Ale máme jistotu, že se nemýlí?
00:33:36 Ačkoli si myslíme,
00:33:38 že naše znalosti o vesmíru jsou hluboké - jakože ano -
00:33:42 v dějinách fyziky jsme se my vědci častokrát spálili,
00:33:46 když jsme měli ten sebevědomý pocit, že už víme všechno.
00:33:51 Kdysi nejučenější z učených, francouzská akademie věd tvrdila,
00:33:56 že kameny z nebe padat nemohou, a proto nepadají.
00:34:00 A dnes každý ví, jak chybný to byl úsudek.
00:34:03 Je pohodlné říct,
00:34:05 že se naše fantazie musí podrobit zákonům fyziky.
00:34:08 Určitě jednou vyvineme techniku,
00:34:10 která naše představy změní v realitu.
00:34:14 Ale nové způsoby kosmické dopravy bychom mohli potřebovat dříve,
00:34:18 než se nám zdá.
00:34:20 Astronomové už pátrají po planetách okolo hvězd
00:34:24 mimo Sluneční soustavu.
00:34:26 Zemi nejbližší hvězdný systém je binární soustava hvězd.
00:34:31 Je to dobré místo pro pátrání po planetách?
00:34:37 Následující otázku nám položila Nicole z Oklahoma City:
00:34:45 Mohou ve dvojhvězdném systému existovat planety?
00:34:50 Je zřejmé, že planeta v binárním systému
00:34:53 může buď obíhat velmi blízko jedné nebo druhé hvězdy,
00:34:57 nebo může obíhat obě dvě ve velké vzdálenosti,
00:35:00 ale nemůže obíhat mezi nimi.
00:35:03 Nemůže mezi nimi například opsat osmičku.
00:35:06 Taková dráha je nestabilní a planeta by byla
00:35:09 rychle katapultována do vesmírného prostoru.
00:35:13 Možná není daleko objev Zemi podobné planety,
00:35:16 která možná obíhá okolo jedné ze dvou hvězd
00:35:19 dvojhvězdy Alfa Centauri.
00:35:22 Byl by to ten nejpřesvědčivější důvod,
00:35:25 proč se věnovat exotické vědě
00:35:27 o vysokorychlostních vesmírných cestách
00:35:30 a rovněž cestování v čase, které je s nimi úzce spojeno.
00:35:37 Alfa Centauri je velice zajímavá,
00:35:39 protože z různých počítačových simulací se jeví,
00:35:42 že by tam klidně mohly být terrestrické planety,
00:35:46 jež by obíhaly v některé části tohoto binárního systému.
00:35:52 Alfa Centauri A a B jsou od sebe vzdálené tak,
00:35:57 že při pohledu ze Země vypadají jako jedna hvězda,
00:36:00 ale ve skutečnosti jde o dvojhvězdu.
00:36:04 Třetím členem systému je Proxima Centauri -
00:36:07 červený trpaslík,
00:36:09 který je od hlavního páru poměrně vzdálený a je nám nejblíž.
00:36:14 Kdybyste seděli na planetě
00:36:16 v systému jedné z obou hlavních hvězd,
00:36:18 Proxima Centauri by na temném nočním nebi byla sotva vidět.
00:36:22 Tak slabá je.
00:36:24 Alfa Centauri A a B okolo sebe navzájem obíhají.
00:36:28 Když jsou u sebe v nejbližším bodě, jsou asi o dvacet procent dál,
00:36:33 než kolik činí vzdálenost Slunce - Saturn.
00:36:36 V nejvzdálenějším bodě jsou asi o dvacet procent dál,
00:36:40 než je vzdálenost Slunce a Neptunu.
00:36:43 Obě mají obyvatelnou zónu podobně jako Slunce,
00:36:46 kde by mohly existovat planety, na nichž by mohl existovat život.
00:36:51 Což je koneckonců takový Svatý grál astronomie.
00:36:56 Výlet například k Alfě Centauri,
00:36:59 pokud bychom ho mohli zvládnout během lidského života,
00:37:02 by byl fantastický!
00:37:05 Jedním z největších cílů vědy je objevit život někde ve vesmíru.
