25,1K подписчиков

Невзаимность одновременности, или корень всех причин

882 прочитали

Как я уже много раз сообщал, никакого запрета на превышение скорости не существует, это вам не ПДД. Скорость системы отсчета относительно другой системы отсчета не может превысить скорость света в вакууме не потому, что запрещено, а по совсем другим причинам.

По тем же, по которым нет широты более 90 градусов. Или долготы более 180. Формально-то можно и 300, и 400, и -666. Но 300 градусов восточной долготы — это 60 градусов западной. С другой стороны, 720 градусов долготы — это дважды кругосветное путешествие.

Поэтически можно выразиться так: всё движется в пространстве-времени со скоростью света, и можно лишь направить вектор под тем или иным углом к оси времени. Если он весь направлен в пространстве, то скорость равна скорости света. Превысить нельзя так же, как нельзя ещё больше закрыть запертую дверь. Ну, или открыть более, чем уже открытая.

Как я уже много раз сообщал, никакого запрета на превышение скорости не существует, это вам не ПДД.

Именно групповые свойства гиперболических поворотов и производят те формулы, которые некоторых так раздражают.

Если смотреть с точки зрения физики, то всё дело в относительности времени. Летящий относительно нас со скоростью "почти с" космический корабль мог бы продолжать разгон, но мы видим его часы замедленными, и, соответственно, разгон тоже замедлен. Он-то искренне полагает, что ускоряется на тысячу м/с за секунду, да только секунды у него такие длинные, что скорость его относительно нас совсем не растет.

Но раз время относительно, то разнесенные в пространстве часы никак нельзя привести в согласие. Чтобы не тешиться иллюзиями вроде "что такое время" или "а что, если синхронизировать часы как-то иначе", мы всё упростим: одновременность относительна и НЕ взаимна.

Всё. То, что одновременно в одной системе отсчета, не одновременно в другой. На малых расстояниях и при малых скоростях расхождение мало и можно считать, что одновременность приближенно взаимна. Но если скорости велики ИЛИ расстояния огромны, то попытка ввести единую одновременность подобна навязыванию единого времени для всей России. Полдень по Москве, конечно, везде полдень по Москве, но во Владивостоке он совсем не полдень, и ничего с этим не поделаешь.

Поверхность одновременности — это перпендикулярная к оси времени "плоскость". В простом одномерном случае — прямая, перпендикулярная к оси времени. Если две оси времени идут под углом, то общего перпендикуляра к ним нет. В любой геометрии, в обычной эвклидовой тоже. Только в точке пересечения формально отрезок нулевой длины перпендикулярен к обеим. В итоге моя линия одновременности пересекает твою ось времени в какой-то точке, которая одновременна моему "сейчас", но твоя линия одновременности в этой точке пересекает мою ось времени совсем в другой точке.

А если мы не можем даже договориться — в предположении мгновенной связи! — что кому одновременно, то любые попытки как-то определить абсолютное время изначально обречены на провал.

Синяя точка одновременна красной (с т.з. одной системы отсчета), но красная одновременна зеленой (с т.з. другой системы отсчета), которая НЕ одновременна синей ни в какой системе отсчета. Здесь геометрия обычная, эвклидова. В теории относительности другая геометрия пространства-времени и перпендикуляры строятся иначе, но для понимания принципа это не так важно.
Синяя точка одновременна красной (с т.з. одной системы отсчета), но красная одновременна зеленой (с т.з. другой системы отсчета), которая НЕ одновременна синей ни в какой системе отсчета. Здесь геометрия обычная, эвклидова. В теории относительности другая геометрия пространства-времени и перпендикуляры строятся иначе, но для понимания принципа это не так важно.

Вот пусть удалось сделать червоточину (wormhole, которую почему-то переводят как "кротовая нора", хотя mole и worm суть совсем разные животные) отсюда куда-то в далекую галактику. И по собственному времени это всего ничего: минуты какие-то. И вы там.

Но когда вы там? Пусть туда ушел разведчик, а потом, за ним, вы. Разведчик ушел минуту назад, то есть почти одновременно с вами. Если точка выхода относительно вас совершенно неподвижна, то можно, хоть и чисто формально, распространить одновременность, хотя она сломается даже от сделанного шага. Но если точка выхода в движении относительно вас, то разведчик может искренне полагать одновременной себе любую эпоху у вас. Шагнув через портал, вы можете попасть в прошлое разведчика или в его будущее.

