Володимир Юмашев
Час дано і не підлягає обговоренню, обговорюється ти - розміститися в ньому.
Стародавні
У сучасних теоріях простору-часу час розглядається як четвертий вимір, додатково до трьох просторових і всі ці виміри якимось чином пов'язані між собою. Проте теорії не пояснюють фізичний зміст часу і як воно пов'язане з простором. Якщо час - вимір, то чому неможливо переміщатися в часі в будь-якому напрямку з будь-якою швидкістю. Час безперервно і його можна тільки відраховувати щодо будь-якого обраного початку відліку. Повернутися до цього початку відліку неможливо, як неможливо й забігти вперед, щодо поточного моменту часу. Нам відомі лише деякі властивості часу. Але наскільки ці властивості об'єктивні і постійні і яким чином час впливає на процеси, що відбуваються в нашому Всесвіті, невідомо. У даній роботі зроблена спроба по-новому глянути на поняття час і пояснити його фізичний зміст. При цьому не заперечуються існуючі закони, що описують відомі нам процеси Всесвіту. Під часом мається на увазі швидкість ходу годинника в конкретній точці простору.
Основними властивостями часу є: тривалість, неповторяемость і незворотність. Відомо також, що в різних точках простору швидкість ходу годинника неоднакова і залежить від гравітаційної маси, поблизу якої відбувається вимірювання часу, і відстані до неї. Крім цього, час бере участь практично у всіх рівняннях, що описують який-небудь рух або процес, як множник. Ось практично і все, що нам відомо про час.
Щоб зрозуміти фізичний зміст часу, необхідно відповісти на такі основні питання:
Чому час безперервно і однонаправлено?
Який зв'язок існує між часом і простором?
Чому протягом часу сповільнюється поблизу гравітаційних мас і енергетичних процесів? (Будь-енергетичний процес можна виразити через масу або навпаки: E = mc2).
Серед відомих фізичних явищ і процесів, безперервністю і односпрямованістю, при незмінних зовнішніх умовах, характеризуються фізичні поля, які викликають чотири види фундаментальних взаємодій в нашому Всесвіті. Якщо провести аналогію, то можна запропонувати таку гіпотезу:
Час - це величина, що характеризує вплив фізичного поля на всю нашу Всесвіт.
Таке поле можна назвати хронополем, а темп ходу годинника є величиною, що характеризує напруженість хронополя - Ht ~ 1 / t, тобто чим швидше темп ходу годинника, тим більше напруженість хронополя.
Експериментальні дані показують, що в міру віддалення від гравітаційної маси темп ходу годинника зростає. Отже, можна з упевненістю припустити, що на досить великій відстані від гравітаційних мас і при відсутності енергетичних процесів, напруженість хронополя буде найбільшою. Тобто у вакуумі, при відсутності всіх фізичних полів і речовини, щільність енергії хронополя буде максимальною. (Оскільки хронополе охоплює весь Всесвіт, то має сенс говорити тільки про щільність його енергії в конкретній точці простору).
Для визначення максимальної щільності енергії хронополя, приймемо за основу наступний постулат:
Енергія будь-якого виду матерії у Всесвіті утворюється за рахунок енергії хронополя.
Таким чином, будь-який вид матерії, що володіє внутрішньою енергією або енергією руху, а також будь-який процес, що супроводжується виділенням або поглинанням енергії, зменшують енергію хронополя на відповідну величину, що виражається в уповільненні темпу ходу годинника. Якщо щільність енергії матерії в будь-якій області простору буде дорівнює щільності енергії хронополя, то темп ходу годинника буде дорівнює нескінченності, тобто годинник зупиняться, а напруженість хронополя буде дорівнює нулю. Згідно існуючим теоріям будови Всесвіту, таке явище має відбуватися при утворенні чорної дири.Із умови утворення чорної діри, її гравітаційний радіус дорівнює:
rg = 2GM / c2,
де G - гравітаційна стала; M - маса чорної діри; c - швидкість світла у вакуумі.
Щільність енергії хронополя εt буде дорівнює щільності енергії чорної дірки:
Якщо прийняти, що критична маса, при якій утворюється чорна діра становить дві-три сонячних мас, то щільність енергії хронополя буде дорівнює порядку εt ~ 1045Гев/м3.
Вплив гравітаційних мас на напруженість хронополя давно відомо. Для вивчення впливу енергетичного процесу на хронополе можна провести наступний експеримент. Необхідно взяти два годинники (наприклад два атомних стандарту частоти), перебіг яких буде синхронізований. Потім, поблизу одних з годинника, провести який-небудь енергетичний процес (наприклад запалити електричну дугу), що призведе до уповільнення їх ходу.
В якості примітки необхідно відзначити, що думка про існування у Всесвіті «поля творіння», енергія якого з часом переходить в енергію і масу елементарних частинок, вже висловлювалася деякими вченими (P. Jordan).
Тепер спробуємо відповісти на питання: який зв'язок існує між хронополем і простором, вільним від якої-небудь речовини.
Розглянемо відомий вислів для інтервалу:
dS2 = - (cdt) 2 + dX2 + dY2 + dZ2.
Приймемо, що dS2 = 0 і вирішимо вираз для інтервалу щодо постійного коефіцієнта - швидкості світла у вакуумі с2:
c2 = (dX2 + dY2 + dZ2) / dt2.
