В предыдущих публикациях я рассмотрел вопрос о том, что космологическое красное смещение можно объяснить, если предположить, что пространство имеет некоторую вязкость. В этом случае, все движущиеся в пространстве объекты будут передавать пространству часть своей энергии. Для фотонов это означает увеличение длины волны, то есть красное смещение.
По другой рассмотренной версии красное смещение можно объяснить увеличением скорости света с течением времени. Причиной этого увеличения скорости света может быть увеличение упругости пространства за счет его сжатия.
Если вспомнить историю этого вопроса, то самая первая версия для объяснения космологического красного смещения была основана на эффекте Доплера. Считалось, что причиной красного смещения является то, что галактики разбегаются друг от друга. В своё время это представление породило теорию, известную как теория Большого взрыва. Впоследствии физики поняли, что разбегание галактик противоречит наблюдательным данным. Поэтому в качестве объяснения красного смещения была предложена гипотеза расширения пространства, которая является основной гипотезой в современной космологии.
Однако когда говорят о расширении пространства, всегда возникает вопрос: что относительно чего расширяется? Когда рассматривают относительность движения, то всё понятно. Одно тело меняет своё положение в пространстве относительно другого тела. А когда говорят о расширении пространства? Что имеется ввиду? Ведь для того, чтобы ответить на этот вопрос необходимо рассмотреть наше пространство из более высокой размерности. Так, например, утверждать о расширении двумерной поверхности в виде сферы можно только рассматривая её в трёхмерном пространстве.
Поэтому для обсуждения вопроса о расширении пространства необходимо допустить наличие более высоких размерностей пространства. Только в этом случае можно говорить о том, что какая-либо размерность пространства расширяется или сжимается относительно остальных размерностей.
Здесь уместно будет вспомнить теорию Калуцы-Клейна, которой отводится всего несколько строк в Википедии.
Теория Калуцы-Клейна — одна из теорий гравитации, модель, позволяющая объединить два фундаментальных физических взаимодействия: гравитацию и электромагнетизм. Теория была впервые опубликована в 1921 году немецким математиком Теодором Калуцей, который расширил пространство Минковского до 5-мерного пространства и получил из уравнений общей теории относительности классические уравнения Максвелла.
Обоснование ненаблюдаемости пятого измерения (его компактности) было предложено шведским физиком Оскаром Клейном в 1926 году.
Эта теория была одной из первых успешных теорий, положивших начало геометрической интерпретации калибровочных полей (а именно единственного хорошо известного на момент её создания, кроме гравитации, электромагнитного поля). Также была, пожалуй, первой успешной теорией объединения, которая, хотя и не привела к экспериментально подтверждённым открытиям, но была внутренне непротиворечивой и идейно содержательной теорией, не противоречащей эксперименту.
Применение и определённое развитие теория Калуцы-Клейна получила позже, в частности, в теории струн.
(https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_Калуцы_—_Клейна )
В своё время Эйнштейн высоко оценил эту теорию, но впоследствии потерял к ней интерес.
Согласно этой теории наш мир содержит помимо временной оси три измерения, которые отвечают за гравитацию, и одно дополнительное измерение, которое отвечает за электромагнетизм. Именно процессы в этом измерении порождают электромагнитные явления.
В этом случае вполне уместно предположить, что именно пространство этого измерения является той светоносной средой, о которой несколько столетий грезят физики. Тогда напрашивается естественный ответ на вопрос о природе космологического красного смещения – это следствие расширения дополнительного электромагнитного измерения. То есть, наблюдатель находится в трёхмерном пространстве. Световая волна порождается и распространяется в электромагнитном измерении пространства более высокого порядка. Это светоносное измерение расширяется относительно нашего трёхмерного пространства, в результате чего мы наблюдаем увеличение длины световой волны с течением времени.
В силу того, что расширение измерений относительно, можно сказать, что сжимаются три пространственных измерения относительно электромагнитного. Разницы нет никакой, это дело вкуса.
Таким образом, введение дополнительных размерностей пространства позволяет вносить новые виды взаимодействий в физические явления. Три пространственных измерения отвечают за формирование материи и гравитационные взаимодействия. Следующее, более высокое пространственное измерение, отвечает за формирование заряда и электромагнитные взаимодействия.
Помимо всего уже сказанного, такое разделение явлений объясняет, почему гравитационные поля нечувствительны к электромагнитным полям – они происходят в различных пространственных измерениях.
Эти и другие свойства многомерного пространства будут более подробно рассмотрены в следующих публикациях.
