Время и Вселенная
Время дано и не подлежит обсуждению,
Обсуждаешься ты – Разместившийся в нём.
В современных теориях пространства-времени время рассматривается как четвёртое измерение, дополнительно к трем пространственным и все эти измерения каким-то образом связаны между собой. Однако теории не объясняют физический смысл времени и как оно связано с пространством. Если время – измерение, то почему невозможно перемещаться во времени в каком-либо направлении с какой-либо скоростью. Время непрерывно и его можно только отсчитывать относительно какого-либо выбранного начала отсчета. Вернуться к этому началу отсчета невозможно, как невозможно и забежать вперед, относительно текущего момента времени. Нам известны только некоторые свойства времени. Но насколько эти свойства объективны и постоянны и каким образом время влияет на процессы, происходящие в нашей Вселенной, неизвестно. В данной работе сделана попытка по-новому взглянуть на понятие время и объяснить его физический смысл. При этом не отрицаются существующие законы, описывающие известные нам процессы Вселенной. Под временем подразумевается скорость хода часов в конкретной точке пространства.
Основными свойствами времени являются: длительность, неповторяемость и необратимость. Известно также, что в различных точках пространства скорость хода часов неодинакова и зависит от гравитационной массы, вблизи которой происходит измерение времени, и расстояния до неё. Кроме этого, время участвует практически во всех уравнениях,описывающих какое-либо движение или процесс, как множитель. Вот практически и все, что нам известно о времени.
Чтобы понять физический смысл времени, необходимо ответить на следующие основные вопросы:
- Почему время непрерывно и однонаправленно?
- Какая связь существует между временем и пространством?
- Почему течение времени замедляется вблизи гравитационных масс и энергетических процессов? (Любой энергетический процесс можно выразить через массу или наоборот: E = mc 2 ).
Среди известных физических явлений и процессов, непрерывностью и однонаправленностью, при неизменных внешних условиях, характеризуются физические поля, которые вызывают четыре вида фундаментальных взаимодействий в нашей Вселенной. Если провести аналогию, то можно предложить следующую гипотезу:
Время – это величина, характеризующая воздействие физического поля на всю нашу Вселенную.
Такое поле можно назвать хронополем, а темп хода часов является величиной, характеризующей напряжённость хронополя – Ht
1/t, т.е. чем быстрее темп хода часов, тем больше напряжённость хронополя.
Экспериментальные данные показывают,что по мере удаления от гравитационной массы темп хода часов возрастает. Следовательно, можно с уверенностью предположить, что на достаточно большом удалении от гравитационных масс и при отсутствии энергетических процессов, напряжённость хронополя будет наибольшей. Т.е. в вакууме, при отсутствии всех физических полей и вещества, плотность энергии хронополя будет максимальной. (Т.к. хронополе охватывает всю Вселенную, то имеет смысл говорить только о плотности его энергии в конкретной точке пространства).
Для определения максимальной плотности энергии хронополя, примем за основу следующий постулат:
Энергия любого вида материи во Вселенной образуется за счёт энергии хронополя.
Таким образом, любой вид материи, обладающий внутренней энергией или энергией движения, а также любой процесс, сопровождающийся выделением или поглощением энергии, уменьшают энергию хронополя на соответствующую величину, что выражается в замедлении темпа хода часов. Если плотность энергии материи в какой-либо области пространства будет равна плотности энергии хронополя, то темп хода часов будет равен бесконечности,т.е. часы остановятся, а напряжённость хронополя будет равна нулю. Согласно существующим теориям строения Вселенной, такое явление должно происходить при образовании чёрной дыры.Из условия образования чёрной дыры, её гравитационный радиус равен:
где G – гравитационная постоянная; M – масса чёрной дыры; c – скорость света в вакууме.
Плотность энергии хронополя εt будет равна плотности энергии чёрной дыры:
Если принять, что критическая масса, при которой образуется чёрная дыра составляет две-три солнечных масс, то плотность энергии хронополя будет равна порядка εt
Влияние гравитационных масс на напряжённость хронополя давно известно. Для изучения влияния энергетического процесса на хронополе можно провести следующий эксперимент. Необходимо взять двое часов (например два атомных стандарта частоты), ход которых будет синхронизирован. Затем, вблизи одних из часов, провести какой-либо энергетический процесс (например зажечь электрическую дугу), что приведёт к замедлению их хода.
В качестве примечания необходимо отметить, что мысль о существовании во Вселенной «поля творения», энергия которого с течением времени переходит в энергию и массу элементарных частиц, уже высказывалась некоторыми учеными (P. Jordan).
Теперь попробуем ответить на вопрос: какая связь существует между хронополем и пространством, свободным от какого-либо вещества.
Рассмотрим известное выражение для интервала:
Примем, что dS 2 = 0 и решим выражение для интервала относительно постоянного коэффициента – скорости света в вакууме с 2 :
Т.к. ход времени непрерывен, то из полученного выражения следует, что для того, чтобы обеспечивалось постоянное значение скорости света, каждому приращению времени должно соответствовать приращение пространственных координат. Или, другими словами, с течением времени происходит равномерное расширение пространства таким образом, что отношение приращения пространства к соответствующему приращению времени всегда постоянно и равно скорости света.
