Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени

Бич Анатолий Макарович

Иное дело, если вы знаете теорию относительности и абсолютно верите в нее. Тогда вам известно, что с увеличением скорости растет кинетическая энергия и, соответственно, инертная масса тела, а значит, растет и полная масса и собственное поле тяготения тела. Ибо «из-за эквивалентности массы и энергии энергия, связанная сдвижением, проявляется как дополнительная масса». Далее воздействие на тело — такое же, как и от внешнего гравитационного поля. Казалось бы, все в порядке, отчего же смутное внутреннее возражение не покидает нас?

Оттого, что, рассматривая некое тело относительно различных систем отсчета, мы, в общем случае, придаем ему любые различные скорости, оно одновременно может и покоиться, вдвигаться, в том числе и в противоположные стороны. С точки зрения здравого

смысла это нелепо. Да, говорят сторонники Эйнштейна, бессмысленно вообще ставить вопрос об истинной скорости тела и его времени. Они всегда относительны.

Таким образом, в соответствии с теорией относительности внутренняя энергия любого движущегося тела зависит от его скорости, но количественные показатели этого воздействия всегда относительны. Получается, что скорость движения материальной системы непосредственно не влияет на ее внутреннюю энергию, но опосредованно (в зависимости от выбора той или иной точки зрения) влияет. Если вы полностью удовлетворены вышеприведенными рассуждениями, то я вам немного… завидую. Как бы деликатнее выразиться?.. Это значит, что вы мыслите, как добротный специалист, но вот проблема… Значит, вы не просто знаете релятивистскую физику, но уже и верите в ее положения, как правоверный прихожанин верит в церковные догмы. Иначе вы обратили бы внимание на то, что вам только что предложили модель. А любая модель, даже общепринятая, это некоторое упрощение реальной действительности, упрощение, необходимое для возможности описания.

В данном случае во имя сохранения модели отбрасывается истина о том, что все движущиеся тела двигаются не только относительно произвольного наблюдателя (абстрактной системы отсчета), но и относительно некой реальной среды — физической системы отсчета. Нам снова предложили почти идеализированную модель.

Сегодня степень замедления времени у движущегося тела зависит от соотношения его скорости и скорости света. При этом молчаливо предполагается, что движется тело как бы в пустоте. Для модели это, может быть, и допустимо. А в реальности? Ведь пустоты нет даже в межзвездном пространстве. Там в среднем каждый кубический сантиметр содержит 1 атом, там содержатся пылинки… Если тело объемом в один кубический сантиметр движется со скоростью 0,8 с, то в течение каждой секунды оно сталкивается с 24 миллиардами атомов… А в межзвездном пространстве есть еще магнитные поля, вдоль силовых линий которых движутся электроны, протоны…Так будет ли от столкновения реального тела с реальной средой зависеть состояние тела и его собственное время? Безусловно, да. Ортодоксы скажут: прекрасно, чем больше скорость, тем ощутимее взаимодействие тела со средой, что в скрытом виде и декларирует преобразование Лоренца.

И это действительно так. Релятивистские эффекты, по крайней мере, эффект замедления времени у тел, движущихся с большими скоростями, зафиксирован. И этот эффект тем значительнее, чем ближе к единице отношение скорости тела к скорости света. Таким образом, получается, что эффект обнаруживает себя и без всякого учета взаимодействия движущегося тела с реальной физической средой. Какой из этого следует вывод? Только тот, что фактические взаимодействия замедляют собственное время движущихся тел тем значительнее, чем больше их скорости.

Получается, что и подозреваемые реальные контакты, и абстрактная модель как бы одинаково работают на конечный результат. Может быть, это одна из причин, почему сторонники теории относительности так цепко держатся за преобразования Лоренца.

Так-то оно так, но проблема в том, что «среды» бывают разные. Несопоставимо пространство в атмосфере Земли или вблизи от Солнца с межзвездным пространством.

