О движении, пространстве и времени

Николай Анатольевич Скурихин

Восемь лет прошло с момента написания этой книги. И как следует из оглавления, большая ее часть касается физического мира Вселенной (и никакой нейробиологии, мира рибонуклеиновых кислот и молекул белков), вещественной основы появления в человеческом существе информации о действующих на него предметах и явлениях внешнего мира. И только сейчас столкнулся с высказыванием Им. Канта о физике: «Физика есть не опытная наука, а наука для опыта».

10-03-2014 Одновременность

Пространство — данность, время — мера движения. Событие в одной точке пространства — событие абсолютной одновременности. Эквивалентность пространства и времени, как фактор установления одновременности. Изменение интервала допуска, как условие превращения относительной одновременности в абсолютную. Подмена понятия движения понятием времени — как источник ошибок и заблуждений в науке. Материальные объекты и их свойства, как объекты научных исследований. Отождествление движения и времени — логическая ошибка современного мировоззрения. Сосредоточенность энергии, движения и пространства — а, следовательно, и времени в начальной точке Вселенной. Начало времени — начальный момент движения энергии с образованием пространства. Смена движения покоем имеет следствием остановку времени, нулевое состояние времени длится сколь угодно долго. Делимость времени бесконечна, поскольку время — порождение разума человека. Пространственно-временной континуум — континуум ли на самом деле? От релятивистского замедления времени через преобразования Лоренца к сокращению линейного размера движущегося предмета. Гравитация как фактор изменения параметров движения, а, следовательно и времени. «Покраснение» фотона — и замедление времени, скорость света не меняется, а скорость течения времени уменьшается. Каким образом? Красный луч света преобразуется в ультрафиолетовый — скорость луча, как света, сохраняется, но время должно ускоряться? Направленность времени — стрела времени, движение возможно только вперед, и время не может идти вспять. Воображение сознания человека всесильно, и время, как наше изобретение, может прыгать, рваться, возвращаться обратно хоть на мгновение, хоть на миллион лет, уноситься вперед, но только быть отражением движения: позволяет движение старость превратить в молодость, пожалуйста, будет в таком случае и осуществима машина времени.

Абсолютная и относительная одновременность — что это такое? Одновременность означает понятие одновременного осуществления двух или более событий. То есть должны быть некоторые события, последовательности которых будут содержать совпадающие по времени события. События, как элементы движения вообще, могут происходить только в пространстве. Для нас пространство — данность, образованная движением энергии. Движение, изменение состояния материи, характеризуется: моментом его начала, длительностью и моментом его прекращения или перехода в другое движение, то есть временем. Если пространство для нас объективная необходимость, данная нам в ощущениях и восприятии, то время — придуманная нами мера движения. Общепринятого толкования времени как некоторого представления, равноценного представлению пространства, здесь не принимается. Время для нас — чисто субъективное понятие. И однако, оно может быть и абсолютным и относительным.

Абсолютная одновременность предполагает осуществление событий в одной точке пространства. Столкновение двух космических тел, например, падение астероида на Землю. Событие одно, но оно различно для Земли и астероида. Испускание фотона электроном, поглощение фотона электроном — каждое из этих событий — абсолютно одновременное. Одновременность событий, разнесенных в пространстве, может быть только по совпадению. Эти события не связаны между собой причинно-следственными связями. Их одновременность относительная, и она должна быть доказана, то есть, подтверждена математически, применительно к тем условиям, в которых происходят рассматриваемые события. При этом не имеет смысла останавливаться на одновременности событий, происходящих в нашей обычной повседневности: распространенные в человеческом обществе часы всех вполне устраивают. Для исследований же явлений микромира наука использует для определения одновременности специальные дорогие устройства, подобно БАК в ЦЕРНе.

