Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени

Бич Анатолий Макарович

Но он ведь начинал свое путешествие, когда часы А показывали 20 лет! А вернулся, когда на них — 15 лет! То есть он вернулся раньше старта! Свершилось то, что казалось невозможным, — путешественник попал в прошлое! Говоря словами Гамлета, «раньше это считалось парадоксом, а теперь доказано».

Как видите, физики не только шутят, но и развлекаются. Мы познакомились с одной из самых фантастических «петель времени». Но выдающиеся физики потому, может быть, и выделяются из массы «трезвомыслящих», что их «неожиданности» следуют в русле глобальной мировоззренческой или физической тенденции, и кто может знать, как та или иная гипотеза отзовется в отдаленном будущем.

Завершая главу, можно сделать следующие основные выводы:

1. Релятивистские (эйнштейновские) представления о времени сегодня —

в начале XXI века — являются официально признанными и, в значительной мере, господствующими.

(Время объективно существует. Время зависит от взаимодействия материальных систем (от гравитации и скорости). Время жестко связано с геометрией пространства. Физический смысл самого понятия времени раскрыт не полностью.)

2. Наряду с ортодоксальными (релятивистскими) представлениями о времени развиваются и альтернативные. Время рассматривается и как относительно независимая природная субстанция {16}, и как порождение отдельных конкретных физических явлений (процессов) {23,24,25}, и как «нечто», в котором прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно… {33} Продолжает бытовать мнение, что никакого времени нет, что это только придуманная абстракция.

3. Единой теории времени нет. Вопрос о том, что такое время, сегодня столь же актуален, как и 2500 лет назад.

Причина непонимания времени как глобального природного явления заключается в том, что и Эйнштейном, и его последователями, и оппонентами не найдена и, как следствие этого, не обоснована глубинная сущность физических процессов, лежащих в основе происхождения времени.

Глава 2.

ГИПОТЕЗА ЛОКАЛЬНО- КОГЕРЕНТНОГО ВРЕМЕНИ

Конечно, все науки — приближения. Но это вовсе не плохо, так как если бы не было приближения, пришлось бы рассматривать все — ведь все взаимодействует.

Юджин П. Бигнер

2.1. Обоснования и представления

Как бы и кто бы сегодня ни критиковал теорию относительности, как бы ни доказывали оппоненты Эйнштейна, что у него не было достаточных оснований для превращения принципа относительности Галилея в принцип относительности Эйнштейна и, тем более, для абсолютизации скорости света, как бы мы ни сомневались в правоте Эйнштейна относительно его «геометризации» гравитационных отношений, мы должны помнить следующее. Именно Альберт Эйнштейн впервые за 2,5–3 тысячи лет с тех пор, как мудрецы начали формулировать понятие времени, не только показал, что время зависит от определенных процессов (событий) — об этом подозревали и раньше, но показал, как время зависит от взаимоотношений между событиями (телами).

Подчеркнем еще раз то, что сегодня знает о времени официальная — ортодоксальная физика. Чтобы не утруждать себя, предоставим слово одному из строгих последователей теории относительности Полу Девису: «Здравый смысл приучил нас мыслить в понятиях Времени, рассматриваемого как нечто универсальное и абсолютное, относительно чего мы отмериваем все события. Мы не делаем различия между своим и чужим временем — существует лишь единое время. Теория относительности отвергает столь упрощенный подход. Время, подобно пространству, также способно растягиваться или сжиматься в зависимости от движения наблюдателя. Два события могут считаться, с точки зрения одного наблюдателя, разделенными промежутком времени в один час, с точки зрения другого — одной минутой.

