Jdi na obsah Jdi na menu

Richard Feynman – O GRAVITACI

24.1.2026

Narazil jsem na Youtube na skvělý proslov jednoho z největších fyziků moderní doby - Richarda Feynmana. Feynman v něm hovoří o různých pohledech na gravitaci - jako přitažlivou sílu, kterou okolo sebe vytvářejí hmotná tělesa nebo jako deformaci prostoročasu, která nutí okolní objekty letící po přímce měnit své dráhy směrem do středu těchto blízkých hmotných těles.

Rozhodl jsem se to sem dát, protože o povaze gravitace se stále vedou spory mezi vědci a nikdo v tom dodnes nemá úplně jasno. Tedy ani já :-) Zde je video se zmíněným proslovem amerického fyzika Richarda Feynmana v původním znění a níže je jeho doslovný přepis z automatických titulků. Musím se přiznat, že ani po prostudování informací v tomto proslovu nejsem o moc chytřejší, jelikož se mi těžko představuje deformovaný časoprostor, po jehož zahnuté hraně se pohybují objekty svou nejpřímější trajektorií...

Myslíš si, že rozumíš gravitaci?
Stoupni si na váhu. Podívej se na číslo. To je tvoje hmotnost. Země tě táhne dolů. Jednoduché.

Upusť nějaký předmět. Spadne.
Měsíc obíhá kolem Země.
Planety krouží kolem Slunce.
Objekty s hmotností se navzájem přitahují.

Newton na to přišel už před staletími. Takzvaná gravitační síla vypadá jednoduše. Dokonale.
Dokonale špatně. Ne trochu špatně – zásadně špatně, pokud jde o to, co se skutečně děje, protože gravitace není síla vůbec.

A když konečně uvidíš, čím gravitace skutečně je – když to opravdu pochopíš – celý vesmír začne vypadat jinak.

Ukažme si to.
Postav se teď hned.

Cítíš svou váhu.
Co vlastně cítíš?

Řekneš: gravitaci. Země mě táhne dolů.

Ale zamysli se nad tím pocitem samotným.
Cítíš podlahu, jak tlačí do tvých nohou, tlačí nahoru. To je to, co cítíš. Tlak podlahy. Ten záhadný tah, o kterém všichni mluví? Ten nikdy necítíš.
Ani jednou.

Vždy cítíš jen tlak nahoru, nikdy tah dolů.
Tak kde je ten tah?

A teď něco ještě podivnějšího.
Měsíc právě teď padá směrem k Zemi. Padá už miliardy let – ale nikdy se nepřiblíží. Jen obíhá. Neustále padá, ale nikdy nedopadne.

Jaký druh „tahu“ funguje takhle? Tah, který táhne navždy, ale nikdy nic nepřitáhne až k sobě.

A podle Newtona ten tah působí okamžitě.
Pohni Zemí a Měsíc to okamžitě pocítí přes třista tisíc kilometrů prázdného prostoru. Okamžitě. Jak? Co nese tu informaci? Jaký je mechanismus?

Newton sám to nedokázal vysvětlit. Nazval to „působení na dálku“ a otevřeně přiznal, že netuší, jak to funguje. Ale matematika byla nádherná. Předpovědi dokonale seděly.
Tak se lidé přestali ptát na nepříjemné otázky.

A to byla chyba.

Vraťme se o několik století zpět. Nikdo nechápal, jak se planety pohybují. Koperník řekl, že obíhají Slunce. Dobře. Ale jak?

Jaké dráhy sledují?

Tycho de Brahe postavil observatoř a strávil desetiletí zaznamenáváním poloh planet noc co noc, rok co rok, měřil úhly mosaznými přístroji na zlomky stupně. Proč taková přesnost?

Protože přírodu nemůžeš pochopit hádáním. Musíš se dívat.
Pečlivě měřit. Zapisovat přesně to, co vidíš. Tam začíná skutečná věda.

Jeho data se dostala k Johannu Keplerovi. Kepler chtěl najít tvar planetárních drah. Zkusil kružnice. Předpovědi byly blízké, ale Mars se lišil o osm obloukových minut – osm šedesátin stupně.

Většina lidí by to odbyla jako chybu měření. Ale Kepler znal Tychoovu přesnost. Ten muž nedělal chyby o osm obloukových minut. Tak Kepler zahodil svou teorii a začal znovu.

Po letech práce to našel. Elipsy.

Planety se pohybují po elipsách, se Sluncem v jednom ohnisku. Dokonalá shoda s daty.

Krásné.
Ale vyvstala větší otázka: proč elipsy?

Mezitím Galileo dělal jednoduché experimenty. Kutálel koule po nakloněných rovinách. Zní to triviálně, ale sleduj, co se stane.

