В прошлой статье я выдвинул предположение о том, что возраст Вселенной может быть скорректирован из-за временной поправки, так как время, согласно теории относительности, должно замедлятся вместе с расширением пространства. Именно замедляться. Отстаивать эту точку зрения я и хочу в этой статье, описав мысленный эксперимент.
Итак, представим, что в далёкой звёздной системе установлен источник излучения, посылающий короткие монохромные сигналы в нашу сторону. Для удобства примем, что до расстояние до источника равно z=1, мы исследовали спектр звёзды и посчитали красное смещение. То есть частота в момент излучения выше частоты в момент получения ровно в два раза, а длина волны соответственно увеличилась за время путешествия также вдвое. А что есть частота? Это количество колебаний в секунду. В настоящее время секунда определена, как время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Предположим, что в нашем эксперименте источник передает сигналы, длительность которых мы принимаем ровно за одну секунду, затем секундный перерыв, снова сигнал и так далее. Длительность сигнала мы сверяем по нашим атомным часам. Как же должен работать источник, чтобы мы получали наблюдаемую картину?
Так как частота за время полета сигнала уменьшается, то источник должен излучать частоту вдвое большую, нежели мы принимаем, а значит волновой пакет длиной 299 792 458 м, который мы принимаем, в начале путешествия был ровно в два раза короче, то есть 149 896 229 м, а время за которое он был испущен сокращается до половины секунды. Но это все в наших земных мерках, если мы будем мерить нашими метрами и нашими секундами. Но атомные часы рядом с источником будут фиксировать длительность сигнала ровно в одну секунду. Почему? Иначе отношение числа гребней в волновом пакете к количеству колебаний в атомных часах изменится, что приведет к изменению скорости света. Действительно, 149 896 229м - расстояние равное одной световой секунде в то время. Это можно объяснить и по-другому : для того, чтобы луч света "успевал" пройти большее расстояние (пространство расширяется), время должно замедлить свой ход. Можно сказать, что замедление времени - это "плата" за сохранение постоянства скорости света в расширяющемся пространстве.
Этим мысленным экспериментом я хочу показать, что наблюдаемая картина искажена расширяющимся пространством, и скорость протекания физических процессов в прошлом была выше, если сравнивать с современными значениями. А что же с энергией? Почему энергия кванта излучаемого сигнала падает? Здесь все зависит опять таки от точки зрения. Энергия кванта зависит от его частоты, а частота, как мы выяснили, зависит от скорости "течения" времени. В нашем примере отношение количества колебаний атома цезия с частотой кванта не изменилось, а значит энергия также зависит от используемой системы отсчёта.
Существует и другое мнение, о том, что искажения наблюдаемой картины происходят только в продольном направлении. Окей, усложним наш мысленный эксперимент. Пусть на расстоянии одной световой секунды в поперечном, относительно нас, направлении установлено зеркало, которое отражает сигнал источника в нашем направлении. Расстояние между источником и зеркалом по нашим меркам будет 149 896 229 м. Каким же образом мы будем получать сигнал через зеркало? Очевидно, его начало будет соответствовать с концом сигнала от непосредственно источника, и наоборот. То есть картина не меняется в зависимости от направления.
Можно провести параллель с ОТО. Когда мы рассматриваем увеличение пути светового луча в искривленном пространстве, то обязательно делаем поправку на гравитационное замедление времени. И этот эффект (замедление) был надежно проверен.
Для лучшего понимания приведу аналогию, которой уже пользовался. К примеру, сняли мы кинофильм со скоростью 50 кадров в секунду. Но пленка оказалась дефектной, и в скором времени она растянулась в два раза. Если мы будем просматривать отснятый материал в том же темпе, то увидим, замедленные движения актеров, говорящих низким голосом. Для того, чтобы увидеть нормальную картинку, нам следует увеличить частоту воспроизведения до 100 кадров в секунду. Таким образом нам нужно взглянуть и на далёкие объекты Вселенной, учитывая временную поправку. Не все знают, что время затухания сверхновых увеличивается с расстоянием до неё. Если, к примеру, близко расположенная сверхновая затухает за месяц, то на расстоянии z=1, этот процесс растянется уже на два месяца. Как следствие из этого, яркость сверхновых типа 1а уменьшается.
Всем Добра.
