Реферат: Пространство- время или время и пространство?
Из стальной проволоки сделаем окружность диаметром допустим 1 метр. На эту окружность натянем тонкую резину, так, чтобы плотность резины в образовавшемся кругу была примерно одинакова. В середину этого круга положим стальной шар массой -допустим- 100 грамм. Масса стального шара растянет резину, образовав воронку, где плотность резины будет тем меньшей, чем ближе к шару, и тем большей, чем дальше от шара.
То же самое происходит и с трехмерным пространством. Земля (масса) не искривляет, а растягивает, т.е. разряжает пространство и у поверхности плотность пространства будет меньше, чем на удалении. Если от плотности воздуха зависит скорость распространения звуковой волны, то от плотности пространства зависит и скорость распространения электромагнитных волн, и сила тяготения ( конечно если это тяготение, а не нечто иное), и быстротечность всех физических процессов - т.е. время.
Чтобы понять, что такое пространство надо понять, что такое движение.
Движение – процесс взаимодействия физического тела с пространством, процесс перемещения физического тела в пространстве и относительно пространства. Пространство обладает потенциальной энергией и поэтому движение можно рассматривать, как процесс энергообмена между физическим телом и пространством, когда кинетическая энергия физического тела переходит в потенциальную энергию пространства, а потенциальная энергия пространства переходит в кинетическую энергию физического тела. И чем выше интенсивность этого энергообмена, тем выше скорость движения. Это принцип равномерного прямолинейного движения по инерции. Если на физическое тело действует некая посторонняя постоянная сила, то физическое тело, стремясь сохранить баланс энергообмена с пространством, движется с ускорением.
Движение – изменения координат физического тела в пространстве, т.е. пространство, определяет местоположения физического тела. Пространство определяет понятие “ где”, и само существование физического тела определяется непосредственно пространством. Если физическое тело существует, значит оно где-то находится, и в отсутствие пространства невозможно доказать существование физического тела. Расстояние и объем – количественные показатели пространства, определяющие размеры любого физического тела и любой материальной сущности.
И тут встает вопрос. 15 миллиардов лет тому назад, не было ни пространства, ни времени, а все вещество Вселенной было сконцентрировано в какой-то невообразимо малой точке, равной объему атомного ядра. А как определились эти размеры? Ведь процесс измерения - это процесс сравнения чего–то с чем-то, чего-то относительно чего-то. Относительно чего, и в сравнение с чем определялись размеры данной сингулярности? И самое интересное, где эта сингулярность находилась в тот момент, когда того, что определяет понятие “где” - т.е. пространства - еще не было? Затем вдруг эта неизвестно где находящаяся бесконечно плотная точка, по неизвестной, и потому не вызывающей сомнения причине - взорвалась и начала расширяться, т.е. вещество пришло в движение. Но как может что-то двигаться в отсутствие того, в чем и относительно чего это движение происходит? Нет, я ни сколько не сомневаюсь в том, что Вселенная расширяется. Только для того, чтобы объяснить “ разбегание” галактик- совсем не обязательно устраивать “ большой взрыв”. И, чтобы объяснить “красное смещение” далеких галактик - необязательно разгонять их до скорости, близкой к скорости света.
Процесс расширения Вселенной - процесс круговорота вещества во Вселенной, подобный процессу круговорота воды на Земле, когда вода испаряется в океане, выпадает снегом в Антарктиде, снег превращается в лёд и в виде айсбергов, откалывающихся от материка, это лёд уплывает в океан, чтобы растаять и снова испариться.
Примерно то же самое происходит с веществом во Вселенной. Вселенная- это бесконечный процесс, не имеющий начала во времени.
И, чтобы понять механизм этого процесса - вернемся к понятию “плотность пространства”, и, чтобы понять, что это такое - построим простую аналогию.
Представим полоску резины определенной длины и мысленно поставим на этой полоске несколько точек разметок на некотором расстоянии одна от другой. Если мы эту полоску растянем в два раза, то есть увеличим в два раза ее длину, то расстояния между точками разметки так же увеличатся в два раза. Начальная, не растянутая длина полоски составляет половину длины растянутой. И получается: растягивая полоску, т.е. уменьшая количество резины между точками разметки, мы увеличиваем расстояние между этими точками. И если эту полоску наделить неограниченной эластичностью и растягивать ее до бесконечной длины, то количество резины на любом отрезке будет стремиться к нулевому значению, а расстояние между любым количеством точек разметки – будет стремиться к бесконечно большому значению. Количественный показатель - переходит в качественный, т.е. чем меньше количество резины, вследствие растяжения, тем больше расстояние.
Теперь представим некий объем пространства и мысленно ограничим его неким пространствонепроницаемым экраном. Разместим в этом объеме на некотором расстоянии одна от другой несколько точек. Затем, посредством некого мысленного клапана, будем “откачивать”, т.е. уменьшать количество и соответственно плотность пространства в данном ограниченном объеме. Расстояние между точками, размещенными в данном объеме, если мы будем его измерять временем прохождения света – будет по мере уменьшения плотности пространства - увеличиваться. Так как скорость волны, в данном случае световой, зависит от плотности среды распространения. Уменьшив плотность пространства до бесконечно малого значения, т.е. создав пространственный вакуум, мы получим бесконечно большие расстояния между нашими точками, находящимися в данном объеме. И получается так, что если создать абсолютный пространственный вакуум, даже в незначительном объеме, то вещества всей Вселенной не хватит, чтобы заполнить этот объем.