Koule se na svahu zrychluje. Když se dostane na rovinu, pokračuje dál. Nezastaví se hned.

A teď si představ, že bys odstranil veškeré tření. Co by se stalo? Koule by se kutálela navždy. Stejnou rychlostí, stejným směrem.

To lidi znepokojovalo. Vždyť přece pohyb vyžaduje neustálé tlačení. Věci přirozeně směřují ke klidu.

Ne. To je obráceně.

Pohyb je přirozený stav.
Objekt pohybující se po přímce nepotřebuje vysvětlení. To je výchozí stav.
To, co potřebuje vysvětlení, je změna.

Zpomalení – to je tření.
Zrychlení – to je tlak.
Změna směru – to je boční působení.

To je setrvačnost, první zákon pohybu.

A vytváří to hádanku.
Planety by se měly pohybovat po přímkách. To je jejich přirozený stav. Ale nedělají to. Jejich dráhy se zakřivují. Neustále se stáčejí ke Slunci.

Něco je musí v každém okamžiku vychylovat. Co?

Isaac Newton to viděl jasně.
Planety chtějí letět rovně. To je setrvačnost. Ale vychylují se.

Něco jejich pohyb neustále mění. Nazval to gravitace.

Univerzální přitažlivost mezi jakýmikoli dvěma tělesy s hmotností. Síla závisí na hmotnosti a vzdálenosti. Větší hmotnost – silnější účinek. Větší vzdálenost – slabší účinek. Konkrétně: síla klesá se čtvercem vzdálenosti.

S tímto jediným principem všechno zapadlo.
Proč elipsy? Protože planety padají ke Slunci a zároveň se pohybují stranou. Kombinace vytváří eliptické dráhy.

Keplerovy zákony přirozeně vyplývají z Newtonova zákona síly a setrvačnosti.

Proč Měsíc obíhá Zemi?
Stejný princip. Padá k Zemi, ale pohybuje se dostatečně rychle do strany, aby ji neustále míjel. Padá kolem Země místo toho, aby do ní narazil.

Proč padá jablko? Země ho přitahuje. Stejná síla, stejný zákon, jen jiná měřítka.

Newton provedl krásný výpočet. Spočítal, o kolik Měsíc za sekundu „padá“, jak moc se jeho dráha odchyluje od přímky. Pak spočítal, jak padají objekty na povrchu Země. Po zohlednění vzdálenosti čísla dokonale seděla.

Revoluční. Síla, která táhne jablko, je stejná síla, která drží Měsíc na oběžné dráze. Nebe a Země – stejná fyzika.

Díky Newtonovi všechno dávalo smysl. Příliv a odliv vzniká, protože Měsíc působí na vodu. Země je zploštělá na pólech, protože se otáčí. Komety se vracejí v předvídatelných intervalech, protože sledují eliptické dráhy.

Zvláštní pozorování našla vysvětlení. Jupiterovy měsíce se někdy objevovaly dříve, jindy později. Ukázalo se, že světlo potřebuje čas. Když je Země dál od Jupiteru, světlo k nám putuje déle. To vedlo k prvnímu měření rychlosti světla.

Planety se nepatrně kývají, protože se navzájem přitahují. Z těchto odchylek v dráze Uranu astronomové předpověděli existenci nové planety – Neptunu – a našli ji přesně tam, kde měla být.

Po dvě století byl Newtonův gravitační zákon jedním z největších úspěchů vědy. Vysvětloval všechno, co šlo změřit.

Ale byl tu jeden detail, který nikdo neuměl vysvětlit.

Upusť kladivo a pírko ve vakuu. Dopadnou na zem současně. Přesně spolu.

Kladivo má větší hmotnost. Podle Newtona by ho měla gravitace táhnout silněji. Mnohem silněji.
Ale kladivo má také větší setrvačnost. Více odolává zrychlení. Mnohem víc.

Tyto dva efekty se dokonale ruší. Ne přibližně – dokonale. Každý objekt padá stejnou rychlostí bez ohledu na hmotnost.

Proč?

Newtonova teorie vyžaduje dvě různé vlastnosti hmoty. Gravitační hmotnost určuje, jak silně se objekty přitahují. Setrvačná hmotnost určuje, jak těžké je něco zrychlit. A tyto dvě vlastnosti jsou u všech látek vždy dokonale úměrné – s neuvěřitelnou přesností.

Proč by ale vlastnost „přitahování“ a vlastnost „odporu vůči zrychlení“ měly být přesně stejné?

Newton neměl odpověď. Jen pozoruhodnou shodu, která krásně fungovala v matematice.
Nebo to nebyla náhoda?

Einstein položil jinou otázku.

