Свежие комментарии

  • Николай Белянин
    https://www.youtube.com/watch?v=R1NCClfoFtMСтатья "Гранитные...
  • eugenyp
    Большого взрыва не было. Была генерация вещества, причем генерация происходила в двух, трех точках, продукты генераци...Статья "Без Больш...
  • Николай Астров
    Для какого именно "одного человека", по-Вашему, могла быть написана Библия, если она писалась разными людьми в течени...Книга "В мире стр...

Статья "Без Большого Взрыва". Глава 11

Движение в ДПВ

Прорабатывая идею дискретности пространства-времени, учёные столкнулись с проблемой, которая и помешала дальнейшему развитию этой идеи. Но, как это обычно бывает, корни проблемы не в физике, а в психологии.

В непрерывном пространстве-времени описание перемещения точки никакой проблемы не представляет, она может двигаться с любой скоростью — от нуля до скорости света. Но, когда мы имеем дело с дискретным пространством-временем, всё меняется в корне, поскольку у кванта дистанции, условно изображённого здесь в виде обычного отрезка, нет никаких промежуточных точек, только А и В, альфа и омега, начало и конец. Ведь, как было сказано выше, квант дистанции является минимально возможным расстоянием между двумя точками. Поэтому перемещение точки на квант дистанции всегда должно происходить мгновенно: исчезнув из А, она в то же самое время появляется в В, без каких-либо промежуточных состояний. И вот на этом новая теория споткнулась: получается, что тут имеет место движение с бесконечно большой скоростью, а это противоречит основному постулату теории относительности о предельном характере скорости света в вакууме!..

Предлагались различные варианты выхода из этого противоречия, но так ни к чему окончательно и не пришли.

Помешали, как это часто бывает, внутренние психологические установки. А давайте рассмотрим ситуацию с той точки зрения, о которой мы только что говорили: объединим подходы к изучению микро- и макромира. Представим, что А и В — не концы крохотного кванта дистанции, а две звезды, разделённые расстоянием в десять световых лет. От звезды А к звезде В стартует ракета с некоей постоянной скоростью (для конкретности, скажем,  равной 0,25 скорости света в вакууме), и наблюдатель у звезды В имеет возможность видеть старт в супермощный телескоп. Разумеется, он увидит старт ровно через десять лет — как только до него дойдёт свет. Ракета же прилетит туда через 40 лет после старта. Однако, по мнению наблюдателя В, полёт занял 30 лет, ибо ракета прилетела к нему через 30 лет после того, как он увидел в телескоп её запуск. С точки зрения СТО, он абсолютно прав, поскольку у него нет никакой иной возможности узнать о старте ракеты (любой сигнал об этом распространяется не быстрее, чем свет).

Запустим вторую ракету, но уже летящую со скоростью света. Наблюдатель увидел, как ракета стартовала в точке А, — и она тут же оказалась в В, рядом с ним. Само собой разумеется, наблюдатель скажет, что ракета долетела до него мгновенно. И снова будет прав, с точки зрения теории относительности.

Вывод, который следует из этих рассуждений: возможны такие системы отсчёта, в которых тело, движущееся со скоростью света, мгновенно преодолевает любое расстояние. Система отсчёта, связанная с наблюдателем в конечной точке траектории, представляет собой как раз такую систему. А если такое возможно в межзвёздных масштабах, то нет никаких причин отрицать возможность того же в масштабах микромира, на уровне квантования пространства-времени.

И, наконец, рассмотрим совсем уж фантастический случай, когда скорость ракеты превышает скорость света в вакууме (например, в пять раз). Тогда наблюдатель В увидит старт ракеты в А также через 10 лет, но сама ракета затратит на перемещение из А в В всего лишь два года, то есть на восемь лет опередит световой сигнал о своём старте. С точки зрения наблюдателя В, ракета сначала достигает пункта назначения, а стартует из А лишь восемь лет спустя, — то есть налицо обращение времени (хроноинверсия) при движении со сверхсветовой скоростью. К аналогичному выводу, кстати, приходил в своё время и Р.Файнберг, выдвигая идею существования тахионов.

