Формула E=mc^2 всем известна, и смысл ее состоит в том, что масса эквивалентна энергии. А это значит, что энергия может превращаться в массу (например, в массу частицы), а частица может превратиться в энергию.
Энергия, содержащаяся в массе, колоссальная: в 1 грамме какого-либо вещества содержится энергия, равная 25,0 миллионам киловатт-часов (25 ГВт·ч) или 21,5 килотоннам в тротиловом эквиваленте (≈21 кт). Насколько огромной является эта энергия, нам хорошо демонстрируют атомные электростанции или взрывы атомных бомб.
Энергия вакуума
Но атомная энергия, высвобождающаяся из массы вещества в ходе ядерной реакции (распада ядер атомов) - далеко не единственный пример превращения массы в энергию. То же самое происходит при столкновении двух античастиц - например, электрона и позитрона. В таком случае происходит их аннигиляция (взаимное уничтожение), а вместо них появляются другие частицы, обладающие колоссальной энергией - фотоны и иногда адроны.
Эта энергия, соответственно, равна 2mc^2. Так что при взаимодействии 1 килограмма материи (из частиц) с 1 килограммом антиматерии (из античастиц) выделится энергия, эквивалентная энергии взрыва в 42,96 мегатонн тринитротолуола. Для сравнения: при взрыве самой мощной атомной бомбы, которую взорвали коммунисты в 1961 году на Новой Земле, т.н. Царь-бомбы, выделилась энергия, эквивалентная 57 мегатоннам.
Но возможен и обратный процесс - превращение энергии в частицы. В вакууме постоянно рождаются виртуальные и реальные частицы, и при некоторых условиях возможно даже рождение электрон-позитронной пары.
Сферический конь в вакууме
Однако как возможен этот процесс превращения энергии вакуума в массу (то есть в частицу) и превращение частиц с массой в энергию, - об этом физики ничего внятного сказать сегодня не могут.
Хуже того: что такое этот "вакуум", физики тоже толком объяснить не могут. Обычно они говорят, что даже "пустое пространство" - то есть пространство, в котором нет никаких частиц и полей - не является пустым. Там существует этот самый "вакуум", который постоянно совершает колебания, флуктуации, и из этих флуктуаций постоянно рождаются частицы.
Проблема однако в том, что физики и о пространстве ничего внятного сказать не могут: для них это представление скорее чисто геометрическое, математическое. То есть нематериальное, идеальное. Но поскольку, понятное дело, физические процессы не могут происходить в идеальной реальности, физики дополняют представление о геометрическом 3D-пространстве представлением о "физическом вакууме" - то есть уже о реальности физической. Представление о "физическом вакууме" в современной физике - это просто костыль, который призван "объяснить", почему даже "пустое пространство" обладает физическими свойствами и как-то связано с материей, веществом.
Но если даже в "пустом пространстве" присутствует какой-то "вакуум", может быть, это следует понимать так, что все 3D-пространство "заполнено" какой-то особой формой материи - вакуумом? И не является ли тогда этот самый "вакуум" тем самым эфиром, о котором говорили физики вплоть до начала 20 века и о котором и сегодня говорят представители секты "эфирщиков"?
Тоже нет. От представления об эфире, который "заполняет" 3D-пространство, физика давно отказалась. Такое представление противоречит опыту, и нет никаких указаний на то, что "пустое пространство" "заполнено" каким-то веществом или особой материей, то есть выступает в качестве "вещественной среды", - наподобие воздуха или воды, - в которой движутся частицы и тела.
Решение проблемы
Моя модель 5D-гравитационного поля дает всем этим несуразностям, с которыми столкнулась физика, очень ясное и понятное объяснение.
Во-первых, пространство и время не являются какими-то физическими сущностями - это понимали еще древние греки и некоторые философы Нового времени (например, Лейбниц и Кант). Неужели кто-то думает, что время - это какая-то сущность, "вещь", которая, подобно греческому богу Хроносу, может существовать совершенно отдельно от всех физических систем и совсем иначе, чем весь остальной материальный (физический) мир, но которой подчиняется весь этот физический мир? Ничего более нелепого придумать невозможно!
То, что мы воспринимаем как пространство и время - это просто свойства более фундаментальной физической реальности, которую мы обнаруживаем и измеряем через пространственные и временные величины. Никто же не утверждает, что масса - это какая-то отдельная физическая сущность. Масса - это просто свойство физических систем, физическая величина, которую мы можем измерять. Вот и пространство-время, конечно, также являются только свойством, проявлением, какой-то более фундаментальной реальности.
Какой? Я эту реальность называю гравитационным полем. Обычно под гравитационным полем в современной физике понимаются гравитационные эффекты, связанные с искривлением пространства-времени вблизи большой массы вещества - то есть считается, что там, где искривления пространства-времени нет (оно "плоское"), там и гравитационного поля нет. Но гравитационное поле в моем понимании вовсе не сводится к гравитации (гравитационным эффектам), это наиболее фундаментальное физической поле, и оно существует везде - даже там, где пространство-время "плоское". И именно с состоянием этого гравитационного поля теснейшим образом связаны пространство и время как некие его свойства. Поэтому "искривление пространства-времени", "расширение пространства" - это просто способ описания изменений состояния этого гравитационного поля.
В рамках такого взгляда, ОТО является хорошей теорией гравитационного поля, но теорией неполной. "Вещество говорит пространству, как ему искривляться, а искривленное пространство говорит веществу, как ему двигаться", - эта известная фраза прекрасно передает суть ОТО. Но эта фраза столь же прекрасно показывает, что ОТО является неполной теорией гравитационного поля, так как ОТО ничего не говорит нам о том, на каком "языке" вещество "разговаривает" с пространством. Зато на этот вопрос дает ответ мое "во-вторых" ниже.
