TEORIE DNEŠKA: Proč jsou bohatí a chudí? 1/189

Proč jsou bohatí a chudí?

Otázka zdánlivě triviální až hloupá. Vždyť je to tak samozřejmé! Skoro tak jednoduchá, jako otázka: Proč je v noci tma?

Ale víte, proč je v noci tma? Tzv. fotometrický problém trápil po staletí (od doby, kterou lze datovat nástupem Rudolfa II. na trůn) nejchytřejší hlavy na naší zemi. A vyřešen byl teprve nedávno, ve druhé polovině 60. let.

S otázkou, proč jsou někteří bohatí a někteří chudí, se to má obdobně. Na první pohled triviální, při pochopení jejího smyslu hodně zapeklitá.

Tak schválně, zkuste si to sami pro sebe (když to napíšete do komentáře, tím lépe):

Proč je ve dne světlo a v noci tma?

Proč jsou někteří bohatí a někteří chudí?

Proč je ve dne tma a v noci světlo? (Předehra)

Pokud si chceme plně vychutnat půvab otázky, proč jsou někteří bohatí a někteří chudí, musíme si nejdříve vychutnat půvab otázky, proč je ve dne světlo a v noci tma. A pokud si chceme plně vychutnat půvab otázky, proč je ve dne světlo a v noci tma, musíme si nejdříve připomenout historii tzv. fotometrického problému, která začíná hodně dávno. Před několika sty let, v době nástupu Rudolfa II. na trůn. Skvěle ji popsal P, Zamarovský v knížce Proč je v noci tma? (2011, Aldebaran Group for Astrophysics, Praha 192 s, ISBN 987-80-904582-1-5m byla rovněž přeložena do angličtiny).

Připomenu stručně to nejdůležitější z jejího obsahu (doufám, že tím čtenáře povzbudím k tomu, aby si knížku opatřili a celou ji přečetli, stojí to za to):

Thomas Digges, anglický astronom, v roce 1576 zasadil Koperníkův planetární systém do nekonečného Vesmíru epikúrejců a zjistil, že zde něco nehraje. Temná obloha.

V tomto modelu skutečně nehraje temná obloha. Tedy to, že je v noci tma. Naivní pozorovatel se bláhově domnívá, že ve dne je světlo, protože svítí Slunce, v noci tma protože Slunce nesvítí (svítí na druhou stranu naší Země). Jenže pokud je Vesmír nekonečný a má nekonečně mnoho sluncí, byť i velmi rozptýlených a velkou většinu velmi vzdálených, mělo by být i v noci světlo. V každém směru oblohy bychom měli narazit na nějaké zářící slunce. Tak jako v hlubokém lese nevidíme ven, protože dříve nebo později narazí náš pohled na nějaký strom. T. Digges si na problém, na který narazil a který poměrně přesně popsal, odpověděl tím, že naše oko není schopné přijímat paprsky příliš vzdálených hvězd (Zamarovský s. 43-44). Jeho vysvětlení neobstálo. Světla sice ubývá se druhou mocninou vzdálenosti (což tehdy ještě nevěděl), ale i to stačí, aby noční obloha svítila víc než dost.

Galileo Galilei roku 1611 řešil problém tím, že je konečný hvězdnatý Vesmír obklopen nekonečnou prázdnotou (Zamarovský s. 45). To se pozdějšími pozorováními ukázalo jako chybné řešení.

Johanes Kepler dal v roce 1610 přesnou formulaci fotometrického paradoxu a v roce 1618 navrhl své řešení – vidíme jen část nekonečného vesmíru, zbytek je oddělen neprůsvitnou stěnou (Zamarovský s. 45-46).

Edmond Halley roku 1720 řešil problém tím, že světla ubývá se čtvrtou mocninou, což ovšem byla chyba ve výpočtu (Zamarovský s. 50).

De Chésaux roku 1774 spočítal z průměrné hustoty hvězd v blízkém Vesmíru (naší galaxii), že na Zemi by měl být žár 91 850x větší (!) než za slunečného dne. Paradox řešil tím, že podle něj světlo absorbuje mezihvězdná látka, přičemž stačí, když bude 3.10¹⁷ průzračnější než čistá voda. Použijeme-li analogii se stromy, tak se jedná o případ, kdy v lese padne mlha, a vzdálenější stromy nevidíme. Hustota hvězd ve Vesmíru je sice mnohem menší než v naší galaxii, jak ukázala pozdější pozorování, ale i tak by nám mělo být hodně horko.

Na příkladu toho, s čím přichází de Chésaux, lze ukázat ještě jeden důležitý aspekt přístupu k danému problému. Do vysvětlení začínají vstupovat nikoli jen různé úvahy, ale také matematické modely, jejichž konfrontace s realitou hraje významnou roli. To se mj. bude týkat i odpovědi na naši otázku, proč jsou někteří lidé bohatí a někteří chudí.