Возможно, допустима аналогия: человек, который стоит без зонтика под дождем, мокнет меньше, чем человек, бегущий под дождем. И чем быстрее бежит человек, тем больше капель он встретит на своем пути в единицу времени. И тут тоже, казалось бы, можно использовать абстракции специальной теории относительности. Если бы не одно «но»: дожди бывают разные — и несколько капель в минуту, и ливень «как из ведра». И тут уже эффект намокания будет зависеть не только оттого, с какой скоростью бежит человек.

Конечно, только что высказанные соображения не отличаются

большой оригинальностью. Мне они нужны только лишь для того, чтобы подчеркнуть безусловную зависимость состояния тела и его собственного времени от реальных взаимодействий. Специалисты, критикующие специальную теорию относительности (СТО), высказывают подобные соображения более точным языком. Например {42}: «…мы сделали вывод, что в четырехмерном кинематическом формализме СТО имеется «скрытая» в геометрии пространства динамика. Другими словами, если учесть взаимодействие света (фотонов) с приборами, полями и веществом, можно получить экспериментально проверенные кинематические формулы СТО, оставаясь в рамках модели трехмерного евклидова пространства и независимого от него времени». Встречаются, к сожалению, и резкие высказывания: «Фактом является удивительное непонимание физической сущности специальной теории относительности при совершенном владении ее техникой у множества вполне и даже очень высококвалифицированных физиков…» [15]

15

15 Фейнберг ЕЛ. УФН, 1997. С. 167–455.

Короче говоря, для того чтобы полноценно использовать единую для всех случаев модель Фитцджеральда, Лоренца, Эйнштейна, необходимо наполнить ее реальными параметрами реальных сред. Только в этом случае можно адекватно оценивать, как изменяется при движении с различной скоростью состояние тела и его собственное время, а также и состояние самого пространства в локальности движущегося тела.

Впрочем, для нас сейчас более важен вывод другой: при изменении гравитационного поля в окрестности тела или при изменении скорости тела изменяется его собственное время (как это и утверждает теория относительности), но одновременно изменяется и его внутренняя энергия. Иными словами, иному изменению собственного времени тела как бы предшествует изменение его внутренней энергии.

Проделаем простой до банальности мысленный эксперимент. Пройдем на кухню и наполним чайник холодной водой. Субъект Вселенной — чайник, который стоит на столе, покоится относительно Земли (так как вращается вместе с ней) и с определенной силой притягивается к Земле. Собственное время чайника и его внутренняя энергия зависят от этой силы притяжения и от температуры воды. Поставим чайник на огонь. По мере нагревания воды внутренняя энергия чайника будет изменяться — возрастать. Одновременно и пропорционально увеличению внутренней энергии будет изменяться и собственное время чайника, так как темп «течения» времени в нашем чайнике будет увеличиваться. То есть я хочу подчеркнуть, что внутренняя энергия первична по отношению к темпу времени, а собственное время любой материальной системы изменяется в связи с изменением ее внутренней энергии.

Теперь, мне кажется, настало время сделать некоторые пояснения. Я опасаюсь, что, постоянно подчеркивая роль и значение внутренней энергии в формировании собственного времени тел, я невольно мог создать впечатление, что теория относительности вообще не заметила участия внутренней энергии в формировании времени. Это, конечно, не так.

В общей теории относительности каждая материальная система порождает гравитацию. Гравитационные поля, способные ощутимо влиять на тела, оказавшиеся в этих полях, создаются гравитирующими массами, т. е. массивными телами. При этом само гравитационное поле создается не только потому, что тело обладает большой массой, но и потому, что оно обладает внутренней энергией и энергией движения.

Иная ситуация возникает, когда определяют собственное время тел. Ортодоксы считают необходимым и достаточным для этого знать только, в каком гравитационном поле находится тело и с какой скоростью оно движется. В лучшем случае, учитывается взаимодействие фонового гравитационного поля и поля гравитации самого тела (например {23}).

Тут и запрятана некая тонкость.

Дело в том, что собственное гравитационное поле каждого тела порождено как массой тела, так и той частью внутренней энергии тела, которая в виде излучения участвует во взаимодействии тела с внешней средой, тем самым воздействуя на кривизну пространства.