А во-вторых, это гравитационное поле постоянно колеблется в дополнительном измерении S (назовем эти колебания для краткости S-колебаниями). Именно эти S-колебания гравитационного поля в S-измерении задают время как объективную физическую величину, которую мы можем измерить.
И, естественно, именно из энергии S-колебаний и берется энергия частиц и любого вещества. Энергия массы (частицы) - это все та же энергия S-колебаний, но преобразованная в другой вид энергии - в массу, в энергию самой частицы.
Рождение частиц
Таким образом, вся энергия частицы (включая энергию ее массы) - это заимствованная энергия. Своей собственной энергии у частицы нет: вся ее энергия является энергией S-колебаний, преобразованная в массу.
Но в силу закона сохранения энергии, если где-то появилась энергия (масса), то где-то она должна убыть. Поэтому появление частицы меняет энергию S-колебаний гравитационного поля: частица забирает часть этой энергии "на себя любимую", и энергия S-колебаний вблизи частицы, конечно, должна уменьшиться.
А как может уменьшиться энергия S-колебания? Двумя способами: за счет уменьшения амплитуды колебания или уменьшения частоты колебания. В действительности, происходит и то, и другое: в области 3D-пространства, где находится частица, в S-измерении, во-первых, уменьшается амплитуда S-колебаний, а во-вторых, уменьшается частота S-колебаний.
Гравитационные эффекты
Несмотря на то, что - как мы видели выше - даже для создания 1 грамма вещества требуется приличная энергия, для энергии S-колебаний гравитационного поля - это "сущая мелочь". Поэтому присутствие в какой-либо области 3D-пространства частицы или нескольких частиц не приводит к сколько-нибудь существенному уменьшению амплитуды и частоты S-колебаний.
Однако ситуация меняется, когда таких частиц - то есть вещества - в какой-либо области 3D-пространства очень-очень много. В таком случае в области 3D-пространства амплитуда и частота S-колебаний меняется уже весьма заметно.
И в результате это приводит к следующему:
1). Уменьшение амплитуды S-колебаний приводит к тому, что в ОТО описывается как "искривление пространства".
2). Уменьшение частоты S-колебаний приводит к тому, что называется "гравитационным замедлением временем". Ведь именно частота S-колебаний задает время (см. ссылку ниже), и если эта частота S-колебаний вблизи массивного тела уменьшилась - это означает замедление времени: вблизи массивного тела часы будут идти медленней, чем на некотором удалении от него.
Движение частиц и тел в 3D-пространстве
Таким образом, представленная мною модель дает очень простое и внятное объяснение тому, почему 4D-пространство-время, сами не будучи физической реальностью, тем не менее, обладают физическими свойствами. И как и почему 4D-пространство-время связаны с веществом. Обнаружить эту связь в 4D-пространстве-времени невозможно - так как эта связь происходит через дополнительное измерение S. "Пустое" 3D-пространство не заполнено никакой материей, никаким эфиром - просто в дополнительном S-измерении происходит постоянное колебание энергии гравитационного поля, и именно эти S-колебания и придают 3D-пространству физические свойства. И именно эти S-колебания связывают частицы и вещество с 3D-пространством.
В самом деле, ведь теперь частица уже всецело связана с той областью 3D-пространства, в котором она находится. Частица - это вовсе не "твердый шарик", который блуждает по 3D-пространству "сам по себе". Частица - это процесс. Постоянный физический процесс преобразования энергии S-колебаний в свою собственную энергию. И без этих S-колебаний гравитационного поля и вне их частица просто не может существовать.
Подобно тому, как живой организм постоянно черпает энергию извне - из пищи, из воздуха, из солнечных лучей в результате фотосинтеза - постоянно преобразовывая эту энергию в свою энергию и превращая эту энергию в свое вещество (вещество клеток), вот примерно так же частица должна постоянно поддерживать свое существование через преобразование энергии S-колебаний в свою собственную энергию. Никакой собственной энергии у частицы нет, и она продолжает существовать только за счет энергии S-колебаний. Так что можно даже сказать, что сама частица - это просто энергия S-колебаний, преобразованная в другой вид энергии.
Поэтому частицы уже оказываются неразрывно связанными с 3D-пространством, составляя с ним по сути одну общую физическую систему. А при движении частицы из одной области 3D-пространства в другую, происходит и перемещение области изменения энергии S-колебаний. То есть окружающая частицу область 3D-пространства как бы "двигается" вместе с частицей - хотя, конечно, никакого движения пространства при этом не происходит.
Это похоже на то, как если бы массивный шар катился по туго натянутой поверхности плотной материи. Там, где оказывается шар - материя под весом шара прогибается, образуя "ямку". И при движении шара по материи вместе с ним по материи как бы "перемещается" и эта "ямка" под ним. Движется ли при этом сама материя? Нет. Просто она последовательно прогибается в разных местах - там, где оказывается шар.
И то же самое происходит и при движении массивных тел (звезд, планет) в 3D-пространстве: само 3D-пространство, конечно, никуда не движется - движется тело, а вместе с ним - область "искривленного пространства" и "замедленного времени". И теперь массивное тело с этой областью 3D-пространства вокруг себя по сути составляют одну единую физическую систему.
И такой взгляд на движение частиц и тел в 3D-пространстве позволяет нам дать ответы и на другие вопросы, на которые в современной физике нет внятных ответов. В частности, это позволяет нам дать простое и ясное объяснение природы сил инерции и сути релятивистских эффектов, описанных в Специальной теории относительности. Но об этом уже в других статьях.