Edward Fournier d´Albe (1868-1933) přišel s myšlenkou nesvítících hvězd, které překrývají část těch svítících. Ale pak by se v důsledku pohybu hvězd musely rozsvěcovat a zhášet, což nepozorujeme (Zamarovský s. 51).

John Herschel v roce 1848 ukázal, že žhavé hvězdy a chladná absorbující látka nemohou dlouhodoběji koexistovat, látka by se musela rozžhavit a svítit (Zamarovský s. 52).

Zde si dovolím připomenout otázku, kterou sledujeme. Proč je ve dne světlo a v noci tma? Už to víme? Dle toho, co jsme doposud sledovali, zatím stále ještě odpověď neznáme. Dokonce známe spoustu vysvětlení, o nichž víme, že jsou chybná. Nepochybuji, že řada čtenářů ví, jak je fotometrický paradox řešen z hlediska současné (tj. přibližně padesát let staré) fyziky. Ale i tak působí hledání dobrodružně. Zvláště pak pro ty, kteří o dané problematice neuvažovali a neznají některé taje současné astrofyziky. Ale pokračujme dál:

Edward Fournier d´Albe v roce 1907 přišel s myšlenkou zákrytu hvězd. Z hlediska pohybu hvězd je to ovšem nesmysl. Ovšem ne zas tak úplný, protože inspiroval myšlenku hierarchického Vesmíru (Zamarovský s. 54).

Johne Herschel v roce 1848 přišel s myšlenkou hierarchické kosmologie – hvězdokupy, galaxie, nadgalaxie I. řádu, II. řádu, kdy k zákrytům může docházet a matematické řešení fotometrického paradoxu na této bázi si lze představit. Pozorování však ukázala, že Vesmír není takto hierarchický (Zamarovský s. 55).

Simon Newcomb John Gore přišel s myšlenkou éterových kapek, které umožňují vidět jen galaxie v kapce, ale ne vnější svět za nimi, což bylo nekonzistentní vysvětlení a navíc bylo již v té době pozorováním doloženo vidění jiných galaxií (Zamarovský s. 64).

Johann Mädler v roce 1858 navrhl vysvětlení, podle kterého vidíme je to, co k nám po vzniku vesmíru stačilo dolétnout rychlostí světla. Ovšem v tom případě by se na obloze nové a nové hvězdy neustále rozsvěcovaly, což nepozorujeme (Zamarovský s. 67-70).

Samá voda, samá voda. Řešení se začalo rodit až na bází zásadně inovované fyziky. Ta stará na to nestačila.

Alexandr Friedman v roce 1922 z Einsteinových rovnic obecné teorie relativity odvodil možnost rozpínajícího se Vesmíru (Zamarovský s. 78).

Edwin Hubbel (a další přibližně v téže době) v roce 1929 rozpínající se Vesmír empiricky potvrdili (Zamarovský s. 80).

Fritz Zwicky v roce 1929 ještě objasňoval fotometrický paradox ne rozpínáním Vesmíru, ale "stárnutím" fotonů (průběžná ztráta energie v čase). Kam by se ovšem energie poděla? (Zamarovský s. 82).

Dnes, tedy zhruba od poloviny 60. let minulého století, již máme velmi přesný model rozpínajícího se Vesmíru, který začal tzv. "velkým třeskem". Náš Vesmír se dle výpočtů založených na znalosti interakcí mezi částicemi stal přibližně po 370 000 léty "průhledným" v tom smyslu, že se záření (fotony) oddělilo od hmoty (části s klidovou hmotností). Do té doby v každém svém místě skutečně zářil jasněji než tisíce sluncí. Tak, jak se rozpínal, docházelo k jeho ochlazování a v určitém smyslu fotony skutečně stárnuly (jejich vlnová délka se prodlužovala) a stávaly se pro nás neviditelnými. Takže již T. Digges měl tak trochu pravdu, když říkal, že naše oko není schopné přijímat paprsky příliš vzdálených hvězd, resp. v našem případě toho, z čeho hvězdy zakrátko na to vznikly. Ovšem naše oko se může vyzbrojit technickými prostředky pozorování a posíleno rozumem nahlédnout hodně daleko. Nejen do přírodní, ale i společenské reality, které se budeme věnovat nyní. Snad jen malá poznámka na závěr této části. Dobře položená otázka stimulovala rozvoj vědeckého poznání po staletí, než došlo k úspěšnému řešení zdánlivě triviálního problému. Dnes již jsme v poznání dynamiky nejen našeho Vesmíru, ale i mnohosvětovosti reality mnohem dál. "Dohlédli jsme" (Přesněji pozorovaná data formou teorie dovedli) až do odhalení inflační fáze, která je základem nejen našeho Vesmíru, ale i mnoha dalších světů. Náš Vesmír je z tohoto hlediska spíše jedním z mnoha případů, kdy se inflační fáze "zadrhla" a dala vzniknout našemu Vesmíru s jeho specifickými parametry, kdy obdobným způsobem neustále vzniká neomezené množství dalších Vesmírů, z nichž jen velmi malý zlomek má parametry obdobné tomu našemu...

(Pokračování)