Это не просто психологический эффект. Время действительно можно затянуть или замедлить, даже в лаборатории, и зарегистрировать этот эффект можно с помощью точных часов… Точность хода современных атомных часов позволяет различить малейшее замедление времени даже на борту реактивного авиалайнера… Одно из самых сильных замедлений времени, которое удалось создать человеку, происходит на установке в Дарсбери (Великобритания)… Электроны движутся со скоростью лишь на одну десятитысячную процента меньше скорости света; при этом масштаб времени растягивается по сравнению с нашим примерно в десять тысяч раз…

Замедление времени создается также и гравитацией. На крыше здания время течет чуть быстрее, чем у его основания, хотя эффект слишком слаб, чтобы его можно было заметить. Однако

специальные «ядерные часы» позволяют обнаружить разность в течении времени даже в масштабах высоты здания. Чтобы проверить, влияет ли гравитация на течение времени, часы помещали на борт летающих на больших высотах самолетов и ракет. Реальность замедления времени не вызывает сомнений; в космосе время течет заметно быстрее, чем на Земле. По астрономическим меркам гравитационное поле Земли довольно невелико; известны космические объекты, которые вызывают гораздо более сильное замедление времени. Например, на поверхности нейтронной звезды (чайная ложка ее вещества весит больше всех континентов Земли) гравитация такова, что время может течь (там) вдвое медленнее, чем на Земле…

То обстоятельство, что время не является абсолютным и универсальным, а подвержено изменениям, подрывает многие представления, основанные на нашем повсеместном опыте. Если мое время может разойтись с вашим из-за того, что мы по-разному движемся или находимся в неодинаковых гравитационных полях, то не имеет смысла говорить о «времени вообще» или пользоваться понятием «теперь»… Время сугубо относительно. В нашей собственной системе отсчета оно течет своим темпом. Независимо оттого, как мы движемся или как меняется гравитационное поле, течение времени нам будет казаться обычным. Необычные эффекты возникают, когда сравнивается время в двух различных системах отсчета. Тогда мы обнаруживаем, что в каждой системе отсчета время течет по-своему и что одна шкала времени, как правило, не согласуется с другой» {15}.

Итак, современная наука выделяет два времяформирующих фактора, две главные причины, по которым время тел, вообще говоря, время любой локальности Вселенной может изменяться. Это гравитация и относительная скорость тела. При этом обратите внимание, что таким образом декларируется зависимость собственного времени любого тела от внешних причин (за исключением частного случая, когда рассматривается зависимость времени от поля тяготения самого тела).

Эйнштейн твердо стоял на реляционных позициях. Для него время — это порождение процессов (явлений) материального мира. Он писал: «Даже синхронизованные часы не дают нам «время» в том виде, какое нужно для физических целей» {11}. Он считал, что без установления причинной связи между событиями, происходящими в тех точках, где расположены часы, понятие времени не имеет физического смысла. Впервые завею историю человечества Эйнштейн ответил на вопрос, какие факторы и как влияют на скорость течения времени, но не ответил на вопрос, почему эти факторы именно так влияют на время. А действительно, почему? Ответа нет. Вернее, теория относительности отвечает примерно так: собственное время тела замедляется, если оно движется, и тем значительнее, чем скорость его ближе к скорости света (замедление времени пропорционально отношению инертной (релятивистской) массы тела к его массе покоя). Или: собственное время тела ускоряется при удалении тела от гравитирующей массы (обратно пропорционально квадрату расстояния). Но почему? Не странно ли, что реальность явления установлена, а природа — причина явления — не установлена? Скажем так: странно, но не очень. Ибо развитие науки чаще всего именно так и происходит. Со времени Галилея — Ньютона (когда родилась современная наука) и до сегодняшнего дня включительно физики нередко открывают явления Природы, не открывая, почему эти явления происходят. Таково положение с гравитацией, так, очевидно, еще долгое время будете принципом неопределенности квантовой механики, так случилось и со временем. Человечество вначале осознает некий факт как реальность, а затем пытается понять причин ы и условия существования факта.

Эйнштейн установил, что время зависит от условий взаимодействия материальных систем и отточки зрения наблюдателя (системы отсчета), и это, безусловно, был революционный прорыв в понимании времени. Но при этом закрадывается смутное подозрение, что его совершенно не интересовала природа времени. Очевидно, это впечатление ложное, не мог он не задумываться над вопросом: «Что такое время, какова его природа?» Тем не менее, факт остается фактом: занимаясь временем значительную часть своей жизни, Эйнштейн проблему физической сущности времени не решил. (Не решена эта проблема и сегодняшней теоретической физикой.)