Следовательно, можно предположить, что основная работа хронополя заключается в расширении пространства нашей Вселенной. Косвенным подтверждением такого расширения является закон Хаббла: галактики удаляются друг от друга со скоростями пропорциональными расстоянию между ними. Это явление связано с тем, что не галактики убегают друг от друга, а увеличивается пространство (расстояние) между ними. Однако галактики имеют собственные скорости движения относительно расширяющегося пространства. Это может привести к тому, что соседние галактики могут сближаться, если их суммарная скорость движения превысит скорость расширения пространства. По этой же причине постоянная Хаббла носит усреднённый характер и колеблется в пределах 50. 100 км/с Мпк.
Если предположение о хронополе и его воздействии на Вселенную верны, то возникает вопрос: откуда и куда расширяется наша Вселенная, т.е. из чего возникает и куда распространяется трёхмерное пространство?
Из всех известных констант Вселенной можно выделить две абсолютные величины: скорость света в вакууме и абсолютный ноль температур по Кельвину. Согласно существующим законам природы материя не может существовать при температурах ниже абсолютного нуля температур или двигаться со скоростью выше скорости света. Эти две абсолютные величины и являются границами нашей Вселенной. Можно предположить, что расширение пространства идёт из области лежащей ниже абсолютного нуля температур в область, где материя существует только при скоростях, больших скорости света. Эти области можно соответственно назвать подпространство и надпространство. Таким образом, чтобы покинуть нашу Вселенную не нужно искать её границ. Достаточно в любой точке пространства понизить температуру ниже абсолютного нуля температур или превысить скорость света и мы очутимся за пределами нашей Вселенной. Но материя, которая существует в нашей Вселенной, не может существовать в подпространстве или надпространстве. Для этого она должна преобразоваться в другой вид материи, который будет соответствовать законам существования материи в этих областях. Можно только предположить, что энергетический уровень материи подпространства ниже энергетического уровня материи нашей Вселенной (E = mc 2 ), а в надпространстве значительно выше. Поэтому мы и не в состоянии наблюдать как подпространство, так и надпространство.
Несмотря на недоступность подпространства и надпространства нашему восприятию, можно обнаружить следы их воздействия на нашу Вселенную. Это воздействие должно быть равномерным, без какого-либо выделенного направления и соответствовать для подпространства – низким температурам и энергиям, а для надпространства – высоким скоростям и энергиям.
Из экспериментальных данных, полученных при исследовании космоса в радиодиапазоне, известно фоновое излучение, приходящее со всех направлений из космоса с одинаковой интенсивностью, температура которого соответствует 3°К. Хотя это излучение и называют «реликтовым», возможно что оно и является результатом воздействия подпространства на нашу Вселенную, т.е. процесс расширения пространства из подпространства сопровождается низкотемпературным радиоизлучением.
В 1972 г. были открыты всплески гамма-лучей очень высокой мощности (
10 40 эрг). Вспышки равномерно распределены по небесной сфере без какого-либо выделенного направления. Эти вспышки могут быть следствием воздействия надпространства на нашу Вселенную при расширении пространства в область надпространства. К такому воздействию можно отнести и первичные космические лучи высоких энергий, которые также изотропны в пространстве и неизменны во времени. Целенаправленные исследования могут выявить и другие факторы воздействия подпространства и надпространства на нашу Вселенную.
Рассмотрим вопрос: как расширяется пространство вблизи гравитационной массы? Согласно общей теории относительности, гравитационная масса вызывает «искривление» пространства и за счёт этого возникает гравитационное притяжение. С точки зрения воздействия хронополя на пространство, при наличие гравитационной массы (m), плотность энергии хронополя уменьшается на соответствующую величину E = mc 2 . Это приводит к тому, что вблизи гравитационной массы пространство расширяется медленней, чем вдали от неё. Именно за счёт этого и возникает гравитационное притяжение, т.е. имеет смысл говорить не о «искривлении» пространства, а о его «разряжении». Тогда гравитационные волны будут представлять собой области пространства переменной «плотности», которые распространяются со скоростью света. Ход часов в области разряжения будет медленнее чем за её пределами.Чтобы обнаружить такие гравитационные волны, необходимо опять же синхронизировать двое часов и сравнивать их ход. При прохождении областей пространства переменной плотности, часы будут попеременно замедляться. Сложность заключается в том, что часы должны быть удалены друг от друга на значительное расстояние, т.к. волны пространства переменной плотности распространяется со скоростью света.
В данной работе сделана попытка по-новому взглянуть на строение Вселенной, объяснить известные явления с точки зрения существования хронополя. Остаются не выясненными много вопросов: что является источником хронополя; сколько измерений в подпространстве и надпространстве; как происходит расширение пространства и т.п. Возможно хронополе и возникает между двумя полюсами – надпространством и подпространством и наша Вселенная размещена во времени. Ответы на эти вопросы позволят создать теорию хронополя, которая, скорее всего, и будет единой теорией, объединяющей все взаимодействия в нашей Вселенной.
