В конце июля 1983 года, будучи в Москве, я купил две книги, два сборника: «Астрофизика, кванты и теория относительности», «Проблемы физики: классика и современность». Книги совершенно замечательные! Судя по закладке (листок календаря от 3 августа), я прочёл их в первой половине этого месяца. Впоследствии перечитывал книги не раз, и всегда находил что-то новое и важное.
Приведу здесь выписки, сделанные тогда же, в августе 83 года, из сборника «Астрофизика, кванты и теория относительности». Статья Э. Реками «Теория относительности и её обобщения». Тема статьи созвучна теме приведённых выше выписок из книги П. Девиса «Пространство и время в современной картине вселенной».
«Третий постулат СТО (специальной теории относительности).
Теперь, если мы хотим – а мы действительно хотим – избежать возможности передачи информации в прошлое, то необходимо ввести третий постулат. (Фантаппье впервые заметил, что обычная СТО без третьего постулата позволяет посылать сигналы в прошлое).
Третий постулат: «Не существует объекта или частиц с отрицательной энергией, движущихся в положительном направлении во времени (физические сигналы переносятся только объектами с положительной энергией)». Такая форма третьего постулата ясна также с точки зрения теории информации. Этот постулат эквивалентен принципу (запаздывающей) причинности: «Для любого наблюдателя «причины» хронологически предшествуют вызываемым ими «следствиям». Кроме того, из третьего постулата будет сделан вывод о существовании антивещества. (…)
«При транскритическом обобщённом преобразовании Лоренца, когда, например, излучатель или поглотитель меняются ролями, любой объект с отрицательной энергией в начальном состоянии физически соответствует своему антиобъекту с положительной энергией в конечном состоянии и наоборот».
Разумеется, третий постулат – при использовании для реинтерпретации эффектов обобщённых преобразований Лоренца – требует рассмотрения процессов как с начальными, так и с конечными состояниями.
Следовательно, в расширенной (специальной) теории относительности требуется, чтобы физика имела дело с взаимодействиями, а не с объектами (или на языке квантовой механики с амплитудами, а не с состояниями). Если два микрообъекта А и В связаны посредством обмена частицей Р, то с точки зрения специального класса наблюдателей частица Р считается обладающей бесконечной скоростью. Но для трансцендентных частиц направление движения вдоль АВ не определено. В этом предельном случае можно, например, рассматривать Р¥ либо как частицу Р+¥, движущуюся от А к В, либо, что эквивалентно, как античастицу Р-¥ , движущуюся от В к А. Другими словами, если А и В обмениваются частицей (брадионом или тахионом), то для определённого класса наблюдателей они связаны посредством симметричного мгновенного взаимодействия. Этим объясняется также тот факт, что никакой источник не может ничего испускать, если соответствующий детектор, расположенный где-либо во Вселенной, не готов к поглощению. По крайней мере в случае тахионного обмена это условие является строго обязательным в теории относительности. Здесь следует упомянуть, что даже при использовании обычной СТО Уилер и Фейнман смогли построить для предельного случая – фотонов – теорию (эквивалентную обычной электромагнитной теории), в которой источники испускают фотоны только в том случае, если соответствующие детекторы (уже) готовы к поглощению. (…)
Интерпретация опережающих решений.
Давно известно, что в общем случае релятивистские уравнения допускают помимо запаздывающих решений, опережающие решения. Например, уравнения Максвелла предсказывают как запаздывающее, так и опережающее электромагнитное излучение. С наивной точки зрения опережающие решения иногда рассматривают как действительно связанные с движениями назад во времени, забывая при этом принцип реинтерпретации Штюкельберга-Фейнмана и даже саму структуру СТО.
В рамках расширенной теории относительности легко объяснить, почему считают, что релятивистские уравнения допускают и запаздывающие и опережающие решения, т. е. решения, относящиеся к объектам, движущимся соответственно вперёд и назад во времени.