Если понимать пространство, как материальную физическую среду, то можно понять и объяснить такие загадочные, в данный момент состоящие в основном из математических построений, объекты, именуемые “черными дырами”. Часто получается так, что математика абстрагирует конкретное, а логика- конкретизирует абстрактность. И я, при помощи логики, попытаюсь конкретизировать абстрактность в определенный физический объект.
Как известно, “черная дыра”- это сколлапсировавшая звезда очень большой массы. Звезда, которая под действием гравитационных сил сжалась до определенных размеров.
Чтобы понять, как это происходит, вначале надо понять, что такое гравитация.
Всякое физическое тело, обладающее массой и находящееся в пространстве, растягивает вокруг себя пространство, создавая определенную область разряжения. Степень разряжения зависит от массы. Чем больше масса, тем сильнее разряжение. По мере удаления от массы, плотность пространства увеличивается. Иными словами, плотность пространства у поверхности планеты, звезды или “черной дыры” меньшая, чем на удалении. Вот почему луч света, проходя на близком расстоянии от звезды, замедляет свою скорость распространения. Так как скорость волны находится в прямой зависимости с плотностью среды распространения. И не гравитация замедляет скорость распространения света, а состояние среды распространения.
Если всякое физическое тело, обладающее массой, падает на Землю потому, что оно притягивается Землей, то возникает такой вопрос. Если поверхность Земли притягивается к центру, и, если это все-таки тяготение, то центр должен с такой же силой притягиваться к поверхности. Иначе нарушится Закон равнодействия сил. И, если Закон равнодействия сил действует, то центр Земли, притягиваясь к поверхности с такой же силой, как и поверхность к центру - не может быть плотным. То есть Земля должна быть пустотелой. А если ядро Земли плотное – значит гравитация не есть тяготение. Так почему все падает на Землю? По той же причине, по которой пузырек воздуха всплывает со дна на поверхность. Плотность пузырька воздуха значительно меньше плотности окружающей его воды. Давление воды на дне сосуда больше, чем у поверхности, вследствие чего и плотность воды на дне сосуда, хоть и незначительно, но все-таки большая, чем у поверхности. И пузырек воздуха вытесняется из более плотной среды в менее плотную.
Всякое физическое тело, обладающее массой и создающее вокруг себя область некоторого пространственного разряжения, являет собой подобие пузырька воздуха, который вытесняется из более плотного пространства на удалении от Земли (массы), в менее плотное пространство у поверхности. Вот и получается, что все падает на Землю не под действием силы притяжения, а под действием выталкивающей силы.
И, если заменить F – силу притяжения на выталкивающую силу, убрать G- как постоянную всемирного тяготения, то получится подобие формулы Закона всемирного тяготения (выталкивающая сила равна произведению масс деленному на квадрат расстояния).
Теперь вернемся к “черной дыре”. Огромная масса “черной дыры” обусловлена огромным количеством вещества, сконцентрированного в сравнительно небольшом объеме. Но небольшой объем - это только внешняя сторона. Если мы удалимся от “черной дыры” на расстояние, на котором действие “черной дыры” прекратиться и представим расстояние от точки нашего нахождения до центра “черной дыры”, как радиус и проведем окружность с этим радиусом вокруг “черной дыры”, то диаметр, который будет проходить через “черную дыру”, если его длину мы будем измерять временем прохождения света, диаметр данной окружности, нарушая законы геометрии, окажется значительно длиннее дуги, по причине того, что по мере приближения к массе плотность пространства уменьшается и, следовательно, увеличивается условное расстояние. И чем меньше плотность пространства, тем больше “точек” мы можем, поместит в условном объеме, т.е., чем меньше плотность пространства, тем большее количество вещества может поместиться в условном объеме. Таким образом, можно представить, как в кубическом сантиметре “черной дыры” помещается миллион тонн вещества. Потому, что кубический сантиметр внутри “черной дыры” - это с нашей внешней точки зрения кубический сантиметр. Если же мы посмотрим на этот кубический сантиметр, находясь, разумеется, мысленно, внутри “черной дыры”, то окажется, что этот кубический сантиметр имеет объем, соответствующий объему, который занимает миллион тонн вещества в наших земных условиях.
Такое массивное физическое тело, как “черная дыра” не может не производить физического действия. Но так как плотность пространства у “черной дыры” в энное количество раз меньше нашей плотности пространства, то в такое же количество раз медленнее протекают все физические процессы. Если, например, разность плотности пространства будет 10-ти кратной, то за то “время”, когда на “черной дыре” пройдет час, на Земле пройдет 10 часов. И, если, на “черной дыре” за час произойдет 100 каких-то событий, то на Земле эти 100 событий будут фиксироваться в течение 10 часов, т.е. 10 событий в час в отличие от 100 событий в час на “черной дыре”. Если данная “черная дыра” будет излучать электромагнитные волны длиной, например, 100 метров, то на Земле эти волны мы будем принимать как волны, длиной 1 000 метров, потому что по мере удаления волн от “черной дыры” будет возрастать их скорость (чем дальше от массы, тем больше плотность среды распространения) и скорость каждой предыдущей волны будет больше скорости каждой последующей волны, вследствие чего волна будет растягиваться, т.е. будет увеличиваться длина волны. Такое вот “красное смещение” без расширения. И получается: что для того, чтобы объяснить “красное смещение” в спектре далеких галактик, совсем необязательно разгонять эти галактики до околосветовых скоростей, обусловленных “большим взрывом”.
Но если “большого взрыва” не было, то, что может являться причиной расширения Вселенной?
С одной стороны Вселенная - это самое большое физическое тело. С другой стороны - это бесконечный во времени процесс, подобный кру?