00:37:09 A kde lépe začít s bádáním mimo naši Sluneční soustavu
00:37:13 než u nejbližší hvězdy?!
00:37:16 Pokud budeme cestování prostorem řešit jako cestování časem,
00:37:20 bylo by možné i v rámci dnešního poznání zákonů fyziky
00:37:24 uskutečnit výpravu do vzdálenosti čtyř světelných roků
00:37:29 jen za nějakých 45 dní.
00:37:41 Je pravděpodobné, že prvním cílem kosmické lodě ze Země,
00:37:46 která se vydá ke hvězdám,
00:37:48 bude trojhvězdný systém Alfa Centauri
00:37:51 a že bez rozluštění tajemství cestování v čase
00:37:54 bude tato výprava neuskutečnitelná.
00:38:04 Zatím nemáme ponětí, jak se dostat na Alfu Centauri a zpět,
00:38:09 ale zůstaňme optimisty a řekněme si,
00:38:13 že stačí jen najít způsob,
00:38:15 jak se přiblížit na setinu procenta k rychlosti světla,
00:38:18 a zbytek už bude hračka.
00:38:20 Zdálo by se, že i ta největší kosmická loď
00:38:23 je příliš malá pro uskutečnění tak dlouhé cesty.
00:38:27 Jak může pojmout tolik zásob, aby posádce vystačily na celou dobu?
00:38:32 Ve skutečnosti je to možné,
00:38:34 protože je loď zároveň i strojem času.
00:38:37 Cesta tam i zpátky by trvala skoro devět let,
00:38:40 ale posádce by to ve skutečnosti trvalo méně než dva měsíce.
00:38:44 Trvalo by to nějakých 45 dní,
00:38:46 protože by letěli téměř tak rychle jako světlo.
00:38:51 Astronauti by se také při rychlém dosažení rychlosti světla
00:38:55 museli vyrovnat s problémem smrtícího zrychlení.
00:38:59 Jinak by museli zrychlovat pomaleji,
00:39:01 což by celou cestu prodloužilo.
00:39:05 Alfa Centauri nás pozemšťany,
00:39:08 kteří doufají a čekají na svou příležitost letět ke hvězdám,
00:39:12 neodolatelně vábí.
00:39:15 Není žádná náhoda, že si režisér James Cameron
00:39:19 planetární soustavu tohoto hvězdného systému
00:39:22 vybral jako místo pro svůj fiktivní měsíc "Pandora"
00:39:26 ve svém snímku Avatar.
00:39:28 Že bychom se měli vypravit k Alfě Centauri
00:39:31 nás přesvědčují i výsledky pátrání
00:39:34 po planetách mimo Sluneční soustavu,
00:39:37 které se podobají naší Zemi.
00:39:44 Alfa Centauri B je zřejmě zdaleka nejlepší hvězdou
00:39:47 na celém nebi pro pátrání po planetách,
00:39:50 které mají velikost srovnatelnou se Zemí.
00:39:53 Ale provedení takového výzkumu vyžaduje opravdové úsilí.
00:39:57 Nejde jen o několik nocí a pozorování dalekohledem.
00:40:01 Už jen rozlišení dvou hlavních hvězd Alfa Centauri
00:40:05 na satelitním snímku je dost obtížné
00:40:08 a zahlédnout planetu o velikosti Země
00:40:11 je prozatím nemožné.
00:40:14 Proto pro hledání cizích terestrických planet
00:40:18 používáme "metodu kmitů",
00:40:20 která detekuje jemný pohyb hvězdy tam a zpět
00:40:24 způsobený drobným gravitačním tahem každé planety.
00:40:28 Ale stejně jako cestování v čase
00:40:30 se to zdá jako téměř neproveditelné.
00:40:33 Kmitání hvězdy je neuvěřitelně malé.
00:40:36 Stojím před stadionem Rose bowl v Pasadeně.
00:40:39 Kdyby měl stejnou velikost jako Alfa Centauri,
00:40:42 tak by rozsah kmitů, který potřebujeme detekovat,
00:40:45 byl asi takhle velký, tedy necelých devět centimetrů.