И предельный случай: скорость ракеты бесконечно велика. На этот раз ракета опередит сигнал о своём старте на 10 лет, и наблюдатель В измерит период хроноинверсии, равный 10 годам. Вывод: перемещение с бесконечно большой скоростью влечёт за собой хроноинверсию, период которой в квантах времени численно равен перемещению в квантах дистанции.

Можно возразить: движение с бесконечно большой скоростью требует бесконечно большой кинетической энергии. В макроскопических масштабах — да. А вот в масштабах микромира… Тут, пожалуй, стоит вспомнить о существовании теоремы Эмми Нётер, одно из следствий которой заключается в том, что законы сохранения массы и энергии могут нарушаться на очень малые промежутки времени и в очень малых масштабах пространства. А уровень квантования пространства-времени как раз и есть тот самый очень малый (точнее, самый малый) масштаб. Разница в том, что ракету можно рассматривать как точку на отрезке длиной в десяток световых лет или даже миллионов километров, а с элементарными частицами в масштабе дискретности пространства-времени такой фокус не проходит — по причине того, что рассматриваемые расстояния исчезающе малы в сравнении с размерами движущихся частиц. Поэтому идея мгновенного перемещения на очень малые расстояния совершенно не противоречит существующим научным представлениям, мы просто психологически не готовы  согласиться с такой возможностью, но это уже вопрос чисто субъективного отношения, а не принципиального запрета природы.

Если задаться вопросом о том, сколько времени затрачивает свет на то, чтобы переместиться на нулевое расстояние, любой ответит: нисколько, это происходит мгновенно. Однако это верно лишь формально, потому что в реальности нет смысла говорить о движении на расстоянии, равное нулю. Да и вообще нулевое расстояние (нуль-дистанция) в физике не имеет никакого реального смысла. В геометрии — имеет, но геометрия всё же весьма абстрактная дисциплина,  изучающая идеализированные объекты, которых в реальности не существует. В частности, в геометрии нет и не может быть такого понятия, как "неопределённость координаты", а в квантовой физике оно занимает одно из ключевых мест. Мы уже говорили о том, что квант дистанции представляет собой минимально возможную неопределённость в измерении координаты частицы. А любая частица в физике обладает (в отличие от идеализированной геометрической точке) вполне определёнными ненулевыми размерами, которые на много порядков превышают величину кванта дистанции. Электрон, реальный радиус которого (как вычислено выше, 3,86144·10—13 м) превышает квант дистанции (2,28531·10—35 м) в 1,68968·1022 раза, что по порядку величины близко к соотношению размеров средней звезды и электрона, или Вселенной и минимальной "чёрной дыры". Разумеется, при этом нелепо утверждать, что электрон в какой-то момент находится на одном конце кванта дистанции или на другом (для сравнения: есть ли смысл спорить о том, в каком месте находится Вселенная — в деревне Клюевка или на расстоянии семи километров от неё к западу?). Поэтому реальная частица не перескакивает из начала кванта дистанции в его конец, ибо по сравнению с электроном квант дистанции практически равен нулю. Как и в случае с известным соотношением неопределённостей Гейзенберга, всё дело тут в принципиальной невозможности определения координаты частицы точнее, чем размер кванта дистанции.

В свете всего сказанного, возможно, есть смысл даже ввести понятие космологической нуль-дистанции как минимально возможного расстояния между двумя различными точками пространства. Ясно, что этот термин является всего лишь синонимом термина "квант дистанции", поскольку описывает одну и ту же величину. Для чего тогда нужно такое понятие? Да прежде всего для того, чтобы сломать психологическую установку, согласно которой ноль — он и в физике ноль. На самом же деле в физике приравнение к нулю любого близкого к нему параметра означает всего лишь то, что более точное значение этого параметра измерить или вычислить невозможно по естественным причинам.

