Všechno tady stojí na dvou myšlenkách: gravitace je síla, která táhne, a světlo letí po přímce a cestou se nemění. Obojí je špatně. Je to špatně o tak málo — pro všechno, co tyhle stránky kreslí — že je správné je používat; jenže „dost dobré“ není totéž co „pravdivé“ a stojí za to vědět, které z těch dvou jsi dostal. Tady jsou tři místa, kde ty trhliny vidíš, a co je za nimi.
Tyhle stránky vodí planety Newtonovou gravitací, která má jediný úkol: každá hmota přitahuje každou jinou hmotu, a z toho se dá spočítat, kde všechno bude. Je to úžasně dobré. Dostalo nás to na Měsíc. A není to to, co se doopravdy děje.
Poprvé to viditelně selhalo u Merkuru — a ten důkaz leží v datových souborech těchhle stránek.
Dráha Merkuru není pevná elipsa. Sama ta elipsa se pomalu otáčí a v souboru stojí, jak rychle:
"rates": [ …, 0.16047689, … ] — stupňů za století, pro směr, kterým míří nejbližší bod dráhy Merkuru.
0,16 stupně za století zní jako nic. V jednotkách, které astronomové používají, je to asi 578 úhlových vteřin za století — a tím tempem se celá elipsa otočí dokola zhruba za 225 000 let. A teď to číslo rozděl:
| tah všech ostatních planet (tohle Newton umí) | ~532″ |
| zbývá, a šedesát let to nikdo nevysvětlil | ~43″ |
| co se doopravdy naměří | ~578″ |
Ten zbytek byl opravdový skandál. Pečlivě se změřil v roce 1859 a Newtonova gravitace ho prostě nedokázala vyrobit. Astronomové předpokládali, že musí něco tahat a oni to jen nenašli, a vydali se hledat neobjevenou planetu blíž ke Slunci. Dokonce ji předem pojmenovali — Vulkán. Lidé hlásili, že ji viděli. Není tam.
V roce 1915 dokončil Einstein novou teorii gravitace a jedna z prvních věcí, kterou s ní udělal, byl Merkur. Vyšlo mu 43 úhlových vteřin za století, bez čehokoli k doladění a k dotažení. Prý z toho měl bušení srdce.
To otáčení je nakreslené nesmírně zveličeně: šest kroků po 30 stupních, zatímco ve skutečnosti trvá jedno kolečko asi 225 000 let — a Einsteinův podíl na něm by sám o sobě trval kolem tří milionů. Je to titěrný jev. A zároveň ten, který ukázal, že Newton není poslední slovo.
A tady je něco, o čem stojí za to mluvit na rovinu. V kódu těchhle stránek není nikde žádná relativita. Otáčejí elipsou Merkuru pevnou rychlostí, kterou si přečtou z tabulky, a to je všechno, co dělají.
Jenže ta tabulka je naměřená, ne odvozená z Newtonových zákonů. Takže to číslo v souboru — 578 úhlových vteřin — už má Einsteinových 43 v sobě zapečených; dali je tam lidé, kteří změřili skutečný Merkur. Tyhle stránky proto kreslí Merkur skoro na správné místo z důvodu, který v sobě nemají. Mají pravdu opisováním. Kdyby tu rychlost spočítaly z Newtonovy gravitace místo opsání měření, byl by Merkur viditelně na špatném místě už po pár tisících letech simulovaného času.
Ne že by gravitace táhla silněji, než si Newton myslel. Že gravitace není tah vůbec.
Hmota kolem sebe ohýbá prostor a čas, jako když těžká věc promáčkne napnutou plachtu. Nic není taženo. Všechno prostě letí po té nejrovnější dráze, jaká je k dispozici — a poblíž hmoty je ta nejrovnější dráha křivka. Zemi nic nedrží na oběžné dráze; letí rovně, jen v místě, které je ohnuté. Když padáš, netáhne tě nic. Tlačí do tebe podlaha.
Relativita je po celých těchhle stránkách potichu všude, aniž by se kdy jmenovala:
Na stránce o životě hvězdy je věta o tom, jak se hvězda drží: uprostřed se dostane na nějakých patnáct milionů stupňů a vodík do sebe naráží dost tvrdě na to, aby se spojil.
Ta věta není pravda a stojí za to vědět přesně, jak moc pravda není.
Dvě vodíková jádra jsou obě kladně nabitá, takže se odpuzují — a čím blíž se dostanou, tím silněji tlačí. Aby se dotkla, musí ten kopec přejet. Při patnácti milionech stupňů se protony v jádru Slunce pohybují rychle — ale ani zdaleka ne dost rychle. Chybí jim asi tisícinásobek. Ne že by to „těsně nevyšlo“. Nevyjde to beznadějně.
Spočítej to obyčejnou fyzikou a odpověď nezní, že Slunce svítí slabě. Odpověď zní, že Slunce nesvítí vůbec, žádná hvězda se nikdy nezapálí a nic z toho, co je na tomhle webu, neexistuje.