Варианты с прошлым приводят к парадоксам и, по моему мнению, это доказывает невозможность таких объектов. А вот пройти порталом за миллиард световых лет и оказаться в миллиарде световых лет (и получить высланный перед уходом в портал световой сигнал) — это можно (если "можно" сам портал). Вернувшись, вы с удивлением обнаружите, что прошло два миллиарда лет.

Это и без порталов можно устроить, разогнавшись до релятивистских скоростей. Хотя разгон потребует много энергии. Но ведь и портал потребует...

Поэтому не обольщайтесь. Никакие пузыри Алкубьерре, кротовые норы, червоточины, черные дыры, трубы Красинского, телепорты, нуль-пространства, гипер и что там еще придумали учёные и/или фантасты, никогда не позволят вам слетать на Бетельгейзе и вернуться к ужину. Квантовая гравитация не поможет, а помешает, обосновав невозможность решений, которые допускает ОТО. Потому что дело не в запретах и постулатах, а в отсутствии такой вещи, как абсолютное время. И сказывается это прежде всего в том, что одновременность, во-первых, относительна, а во-вторых — не взаимна.

В чём там дело в парадоксе близнецов? Один улетел, другой остался, но каждый вправе полагать покоящимся себя. Каждый считает, что другой сейчас моложе. Но у них разное сейчас!

Скажем, я сейчас старше дочери на 27 лет, но лет тридцать назад я был моложе, чем она сейчас. Да, при тех скромных расстояниях между мною и ею и невысоких скоростях наши сейчас совпадают, но это же не абсолют.

Вот. Единственное, что потенциально возможно, как я уже рассказывал — это изменение топологии Вселенной. Конечно, это невозможно в любом разумном смысле, но уравнения такое могут допускать. Вы можете прорыть какую-нибудь червоточину к Бетельгейзе, и до нее будет совсем близко. Но если это и удастся сделать, это не будет означать превышения скорости света. Это будет означать новый, более короткий путь.

Вот представьте себе что обитаете вы на Чукотке и фамилия ваша Колумб. И летаете вы на Аляску через всю Евразию, океан и потом над Америкой ещё. Долго-долго. Землю все считают плоской. И до вас доходит, что Земля-то шар, и от вас до Аляски пешком дойти можно.

Вы прокладываете маршрут. Можно ли сказать, что вы превзошли скорость авиалайнера пешком? Ну ведь нет же. Просто нашлось расстояние покороче. Оно и раньше было, но было недоступно. А теперь стало доступно. Вы изменили топологию.

Ну или еще пример. Пусть планета когда-то быстро вращалась, и стала тонкая, как блин. Вы живете у полюса, а вам надо к другому. Вам приходится ехать до экватора и потом опять к полюсу. Долго.

Лететь далеко, но туннель — короткий.
Лететь далеко, но туннель — короткий.

Вы прорываете туннель, и от полюса до полюса рукой подать. Можно ли сказать, что вы превысили скорость поезда? Нет. Вы прорыли короткий путь, и не более. Да, вы изменили топологию планеты, она из топологического шара стала топологическим тором — но теперь у вас расстояние от полюса до полюса маленькое. И всё тут.

Скажем, если на одном полюсе извергается вулкан, то пепел по воздуху до другого полюса не долетит, далеко, а вот через туннель — очень даже. Потому что близко.

Причем математически же возможно — нет принципиальных запретов — сплющить планету в эллипсоид с малой полуосью и прокопать туннель от полюса до полюса. Да, нужно много энергии; да, могут быть побочные эффекты; да, практически это нереализуемо... но принципиально возможно. Вот так же обстоит дело и с червоточинами. Тот факт, что теория их допускает, не значит вообще ничего. Но возбуждает, не спорю.

Возвращаясь к Бетельгейзе. Если удастся проделать такой туннель, то звезда будет светить через него, как второе Солнце, и это может быть проблемой.

Это единственный способ путешествовать "далеко" и потом возвращаться в том же времени. Хотя я очень сомневаюсь, что это возможно...

Научно-популярные каналы на Дзене: путеводитель
Новости популярной науки12 марта 2022