Co když to náhoda není? Co když nám ta dokonalá rovnost říká něco zásadního o tom, čím gravitace skutečně je?

Představ si myšlenkový experiment.

Jsi v uzavřené místnosti bez oken.
Cítíš normální váhu, jak tě tlačí k podlaze. Jsi na Zemi, nebo jsi v raketě v hlubokém vesmíru, která zrychluje nahoru rychlostí 9,8 m/s²?

Dokážeš to rozlišit?

Upusť předmět – v obou případech spadne na podlahu.
Hoď míček vodorovně – v obou případech se zakřiví.
Stoupni si na váhu – ukáže stejné číslo.

Neexistuje experiment, který by tyto situace rozlišil.

To je princip ekvivalence.

Pokud skutečně nedokážeš rozlišit gravitaci od zrychlení, možná jsou totéž. Možná to, čemu říkáme „nehybnost v gravitačním poli“, je ve skutečnosti forma zrychlení.

A tady přichází Einsteinova revoluce.

Objekty ve volném pádu nezažívají žádnou sílu. Padající jablko, obíhající Měsíc, satelity, astronauti v kapslích – žádná z těchto věcí nezažívá sílu. Pohybují se přirozeně, po svých přirozených drahách.

Ale jablko přece padá.

Ano – ale co když se vlastně nezrychluje?
Co když sleduje nejrovnější možnou dráhu a zakřivený je prostor samotný?

To je Einsteinův zásadní vhled.

Gravitace není síla mezi objekty.
Gravitace je zakřivení prostoru a času.

Hmotná tělesa netahají jiná tělesa. Deformují prostor kolem sebe. Ohýbají ho, zakřivují, mění geometrii.

Jablko není taženo k zemi. Sleduje nejpřímější možnou dráhu zakřiveným časoprostorem. Ale časoprostor poblíž Země je zakřivený. A směr „rovně“ míří do středu Země.

Ty, stojící na zemi, nejsi tažen dolů. Snažíš se sledovat svou přirozenou dráhu časoprostorem – směrem ke středu Země – ale zem je v cestě. Tlačí tě nahoru a brání ti v tom.

To, co cítíš jako váhu, není tah dolů, ale tlak nahoru.

Einstein učinil konkrétní předpověď. Pokud je gravitace zakřivení časoprostoru, mělo by být ovlivněno i světlo. Světlo nemá hmotnost. Podle Newtona by na něj gravitace neměla působit. Ale pokud je zakřiven samotný prostor, pak se i světlo musí ohýbat.

Během zatmění Slunce astronomové změřili polohy hvězd u jeho okraje. Hvězdy se zdály posunuté. Světlo se ohnulo. Přesně jak Einstein předpověděl.

To je gravitační čočkování. Vidíme ho neustále. Masivní objekty ohýbají světlo vzdálenějších objektů za nimi. Přímý důkaz, že prostor se v přítomnosti hmoty zakřivuje.

Astronauti na oběžné dráze vypadají beztížně.
Žádná gravitace, že?

Špatně.

Gravitační pole ve výšce satelitů je téměř stejně silné jako na povrchu Země – asi 90 %. Tak proč se vznášejí?

Protože padají.
Kapsle padá.
Všechno padá.

Ale zároveň se pohybují do strany rychlostí asi 27 000 km/h. Jak padají, zakřivený povrch Země se pod nimi „propadá“. Neustále míjejí Zemi.

Padají kolem Země, ne do ní.

Všechno padá stejnou rychlostí, takže není žádný pocit pádu, žádná váha, žádný směr nahoru nebo dolů. Je to přesně stejné jako v hlubokém vesmíru.

To je ekvivalence v praxi.

Volný pád v gravitačním poli je totéž jako volné vznášení v prázdném prostoru.

Ve volném pádu na tebe nepůsobí žádná síla.

Sleduješ přirozenou geometrii zakřiveného časoprostoru.

A teď něco pozoruhodného. Proč je Země kulatá? Kvůli gravitaci – ale ne tak, jak si myslíš. Není to síla, která všechno tahá ke středu. Je to tím, že časoprostor kolem Země je zakřivený rovnoměrně ve všech směrech. Všechna hmota sleduje tyto nejrovnější dráhy – a výsledkem je koule.

Země je kulatá, protože to je přirozený důsledek zakřiveného časoprostoru.

Mravenec, který si myslí, že jde rovně po povrchu Země, ve skutečnosti kráčí po křivce. Ale z jeho pohledu jde rovně.

To samé se děje se vším v blízkosti Země.

A nejde jen o prostor. Jde o prostor a čas dohromady.

Hmotná tělesa vytvářejí v časoprostoru prohlubně, studny, deformace. Slunce hlubokou, Země menší. I ty vytváříš maličkou – téměř neměřitelnou, ale existuje.