Аналогично и естественным образом возникает понятие космологической бесконечности. Поскольку во Вселенной не существует расстояний, больших её размера, то в некоторых случаях можно (и даже полезно) считать Вселенную бесконечной, но не математически, а космологически. Это, в частности, позволяет избавиться от разного рода неопределённостей типа 0/0, ∞/0 или ∞/∞. Если верны соображения, применённые выше при вычислении постоянной Хаббла, тогда радиус горизонта событий Вселенной превышает квант дистанции в Кх = 8,97799·1060 раза, а объём Вселенной в кубических квантах дистанции составляет 3,03128·10183. Это число и представляет собой предел, выше которого никакие числа попросту не имеют физического смысла, ибо не выражают никаких соотношений во Вселенной (и не только в нашей — указанное число будет точно таким же и в любой другой вселенной). Скажем, в абстрактной математике ничто не мешает нам оперировать числами типа 10600, а в реальном мире такое число бессмысленно, ибо ни в какой вселенной не существует количества чего-либо, которому можно сопоставить такое число.

И последнее о движении в ДПВ. Если некая частица мгновенно перемещается на N квантов дистанции и потом в течение некоторого времени, равного S квантов времени (разумеется, N и S — целые числа), то при этом необходимо учитывать хроноинверсию, период которой равен N (числу квантов дистанции), и средняя макроскопическая скорость движения этой частицы

Статья "Без Большого Взрыва". Глава 11
Очевидно, эта скорость достигает наибольшего значения, когда за один скачок частица преодолевает максимально большое число квантов дистанции при минимальном времени покоя, т.е. N→Кх = R/r0, S→0. Легко вычислить, что предельное значение средней макроскопической скорости движения в дискретном пространстве-времени

Статья "Без Большого Взрыва". Глава 11
Даже при дискретном характере движения с мгновенным перемещением на малые расстояния средняя макроскопическая скорость движения не может превысить скорости света в вакууме. Таким образом, движение в ДПВ вполне согласуется с основным постулатом теории относительности, и с учётом хроноинверсии при этом не возникает проблемы бесконечно большой скорости.

Я вполне отдаю себе отчёт в том, что отдельно взятому человеку в наше время невозможно создать вполне законченную научную теорию, тем более в такой сложной и масштабной области знания, как космология. Да, собственно, я перед собой такой неосуществимой задачи и не ставил. Поэтому всё написанное здесь мною о квазистационарной Вселенной — это всего лишь предварительные контуры квазистационарной модели, общие концептуальные формулировки, которые неизбежно придётся уточнять, в чём-то пересматривать и весьма существенно дополнять более глубокими теоретическими разработками. Без должного изучения пока оставлены многие аспекты эволюции Вселенной, а каких-либо новых практических доказательств в пользу своей концепции я не могу здесь привести — ввиду того, что их ещё предстоит искать, а для этого необходима обширная и многолетняя наблюдательная и аналитическая работа. Поэтому ясно, что почти ничего из вышесказанного нельзя априори считать истиной. Однако ясно и то, что определённая доля истины в моих рассуждениях и допущениях всё же присутствует, и при желании во всём можно разобраться.

В последние годы почему-то сложилось представление, будто научная теория может быть построена только с применением сложного математического аппарата, — и математики из кожи вон лезли, усложняя этот аппарат до такой степени, что сами перестали понимать многое из того, что создали (во всяком случае, я знал немало математиков и физиков, безнадёжно путающихся в тонкостях тензорного исчисления и математической физики). Фактически же все усилия были потрачены вхолостую, поскольку усложнение любого аппарата снижает его эффективность. Подобно тому, как простое колесо в различных его ипостасях используется во множестве самых разных технических устройств и служит множеству различных целей, — а гиперсложный (по сравнению с колесом) компьютер в 99,9% случаев используется только для игр и просмотра "чернухи-порнухи" в Интернете. В самом деле, из миллиардов персональных компьютеров в мире реальную пользу приносят от силы несколько миллионов (надеюсь, и мой — тоже в их числе).