00:40:49 Ale my bychom ten pohyb chtěli odhalit
00:40:52 ze vzdálenosti sedmi milionů kilometrů.
00:40:59 Alfa Centauri B je o něco menší než Alfa Centauri A,
00:41:04 proto se lovci planet soustředí na ni.
00:41:08 Je to proto, že menší hvězda vykazuje větší kmity
00:41:11 a detekce je tedy snazší.
00:41:14 Tak za tři až pět let bychom měli dostat výsledky.
00:41:20 Kdybychom objevili planetu
00:41:23 se stejnými charakteristikami jako má Země,
00:41:26 která by obíhala nejbližší hvězdu, byl by velký důvod k optimismu.
00:41:31 Buďto bychom mohli sestrojit obří teleskop,
00:41:33 abychom tu planetu mohli pozorovat,
00:41:36 nebo někdy v budoucnosti k ní vyslat sondu
00:41:38 a jednou snad i pilotovanou výpravu.
00:41:42 Pokud bychom měli identifikovaný cíl naší cesty časem,
00:41:47 dokázali bychom si představit, že by se naše vesmírná posádka
00:41:51 vydala na první výpravu k Alfa Centauri.
00:41:56 Vysoká rychlost kosmického korábu
00:41:59 by jej převedla na režim stroje času,
00:42:02 zpomalila chod jeho hodin,
00:42:04 aby se astronauti mohli dostat k planetě
00:42:07 za tři nebo čtyři týdny a mohli zblízka spatřit světy,
00:42:11 které do té doby žádný člověk neviděl.
00:42:14 Nejdříve by to byla hvězdná zář
00:42:17 červeného trpaslíka Proxima Centauri,
00:42:19 který se z tohoto trojhvězdného systému
00:42:22 nachází nejblíže ke Slunci.
00:42:25 Proxima Centauri se vyznačuje náhlými erupcemi,
00:42:28 při kterých může čtyřikrát až pětkrát zjasnit
00:42:31 a to v průběhu pouhého dne.
00:42:33 Tyto erupce posléze stejně rychle pohasnou.
00:42:36 Astronauti by spatřili skutečný ohňostroj.
00:42:40 Když už bychom se dostali k Alfě Centauri A,
00:42:43 mohli bychom využít její gravitační pole
00:42:46 ke gravitačnímu praku -
00:42:48 manévru, který by nám pomohl dostat se k Alfa Centauri B.
00:42:53 Hlavním cílem posádky kosmické lodi je návštěva sesterské planety Země.
00:42:59 Určitě bude nedočkavá, aby ji mohla prozkoumat
00:43:02 a pátrat na ní po formách života.
00:43:06 Ačkoli by posádka měla pocit,
00:43:08 že jí cesta zabrala jen několik měsíců,
00:43:12 vysoká rychlost její lodi by jí zpomalila ubíhání času natolik,
00:43:17 že by do jejího návratu zatím na Zemi uběhlo skoro deset let.
00:43:22 Uskutečnění letů ke hvězdám při vysoké rychlosti
00:43:26 je snem daleké budoucnosti.
00:43:29 A možná, že naše technika tou dobou bude tak vyspělá
00:43:33 a bude se tak rychle proměňovat, že desetiletá výprava
00:43:36 se bude našim potomkům zdát příliš dlouhá.
00:43:57 Titulky: Marie Luzarová Česká televize 2014
Ze všech záhad vesmíru je asi cestování v čase nejzáhadnější. Cestování v čase může zahrnovat návrat do minulosti nebo zrychlenou cestu do budoucnosti. Ale právě nyní jsme všichni pevně srostlí s přítomností. Věda však nevylučuje, že bychom toto svazující pouto času nemohli uvolnit. Někteří lidé se už do budoucnosti dostali. Například ruský kosmonaut Sergej Krikaljov strávil na oběžné dráze 803 dní a cestoval rychlostí dvacet šest tisíc kilometrů za hodinu. Po návratu na Zemi bylo vypočteno, že je asi o padesátinu sekundy mladší ve srovnání s lidmi, kteří zůstali na Zemi.