Nejčastější otázky

Vždy jsem si myslel, že ve vesmíru neexistuje žádné „nahoru“ a „dolů“. Vypadá to však, že to tak asi není, jelikož hmota vytváří zakřivení a objekty padají směrem ke křivkám. Zapomínám zde na něco?
Ptá se Lamonte z Waikiki, Hawaj

Hmota opravdu způsobuje zakřivení a toto zakřivení je přítomno i ve vesmíru. To však není to samé jako představa o nahoře a dole.

Když sedíte doma, tak máte jasnou představu o tom, co je dole. Podržte jablko v natažené ruce a pusťte ho. Dolů je ten směr, kterým se bude pohybovat. Také je to směrem k Zemi.

Když poletíte v raketoplánu na nízké oběžné dráze kolem Země (se zavřenými okny), nebudete mít jasnou představu o tom, co je dole. Když pustíte jablko, tak zůstane přesně tam, kde jste ho nechali. Zakřivení je menší než na povrchu, ale pouze o několik procent, takže to není vysvětlení. Klíčem je to, že jablko se nepohybuje vzhledem k nám, což je také původ toho, odkud pochází naše představa o tom, co je dole.

A teď o těch křivkách: Předměty se snaží sledovat speciální křivky zvané geodetika, což jsou křivky tak rovné, jak jen to je možné vzhledem k zakřivenému prostoru. V kabině raketoplánu se po takovéto křivce pohybujete a pokud pustíte jablko, tak se zdánlivě nehýbe, protože se pohybuje po geodetice hned vedle a ta je velmi podobná té vaší. Doma by vaše geodetika vedla do středu Země, ale zároveň jste z této křivky odstrkován několika tisíci kilometry skály. To vám dává pocit hmotnosti. Když pustíte jablko, tak uvidíte jak padá po své geodetice, až nakonec dopadne také na zem. Máte tedy dobře definovaný směr dolů, což vlastně znamená „po směru geodetiky, po které bych se pohyboval, kdyby mi v cestě nestála všechna ta hmota“.

To je jeden z neintuitivních důsledků Einsteinovy teorie: představy „dolů“ a hmotnosti nejsou důsledkem gravitace, ale spíše sil, které jsou zodpovědné za hmotu. Ve vesmíru je sice také nějaké zakřivení díky vzdálené hmotě, ale bez hmoty, která by vás odstrkovala z geodetiky necítíte žádné „dolů“.