Итак, продолжим знакомство с понятием метрики пространства. В 5-тимерном мире место оси OY занимает ось, которую можно назвать «осью вещества (или осью массы kμ)». Эта ось условна в той же мере и в том же смысле, что и «ось времени» ct, введенная в обращение Германом Минковским еще в прошлом веке. В отличие от оси времени, ось массы предложена к использованию исключительно в рамках данной концепции вместо дополнительной четвертой оси пространственной природы мира Калуцы-Клейна. По прошествии целых 115 лет после легендарного, или как теперь принято говорить , прорывного сентябрьского выступления Минковского на 80-ом собрании немецких естествоиспытателей и врачей в Кёльне.
Для согласования размерностей рассматриваемых здесь осей координат, величина массы, подобно параметру t, умножаемому на скорость света, в свою очередь, умножается на другой подходящий «калибровочный» коэффициент, в качестве которого выступает гравитационная постоянная Эйнштейна:
k = 1,87·10^-26 м/кг
Процедура «калибровки» приводит к тому, что на обеих осях соответствующие физические величины разных типов измеряются в единицах пространственной протяженности, в метрах, только время – в «световых метрах», а масса – в «гравитационных метрах». Вместо секунд и килограммов складываются метры с метрами – условие совпадения размерностей физических величин соблюдено.
Однако на этом этапе, опять возникает знакомая по миру четырех измерений проблема выбора типа метрики, теперь уже метрики мира пяти измерений. После такого безапелляционного дилетантского заявления, «призрак»
Л. Д. Ландау определенно «перевернется в гробу», ведь для него подобной проблемы никогда не существовало (см. Теоретическая физика. Т. II. Теория поля. М., 1988, с.18), но истина многолика и переменчива:
Как известно, требование соблюдения принципа причинности в мире Минковского в свое время привело к выбору знака «минус», означавшему смену типа метрики с евклидовой на гиперболическую. Есть основания ожидать подобных метрических «фокусов» и от замены обычной пространственной оси, для которой в плоскости «пространство-время» выполняется условие dμ = 0, осью массы, задающей другую плоскость «вещество-время», естественно, при другом условии dx = 0.
Выяснение типа метрики 5-тимерного мира начнем со следующего утверждения. Повседневный опыт свидетельствует о том, что если в качестве отправного события (точка A) выбрать, например, событие «пробуждение утром» (в момент времени ta), то другое событие (точка B) «завтрак» происходит с этим же самым объектом (μb= μa), а точнее – субъектом, после исходного события (в момент времени tb > ta). То есть положение точки B может быть только таким, как показано на рисунке ниже.
На первый взгляд, кажется, что занять положение какой-либо другой точки окружности, например, точки D, точка B не может. Конечно, в точке D принцип причинности не нарушается: завтрак происходит после пробуждения (td > ta), но, к всеобщему удивлению, завтракает уже совсем не тот субъект, что проснулся (μd≠ μa).
Для наблюдателя в точке C ситуация выглядит еще хуже: мало того, что меняется субъект (μc ≠ μa), так еще и не соблюдается принцип причинности
(tc < ta). Однако, как это ни странно, но такая последовательность событий в принципе вполне допустима. Дело в том, что признаком пребывания объектов в плоскости «вещество-время», является их нахождение в одном и том же месте пространства в разное время. Пусть таким местом будет номер гостиницы. Тогда вышеизложенная последовательность событий представляет собой всего лишь сюрреалистическую смену постояльцев этой гостиницы, описанную своеобразным языком одной занятной растаманской сказки.
Итак, согласно рисунку, в момент времени (tc) в данном номере гостиницы находятся сразу два субъекта, один из которых (μa) крепко спит, а другой (μc) некоторое время назад проснулся, и теперь не торопясь, и не обращая внимания на спящего соседа по номеру, завтракает, после чего незаметно покидает гостиницу. Тем временем в фойе гостиницы, в ожидании заезда в тот же самый злополучный номер, беспокойно дремлет третий субъект (μd).
В какой-то момент времени (td), наскучив ожиданием, он врывается в номер, и беспардонно выгоняет из него не так давно проснувшегося постояльца (μa), не дав ему даже позавтракать. Впрочем, поесть тому все равно бы не удалось, поскольку все вкусные ништяки, которые остались со вчерашнего вечера, уже заточил скипнувший рано утром другой постоялец (μc).
А вот у нервного субъекта (μd) с собой было, так что в момент времени (tb) он, не спеша, накрывает видавшую виды прикроватную тумбочку газетой-самобранкой и приступает к скромному завтраку вечного командировочного.
Конечно, все это – только забавная метафора и ничего более, но она, тем не менее, наводит на крамольные с физической точки зрения мысли о возможном в мире пяти измерений откате от гиперболической метрики назад к евклидовой метрике, правда, «расплатой» за этот откат служит то, что плоскость «вещество-время» из действительной становится комплексной.
К такому выводу приводит тот факт, что рассматриваемый интервал обращается в нуль при условии равенства друг другу его массовой и временной компонент, выполнение которого как раз и обеспечивает появление в результирующем выражении мнимой единицы (i):
Обнаруженная мнимость временной компоненты данного интервала, по всей видимости, связана с тем, что по отношению к исходному моменту времени (ta), итоговый момент времени (tb) еще не наступил, или с тем, что по отношению к моменту времени (tb), момент времени (ta) уже остался в прошлом. Иначе говоря, природа оси времени такова, что изображение на ней сразу двух точек (ta и tb) является условным. На самом деле, одна точка (tb) сменяет другую (ta), так что изображение оси времени в виде прямой линии используется исключительно из соображений удобства и для того, чтобы подчеркнуть формальное равноправие этой оси среди остальных, действительно пространственных, осей координат мира Минковского.
Итак, обсудим еще раз события, происходящие с наблюдаемыми объектами, используя формально евклидову метрику координатной плоскости «вещество-время».
Первое из событий (точка A) состоит в том, что в момент времени t1 в некотором месте пространства находится объект, масса которого равна μ1. Второе событие (точка B) заключается в том, что в другой момент времени t2 в той же точке пространства, которая по определению является неподвижной
(Δx = x2 – x1 = 0), обнаруживается второй объект с другой массой μ2.
Любопытно, что смена этих событий допускает разные толкования. Во-первых, происходящее может рассматриваться как то, что вначале в данной точке пространства находился один движущийся объект, проходящий через эту точку, без какой бы то ни было задержки. В следующий момент времени (через промежуток времени Δt = t2 – t1) место, оставленное первым объектом, занимает и практически сразу покидает другой, также движущийся, объект. Говоря иначе, оба объекта за время Δt совершили свои перемещения, последовательно пройдя через одну и ту же точку пространства.
Таким образом, понятие интервала в координатной плоскости «вещество-время» позволяет под другим углом зрения взглянуть на знакомый до мелочей процесс перемещения объектов, и дать ему альтернативное определение. Теперь вместо привычной формулировки: «перемещение есть происходящее с течением времени Δt изменение положения Δx данного тела массой μ в пространстве», этот процесс можно определить, как происходящую за время Δt смену одного перемещающегося объекта массой μ1 в данной неподвижной точке пространства (точке A) другим перемещающимся объектом массой μ2.
Второй вариант интерпретации происходящих событий носит качественно иной и даже несколько «экзотический» характер. Пусть в начальный момент времени, второго объекта μ2 не было и в помине ни в ближайшей окрестности первого объекта μ1, ни на бесконечном удалении от него. Или, если оба объекта были неподвижны, и продолжали находиться в состоянии покоя, то описываемая ситуация выглядит, как переход одного и того же объекта из основного состояния с массой равной μ1, в возбужденное состояние, в котором его масса равна μ2.
То есть вместо процесса перемещения объектов, наблюдается процесс превращения одного из объектов в другой объект, причиной которого может быть поглощение энергии, в количестве достаточном не только для изменения скорости перемещения, но и для изменения массы доселе покоившегося объекта, что и выглядит его превращением в другой уже движущийся объект.
И, наконец, наиболее близкая к действительности, интерпретация состоит в следующем. В изложенном ранее метафорическом описании происходящих событий, на самом деле, нет ничего удивительного в том, что завтракающий субъект отличается от того субъекта, который спал. То обстоятельство, что ночью он не покидал свой гостиничный номер (не перемещался в пространстве), никоим образом не повлияло на его эволюцию во времени. Оставаясь в том же месте пространства, субъект продолжал изменяться во времени, ощущая его ход через изменение своей массы. Так что, строго говоря, завтракающий субъект, действительно, может иметь массу, отличающуюся от той, какой она была в момент его пробуждения. Только этот факт остается скрытым в силу цикличности изменения массы наблюдаемого субъекта, благодаря которой он оказывается доступным для обнаружения лишь в те моменты времени, когда его масса принимает свое равновесное значение. То есть, масса объекта лишь кажется постоянной величиной.
Так анализ метрики мира пяти измерений неожиданно позволил найти еще один косвенный аргумент в пользу того, что масса материальных объектов, и в самом деле, является переменной величиной.
Кстати, буквально пару недель назад в Physical Review X была опубликована статья британского профессора Дж. Оппенгейма (UCL Physics&Astronomy)
«A postquantum theory of classical gravity?». В этой статье он, на основании модифицированной квантовой теории, предсказывает, что случайные и сильные флуктуации самого пространства-времени делают наблюдаемый вес объектов непредсказуемо переменным.
В размещенной, тем же автором и почти в то же время, но в другом журнале Nature Communications, второй статье «Gravitationally induced decoherence vs space-time diffusion: testing the quantum nature of gravity», Дж. Оппенгейм рассматривает некоторые следствия своей теории. И в завершение предлагает эксперимент для ее проверки: очень точно измерить массу тела, чтобы увидеть, изменяется ли ее величина с течением времени.
Мысль вполне здравая, хотя довольно прямолинейная и незатейливая , однако, оптимизма Дж. Оппенгейма я не разделяю. Дело в том, что периодическое изменение массы элементарных частиц, а тем более, макроскопических тел, происходит с настолько высокой частотой, что отследить подобные «колебания» массы непосредственно невозможно чисто из технических соображений. Остается уповать только на такие эксперименты, в которых обнаруживаются доступные наблюдению и измерению вторичные эффекты, достоверно обязанные своим происхождением именно переменности массы.
Окончание следует