Действительно, когда уравнение допускает решение, соответствующее (выходящим) частицам или фотонам, тогда с помощью процедуры, аналогичной описанной в разделе 6.3, можно связать это решение с другим соответствующим (входящим) античастицам или (анти) фотонам. Поэтому если такое уравнение оказывается релятивистски ковариантным, то оно должно также допускать решения, соответствующие входящим античастицам или фотонам, всякий раз, когда оно допускает решения, соответствующие выходящим частицам или фотонам.
Таким образом, мы показали, что все релятивистские уравнения, ковариантные относительно группы обобщённых преобразований Лоренца, должны допускать наличие как запаздывающих, так и опережающих решений (даже если последние фактически связываются вследствие принципа реинтерпретации с противоположно направленными античастицами или фотонами, а не с объектами, движущимися назад во времени).
Тот факт, что, вообще говоря, релятивистские уравнения действительно удовлетворяют этому требованию, выведенному из расширенной теории относительности, говорит в её пользу. Но это не означает, что все релятивистские уравнения уже записаны в ковариантном виде.
Очевидно, можно заключить, что никакая частица (никакое излучение), действительно движущаяся назад во времени, не может быть ни предсказана на основании релятивистских уравнений, ни экспериментально обнаружена в рамках СТО. Однако остаётся открытым вопрос: почему в действительности наблюдается, например, только выходящее излучение, а не входящее (антиизлучение)? Ключом к ответу является учёт начальных условий (Торальдо ди Франсия, неопубликованное сообщение). В обычной макрофизике некоторые начальные условия значительно более вероятны, чем другие. Например, механические уравнения динамики жидкости допускают существование на поверхности моря как расходящихся круговых концентрических волн, так и сходящихся круговых волн, стремящихся к центру. Но начальные условия, приводящие к первому случаю, встречаются со значительно большей вероятностью, чем начальные условия, приводящие ко второму случаю».
В середине августа я познакомился с одной из глав трёхтомника И. В. Савельева «Курс общей физики». Глава называется «Элементарные частицы». Сделал выписки с таблицами. Процитирую здесь только начало выписок.
«Строго определённого понятия элементарной частицы нет. В качестве первого приближения можно понимать под элементарными частицами такие микрочастицы, внутреннюю структуру которых нельзя представить как объединение других частиц. Во всех наблюдавшихся до сих пор явлениях каждая такая частица ведёт себя как единое целое. Элементарные частицы могут превращаться друг в друга (трансмутировать).
Для того чтобы объяснить свойства и поведение элементарных частиц, их приходится наделить, кроме массы, электрического заряда и спина, рядом дополнительных, характерных для них величин (квантовых чисел).
Известны четыре вида взаимодействия между элементарными частицами: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное (перечислены в порядке убывания интенсивности).
Интенсивность взаимодействия принято характеризовать с помощью так называемой константы взаимодействия, которая представляет собой безразмерный параметр, определяющий вероятность процессов, обусловленных данным видом взаимодействия. Отношение значений констант даёт относительную интенсивность соответствующих взаимодействий».
23 августа 1983 года я сформулировал три положения, три постулата, в которых кратко излагаю суть своих народившихся воззрений.
1. Пространство – единственная материальная сущность Природы.
2. Пространство обладает свойствами плотной и упругой среды. Деформация плотности пространства в какой-либо точке вызывает колебательный процесс.
3. Материя в виде вещества и излучения – суть колеблющаяся плотность пространства. Общее количество колебательного движения пространства постоянно и в сумме равно нулю.
Сразу же, основываясь на этих постулатах, я делаю первую попытку обобщений своих представлений. Приведу записи дословно.
«К вопросу о пространстве, структуре атома и Вселенной
(первая попытка)
В этих записках делаю попытку обобщения своих представлений о пространстве, строении атома и Вселенной.
Для начала сформулирую три положения, которые в сжатой форме выражают суть обсуждаемых вопросов.
1. Пространство – единственная и основная материальная сущность Природы. Материя же в виде вещества и излучения – суть движущееся пространство.
