Время

В статье рассматриваются явления, требующие для своего описания введения понятия времени. Предлагаются соответствующие определения времени и предпринимается попытка разобраться с парадоксами и стереотипами, сложившимися вокруг этого понятия в СТО и ОТО.

Существуют 4 типа явлений, для описания которых необходимо вводить понятие времени.

Глобальные физические явления:

1) передача информации между частицами,

2) перемещение самих частиц в пространстве.

Локальные собственные явления в замкнутой системе:

3) колебательные процессы,

4) обменные процессы и старение частиц.

В принципе, вводить понятие времени можно отдельно для каждого явления. Более того, для каждого типа Материи (физической, биологической, "сознательной") и для каждого уровня Вещества можно определять своё время. Но есть тенденция к универсализации этого понятия.

Примеры:

* Индивидуальное Сознание как частица Материи

Можно ввести сразу 2 шкалы времени — бодрствования (реальная шкала) и сновидений (виртуальная шкала). В состоянии глубокого сна или комы время останавливается (биологическое время продолжает идти), а в момент смерти — исчезает.

* Биологическое собственное время организма как замкнутой системы

Колебательные и обменные процессы характеризуются своими частотами, запрограммирован и видовой темп старения. Эти параметры для многих видов зависят, в частности, от температуры окружающей среды.

 

Физическая сущность временных явлений

1. Распространение информации о происшедшем событии осуществляется с помощью сигналов. Типов таких сигналов — не счесть. Поэтому разумно выбрать самую быструю частицу и использовать её в качестве гонца. В мире без света использовался бы звук, с учётом разной скорости его квазичастиц в разных сплошных средах.

Для вещества нашего реального мира другого кандидата, кроме фотона, просто нет. (Формально, нужно было бы проверить скорость гравитона на "тахионство", но он пока не поддаётся регистрации).

Итак, в этом явлении время напрямую связано со свойствами частицы-переносчика сигнала и влиянием на неё окружающей среды (физических полей, вакуума, самого пространства). Назовём время, определяемое с помощью фотонов, физическим.

2. Перемещение частиц в пространстве — это другое явление, в котором уже сама частица подвергается воздействию окружающей среды. Часы (колебательные), связанные с частицей, будут показывать её собственное время. Измерение времени первым и вторым методами может при этом не совпасть, как это и происходит в "парадоксе близнецов". Собственное время зависит от динамических параметров, поэтому явление перемещения частиц не подходит в качестве универсальной шкалы.

3. Частота некоторых колебательных или излучательных процессов чрезвычайно стабильна и её можно использовать для создания часов-эталона. Но они будут всегда показывать собственное время, а не физическое. Последнее вообще невозможно измерить без помощи часов. Но именно физическое время наиболее универсально и его можно рассчитать на основании данных о собственном времени. В теории всё наоборот — вводится физическое время, а собственное вычисляется в каждом конкретном случае. Этим и занимаются, в частности, теории Относительности Эйнштейна.

 

Реальное время

3. Вначале были часы. Эталонные часы. Все часы выставляются в соответствии с этим эталоном. Единица времени определяется числом колебательных/излучательных циклов выбранной замкнутой системы. Чем выше частота, тем лучше эталон. Это и есть определение времени, базирующееся на явлении №3. Другого фундаментального определения времени нет.

2. Потом было собственное время частицы. Оно измеряется по часам, расположенным вместе с частицей. Это есть определение собственного времени. Его без проблем можно измерить всегда, поэтому оно реально и имеет физсмысл. Но надо иметь в виду, что оно вторично.

1. С определением физического времени существуют проблемы. Одно дело, когда сигналы распространяются мгновенно. Тогда можно ввести абсолютное физическое время, которое будет течь одинаково во всех точках пространства. Собственное время частиц будет независимым от динамики их перемещения в пространстве. Хотя измерения всё же придётся проводить в т.н. инерциальных системах отсчёта (ИСО). Это связано с необходимостью согласовывать данные разных измерений одного и того же события, которые проще и естественнее всего производить из ИСО. Преобразования Галилея решают эту задачу.

Другое дело, когда в качестве переносчика информации используется фотон. Волей-неволей приходится считаться с его свойствами. Одно из них просто парадоксально и непостижимо. Это закон о постоянстве скорости света, вернее, её одинаковости во всех ИСО. Он был открыт в 1881 г. в опыте Майкельсона-Морли, но игнорировался научным сообществом долгое время. Фактически, до работ Пуанкаре.

Все парадоксы, которые появляются в СТО, вытекают из этого закона. Не на них надо пенять, а на такое объективное устройство природы.

 

Инерция и стереотипы СТО

1. Эйнштейн несколько запутал не одно поколение людей, изучающих физику.

Во-первых, закон о постоянстве скорости света он назвал постулатом. Допустим, в 1905 году он ещё не знал о нём. Но потом мог бы и исправить.

Во-вторых, он не давал фундаментального определения понятию времени, т.к. сам использовал часы.

В-третьих, метод синхронизации, который запрятан в тексте статьи, есть самый настоящий постулат, дающий определение физическому времени.

2. Эйнштейн ввёл собственное время как вторичное по отношению к физическому. Хотя по логике вещей всё должно быть наоборот. Ведь собственное время, как и скорость света, как и интервал, есть инвариант. А инвариантные физические величины всегда более фундаментальны. Преобразования Лоренца как-раз позволяют рассчитать физические времена (и другие параметры движения частицы) в разных ИСО. Объяснение физсмысла преобразований Лоренца — исключительно заслуга Эйнштейна. (Попытки причислить Пуанкаре к соавторам Эйнштейна не выдерживают критики).

3. СТО, как оказалось, позволяет описывать ускоренные прямолинейные движения. При этом выясняется, что собственное время подвергается сжатию, что и приводит к "парадоксу близнецов". Пройденный путь тоже сокращается, а весь континуум сморщивается. Мощь преобразований Лоренца состоит в том, что правильный результат достигается без знания конкретного физического "явления Х", которое к этому приводит. Формально математически это также можно описать искривлением 4-континуума, которое появляется уже в СТО, а не в ОТО.

Необходимо подчеркнуть, что сморщивание и искривление имеют разные физические смыслы. Сморщивание поддаётся восприятию и пониманию, а искривление нет, т.к. это абстракция. К ней постепенно привыкают и свыкаются. Но знание — ещё не есть понимание.

4. СТО не отменила и не заменила законы Ньютона. Она позволила правильно вычислять как собственное время частицы, так и её физические времена относительно любой ИСО. Иное дело, что в релятивистской механике используется исключительно импульсно-энергетический метод решения задач.

5. Выбрав фотон в качестве переносчика информации Эйнштейн, по существу, поделил все элементарные частицы на два типа — весомые (m0 > 0) и невесомые (m0 = 0). Оказывается, для невесомого вещества собственное время вообще не вводится. Вернее, стоит на месте. При излучении фотон как бы получает ярлык с датой рождения, путешествует с ним, а при поглощении сдаёт в целости и сохранности. Синхронизация нужна, чтобы связать между собой островки весомого вещества пространственно, а не только временным образом. Эталон длины невозможно использовать практически в астро- и космологических масштабах. Без него самостоятельного понятия "расстояния между частицами" не существует — оно рассчитывается в последнюю очередь, уже после того, как было измерено физическое время прохождения фотона.

 

Абсолютное пространство

1. Представим себе Вселенную без весомого вещества, только свет. Оказывается, СТО не даёт возможности её описать. Возникает вопрос, почему Эйнштейн не учёл этот вариант? Хотя представляется более вероятным, что он не захотел рассматривать его публично. Дело в том, что описание исключительно света напрямую ведёт к абсолютному пространству и абсолютной системе отсчёта (АСО), от которых Эйнштейн отказался по физико-идеологическим соображениям. Хотя представляется, что относительность весомого вещества и абсолютность ЭМ излучения не противоречат, а дополняют друг друга!

Если признать эту дополнительность, то парадоксальный закон постоянства скорости света станет совершенно понятным. Фотоны первичны и двигаются в АСО со скоростью света. И она просто обязана быть такой же во всех ИСО, связанных со весомым веществом (которое вторично), чтобы удовлетворять принципу относительности Галилея-Эйнштейна. А третичные по сути временные интервалы (физическое время) и пространственные отрезки — это они должны подстраиваться под фотон! Такая причинно-следственная связь ставит всё на свои места. Парадокс исчезает.

2. Бомба под относительность.

При наличии весомого вещества (а в принципе, именно благодаря ему) можно практическим путём найти пресловутую Абсолютную систему отсчёта. Дело в том, что ИСО в реальном пространстве не равноправны по отношению к Допплер-эффекту. В общем случае частоты света от далёких звёзд, измеряемые в ИСО с разных направлений, неодинаковы. Так, со скоростного космического корабля свет будет наблюдаться голубым в направлении движения и красным позади себя.

Частоты можно сбалансировать по трём осям и прекратить вращение корабля. Тогда он будет телом отсчёта в АСО! Как и любые другие весомые частицы, неподвижные относительно этого корабля.

3. Так уж устроена Вселенная, что центры старых сферических галактик движутся очень медленно относительно АСО. Вряд ли это случайно. Этот факт только подчёркивает исключительность АСО в космологии. И именно благодаря ему можно говорить о далёких звездах как о неподвижных.

4. Любое ускоренное движение, будь то линейное или угловое, абсолютно. Ускорения сокращают собственное время частицы. Можно наглядно представить себе модель "явления Х", которое искривляет, а вернее, сморщивает континуум. Ускоренное тело ведёт себя так, как-будто периодически исчезает из нашего мира (и из под наблюдения) на ничтожные интервалы времени и возвращается. Мы их не замечаем, считая движение тела непрерывным. А в "подполье" происходит следующее: тело двигаться продолжает, а его собственное время стоит. (Как у сознания в ходе крепкого сна). В результате мы видим, что тело достигло цели "короче" и "моложе". Эти результаты есть следствие динамического влияния инерционного поля на вещество. Эйнштейн следовал лозунгу Ньютона "гипотез не измышляю", поэтому "парадокс близнецов", противоречащий здравому смыслу, долгое время считался признаком несостоятельности СТО среди её противников.

 

Гравитация и стереотипы ОТО

1. Эйнштейн занялся гравитацией не столько потому, что у Теории Ньютона начались трудности с объяснением экспериментальных данных, сколько под влиянием идеи объединить её с инерцией. Правда, он поставил ещё и сложнейшую задачу универсального описания физических законов. (Если бы Ньютон решился на это, у него тоже получился бы тензорный монстр). Эйнштейну пришлось ввести порядка десяти Постулатов, но задуманной им теории не получилось (ОТО, 1908-1912).

2. Тогда Эйнштейн создал Теорию Гравитации (1913-1916) на базе изменённого набора постулатов.

Большинство постулатов ОТО были заменены или отброшены, появились новые. Эйнштейн победил в гонке за формулой закона Гравитации нескольких выдающихся физиков и математиков. Отдавая дань исторической истине отметим, что окончательные уравнения поля практически одновременно с Эйнштейном получил Д.Гильберт, пользуясь другим методом. Вопрос о приоритете не стоит, т.к. оба работали над матаппаратом ТГ в тесном сотрудничестве.

Свою Теорию Гравитации Эйнштейн упрямо продолжал называть ОТО, хотя абсолютность ускорения ему устранить не удалось, от принципа эквивалентности тоже пришлось отказаться. (Локальная эквивалентность — совсем другое дело). Инерция и гравитация оказались разными явлениями, а не проявлением одного.

3. В Теории Гравитации Эйнштейна ЗВТ Ньютона был заменён на другой, математически сложный и громоздкий, зато точный. В отличие от ньютоновского, закон Эйнштейна является "теоретическим", строго логически выведенным из постулатов. Эйнштейн должен был дожидаться экспериментальной проверки, успех которой и перевёл гипотезу Эйнштейна в статус теории. Но из-за "искривления пространства" глубоко понять эту теорию стало невозможно. Даже популярно рассказать о ней никому толком не удалось.

4. Матаппарат ТГ работает правильно, хотя некое "явление Х", приводящее к сморщиванию эвклидова 4-континуума, никак не выделено. (Так же, как и в СТО с её "парадоксом близнецов"). А отсутствие понимания неизбежно, т.к. к вопросу о природе гравитации добавляется вопрос о природе её странного влияния на собственное время и собственное перемещение тела. Эйнштейн ушёл от проблемы, наделяя пространство физическими свойствами и делая его по сути синонимом совместного инерционного и гравитационного поля. Сокращение собственного времени и другие эффекты есть следствие динамического влияния совместного поля на вещество.

5. Гравитация создаёт эффект сморщивания для света и для весомых частиц в постоянном темпе, даже если тела покоятся, так что их внутренний континуум как бы испаряется по всему своему объёму. (Представьте себе яблоко Ньютона, которое полежало на земле и дождалось Эйнштейна, заметившего иссыхание этого фрукта). Поэтому деформации подвергается само физическое время. Связь между ним и собственным временем частиц усложняется, т.к. последнее ещё и зависит от траектории движения.

6. Эйнштейн постулировал, что стационарная гравитация поддерживает глобальный континуум в таком сморщенном виде независимо от того, помещены в него тела или нет. Это удобно, т.к. матаппарат ТГ позволяет рассчитать по распределению масс метрику сморщенности во всём пространстве. Но можно считать, например, что сморщиванию подвергается только собственный локальный континуум элементарных частиц. Это не противоречит закону Эйнштейна (матаппарату), а только его физической трактовке — постулату о глобальной кривизне пространства-времени. Он и так не является общепринятым и роль его ограничивается трактовкой математического формализма. В этом смысле он является наследником ньютоновского постулата дальнодействия.

Отказ от этого постулата позволяет восстановить в правах эвклидово пространство-время, но требует перехода от глобального полевого объяснения влияния гравитации на вещество к микроскопическому квантовому.

 

Связь времён

1,2. Как представить себе связь физического времени с собственным временем частиц вещества? Обе теории Эйнштейна позволяют математически рассчитать одно с помощью другого. Но приходится вводить две отдельные шкалы времени, а требуется одна универсальная. Если в качестве таковой выбрать собственное время, то переход к физическому времени потребует постоянных вставок в шкалу заплат из микроскопических временных интервалов. Шкала разбухает до физической, но становится дискретной.

Если в качестве универсальной выбрать физическое время, то переход к собственному потребует постоянных вырезок из шкалы микроскопических временных интервалов.

Наверное, существуют вполне определённые значения этих интервалов (крошечные) и средняя частота их вырезания (огромная). Сморщивание физического времени является дискретным, но представляется непрерывным. То же относится и к разбуханию шкалы собственного времени. Физическое время удобнее, т.к. оно связано с фотонами. Но никакое глобальное время не может служить эталоном.

3. Фундаментальное время и его измерение посредством часов связано со стабильными колебательными процессами в замкнутой системе. А как быть со свободными элементарными частицами? Для них ведь существуют физическое и собственное время, а фундаментальное не определено. Думается, что есть один выход — определить фундаментальное время по темпу какого-либо стабильного обменного процесса. Но тогда ЭЧ придётся считать делимой и вводить скрытые уровни Материи. Заметим, что это противоречит современной физической доктрине.

Но и без такого определения можно прожить. Физический смысл имеют только фундаментальное и собственное время частицы.

Запись опубликована в рубрике Космос, Наука с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

1 комментарий: Время

  1. Андрей Кошак говорит:

    Уважаемый Берримор,
    практически со всем тут сказанным Вами я согласен. (Частности слишком зависимы от контекстов.)

    Хочу лишь отметить, что ежели абсолютно последовательно провести параллели от Вашего понимания Времени (прежде всего заключающегося в понимании, что для безмассовых пресловутых "частиц"* никакого "собственного" времени просто нет и быть не может!) —  вот тогда, увы Вам, кое-что в Вашем же понимании явления "ТМ" (см http://vseprokosmos.ru/forum/chem-krasna-temnaya-materiya.html) ИМХО окажется уже противоречивым…

    * Цит.: "Выбрав фотон в качестве переносчика информации Эйнштейн, по существу, поделил все элементарные частицы на два типа — весомые (m0 > 0) и невесомые (m0 = 0). Оказывается, для невесомого вещества собственное время вообще не вводится. Вернее, стоит на месте…"

    Однако меня очень порадовало, *как* хорошо, — замечу: в самом главном, но для подавляющего большинство умов отнюдь не очевидном, — Вы поняли значение работ Эйнштейна! Также отметив и те ныне очевидные… гм, "недоработки" его теор-аппарата. (Впрочем, насколько известно, самого Эйнштейна мучившие до смерти…)

    С уважением, АК
    P.S. И я желаю Вам огромных творческих, интеллектуальных успехов! 🙂

Добавить комментарий для Андрей Кошак Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code

*