Slunce zachraňuje to, že proton není maličká kulička na určitém místě. Nemá jednu polohu. Má rozprostření možných poloh — a část toho rozprostření sahá skrz kopec ven na druhou stranu. Jednou za čas se proton, aniž by kdy přejel přes vrchol, prostě najde na druhé straně. Říká se tomu tunelování a není to trik v matematice; takhle se svět chová, když se na něj podíváš dost zblízka.
Tunelování je vzácné. Kterýkoli konkrétní proton v jádru Slunce na ně čeká v průměru něco jako miliardu let. Zní to jako problém a je to pravý opak. Kdyby bylo slučování snadné, Slunce by svůj vodík projelo za geologické mrknutí oka a zhaslo by dávno předtím, než Země stihla vychladnout. Slunce svítí díky skulině a vydrží proto, že ta skulina je hodně úzká. Obě půlky jsou potřeba a obě jsou kvantová mechanika.
Stejně jako relativita je i tahle po celých stránkách nepojmenovaná:
Tahle není teorie, kterou by stránky vynechávaly. Je to otázka, která zní dětsky, nemá zřejmou odpověď a k rozhodnutí potřebuje obě zbylé vysvětlující stránky.
Představ si, že by vesmír pokračoval donekonečna, existoval odjakživa a měl v sobě hvězdy rozsypané víceméně rovnoměrně. Vyber si libovolný směr a podívej se. Tvůj pohled letí dál a dál — a dřív nebo později musí dopadnout na povrch nějaké hvězdy. Není směr, ve kterém by mohl letět navěky, aniž by na nějakou trefil, protože další vrstva hvězd je vždycky ještě dál.
Takže celá obloha, do všech stran, by měla být tak jasná jako povrch Slunce. Ne pár teček na černi. Souvislá zář, všude, celou noc.
Totéž se stane v dost velkém lese. Podívej se vodorovně kterýmkoli směrem a neuvidíš ven — uvidíš kmen. Každá čára končí na dřevě. Nekonečný vesmír plný hvězd je les bez okraje a každá čára by měla končit na ohni.
Nabízí se únik, že něco stojí v cestě — prach a plyn, které to světlo pohltí dřív, než k nám dorazí. Nefunguje to, a důvod je pěkný: cokoli, co sedí v nekonečné záři a nekonečně dlouho pohlcuje světlo, se zahřeje — a cokoli horkého září. Ten prach by nakonec svítil přesně tak jasně jako to, co schovával. Před takovou oblohou se schovat nedá. Dá se jen žádnou takovou nemít.
Obojí je na stránce jak vesmír začal a ani jedno se nevědělo, když se ta otázka poprvé pořádně položila. Otázka, proč se v noci stmívá, se ukáže být zodpověditelná jedině tehdy, když víš, jak starý je vesmír.
A tady je to, kvůli čemu je tohle nejlepší otázka na stránce. Podívej se dost daleko kterýmkoli směrem a na horký povrch opravdu narazíš — na stěnu mlhy z prvních pár set tisíc let vesmíru, za kterou žádný dalekohled nedohlédne. Pokrývá celou oblohu, do všech stran, bez mezer. Přesně jak ten paradox žádal.
Jenom to, že to roztahování tu zář vytáhlo z viditelného světla dolů do mikrovlnného záření — a tam tvoje oči nefungují. Noční obloha není tmavá. Je tmavá pro tebe. Namiř na kterýkoli kousek prázdné černé oblohy parabolu a ta zář tam sedí a vyplňuje ho, 2,7 stupně nad absolutní nulou. To je reliktní záření z předchozí stránky — a je to zároveň odpověď na otázku, kterou si o dvě stě let dřív někdo položil nad vlastní zahradou za domem.
Potřebuješ stromy. Les, park s pořádným houfem, sad — cokoli, kde je hodně kmenů a nějaká hloubka.
A teď to užitečné. Když ještě vidíš ven, je to proto, že les došel dřív než tvůj pohled. A přesně v tomhle jsme, když se koukáme na noční oblohu — jenom to, co dojde, nejsou stromy, ale čas. Podívej se dost daleko a koukáš se na světlo, které vyrazilo dřív, než byly nějaké hvězdy k vidění.
Protože u všeho, co ti tyhle stránky ukazují, je ten rozdíl mnohem menší než jeden pixel.
Newtonova gravitace postaví planety tam, kde je dnes večer najde dalekohled, a bude to dělat ještě velmi dlouho. Světlo letící po přímce je naprosto dobrý popis až do chvíle, kdy stojíš vedle černé díry. Používat tu jednodušší myšlenku není lenost — je to normální způsob, jak se fyzika dělá, a ta těžší teorie se s tou jednodušší musí shodnout všude, kde ta jednodušší už funguje, jinak by ji dávno vyhodili.
Co v pořádku není, je neříct to. Stránky, které by potichu použily Newtona a nechaly tě myslet si, že to je pravda, by tě naučily něco nepravdivého, aniž by kdy napsaly jedinou nepravdivou větu. Takže: tyhle stránky používají všude Newtonovu gravitaci a jednoduché světlo a obojí je přiblížení. Velmi dobré. Ne pravda.