2. Причиной движения пространства является исконно присущее пространству свойство в известных местах локально изменять свою плотность, вызывая, тем самым, его колебательные движения. Данное колебательное движение лежит в основе существования атома. Здесь пространство через движение находит связь со временем.
3. Общее количество движения пространства – величина постоянная, в сумме равная нулю. Отношение количества движения к объёму пространства есть величина постоянная, равная единице.
Чтобы получить наглядное представление об атоме, прежде мы должны понять, что представляет собой пространство, а главное – каковы его свойства. Для этого проведём один мысленный эксперимент. Представим себе бесконечное, однородной плотности, материальное пространство (среду), способное упруго сопротивляться деформациям плотности, как в сторону сжатия, так и в сторону расширения. Чтобы легче представить однородную плотность, предположим, что пространство на всём своём бесконечном протяжении имеет однородный серый цвет. Допустим теперь, что в некоторой точке его какие-то деформирующие силы заставили однородную плотность пространства измениться – сжаться или расшириться, иначе, «поляризоваться». В случае сжатия, часть пространства в месте точки потемнеет; в случае расширения – посветлеет. Естественно, по известным законам в этой точке начнётся колебательный процесс (когда силы прекратят своё действие). Период сжатия будет сменяться периодом расширения и наоборот. От места возбуждения, подобно как от места падения камня на водную поверхность, будут распространяться сферические волны, возбуждая («поляризуя») всё больший и больший объём пространства. Но так как наше пространство бесконечно, а начальная амплитуда деформации плотности была конечна, то колебания плотности вскоре прекратятся, и вновь восстановится однородный серый фон.
Думается, мы вполне можем допустить реальность этого мысленного опыта. Он не противоречит ни одному закону механики. Подобный простой эксперимент даёт, как мне кажется, не только наглядное представление об атоме, но и поможет в дальнейшем легче понять структуру пространства Космоса и Вселенной, ведь по сути Вселенная – это тоже атом в ряду с другим бесконечным множеством Вселенных, взаимодействующих друг с другом и составляющих, таким образом, единую структуру пространства Космоса на всём бесконечном протяжении.
«Как, – вправе удивиться читатель, – и это колебание плотности пространства автор называет атомом? А где же положительно заряженное ядро, где отрицательно заряженные электроны, которые вращаются вокруг ядра на своих орбитах? В конце концов, где материя? И разве может это пульсирующее пространство так называемого атома, почти ничто, кроме движения, составлять материю в виде вещества? Бред какой-то, да и только».
Вот в этом-то и состоит трудность – убедить, а вернее, доказать, что природа атома именно такова, что именно из одного лишь движения пространства, фактически из «ничего», состоит наш материальный, пёстрый, звучащий мир.
Перво-наперво необходимо принять, что пространство является единственной и основной материальной сущностью нашего мира, а все другие формы материи в виде вещества и излучения – лишь проявления движущегося и изменяющегося во времени пространства. Единство нашего мира требует при рассказе об атоме затрагивать процессы, происходящие во Вселенной и в Космосе. И поэтому, говоря дальше об атоме, невозможно понять природу его в отрыве от понимания природы Вселенной и Космоса. Для этого предлагаю рассмотреть модель Вселенной и структуру Космоса, выполненную графически. Это даст наглядное представление и поможет избежать излишнего описания».
Три или четыре дня спустя (ещё в августе) я делаю вторую попытку обобщения, а, вернее, развиваю тему первой попытки. Цитирую.
«К природе атома (вторая попытка)
- Помнишь, ты пытался «отклеить» пульсирующий атом от пространства, дабы он мог двигаться?
Так вот. Атом в каждый момент времени умирает и рождается заново, и потому относительно фокусного центра Вселенной, в момент времени одного полупериода колебания (фаза сжатия), атом можно рассматривать покоящимся. В другой момент времени другого полупериода колебания (фаза сжатия) этот атом уже не будет предшествующим атомом, он будет другим, хотя «масса» его почти не изменится, и они, эти атомы, будут принадлежать одному химическому элементу, но расстояние от центра Вселенной второго атома увеличится. Графически это хорошо может изобразить нисходящая спираль.