Источник
Хронология Вселенной: наглядный космический календарь
Что будет если 15 миллиардов лет существования Вселенной, сжать до 1 года. Космический календарь Вселенной по версии Карла Сагана
Наш мир очень стар, а человечество очень молодо. Длительность важных событий жизни измеряется годами или еще меньшими сроками, вся продолжительность нашей жизни – десятилетиями, генеалогия семьи – столетиями, а вся известная история человечества – тысячелетиями.
Но всему этому предшествовала внушающая благоговейный трепет бездна времени, протянувшаяся в далекое прошлое, о котором мы знаем очень мало: и потому, что не существует никаких письменных свидетельств тех лет, и потому, что нам сложно осмыслить саму огромность временного интервала, о котором идет речь. И все же у нас есть возможность датировать события достаточно отдаленного прошлого.
Геологические исследования и радиоактивный метод предоставляют данные об археологических, палеонтологических и геологических событиях, а астрофизическая теория позволяет судить о возрасте планет, звезд и всей нашей Галактики, а также оценить время, прошедшее после того чрезвычайного события, которое мы называем Большой Взрыв – взрыв, в котором участвовала вся материя и вся энергия мироздания. Большой Взрыв мог быть началом нашей Вселенной или же разрывом во времени, когда погибла вся информация о ее ранней истории. Но, безусловно, это самое раннее событие, от которого мы можем вести отсчет.
Лента времени – трудно поверить, что весь гигантский путь развития жизни на планете Земля, все эти сотни тысяч видов и миллионы поворотов эволюционной цепочки – ничтожный промежуток времени в масштабах жизни нашей вселенной
Я не знаю более наглядного способа изобразить космическую хронологию, чем представить себе пятнадцать миллиардов лет жизни Вселенной, спрессованными в один-единственный год.
Тогда каждому миллиарду лет истории Земли будет соответствовать примерно двадцать четыре часа нашего “вселенского года”, а одна секунда этого года окажется равной 475 истинным обращениям Земли вокруг Солнца.
Подобные таблицы и календари неизбежно упрощают картину. Приходишь в замешательство, когда видишь, что Земля выделилась из звездной материи не раньше начала сентября нашего “вселенского года”, динозавры появись в канун Рождества, цветы расцвели только 28 декабря, люди ведут свое происхождение с 22 часов 30 минут последнего новогоднего дня. Вся зафиксированная история человечества занимает последние деть секунд 31 декабря, а все, что произошло с конца средних веков до настоящего момента, занимает меньше, чем одну секунду.
Но в рамках принятых ощущений, первый космический год как раз теперь подходит к концу. До сих пор мы занимали ничтожно малый отрезок на шкале космического времени, а то, что случится в начале второго космического года на Земле и в ее окрестностях, в очень сильной степени зависит от научной мудрости и истинно человеческих качеств населяющих нашу планету людей.
Источник
Который час во Вселенной?
Мы смотрим кино и играем в игры, в которых разнообразные стражи галактик перемещаются от планеты к планете, от галактики к галактике. Откуда они знают точное время? Не приходится же им постоянно подкручивать колесико на своих «свотчах»? Или где-то проходит гигантский Гринвич через всю Вселенную? Который час в нашем мире?
Эйнштейн говорил, что все относительно. Мы знаем, что все познается в сравнении. Но в физике это «все» относительно. Относительно скорости света, которая постоянна относительно любой точки отсчета. Итак, давайте кое-что изучим.
Если посветить фонариком перед собой, можно отметить, что луч света движется со скоростью 300 000 км/с, то есть это — скорость света. Если вы будете двигаться на 200 000 км/с быстрее меня и светить перед собой фонариком, я увижу, что свет от вашего фонаря движется со скоростью 300 000 км/с. Это с моей точки зрения. С вашей точки зрения, по-видимому, он будет двигаться со скоростью 100 000 км/с.
Но если вы захотите измерить скорость света из вашего фонарика относительно вас, его скорость тоже будет 300 000 км/с. Возможно, изменяется скорость, с которой вы ощущаете время? Для вас оно будет казаться нормальным, но с моей точки зрения ваше время будет идти медленнее. Мы договорились о том, как быстро свет движется в километрах в секунду, но не решили, насколько длинная секунда. При этом не договорились о длине метра.
Это кажется странным, потому что нам пространство и время кажутся абсолютными вещами, а свет — нечто такое, что движется сквозь пространство. Это наш опыт. Если задуматься о том, что время и пространство — растяжимые и подвижные понятия, можно слегка тронуться умом.
Забавно то, что абсолютным является свет, а пространство и время относительны. Поэтому время зависит от вашей точки зрения, а значит не существует единого абсолютного времени.
Таким образом, из-за относительности каждая точка во Вселенной ощущает время с разной скоростью. Когда мы наблюдаем космический микроволновый фон, мы выясняем, что движемся со скоростью 630 км/с относительно фона. Это означает, что мы испытываем время немного медленнее, чем то, что будет в состоянии покоя относительно космического фона.
Ненамного медленнее, но если учесть возраст Вселенной, наши космические часы отстали на 30 000 лет. Так что можете переводить часы.
Источник