 При всём том мало кто задумывается о том, что изыски в области абстракций не могут заменить изысканий в реальном мире.  В итоге познание зашло в тупик, поскольку все теории "взрывной" эволюции Вселенной строились на наивных посылках: увидели расширение и тут же объяснили его Взрывом, даже не попытавшись поискать других объяснений. Многие, кто занимался космологией, стали вести себя подобно человеку, который заблудился в лабиринте и всё время возвращается в одну и ту же его точку: он начинает в отчаянии бросаться на стенки уже без всякой надежды выбраться из этого тупика, лишь бы не сидеть на месте. Появилось неисчислимое множество теорий, в которых отчаяние авторов заметно даже при поверхностном рассмотрении, а уж если копнуть вглубь — так остаётся лишь посочувствовать тем, кто похоронил последнюю надежду выбраться из лабиринта, построенного собственными руками. В Интернете можно найти великое множество сайтов, переполненных самыми глубокомысленными рассуждениями о таких вещах, которым и сами авторы публикаций не могут найти ни объяснения, ни применения, а уж о каких-то доказательствах и мечтать нечего.

Между тем природа вещей проста и логична. Надо только суммировать уже известные факты, изучать взаимосвязи между известными явлениями, порою даже как будто вообще никак не связанными друг с другом — и на этом пути можно отыскать объяснение очень многому из того, что кажется необъяснимым. Проблема эволюции Вселенной неоправданно усложнена и запутана, однако это вызвано прежде всего путаницей в мыслях тех, кто пытается её решить. Современная физика вообще и космология в частности стали в известной степени идти на поводу у неимоверно усложнившего математического аппарата, изначально призванного всего лишь обслуживать их, а не диктовать направления и методы исследований. Итогом этого и явился тупик в процессе познания, обусловленный отрывом от реальности и уходом в чистую абстракцию, полное подчинение физики реального мира алгебре и геометрии, по сути своей от него оторванных. Формальные решения уравнений, абстрактно описывающих физические процессы, заменили собою поиск и изучение реально существующих взаимосвязей между явлениями природы. Надо ли удивляться тому, что в итоге мы просто перестали обращать внимание на реальность? Отсюда и сногсшибательные идеи о том, что пришла пора отказаться от практики как единственного критерия истинности научных теорий, которые и завели нас в тупик, где разных теорий на одну и ту же тему оказалось слишком много, и каждая из них удалена от реальности больше других. Здорово смахивает на картину разбегания галактик…

Меня поражает та неимоверная лёгкость, с которой авторы существующих моделей Вселенной решают вопросы о том, что происходило через миллионную долю секунды после Большого Взрыва или что будет происходить через триллионы лет. При этом они рисуют настолько мрачные перспективы на будущее, что библейский Апокалипсис в сравнении с ними представляется прямо-таки как happyend. Одни утверждают, что гравитация Вселенной остановит её расширение, которое рано или поздно сменится новым сжатием, в результате которого возникнет новая сингулярность, которая снова взорвётся, и так будет продолжаться до бесконечности. Другие уверены, что гравитация окажется слабее — погаснут все звёзды, материя будет становиться всё более разрежённой, и в конечном счёте во Вселенной ничего не останется, кроме отдельных протонов и электронов, разделённых расстояниями в миллиарды световых лет... В общем, с точки зрения Большого Взрыва, уничтожение Вселенной в любом случае неизбежно. А квазистационарная Вселенная будет существовать вечно. Погаснут одни звёзды и галактики — появятся другие. Благодаря росту скорости света пропорционально расширению временной масштаб Вселенной останется неизменным, что гарантирует стабильность основных свойств пространства-времени и материи — а это означает, что материя во Вселенной всегда будет существовать  и подчиняться одним и тем же законам, только в иных масштабах.

В квазистационарной Вселенной расширение преобладает над гравитацией, поэтому Вселенная никогда не испытает гравитационного коллапса и не вернётся в сингулярное состояние. Однако отдельные её области (погасшие массивные звёзды и ядра галактик) будут испытывать гравитационный коллапс, образуя "чёрные дыры" — новые вселенные в составе нашей Вселенной. И это выглядит вполне диалектически, поскольку, в отличие от концепции Большого Взрыва и традиционных представлений о непрерывности пространства-времени,

  • погасшие звёзды, достигшие стадии "чёрной дыры", не обречены вечно оставаться всепожирающими скопищами мёртвой материи — они становятся вместилищем материи, прошедшей обновление через гравитационный коллапс;
  • снимаются всякие ограничения на перспективы развития жизни и разума во Вселенной.