Причиной движения атома относительно центра Вселенной является температурный фон излучения, уменьшающийся от центра к периферии. (?)
--------------------------------
Если в пространстве и есть движение, то движение колебательное, по причине деформируемости плотности пространства (фаза сжатия « фаза расширения), и в сумме количество этого колебательного движения равно нулю. Здесь вполне справедлив вывод о единстве противоположностей состояния Вселенной: она вечно в движении и, вместе с тем, она неподвижна. Вселенная бесконечна, но и конечна.
---------------------------------
- А как же быть с движением в пространстве звёзд, планет, комет?
- Для того чтобы разобраться в этом вопросе, для начала мы должны рассмотреть движение единичного атома от фокусного центра Вселенной к периферии. Скорость его движения будет равна скорости света, т.е. он будет распространяться как затухающая волна (графич. – спираль).
- Как, но ведь атом это локальное образование, наделённое электрическим зарядом, и вдруг – волна?
- А разве волна в каждый момент времени в каждой фазе колебания в данной точке пространства не является локальным образованием? Конечно, является! И если бы мы представили себе Вселенную в виде сферы с непропускающими излучения стенками, и возбудили в центре её колебания пространства, то мы получили бы вечные колебания одного атома (масса атома зависит от величины деформации пространства). Однако подобное стало возможным только при условии, что возбуждаемые волны, т. е. излучение, полностью отражалось от стенок сферы и синхронно возвращалось в центр Вселенной. А от центра снова к стенкам и так без конца. Скорость распространения волны этого атома будет равна скорости света.
Но теперь разрушим непропускающую излучения сферу. Наша Вселенная станет открытой. Волна этого единичного атома может распространяться теперь бесконечно далеко и, естественно, колебание пространства в данной точке быстро угаснет, настанет покой. Но покоя нет во Вселенной, следовательно, нет такой бесконечности, которая полностью бы поглощала всё излучение. Следовательно, есть какой-то предел?!
Не будем долго гадать, а попытаемся представить себе некую модель. Допустим, что вселенных не одна, а бесконечное множество на всём бесконечном протяжении пространства. Все они имею равную сферическую форму, что уже предполагает наличие границ, но границы эти условны и мы поймём это дальше. В пространстве эти вселенные размещены подобно плотной упаковке шаров, так, что каждая окружена всем бесконечным множеством вселенных.
Теперь представим, что в центре пространства каждой вселенной мы возбудим колебание, т. е. деформируем пространство, а так как пространство обладает свойствами упругой среды, то деформация (допустим) фазы сжатия сменится фазой расширения, возникнет сферическая волна, которая будет распространяться всё дальше от центра, деформируя пространство. Но границы вселенных условны, их фактически нет, волна выйдет за пределы объёма своей вселенной и будет распространяться дальше в пределах объёма соседних вселенных, и т. д. В итоге волна каждой вселенной распространиться во всём объёме пространства всех вселенных. А результат будет таков: сколько движения ушло из вселенной, столько в неё и вернулось. Фактически, получилось то же, что и в примере с единственной Вселенной с непропускающей излучение сферой, где волна отражается назад к центру.
- Но ведь скорость-то распространения волны конечна, следовательно, она дойдёт не до всех вселенных одновременно, и значит сравнивать с этим примером нельзя.
- То верно. Во второй модели мы негласно допустили, что волна достигает всех вселенных мгновенно и одновременно.
И всё-таки это обстоятельство дела не меняет. Волна может распространяться до тех пор, пока не затухнет, и предела времени распространения ей нет. В итоге, количество ушедшего движения из вселенной будет всегда равно количеству пришедшего, где бы вселенная ни находилась. Пространство бесконечно замкнуто, и этим всё сказано.
- Хорошо, пусть будет так, но как объяснить из этих волновых движений пространства и из такого строения вселенной существование материи в виде вещества?