Для событий в космосе установить одновременность некоторых событий оказывается очень непросто. Абсолютная одновременность двух разнесенных в пространстве событий может подтверждаться при условии искусственного задания допуска такой одновременности. Чем уже интервал такого допуска, тем менее вероятна одновременность такого события. Эквивалентность пространства и времени, устанавливаемая постоянством скорости света, с одной стороны облегчает решение вопроса одновременности двух событий, с другой же — понижает достоверность получаемого результата. Легкость решения определяется тем, что одновременность двух удаленных в пространстве событий означает совпадение расстояний от места их возникновения до места, в котором устанавливается одновременность этих событий. Действительно, если от точки пространства, в котором устанавливается одновременность двух событий, до первого из событий расстояние в несколько раз превышает расстояние до места возникновения второго события, то ни о какой одновременности говорить не приходится: продолжительность пробегания светового сигнала от первого события до точки наблюдения также в эти несколько раз превышает продолжительность сигнала от второго события. И если в точке наблюдения сигналы событий оказываются одновременными, то это означает только одно, событие первое произошло много раньше второго события. Одинаковая удаленность событий от точки наблюдения при одновременной фиксации сигналов будет означать одновременность этих событий.

Из сказанного, как не трудно видеть, достоверность одновременности будет зависеть от точности определения космических расстояний до происходящих событий. Но пока что эти расстояния также вычисляются с учетом величины мировой константы — скорости света в вакууме.

Таким образом, для одновременности событий не нужно особой категории или такого философского понятия, как время. Подмена понятия движения понятием времени порождает источник заблуждения ученого в установлении свойств объекта исследования, — каким является движение пространства, заполненного энергией. Поскольку энергия является одновременно источником любого движения, то следует различать двойственность сущности этого термина, его наполненность: энергия, как первичная сущность, источник движения, основная сущность всего сущего, в том числе и Вселенной. И энергия, как форма существования материи, адекватная по своей равноправности, если здесь уместен такой термин, но не равноценности, форме существования материи в виде вещества.

Анализ одновременности событий, исследуемых физиками и космологами, касается такого свойства пространства, как протяженность, имеющая место в трехмерном мире. Заполненность пространства материальными объектами, обладающими массой, этой сконцентрированной в сравнительно малой части пространства энергии, объектами, обладающими вращательным угловым моментом, объектами, обладающими кинетической энергией движения вокруг своего центра вращения, — это все одновременно присутствующие свойства любого космического объекта, — предопределила и содержание научного знания, полученного в результате наблюдения и исследования этих объектов. Классическая механика в своих самостоятельных разделах статики, кинематики, динамики, — наибольшее воплощение нашла в законах движения материальных тел и планет солнечной системы. Не раскрытой осталась в полной мере получившая внешнее описание и использование гравитация — в виде закона всемирного тяготения.

* Возвращаясь к предыдущему абзацу, отметим суть ошибок и заблуждений точки зрения, принимающей время в качестве сущности бытия. Считать время тождественным движению, значит совершать логическую ошибку. Энергия через движение создает пространство, время выступает как мера этого движения, мера создания этого пространства. Время также относится к движению, как разум человека к своей основе, биологическому веществу мозга. Современная физика рассматривает время как самостоятельную сущность, а не способ оценки движения. Она постоянно отождествляет время, то есть то, что понимается современной наукой под временем, и что измеряется, с часами, то есть с тем инструментом, который и выступает в качестве самого времени. При этом оказывается не разделенным воздействие гравитации на время и на часы, измеряющие это время. Время замедляется, потому что замедляется ход часов, часы замедляются, потому что медленнее течет время. Не случайным оказывается предложение одного из физиков использовать в качестве часов измерения замедления времени часы, ход которых бы определялся через движение света, который не подвержен воздействию гравитации, поскольку фотоны не имеют массы.

Второе, на самом деле, это первостепенный фактор ошибочности суждения современной физики о времени, как самостоятельной сущности. О начале времени. Не останавливаясь на вопросе о том, как оказалась наша Вселенная в состоянии вне пространства и вне времени, представляя собой сжавшуюся в крупицу энергию необыкновенно высокой температуры и чрезвычайно высокой плотности, мы видим переход этой материи в состояние Большого Взрыва. Мы знаем, как взрывается атомная или водородная бомба, когда 2% вещества превращаются в энергию излучения, уничтожая все вокруг на многие километры пространства. Но представить количество энергии, высвобождающейся в процессе Большого Взрыва, оказывается не под силу воображению любого человека. Физик и космолог прибегают к численному выражению величины этой энергии, степенная форма записи этой величины проста и удобна, но и только. Этот первичный взрыв явился и является причиной расширения Вселенной. Появилось и мгновенно стало увеличиваться пространство, движение энергии получило свое отображение во времени. До момента взрыва движение, энергия, пространство были сосредоточены в одной точке. Все противоположности и противоречия этих отсутствующих в своем явном виде сущностей находились в единстве. Их разделение, вызванное внутренними причинами их совместного существования, породило и пространство, одновременно и время.

Исчисляя начало времени от момента Большого взрыва, начала движения нашей Вселенной, мы должны определить и его окончание. Время не может завершиться само по себе. Его окончанием является, или явится, завершение движения. Бесконечность времени возможна при бесконечном движении. Концепция остановки развития Вселенной, превращение движения в покой, в состояние неподвижности, может предполагать такое расширение пространства, которому соответствует бесконечно малая плотность энергии. Такая фаза существования Вселенной вполне мыслима. Если мы придерживаемся теории цикличности существования Вселенной, то мы можем считать фазу ее покоя длящейся как бесконечно долгой, поскольку время существования частиц энергии, имеющих бесконечно малую величину, или становящихся бесконечно малыми, будет определяться и соответственно этому малыми значениями, так и сравнительно короткой. Последнее вообще пока не имеет какого-то смысла. Короткой, сравнительно с чем? С временем существования нашей Вселенной в ее настоящем состоянии, то есть находящемся в движении? Но длительность существования нашей Вселенной не определена никаким образом. Или же короткой, понимаемой математически, поскольку время замедляется настолько, что без большой ошибки можно считать его равным нулю. Ответ на вопрос, что явится причиной выхода Вселенной из состояния покоя, начала движения материи в сторону сжатия, схлопывания Вселенной, зависит в полной мере от состояния суверенности вашего сознания.

Далее. Считая время самостоятельной сущностью, современная наука устанавливает предел его делимости, вводя минимальную единицу времени через величину постоянной Планка, равной числу секунд 10 в степени минус 43. И здесь нет парадокса стилистики. Просто этим мне хочется показать читающему или мыслящему человеку парадоксальность ситуации, когда время имеет предел своему делению, и одновременно математики и физики называют новое содержания единства пространства и времени как пространственно — временной континуум. Непрерывность пространства — времени возможна только при представлении времени бесконечно делимым. А это возможно в случае представления времени как математической абстракции, созданной разумом человека. Придание понятию времени, являющемуся деянием ума человека, свойства существующего независимо от времени движения, реализуемого не через имеющее бесконечную делимость частицы материи, является источником парадоксального вывода о сокращении длины предметов, движущихся с околосветовой скоростью, выражающимся через преобразование Лоренца. Физическая несостоятельность такого утверждения для предметов и вещей, обладающих массой, обусловливается невозможностью получить энергию, способную создать силу, сообщившую телу ускорение, приведшее движение тела к околосветовой скорости. Применение космологического принципа к определению области применения лоренцевых преобразований было бы весьма кстати. Изменение длины волны электрона в электромагнитном поле большой мощности вполне может быть описано через преобразование Лоренца, как и изменение времени преодоления протяженности пространства при движении электрона.

Неопределенная до настоящего времени сила гравитационного притяжения, получившая, однако, свое выражение через закон всемирного тяготения, считается современной физикой причиной замедления времени. А почему не его ускорения? Гравитация действует на материю, обладающую массой, изменяя ее скорость движения, ускорение, и как следствие, временные параметры движения, скорости и ускорения. Само ускорение при механическом движении выступает в качестве силы, эквивалентной гравитации. И достаточно понятным становится механизм изменения движения за счет возрастания препятствия материальным частицам в их движении полем гравитации, чем бы оно ни было вызвано: наличием предполагаемых гравитонов, или деформацией пространственно-временного континуума, или просто пространства. Энергия испускаемого электроном кванта света, выражаемая длиной волны, зависит не только от внутренних состояний электрона, но и от гравитационного потенциала той точки пространства, в котором находится излучающий квант света электрон. То обстоятельство, что излучаемый электроном фотон «краснеет» в поле с большим гравитационным потенциалом непосредственно в момент излучения, не зависящим от скорости источника света, подобно эффекту Допплера для звуковых колебаний, может оказаться камнем преткновения для обоснования расширения Вселенной из-за красного смещения, которое может быть вызвано «усталостью» кванта света, путешествующего через космические дали, исчисляемые миллиардами световых лет.

Изменение длины волны излучаемого электроном кванта света означает изменение его энергии. Неизменность при этом скорости света, являющейся константой в природе, независящей от длины частицы света, находит спасительный выход в двойственной природе фотона. Как частица света, фотон сохраняет энергию, как электромагнитная волна фотон теряет энергию. Это касается относительно момента излучения фотона электроном. При движении фотона через пространство, заполненное энергией, может происходить как его замедление, так и ускорение. Факт «покраснения» фотона имеет место при движении фотонов в космосе. Уменьшение длины волны, что означает увеличение энергии частицы, пока иллюстрируется только в условиях лаборатории, как это происходит при прохождении красного луча лазера с длиной волны 694.2 нанометра через кристалл кварца, превращающегося в ультрафиолетовый луч с длиной волны 347.1 нанометра. Мы видим здесь изменение длины волны кванта света, в общем случае, как его движение, изменение свойства фотона, его энергии, но мы не наблюдаем здесь изменение скорости, а, следовательно, и изменение времени этого движения. Таким образом, изменение частоты и энергии в этом опыте имеет место, а отражение этого изменения во времени мы не наблюдаем — скорость света остается постоянной. Так почему же это движение кванта света не выражается во времени? Ответ простой, пока это никому из исследователей не нужно, нет необходимости и говорить о времени этого изменения.

Направленность времени, так называемая стрела времени, определена уже тем, какое направление имеет движение, измеряемое временем. О направлении движения вообще говорить не имеет смысла, поскольку если оно есть, то его остановка или прерывание означало бы вселенскую катастрофу. Вся Вселенная представляет собой движение, представленное огромным многообразием конкретных форм изменения состояний вещества и энергии, процессов и явлений их превращений друг в друга. Попытка представления статичности и неизменности Вселенной в теоретических построениях А. Эйнштейна закончилась безрезультатно. Именно беда большинства физиков и ученых других специальностей и состоит в том, что они исключают движение, как необходимую сущность всего сущего во Вселенной. Свойствами движения они наделяют время. Время может замедлиться и остановиться, как, например, предполагается в точке сингулярности в черной дыре. И одновременно рассматриваются в качестве необходимости существования черных дыр поглощение ими вещества и энергии из окружающего их пространства, размещения на их горизонте поглощаемой ими информации. Свет не может выйти за границу горизонта событий. И это событие не рассматривается как парадокс: фотоны не обладают массой, поэтому они не испытывают воздействие силы притяжения, гравитации, и одновременно они не могут преодолеть притяжение черной дыры и выйти за ее границы. Вращение черной дыры вокруг своей оси — также движение, мерой движения которого может служить время, несмотря на его замедление и остановку. Но все это может оказаться обычной математической абстракцией, особенно в случае принятия представления нашего сознания о времени, как не имеющей никакого отношения к этому сознанию сущности. Но время — это прежде всего порождение нашего разума, поставленного перед необходимостью жить в условиях постоянного изменения окружающей обстановки. И дело разума считать время длящимся непрерывно или с остановками, иметь свое начало или нет, полагать время непрерывным или изменяющимся скачками, и так далее, и тому подобное.