Objekty se pohybují podle těchto křivek, ne proto, že by je něco táhlo, ale proto, že sledují nejpřímější možné dráhy.

Měsíc obíhá Zemi, protože následuje geometrii zakřiveného prostoru.
Jablko padá, protože časoprostor u povrchu Země je zakřivený.
Hodíš míč a letí po parabole – ne proto, že by ho něco táhlo dolů, ale protože se pohybuje zakřiveným časoprostorem.

Když si stoupneš, cítíš váhu.

V Newtonově obrazu tě gravitace táhne dolů a podlaha tě tlačí nahoru – dvě síly v rovnováze.
V Einsteinově obrazu působí jen jedna síla: podlaha tě tlačí nahoru.

A pokud na tebe působí síla, musíš zrychlovat.
A ty zrychluješ.

Zrychluješ neustále nahoru.

Tvá přirozená dráha míří ke středu Země. Podlaha ti v tom brání. Tlačí tě. To cítíš jako váhu.

Padající jablko není zrychlováno.
Je konečně volné.

Padání je přirozený stav.
Stát na místě vyžaduje sílu.

To je Einsteinova revoluce.

A jakmile pochopíš gravitaci jako geometrii, extrémní jevy začnou dávat smysl.

Hvězda je obrovská koule plynu. Její hmota vytváří hlubokou studnu v časoprostoru. Přirozené dráhy míří dovnitř. Co brání kolapsu? Tlak z jaderných reakcí. Rovnováha.

Když palivo dojde, tlak klesne. Rovnováha se zhroutí. Hvězda se zhroutí.

Pokud je dostatečně hmotná, vznikne neutronová hvězda. Lžička této hmoty by vážila miliardu tun.

Ještě hmotnější hvězdy se zhroutí dál. Časoprostor se zakřiví natolik, že všechny dráhy vedou dovnitř. Ani světlo nemůže uniknout.

To je černá díra.

Nevidíme je přímo, ale vidíme jejich účinky. Hmota padá, zrychluje, zahřívá se, vyzařuje obrovskou energii.

Všechno z jednoho principu: hmota zakřivuje časoprostor.

Newtonovy rovnice jsou praktické a fungují skvěle. Používáme je pro satelity, zatmění, oběžné dráhy. Ale Einstein ukázal, čím gravitace skutečně je.

Ne tajemná síla.
Ale geometrie reality samotné.

Hmotnost říká prostoru, jak se má zakřivit.
Zakřivený prostor říká objektům, jak se mají pohybovat.

A když si stoupneš na váhu, neměříš tah dolů. Měříš, jak silně tě musí váha tlačit nahoru, aby ti zabránila jít po tvé přirozené dráze zakřiveným časoprostorem.

A to je mnohem krásnější než jakákoli tajemná síla.

---

Astrofyzik a profesor Brian Cox, který je v současnosti známý svou popularizací astronomie i fyziky na sociálních sítích, provedl experiment s pádem těžké bowlingové koule spolu s lehkým pírkem v největší vakuové testovací komoře na světě, kterou používá NASA pro testování kosmických sond a vakuového vybavení. Oba tyto předměty padaly k podlaze komory stejnou rychlostí. Což dokazuje, že gravitační zrychlení není závislé na hmotnosti předmětů. Všechny předměty padají k zemi se stejným zrychlením, pokud na ně nepůsobí odpor okolního vzduchu. Níže je video ze zmíněného experimentu spolu s erudovaným výkladem Briana Coxe. K videu lze zapnout titulky a pak zvolit i automatický překlad do češtiny.

---

Richard Feynman se také podílel na vyšetřování příčiny havárie raketoplánu Challenger, který 28.1.1986 krátce po startu explodoval. Čili za pár dní je zde již 40. výročí této tragické havárie. O vyšetřování příčin této tragédie a zapojení Richarda Feynmana byl natočen hraný dokument, který je ke shlédnutí níže. Richarda Feynmana v něm ztvárnil skvělý herec William Hurt. Richard Feynman se v době vyšetřování havárie raketoplánu léčil s rakovinou břišní dutiny, na kterou o dva roky později podlehl. Zřejmě šlo o následek vystavení radioaktivnímu záření během spoluúčasti na projektu Manhattan (vývoj první jaderné pumy).

***

Související odkazy

Richard Feynman – Gravitace není síla (Youtube)

Brian Cox - Návštěva největší vakuové komory (Youtube)

Richard Feynman - kvantová fyzika a Challenger (Kosmonautix.cz)

 

Náhledy fotografií ze složky Vesmir

Komentáře

Přidat komentář

Přehled komentářů

Zatím nebyl vložen žádný komentář