- Из выше изложенного ясно, что бесконечное пространство в целом представляет собой довольно стройную структуру бесконечного количества взаимосвязанных обменом вселенных. Отсюда необходимо допустить мысль о совершенном подобии этих вселенных друг другу и в объёме, и в количестве движения, и, заглянем вперёд, в количестве вещества, и во всех процессах, происходящих в них.
Мы начали говорить об атоме и давайте вновь вернёмся к нему, попробуем осмыслить существование и движение атома, а также образование вещества в связи с предложенной моделью вселенной и структурой пространства.
Как говорилось выше, атом представляет собой колебательное, пульсирующее образование пространства в локальной области. Причиной колебательного движения является деформируемость пространства, т. е. изменение его плотности. Пространство характеризуется свойствами упругой среды и потому всякое изменение плотности ведёт к возникновению колебательного процесса. Длительность колебаний зависит от величины деформации пространства.
Первый атом начинал двигаться от фокусного центра вселенной как волна со световой скоростью. Но встречные потоки излучения дробят эту волну на множество локальных флуктуаций – атомы второго поколения. По мере удаления от центра, атомы второго поколения также проявляют неустойчивость, интенсивно делятся, увеличивая число локальных флуктуаций. Со временем плотность атомов становится велика, образуется газовый слой. Начинается конденсация вещества – ядер будущих галактик. По мере объединения атомов, скорость новых образований относительно центра вселенной резко падает. В недрах образовавшихся ядер безостановочно продолжается процесс радиоактивного распада с рождением ядер новых, более лёгких, элементов. Происходит разогрев недр.
----------------------------------------
Вселенная в разрезе
Возьмём вселенную, положим её на ладонь и разрежем пополам, как яблоко. Что же мы увидим?
Амплитудный градиент колебаний от фокусного центра вселенной постепенно убывает, но вместе с тем, общее количество движения на всём протяжении радиуса постоянно, и можно сказать, что вселенная в каждой точке своего объёма однородна. В чём дело?
А дело, оказывается, в количественном росте атомов-флуктуаций за счёт деления и распада атомов предшествующих поколений. Амплитудные колебания тяжелых атомов дробятся на мелкие колебательные движения новых, более лёгких, атомов-флуктуаций, увеличивая, таким образом, их количество и плотность. Если скорости движения первых поколений атомов были сравнимы со скоростью света, то по мере дробления их и возникновения материи в виде вещества, скорости резко падают, но общее количество движения сохраняется, оно переходит во внутреннюю энергию вещества, и частично сохраняется в виде кинетической энергии их движения.
Процесс радиоактивного распада есть процесс угасания атомов по мере удаления от центра вселенной. Атом порциями отдаёт свою энергию как затухающие колебания маятника или струны.
Если в фокусе вселенной мы имеем один атом, но максимальной амплитуды, то ближе к периферии мы имеем колоссальное количество атомов, но с амплитудами лишь в сумме равными амплитуде первого атома. «Температура» вселенной постоянна и одинакова в каждой точке. Ну, это что касается собственной температуры вселенной. А как быть с «температурой» бесконечного множества других вселенных, окружающих каждую единичную?
Ответ будет также прост. Количество движения, возбуждаемое в каждой точке единичной вселенной всем бесконечным множеством других вселенных, будет одинаково.
-----------------------------
Будь наша вселенная единственная и открытая в бесконечность, измени плотность её пространства где-нибудь, и возникнувшее колебание, этот единственный атом, погас бы безвозвратно и ничего более не было. Но вселенных бесконечное множество и в центре каждой пульсирует свой атом, который никогда не угаснет, ему не даст угаснуть всё остальное множество пульсирующих атомов других вселенных.
-----------------------------
Одинаковы ли размеры атомов на всём протяжении радиуса вселенной?
Если да, то скорость света не постоянна, ибо в атомах с большей степень деформации скорость колебания будет превышать скорость колебания в атомах с меньшей степенью деформации.
------------------------------
На фоне бесконечных скоростей каждый атом, где бы он ни находился относительно центра вселенной, можно считать покоящимся, и даже тело, движущееся в пространстве со скоростью, не превышающей скорости света».