Если Вселенная и Мир в целом устроены так, как мною описано, никакого вселенского апокалипсиса не будет. Даже пройдёт неимоверный по нашим представлениям срок в 1050 лет, распадутся все ныне существующие протоны (время жизни которых, как считается, составляет порядка 1040 лет, — впрочем, все эти разговоры о нестабильности протонов пока ведутся лишь на уровне ничем не подтверждённой гипотезы, созданной на крайне сомнительных основаниях), но за это время Вселенная поглотит из Гипервселенной новые протоны, — в итоге всего этого материя не перестанет существовать. Как следует из приводимых мною выше формул, к тому времени масса, радиус Вселенной и скорость света в ней будут характеризоваться совершенно непредставимой по нынешним меркам величиной:

Статья "Без Большого Взрыва". Глава 11
килограммов, метров и метров в секунду. Точные численные значения этих параметров, конечно, будут различаться между собой, но эти различия крайне малы по сравнению с самими параметрами. Но в столь отдалённом будущем изменятся и масштабы пространства, и в итоге материя будет состоять из тех же самых элементарных частиц, только размеры любой из них будут неизмеримо превосходить размеры нынешней Вселенной. Разумеется, нынешние метры и килограммы в таких масштабах станут почти равными нулю.

Однако в этой колоссальной для нас Вселенной будущего фактически не произойдёт количественных и качественных изменений: в ней будут протекать те же процессы, что и сейчас, только в иных масштабах. Единственное качественное изменение, которое мне видится, — неимоверное по нашим понятиям развитие форм жизни и разума. Самый первый и наиболее примитивный живой организм на Земле миллиарды лет назад меньше отличался от современного человека, чем мы с вами — от тех, кто будет жить во Вселенной через триллионы триллионов лет после нас. Созданный воображением древних земных кочевников всемогущий Бог может показаться беспомощной бактерией в сравнении с теми разумными существами, развитие которых будет происходить во Вселенной в течение колоссальных промежутков времени. И это бесконечное по сути развитие живой материи представляется мне главным (а может, и единственным) фактором эволюции Вселенной. Конечно, жаль, что те обитатели Вселенной ничего не будут знать о нашем нынешнем существовании... Хотя,  мы сами-то хоть что-нибудь знаем о том, кто и ради чего жил во Вселенной за пять или десять миллиардов лет до нас?..

 

P.S.

В этой работе я не коснулся вопроса о том, что происходило в нашей Вселенной в первый период её существования. Вероятно, звёзды и галактики не могли возникнуть в ней мгновенно  после того как некая погасшая в Гипервселенной звезда подверглась гравитационному коллапсу, стала "чёрной дырой" и нашей Вселенной. Тем более, что временной масштаб (квант времени) Вселенной в первое мгновение её истории был таким же, как и в наше время. Трудно сказать, сколько времени понадобилось на то, чтобы появились первые звёзды и галактики — один миллиард лет или десять. Однако ясно, что для квазистационарной Вселенной (существующей, как было показано выше, сотни миллиардов лет) этот срок  небольшой — примерно как сорок недель вынашивания младенца по сравнению со всей человеческой жизнью. И изучение вопросов, связанных с этим периодом "эмбрионального" состояния Вселенной, представляет собой обширное поле деятельности для многих грядущих поколений исследователей. Эта колоссальная работа умов представляется мне достойной заменой беспочвенных гаданий на тему Большого Взрыва.

Вот по этой причине я и посчитал необходимым довести концепцию ограниченной квазистационарной Вселенной в дискретном пространстве-времени до сведения научной общественности — в надежде, что это поможет занять делом умы, оглушённые взрывной волной от гипотетической первородной сингулярности.

 

Картина дня

))}
Loading...
наверх