Оскільки хід часу безперервний, то з отриманого виразу випливає, що для того, щоб забезпечувалося постійне значення швидкості світла, кожному збільшенню часу має відповідати приріст просторових координат. Або, іншими словами, з плином часу відбувається рівномірне розширення простору так, що відношення приросту простору до відповідного приросту часу завжди постійно і однаково швидкості світла.
Отже, можна припустити, що основна робота хронополя полягає в розширенні простору нашого Всесвіту. Непрямим підтвердженням такого розширення є закон Хаббла: галактики віддаляються один від одного зі швидкостями пропорційними відстані між ними. Це явище пов'язане з тим, що не галактики тікають один від одного, а збільшується простір (відстань) між ними. Однак галактики мають власні швидкості руху щодо розширюваного простору. Це може призвести до того, що сусідні галактики можуть зближуватися, якщо їх сумарна швидкість руху перевищить швидкість розширення простору. З цієї ж причини постійна Хаббла носить усереднений характер і коливається в межах 50...100км/сМпк.
Якщо припущення про хронополе та його вплив на Всесвіт вірні, то виникає питання: звідки і куди розширюється наш Всесвіт, тобто з чого виникає і куди поширюється тривимірний простір?
З усіх відомих констант Всесвіту можна виділити дві абсолютні величини: швидкість світла у вакуумі і абсолютний нуль температур за Кельвіном. Згідно з існуючими законами природи матерія не може існувати при температурах нижче абсолютного нуля температур або рухатися зі швидкістю вище за швидкість світла. Ці дві абсолютні величини і є межами нашого Всесвіту. Можна припустити, що розширення простору йде з області лежить нижче абсолютного нуля температур в область, де матерія існує тільки при швидкостях, великих швидкості світла. Ці області можна відповідно назвати підпростір і надпространство. Таким чином, щоб покинути наш Всесвіт не потрібно шукати її кордонів. Досить у будь-якій точці простору знизити температуру нижче абсолютного нуля температур або перевищити швидкість світла і ми опинимося за межами нашого Всесвіту. Але матерія, яка існує в нашому Всесвіті, не може існувати в підпросторі або надпространстве. Для цього вона повинна перетворитися в інший вид матерії, який буде відповідати законам існування матерії в цих областях. Можна тільки припустити, що енергетичний рівень матерії підпростору нижче енергетичного рівня матерії нашого Всесвіту (E = mc2), а в надпространстве значно вище. Тому ми і не в змозі спостерігати як підпростір, так і надпространство.
Незважаючи на недоступність підпростору і надпространства нашому сприйняттю, можна виявити сліди їх впливу на наш Всесвіт. Це вплив має бути рівномірним, без будь-якого виділеного напрямку і відповідати для підпростору - низьких температур і енергій, а для надпространства - високих швидкостей і енергій.
З експериментальних даних, отриманих при дослідженні космосу в радіодіапазоні, відомо фонове випромінювання, що приходить з усіх напрямків з космосу з однаковою інтенсивністю, температура якого відповідає 3 ° К. Хоча це випромінювання і називають «реліктовим», можливо що воно і є результатом впливу підпростору на наш Всесвіт, тобто процес розширення простору з підпростору супроводжується низькотемпературним радіовипромінюванням.
У 1972р. були відкриті сплески гамма-променів дуже високої потужності (~ 1040ерг). Спалахи рівномірно розподілені по небесній сфері без будь-якого виділеного напрямку. Ці спалахи можуть бути наслідком впливу надпространства на наш Всесвіт при розширенні простору в область надпространства. До такого впливу можна віднести і первинні космічні промені високих енергій, які також ізотропні в просторі і незмінні в часі. Цілеспрямовані дослідження можуть виявити й інші фактори впливу підпростору і надпространства на наш Всесвіт.
Розглянемо питання: як розширюється простір поблизу гравітаційної маси? Відповідно до загальної теорії відносності, гравітаційна маса викликає «викривлення» простору і за рахунок цього виникає гравітаційне тяжіння. З точки зору впливу хронополя на простір, при наявності гравітаційної маси (m), щільність енергії хронополя зменшується на відповідну величину E = mc2. Це призводить до того, що поблизу гравітаційної маси простір розширюється повільніше, ніж далеко від неї. Саме за рахунок цього і виникає гравітаційне тяжіння, тобто має сенс говорити не про «викривленні» простору, а про його «розрядженні». Тоді гравітаційні хвилі будуть представляти собою області простору змінної «щільності», які поширюються зі швидкістю світла. Хід годин в області розрядження буде повільніше ніж за її пределамі.Чтоби виявити такі гравітаційні хвилі, необхідно знову ж таки синхронізувати два годинники і порівнювати їх хід. При проходженні областей простору змінної щільності, годинник будуть поперемінно сповільнюватися. Складність полягає в тому, що годинник повинні бути віддалені один від одного на значну відстань, тому що хвилі простору змінної щільності поширюється зі швидкістю світла.
У даній роботі зроблена спроба по-новому поглянути на будову Всесвіту, пояснити відомі явища з точки зору існування хронополя. Залишаються не з'ясованими багато питань: що є джерелом хронополя; скільки вимірювань в підпросторі і надпространстве; як відбувається розширення простору і т.п. Можливо хронополе і виникає між двома полюсами - надпространством і підпростором і наш Всесвіт розміщена в часі. Відповіді на ці питання дозволять створити теорію хронополя, яка, швидше за все, і буде єдиною теорією, що об'єднує всі взаємодії в нашому Всесвіті.