Stručně by se dalo odpovědět, že to, jakým směrem kolem svého mateřského tělesa planeta či měsíc obíhá a zda je to opačným směrem než ostatní objekty hvězdné či planetární soustavy, nemá na směr plynutí času žádný vliv. Podobně nemá vliv ani to, jakým směrem se dané těleso otáčí a zda je to v souladu se směry otáčení jiných objektů určitého systému. A ani kombinace obou faktorů, teda rotace a směru oběhu, by nevedla ke změně toku času.

Pokud bychom tedy dokázali zařídit, aby se Země začala kolem své osy otáčet v opačném směru, a současně zajistit i změnu směru oběhu naší planety kolem Slunce, žádný vliv na směr plynutí času by to nemělo.

Důvod je poměrně prostý. To, jakým směrem čas plyne, totiž závisí na základních fyzikálních zákonech a parametrech našeho vesmíru, ale nezávisí to na pohybech, ani vzájemných pohybech hvězd ani planet či jiných objektů. Ať bychom dělali cokoli, nemohli bychom směr plynutí času žádným způsobem změnit.

Zpětný pohyb v astronomii

Pokud se nějaký objekt pohybuje proti obvyklému směru oběhu či rotace své soustavy, hovoříme o zpětném pohybu, byť mnohem častěji se používá cizí termín retrográdní pohyb. V naší soustavě je běžnější pohyb proti směru hodinových ručiček (při pohledu ze severního pólu), v jiných systémech u cizích hvězd to ale klidně může být naopak.

Známe i zdánlivý retrográdní pohyb. Jde o situaci, kdy je pohyb ve směru opačném, než je obvyklé, dán jen perspektivou pozorovatele. Ke skutečnému zpětnému pohybu nedochází, jen se nám zdá, že se těleso pohybuje netypicky. Zdánlivý zpětný pohyb pozorujeme v různé míře u všech planet Sluneční soustavy, avšak nejznámějším příkladem je určitě Mars, jelikož právě pohyby této planety byly klíčové pro Johannese Keplera při formulaci jeho zákonů pohybu nebeských těles [1].

Obrázek číslo 1 – Zdánlivý zpětný pohyb Marsu na noční obloze při pohledu ze Země. (Zdroj: Wikipedia)

Co ale skutečný zpětný pohyb? Ten také z naší Sluneční soustavy dobře známe. Může jít o dvojí typ zpětného pohybu – zpětný oběh a zpětnou rotaci. V případě zpětného oběhu jde o to, že planeta obíhá Slunce v opačném směru, než obíhají ostatní planety, a především v opačném směru, než se kolem své osy otáčí Slunce. V případě měsíců pak obdobně jde o pohyb proti směru rotace planety a proti směru oběhu ostatních měsíců. Pokud jde o zpětnou rotaci, pak se jedná o otáčení kolem vlastní osy ve směru opačném, než je ve Sluneční soustavě běžné, tedy rotace po směru hodinových ručiček.

Zpětný oběh známe od několika desítek malých měsíců velkých planet. Jde obvykle o tělesa s nejdelším rozměrem v řádu desítek či dokonce jednotek kilometrů [2, 3]. Naproti tomu jediný velký měsíc Sluneční soustavy s retrográdním oběhem je Neptunův měsíc Triton [4]. Obíhá tedy proti směru rotace Neptunu. To značí, že Neptun a Triton nevznikly spolu v jeden čas a na jednom místě, ale až později, když Triton prolétal kolem Neptunu, došlo k zachycení Tritonu Neptunovou gravitací [5]. A retrográdní oběžné dráhy jsou známy i od exoplanet [6], tedy planet mimo naši Sluneční soustavu.

Zpětnou rotaci z naší soustavy rovněž dobře známe. Kupříklad planeta Venuše má velmi pomalou zpětnou rotaci [7]. Kolem své osy se otočí jednou za 243 dní. Zajímavé je, že kolem Slunce oběhne jednou za 224,6 dne, takže den je na Venuši delší než rok! Důvod zpětné rotace není znám jistě, má se ale za to, že je způsobena slapovými efekty, tedy vlivem gravitace jiných těles. Jde o projev slapových sil, kdy pod vlivem jiného tělesa může na bližší a vzdálenější stranu objektu působit jinak velká gravitační síla, čímž dochází k jeho deformaci. Nejznámějším příkladem je příliv a odliv na Zemi způsobený vlivem Měsíce a Slunce [8]. U Venuše by slapové efekty měly být způsobeny její velmi hmotnou atmosférou, díky jejímuž působení se planeta točí obráceně, než je obvyklé [9].

Zpětnou rotaci má i ledový obr Uran, u něj je to zřejmě výsledek obří srážky v době formování Sluneční soustavy. Je zajímavé, že Uran má i rotační osu velmi skloněnou, konkrétně asi o 98 stupňů (nebo 82 stupňů – v závislosti na tom, který pól planety označíme za severní) oproti rovině, v níž obíhá Slunce [10]. Uran se tak po své dráze kolem Slunce v podstatě valí.

Musíme podotknout, že i lidstvo posílá své objekty na retrográdní oběžné dráhy. Běžné je to třeba u polárních družic (družice na polární dráze, jež při každém obletu přelétá nad severní i jižní polární oblastí Země), které se dostávají na dráhy se sklonem vůči rovníku typicky 95–100 stupňů [11]. To sice není o moc více než 90, ale už taková dráha je retrográdní.

Obrázek číslo 2 – Polární oběžná dráha se sklonem vůči rovníku 98,2 stupně. (Zdroj: https://vajiramandravi.com/)

Ale existují i družice na drahách s ještě vyšším sklonem. Zejména jde o družice, které posílá do kosmu Izrael [12]. V případě tohoto státu totiž směrem na jih, sever i východ od jeho území leží obydlené oblasti, navíc států, s nimiž Izrael nemá zrovna nejlepší vztahy, takže jediný směr, kam může posílat startující rakety, je západ. To ale znamená, že startují proti směru zemské rotace. Sklon oběžných drah vůči rovníku je tak typicky kolem 140 stupňů.

V případě retrográdního oběhu či rotace nemáme žádný důkaz o tom, že by čas běžel naopak. A nemáme ani žádný důvod předpokládat, že by tomu tak mělo být. A to i v případě, kdy bychom retrográdní rotaci a retrográdní oběh zkombinovali. Směr plynutí času je totiž na směru rotace či oběhu kosmických těles zcela nezávislý.

Co ovlivňuje směr plynutí času

Plynutí času ve skutečnosti ovlivňují jen základní zákony fyziky. Směru plynutí času a tomu, že čas plyne nesymetricky, říkáme šipka času (o té pojednává dotaz číslo 610, odkaz na něj v sekci další čtení) [13]. Co myslím tou nesymetričností? Asi by vás poněkud překvapilo, kdyby se střepy samovolně složily v hrnek nebo kdyby se vylitý žloutek a bílek vrátily do skořápky a vytvořily vajíčko. To ukazuje, že nám běžně známé děje jsou nevratné a žijeme v časově nesymetrickém světě – čas plyne pouze jedním směrem, nikdy naopak. Kdyby byl náš svět časově symetrický, pak by klidně bylo možné, aby se střepy samy v hrnek složily.

Zajímavé je, že zákony klasické mechaniky či atomové fyziky nic jako směr plynutí času neobsahují [14, 15]. Jsou dokonale symetrické a fyzikální děje by tak mohly probíhat klidně naopak. Na úrovni mikrosvěta obsahuje časovou nesymetrii pouze slabá jaderná interakce, která je mezi lidmi téměř neznámá a ovlivňuje zejména radioaktivní beta přeměnu (jde o jev, kdy atom vyzáří elektron, nebo jeho antičástici – částici s opačným elektrickým nábojem – pozitron) [16] a slučování atomů ve Slunci [17]. A i tam je časová nesymetrie poměrně nevýrazná. Takže proč v našem běžném světě nevidíme běžet čas naopak?

To souvisí se složitostí reálných, běžných fyzikálních systémů. Uvažujme takto. Je mnoho způsobů, jak lze rozbít hrnek na střepy, ale je jen jeden způsob, jak můžou být střepy složené dohromady v hrnek. Právě složitost fyzikálních systémů je velmi důležitá. Zatímco bychom nepoznali rozdíl ve videu, které by zobrazovalo interakci dvou částic, například elektronu a fotonu, ať už bychom si ho pustili normálně, anebo pozpátku, u běžných jevů v našem světě bychom rozdíl poznali snadno. A to proto, že vzájemné působení dvou částic je poměrně jednoduchá věc. Ale ve světě, který známe, se odehrávají děje, u nichž vzájemně interagují biliony bilionů částic, takže jde o řádově složitější jevy.

Důležitým pojmem je zde entropie, laicky něco jako míra neurčitosti (často a poněkud nepřesně také neuspořádanosti) daného systému. Systém s nízkou entropií je dobře uspořádaný, například dětský pokoj, který rodiče uklidili. Naopak systém s vysokou entropií je neuspořádaný, třeba dětský pokoj poté, co si děti hrály. Entropie se v čase může jen zvyšovat, nebo v nejlepším případě zůstávat stejná. Nikdy se ale nemůže snižovat.

Ano, pokud rodiče dětský pokoj uklidí, pak se entropie pokoje snížila. Ale snížila se jen lokálně, globálně se naopak zvýšila. Rodiče totiž na úklid museli vynaložit práci, na což získali energii z jídla, které musel někdo vypěstovat, a aby to bylo možné, musela Země získat energii ze Slunce. Takže i když se entropie pokoje snížila, entropie Země jako celku nebo celého vesmíru se zvýšila. Podobně argumentují někteří kreacionisté, že evoluce porušuje tento princip. Lokálně je to pravda, ale aby mohla evoluce fungovat, je nutné dodávat energii ze Slunce, takže i zde se celková entropie zvýšila [18].

Entropie narůstá při každém časově nevratném procesu a je jednou z mála veličin ve fyzice, která rozlišuje směr plynutí času. Souvisí také s druhým zákonem termodynamiky, který říká, že v izolovaném systému míra entropie vždy roste [19]. Proto někdy hovoříme o termodynamické (termodynamika je obor fyziky zabývající se procesy a vlastnostmi spojenými s teplem), či entropické, šipce času [20].

Podobně existuje i šipka času kosmologická, kdy čas plyne směrem od vzniku vesmíru k jeho zániku, tedy ve směru rozpínání vesmíru [21]. Pak ještě můžeme rozlišit šipku času radiační, která souvisí s tím, že vlny se od zdroje vlnění šíří směrem pryč, či psychologickou šipku času, která souvisí s vnímáním času lidským vědomím [22].

Lze změnit směr plynutí času?

Už jsme si řekli, že u některých dějů v mikrosvětě, třeba u interakcí částic, nezáleží na směru toku času. Jak už dnes ale víme, aby všechny fyzikální děje zůstaly úplně stejné, museli bychom kromě změny směru času také nahradit hmotu antihmotou (hmota složená z antičástic, částic s opačným nábojem než mají běžné částice) a prohodit pravou stranu za levou a naopak [23]. Pak by fyzikální zákony fungovaly stejně.

Ale co v makrosvětě (náš svět, který běžně známe)? Existují některé symetrické fyzikální makroskopické teorie nebo varianty teorií [24]. Ale spíše než o realitu jde „jen“ o zajímavé koncepty. Objevuje se i zajímavý nápad v kosmologii. Kdyby se totiž vesmír začal místo rozpínání smršťovat, hypoteticky by se mohl obrátit směr toku času. Podobně jako je to v dílu Pozpátku známého sitcomu Červený trpaslík.

Jenže se ukazuje, že ani toto by reálně nefungovalo, neboť i v případě smršťování vesmíru by se jeho entropie dále zvyšovala, takže i v tomto případě by čas běžel stále dopředu. I kdyby se ale směr toku času změnil, došlo by ke změně v celém vesmíru jako celku. Nikoli jen v jeho části. A už vůbec ne na jediné planetě nebo měsíci.

Závěr

Pokud by došlo k tomu, že by Země začala obíhat Slunce v opačném směru a současně by se Země začala otáčet v opačném směru, tedy od východu k západu, z hlediska směru toku času by se vůbec nic nezměnilo, neboť ten je na pohybech nebeských těles zcela nezávislý.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek