Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г


НазваниеКнига издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г
страница3/23
Дата публикации09.03.2013
Размер3.19 Mb.
ТипКнига
userdocs.ru > История > Книга
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

S2 = c2 · t2 ­ X2 ( 1 )  

Где S - интервал между событиями, X – пространственная координата события, C – скорость света, а t – время события.

Введение понятия интервала в виде (1) и является той «склейкой» времени и пространства, которую осуществил Минковский. Плоскость рисунка 1 – это совокупность абсолютно независимых точек, каждая координата которых задается произвольно, а расстояние между ними определяются по обычным правилам геометрии Евклида по теореме Пифагора. Плоскость же рисунка 2 – это связная система, причем «расстояния» между точками (интервалы), определяются соотношением (1), а не теоремой Пифагора. (В отличие от Пифагора, в формуле между членами не плюс, а минус!)

Важнейшим свойством введенного интервала является его инвариантность. В любой системе отсчёта, вне зависимости от того, где расположено начало координат, с какой скоростью и в каком направлении эта система движется, измеренный по формуле (1) интервал будет неизменным (инвариантным). Это приводит к тому, что для любых двух событий их координаты и времена протекания в разных системах отсчёта могут быть различными (они относительны), но интервал (1) – абсолютен.

Кстати, сам Минковский весьма экспрессивно выражается о проницательности математического взгляда на природу вещей в связи с тем, что, по его мнению, понятие пространства-времени математики могли бы ввести и до Эйнштейновской СТО: «... но так как в данном случае математика оказалась крепкой задним умом, то ей осталось только гордиться тем, что она могла, благодаря своим успешным предварительным работам и утонченной остроте и дальнозоркости своих воззрений быстро охватить глубокие следствия такого преобразования нашего природопонимания». (Минковский-1911К, 5).

Вторым важнейшим нововведением в картину мира, сделанным Эйнштейном, является утверждение (по сути своей – постулат) о том, что «скорости, превышающие скорость света, существовать не могут» (Эйнштейн-1905, 34). (Курсив – Ю.Л.) Посмотрим, как этот новый физический взгляд отразился на рассматриваемой картине. Очевидно, что на графике появились физически выделенные линии АГ и БВ, тангенс угла наклона которых соответствует движению со скоростью света. (На рисунке нет масштабов на осях, так что поверим – с тангенсами все в порядке. И еще – уже в трехмерном пространстве график «вылезает из плоскости» и выглядит так, что линии АГ и БВ становятся образующими конуса. Поэтому и образуемую ими плоскую на нашем рисунке фигуру из двух углов, называют световым конусом). Теперь вся плоскость риcунка разбилась этими линиями на четыре весьма различные по физическому смыслу области.(Фейнман и др., 44 – 46).

Сразу бросается в глаза расширяющаяся от точки О область ВОГ. Это область Будущего. На все события в этой области можно оказать влияние из точки О. И чем дальше вверх по оси времени – тем область шире, тем больше в ней доступных для влияния из О точек, а, значит, и хаос может быть полнее. Так, почти интуитивно, мы ощущаем проявление энтропийной стрелы времени.

В области АОБ расположены все точки пространства-времени, которые соответствуют абсолютному прошлому области О. События в этой области могли быть причинами текущего состояния О.

Но почему это прошлое абсолютно? Что мешает спуститься по оси времени в область – Ct? Ответ начала века, «переведенный» на современный язык – потому что работают историческая и термодинамическая стрелы времени. Убедительно конечно, но - непонятно…

Области АОВ и БОГ – это области, события в которых не могут быть причинно связанными с точкой О сейчас. (Но это вовсе не означает, что позже такая связь не установится. Так, например, сейчас мы абсолютно ничего не знаем о событиях на Солнце, но через 8 минут свет от него дойдет до нас и мы сможем убедиться, что оно по-прежнему освещает и обогревает нас).

Область О, кстати, может быть как фиксированной на оси времени (например, осеннее равноденствие 1999 года), так и скользить снизу вверх вместе с наблюдателем, так что в каждую из четырех рассмотренных областей в каждый момент «вплывает» новая совокупность точек пространства, переходя из Будущего в Прошлое.

Для того, чтобы, вопреки Циперовичу, все-таки приблизиться к Карузо, задержимся еще немного у рассмотренной картинки. Дело в том, что мы не коснулись одного достаточно щепетильного вопроса. Оказывается, картинка, очень хорошо описывая события в макро и мегамирах, испытывает затруднения, когда приходится обращаться к «глубокому микромиру», к областям пространства-времени, сопоставимым по масштабам с начальной фазой развития Вселенной. Поэтому и говорилось об О как об области, а не как о точке.

Спустя короткое время после создания Эйнштейном и Минковским концепции пространства-времени, в 1929 году, сотрудник американской обсерватории Маунт-Вилсон Эдвин Хаббл, изучая скорости отдельных галактик по знаменитому теперь красному смещению их спектральных линий, «вонзил» в физику третью стрелу времени – космологическую, открыв экспериментально, что наша Вселенная расширяется.

17 января 1929 года в «Труды» американской академии наук поступила короткая статья Хаббла, обессмертившая его имя. Любопытно, что термин «закон Хаббла» был введен в публикации профессора Толмена 25 февраля 1929 года, тогда как оригинальная статья Хаббла (Hubble) появилась в печати только 15 марта 1929 года. (Шаров и др.,81). Это ли не пример передачи информации из будущего в прошлое! Кстати, именно в 1929 году получи свое имя и главный герой открытия Хаббла – фотон. Это название ввел в литературу Г.Льюис. (Тигиров, 354).

К тому времени у «классической физики» был уже сложившийся взгляд на масштабы Вселенной. По этому вопросу взгляды даже такого мощного учёного и философа как К.Э.Циолковский, были скорее завершением классической физики, чем хоть какой-то попыткой предвосхитить будущее. В 1928 году, за год до открытия Хаббла, Циолковский писал: « Дециллионы лет тому назад, дециллионы дециллионов лет, дециллионы в дециллионной степени – вот времена, вот состояние мира, послужившее причиною современных и будущих явлений» (Циолковский-1928, 24). Через год «Вселенная сжалась» до нескольких миллиардов лет...

На рисунке 2 учет этого открытия отразится следующим образом. Рисунок перестает быть фотографией модели пространства-времени, а становится кинокадром этой модели, Не изменяясь внешне, он включает в себя новое условие – на каждом новом кадре ось времени самопроизвольно удлиняется.

Но на этот раз физика была готова «принять удар». Уже была сформулирована общая теория относительности Эйнштейна и уже были получены профессором Петроградского университета Александром Фридманом глобальные решения уравнений этой теории, предсказавшие возможность нестационарности нашей Вселенной. В своей самой знаменитой работе «О кривизне пространства», в которой и была предсказана нестационарная Вселенная, Фридманом была дана и фантастически близкая к послехаббловским временам оценка возраста нашей Вселенной: «будем для периода мира иметь величину порядка 10 миллиардов лет». (Фридман-1922а, 238).

Способствовало этому и то обстоятельство, что Эйнштейн – признанный лидер физики – признал, после колебаний и недоумений, и работу Фридмана, и интерпретацию открытия Хаббла. Вот что он писал в 30-е годы в Приложении IV к 14(!) изданию своей популярной книги, впервые опубликованной в 1917 году, «О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение)»: «Хэббл в специальных исследованиях внегалактических туманностей показал, что спектральные линии обнаруживают красное смещение, которое непрерывно возрастает с увеличением расстояния до туманностей. В соответствии с нашими современными знаниями это можно интерпретировать только в смысле принципа Доплера как всестороннее расширение системы звезд, требуемое согласно Фридману уравнениями гравитационного поля. Поэтому открытие Хэббла можно рассматривать до некоторой степени как подтверждение теории». (Эйнштейн-1917, 600). Последнее чуть скептическое предложение можно понять – у автора теории стационарной Вселенной всегда остается сомнение – «до некоторой степени» – относительно нестационарности.

Очень, кстати, интересный с точки зрения психологии факт. Видимо понимая, что сразу трудно отказаться от понятия бесконечной Вселенной, Фридман строит «мостик» от старого понимания пространства к новому. «В самом деле, мы называем пространство конечным, если расстояние между двумя произвольными несовпадающими точками не превышает некоторого положительного постоянного числа… Следовательно, прежде чем рассматривать проблему конечности пространства, мы должны еще условиться, какие точки этого пространства следует считать разными. Например, если мы будем рассматривать шар как поверхность трёхмерного евклидова пространства, то точки, лежащие на одной параллели с разностью долгот в 360 о, мы сочтём совпадающими; напротив, если бы мы рассматривали эти точки как различные, то получили бы многолистную сферическую поверхность в евклидовом пространстве». (Фридман-1924, 243).

Таким образом, при рассмотрении некоторых основных положений СТО мы увидели, что концепция пространства-времени, возникшая в работах Эйнштейна и Минковского, содержит в явном и неявном виде все стрелы времени. Знаем мы и об обстоятельствах, при которых эти стрелы попали в физику.

Теперь рассмотрим более внимательно дальнейшую судьбу «торчащих» из тела науки стрел времени. Начнем с открытия Хаббла и космологической стрелы, поскольку, как кажется, возникнув последней, она может стать первой по значению.

«Большой взрыв»  и  космологическая  стрела  времени

 

Итак, сегодня Вселенная расширяется. Очевидно, что вчера она была меньше. А позавчера? А «очень давно»? Расчеты показывают, что 13 – 15 миллиардов лет назад Вселенная была «стянута» в точку, которую принято называть космологической сингулярностью. Теперь стало ясно, что «этот момент можно принять за начало отсчета времени». Цитата взята из последнего (1998 г.) издания Большого энциклопедического словаря (БЭС, 143) и свидетельствует о том, что гипотеза «Большого взрыва» стала общепризнанной. (А симметричный процесс «Большого коллапса» возможен? Об этом говорится в приложении «Симметрия и время»).

Итак, Большой взрыв в Большой пустоте… Что взорвалось, если была только пустота?

То, что с пустотой не все так просто, было понятно давно. Так, ещё Бенедикт Спиноза в 1663 г. доказал теорему, согласно которой «^ Пустота сама по себе противоречивое понятие» (курсив –Б.С., Спиноза-1, 227). Разумеется, доказал способом, который можно принимать или нет – в соответствии с определением доказательства, приведенным ранее в гл. «Необходимое предуведомление». (Успенский, 9). Вот это доказательство: «Под пустотой разумеют протяжение без телесной субстанции, т.е. тело без тела, что нелепо». (Спиноза-1, 227). Я это доказательство принимаю.

А взорвалась особая точка – космологическая сингулярность. Само понятие Большого взрыва относится обычно к первой сотне секунд существования Вселенной. Уж очень быстро менялись условия и состав расширяющейся Вселенной. Температура и плотность стремительно падали, а состав элементарных частиц, присутствующих во Вселенной, столь же стремительно менялся от экзотической смеси X и Y бозонов до «нормальной» водородной плазмы, пронизанной потоками фотонов, гравитонов и нейтрино. (Новиков, 80), (Вайнберг, 112)

Очень важно понять, что «исходная» космологическая сингулярность – это особое состояние нашей Вселенной, для описания которого не применимы понятия пространства и времени.

Не применимы они и к той пустоте, где «находилась» особая точка, и о которой современные физики рассуждают как об особой пустоте – физическом вакууме.

Поскольку, как было сказано, «В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог» (Библия, 1127), о физическом вакууме в современном его понимании первым высказался один из богов современной физики Поль Адриен Морис Дирак в своей нобелевской лекции. Он сказал так: «... теория предсказывает нечто, по-видимому не соответствующее чему-нибудь известному из эксперимента, но что мы, однако не можем отбросить просто путем нового предположения» (Дирак, 71 – 72). Конечно, физически ясной такую формулировку не назовешь, но ведь и говорено это было не для ясности, а торжества ради, да и объект высказывания даже сегодня, хотя и стал гораздо более экспериментальным, но более ясным и понятным – вряд ли.

Гораздо позже, уже в начале восьмидесятых годов, появились работы школы акад. Я.Б.Зельдовича, в которых «...высказывается интригующая мысль, что классическое гравитационное поле... возникло в результате квантового перехода из некоторого «состояния», описание которого должна дать полная квантовая теория гравитации и в котором обычные понятия пространства и времени лишены смысла». (Гальцов, 10). Таким образом, теория физического вакуума вот уже почти двадцать лет «беременна» новым представлением о первоосновах физического бытия.

Вернемся к Большому взрыву. Теперь он интерпретируется как расширение сингулярности. Конечно, расширение – не очень удачный термин. Слишком много поверхностных ассоциаций он вызывает. (Например – куда расширяется сингулярность? Ассоциация с «воздушным шариком» только затрудняет понимание). Лучше бы как-нибудь нейтрально, чтобы поменьше отвлечения мысли. Ну, например, эксплозия. Но «расширение» – это термин. Будем его придерживаться.

Итак, пространство и время описывают явления в расширяющейся Вселенной, и вполне логично считать, что соответствующие им физические сущности «рождаются» в процессе расширения. Как и почему сингулярность перешла из состояния «покоя» к состоянию расширения – вопрос особый. Современная физика рассматривает его в рамках так называемой теории инфляционных процессов в физическом вакууме. Во всяком случае, предполагается, что «через 10 -42 сек после рождения классического пространства-времени во Вселенной наступила инфляционная стадия» (Сажин, 252).

Одним из главных создателей этой теории является российский физик А.Линде (Линде-1990). И вот здесь с терминологией все в порядке - никаких ассоциаций с обыденностью не возникает. Кстати, инфляционные процессы – только один из видов флуктуаций. Другие виды флуктуаций «обеспечивают» другие – не менее важные! – явления в окружающем нас мире. Более мелкие, частные (но и более частые!) флуктуации буквально кипят в нас самих и вокруг нас. Так, например, оказывается, что без флуктуаций вакуума трудно объяснить существование устойчивых атомов. «Классическая планетарная модель атома Резерфорда, как известно, неудовлетворительна, поскольку электрон из-за испускания электромагнитного излучения должен упасть на ядро. Квантовая теория свободна от этого недостатка. Следствием ее является наличие флуктуаций вакуума, природа которых неизвестна». (Белинский, 20). Так что оставим пока в покое «инфляционные процессы» - это особая тема, но посмотрим на физический вакуум. Он, конечно же, не «простая пустота», а та, о которой сказал Поэт (Бродский, 223):

 

^ Пустота. Но при мысли о ней

видишь вдруг как бы свет ниоткуда.

 

Начальная диспозиция ясна – космологическая сингулярность в среде особого физического вакуума. Из диспозиции совершенно ясно, почему вопрос о том, что происходило «в мире» и где находилась Вселенная, скажем, 100 миллиардов лет назад, бессмыслен в той же степени, как бессмыслен вопрос о том, кто был чемпионом России по футболу во времена Ивана Грозного. Всё имеет свое начало, даже время и пространство.

Вернемся к Большому взрыву. Парадоксальность ситуации заключается в том, что никакого взрыва на самом деле не было. Явление, столь образно названное взрывом, протекает по совершенно другому механизму. Дело в том, что взрыв – это очень быстрое расширение материи под действием перепада давлений. Скажем, в атомной бомбе при протекании ядерных реакций деления «в течение очень короткого промежутка времени, исчисляемого миллионными долями секунды, выделяется колоссальное количество энергии. Оболочка заряда и другие детали боеприпаса испаряются, и образовавшиеся газы нагреваются до нескольких десятков миллионов градусов. Эти газы в момент взрыва занимают весьма незначительный объем, в результате возникает огромное давление (десятки миллиардов атмосфер)». (Надиров, 9). В окружающей же среде давление атмосферное. Естественно, под действием этой разности давлений продукты ядерной реакции стремятся «разлететься» во все стороны, что и происходит время от времени, к сожалению, до сих пор, несмотря на подписанный в Москве договор о запрещении ядерных испытаний. При этом объем взрывающейся области растет, давление и температура в нем падают. В любой момент взрыва, чем дальше от центра взрывающейся области, тем ниже давление. Перепад давлений в этом случае и является движущей силой процесса. Область растет, перепад давления уменьшается, и за счет этого уменьшается и интенсивность процесса в целом. Заметим, что весь процесс протекает в уже существующем окружающем пространстве.

Совсем другое дело Большой взрыв. Как мы уже говорили, исходная космологическая сингулярность существует в среде с совершенно особыми свойствами. Многие из них нам пока просто неизвестны, но мы уже точно знаем, чего в ней нет. «Вокруг» сингулярности нет ни ньютоновской пустоты, ни пространства-времени Минковского. Среда, в которой находится сингулярность, представляет собой одну из разновидностей физического вакуума. Свойства ее весьма необычны, описывающие ее состояние понятия тоже труднопредставимы и, к сожалению для носителей консервативного мышления, среди них нет ни понятий пространства, ни времени.

Впрочем, обнаружив, что у вас отсутствует ясность по поводу причин «взрыва» сингулярности и образования пространства и времени, не спешите входить в роль «носителя консервативного мышления». Даже такой «ас космологии», как Андрей Линде, будучи еще молодым человеком с великолепным физическим образованием, сокрушается по поводу проблемы сингулярности: «Физической интуиции трудно смириться с тем, что когда-то не было ни времени, ни пространства» (Линде-1987, 4). Сам язык сопротивляется таким представлениям, поскольку слово «когда-то», употребленное Линде, подразумевает отрезок времени, которого, согласно смыслу цитаты, не существовало…

Приведенное изложение причин принципиальных различий взрыва и Большого взрыва основано на работе Я.Б.Зельдовича и И.Д.Новикова, которая является классической в современной космологии. (Зельдович и др.). В изложении используются и материалы книги И.А.Климишина. (Климишин). Принципиальным является тот факт, что, рассмотрев несовместимые различия явлений взрыва и расширения сингулярности, Зельдович и Новиков констатируют: «Сам факт расширения в существующей теории есть результат начального распределения скоростей. Причина этого начального распределения пока неизвестна». (Зельдович и др., 38). Это очень существенно – изначальное движение осталось необъясненным.

Любопытно, что о существовании физического вакуума известно далеко не только членам узкопрофессиональной физической корпорации. Вот представление о нем весьма уважаемого гуманитария – Льва Гумилева:: «…основа двуединого мира именно «пустота», а вещество, поля излучения – только легкая рябь на ее поверхности». (Гумилёв, 548). Более того, Гумилев четко понимает диалектическое единство «сущей» Вселенной. И потому обращает внимание на важную роль вещества: « Но ведь без этой «ряби» вакуум не мог бы проявить себя, не мог бы получить те реальные частицы вещества и света, которые он превращает в виртуальные. Иными словами, он потерял бы даже то существование, благодаря которому его можно обнаружить, а вещество и энергия утратили бы возможность движения». (Гумилёв, 548). И подводит такой философский итог: «Значит, разделение субстанции и пустоты -– конец мира, по крайней мере такого, в котором мы живем и который мы изучаем». (Гумилёв, 548). Очень глубокая оговорка о том, что кроме мира, в котором мы живем, могут быть и иные физические миры.

Но еще любопытнее то, что о физическом вакууме, его свойствах и пользе его изучения заговорили еще до введения этого понятия в физику. Возможности получения энергии из особой субстанции «при определенном сочетании вещественной и пространственной среды, которую впоследствии в квантовой теории стали называть физическим вакуумом» (Антипенко, 5), обсуждал еще в 1924 году в книге «Диэлектрики и их техническое применение» отец Павел Флоренский.

Однако, вернемся к физике процесса расширения сингулярности. Давление в сингулярности не просто большое – оно наибольшее из тех, которые может представить себе современная физика. Теперь общепринято (Сажин, 252), что в самом начале процесса Большого взрыва плотность вещества достигала 10 96 кг/м3 .

Но и плотность физического вакуума, «окружающего» сингулярность, точно такое же! Так что процесс ее расширения протекает не за счет разности давлений. И это приводит к тому, что расширение сингулярности, в отличие от взрыва, протекает равномерно во всех ее точках.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

Похожие:

Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconКнига издана в авторской концепции
Историческое исследование. Запорожье: Дикое Поле, 1997. 264 с. Тираж 1000 экз
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconКнига издана ограниченным тиражом на частные пожертво вания. Если...
Т. В. Грачева. Невидимая Хазария. Алгоритмы геополитики и стратегии тайных войн мировой закулисы. — Рязань
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г icon-
Книга «След Сатаны на тайных тропах истории» написана молодым чеченским исследователем Дени Баксаном в 1995 году. Но только в 1998...
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconЭта книга поначалу была издана крошечным тиражом в 500 экземпляров...
Критики, написавшие десятки восторженных рецензий на мгновенно ставший культовым роман Шейна Джонса «Остаемся зимовать», сравнивают...
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconШлахтер В. В., Хольнов С. Ю. Искусство доминировать. Спб.: Изд. "Респекс", 2000. 192 с

Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconГлавы жизни «софия» 2000 Т. Лобсанг Рампа. Главы жизни. Пер с англ. К: «София», 2000. 192 с
Несколько книг Лобсанга Рампы, опубликованных в издательстве «София», вызвали огромный интерес и обширную корреспонденцию, они сразу...
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconКнига издана при поддержке Министерства культуры Франции Национального...
Книга издана при поддержке Министерства культуры Франции Национального центра книги
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г icon-
Свекрасаф (Киров: Дом печати Вятка), 2010. В пер. 608 стр. 2000 экз. Isbn/issn 978-5-901838-63-1
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconШлахтер В. В., Хольнов С. Ю
Шлахтер В. В., Хольнов С. Ю. Искусство доминировать. Спб.: Изд. "Респекс", 2000. 192 с
Книга издана тиражом 192 экз., Кострома, 2000 г iconКнига издана при финансовой поддержке
Л 86 Семинары, Книга I: Работы Фрейда по технике психоанализа (1953/54). Пер с фр. / Перевод М. Титовой, А. Черноглазова (Приложения)....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница