Общая теория относительности (ОТО) — одна из самых успешных физических теорий. Она предсказала чёрные дыры, гравитационные волны, точно описывает движение планет и даже работу систем GPS. Тем не менее у физиков есть веские причины полагать, что ОТО не является окончательной теорией природы. Она несовместима с квантовой механикой при планковских энергиях, требует введения тёмной материи и тёмной энергии, но не объясняет их природу, а также оставляет открытым вопрос: что такое пространство-время само по себе?
На основании предыдущих размышлений, попробуем наметить альтернативный взгляд. Но, что очень важно, не опровергая ОТО в области её успехов, мы предположим, что ОТО является приближённым, локальным описанием более глубокой структуры, в которой пространство, время и гравитация возникают из коллективного поведения простых элементов.
Главное новшество этого подхода — введение глобального фазового поля, создаваемого огромным, но конечным количеством источников.
Предлагаемая альтернатива исходит из противоположного тезиса: первичны не пространство и время, а отношения между элементарными сущностями — тождественными фазовыми осцилляторами. Каждый осциллятор обладает только одним свойством — фазой, которая циклически меняется с собственной частотой. Осцилляторы могут обмениваться информацией о своих фазах, но делают это с конечной предельной скоростью. Сама эта скорость не постулируется как свойство пустоты, а возникает как максимальная скорость распространения фазовых возмущений в сети.
Из условий транзитивности задержек для устойчивой синхронизации системы из N осцилляторов следует, что эффективная размерность пространства не может быть больше трёх. При попытке добавить четвёртое независимое направление, синхронизация становится неустойчивой — конфигурация распадается. Таким образом, наблюдаемая трёхмерность — не случайность, а необходимое условие существования стабильной материи
Пространство рождается как граф задержек взаимодействия, а время — как последовательность фазовых сдвигов. Трёхмерность пространства оказывается не постулатом, а следствием условий совместности синхронизации для всего количества указанных структур.
Устойчивые материальные объекты (элементарные частицы, атомы, звёзды и т.д.) в этой картине — это локализованные области когерентности фазового поля. Простейшая устойчивая конфигурация — четыре осциллятора в вершинах правильного тетраэдра. Эта конфигурация обладает внутренней синхронизацией и не распадается.
Никаких кварков в стандартном смысле в этой модели не требуется. Нуклоны — это не составные частицы, а устойчивые паттерны синхронизации. Вся адронная физика может быть переинтерпретирована как колебания и деформации таких структур.
В обычной физике масса — это внутреннее свойство тела, отвечающее за его инерцию и гравитацию. В предлагаемой теории масса возникает динамически как мера сопротивления, которое сеть оказывает ускорению объекта.
Если тело неподвижно относительно глобального фазового поля, его эффективная масса может быть сколь угодно малой. Масса проявляется только при попытке изменить скорость — то есть при ускорении. Причём величина этой инертной массы зависит не от самого тела, а от того, насколько жёстко оно связано с остальной сетью. В предельном случае — в абсолютно пустой Вселенной, где нет других осцилляторов — инерция обращается в ноль. Это прямое воплощение принципа Маха: инерция тела определяется распределением всей остальной материи во Вселенной.
Равенство инертной и гравитационной масс не постулируется, а вытекает из того, что оба явления — разные аспекты одного и того же: степени «вплетённости» объекта в глобальную сеть фазовых отношений.
В ОТО гравитация — это искривление геометрии. В предлагаемой модели гравитация интерпретируется иначе: как давление глобального фазового поля на локальные неоднородности.
Каждый массивный объект (звезда, планета) создаёт вокруг себя область пониженной синхронизации — «фазовую яму». Глобальное поле, стремясь к однородности, давит на стенки этой ямы. Если рядом находится другой объект со своей ямой, то они оказываются в области, где давление внешнего поля выталкивает их навстречу друг другу. Это и есть тяготение. Никакого искривления пространства-времени в традиционном смысле не требуется — достаточно градиента фазового поля.
Этот подход естественным образом объясняет эффекты, приписываемые тёмной материи. На периферии галактик, где плотность обычного вещества падает, глобальное фазовое поле начинает доминировать. Его давление добавляется к обычному ньютоновскому притяжению, создавая наблюдаемое «аномальное» ускорение. В ультрадиффузных галактиках, где собственное фазовое поле очень слабо, доминирующую роль играет именно глобальное поле — отсюда их необычная динамика без введения скрытой массы.
Таким образом, тёмная материя в этой теории — не гипотетические частицы, а прямое проявление глобального фазового поля, которое до сих пор игнорировалось в стандартных уравнениях.
Так же логично вытекает из данных предположений следующее - если осцилляторы локализованы в нуклонах, то общее количество осцилляторов во Вселенной не постоянно. Оно меняется в ходе звёздного нуклеосинтеза (когда из лёгких ядер образуются тяжёлые, меняется плотность активных осцилляторов) и, особенно, при поглощении материи чёрными дырами. Изменение плотности осцилляторов ведёт к эволюции глобального фазового поля. И эта эволюция должна иметь измеряемые значения и свои последствия:
- Постоянная тонкой структуры α медленно дрейфует во времени. Ожидаемый темп дрейфа — порядка 5×10−18 в секунду, что находится вблизи чувствительности современных атомных часов и может быть проверено в ближайшее десятилетие.
- Красное смещение далёких галактик может быть вызвано не только расширением пространства, но и эволюцией атомных масштабов (поскольку меняется α и масса протона). Это даёт другую зависимость «красное смещение — фотометрическое расстояние», чем в стандартной ΛCDM-модели, и может объяснить ускоренное расширение Вселенной ( а точнее, некую иную динамику ) без введения тёмной энергии.
- Гравитационная постоянная G при этом остаётся неизменной (в пределах точности измерений), поскольку зависимость от α и радиуса протона взаимно сокращается. Это согласуется с современными ограничениями на вариацию G.
Как же объяснить тогда сингулярности ОТО (черные дыры), то, где физика ломается напрочь? Однако, данная модель дает простое вытекающее следствие - "чёрная дыра" — не сингулярность, а замкнутый фазовый домен, внутри которого достигнута полная синхронизация. Осцилляторы внутри такого домена образуют единое когерентное состояние, оторванное от внешнего мира. Горизонт событий — это фазовая граница, где градиент фазы становится бесконечным. Информация внутри такого домена не теряется, а переходит в «замороженное» состояние.
Если чёрные дыры поглощают всё больше материи, их домены растут. В далёком будущем, когда почти вся материя окажется внутри чёрных дыр, глобальное фазовое поле ослабевает. Домены сливаются в единый мега-домен — состояние абсолютной синхронизации. Это состояние квантово нестабильно. Первые случайные фазовые флуктуации лавинообразно нарастают, и мега-домен «размораживается» — происходит "Большой взрыв", высвобождающий всю материю и информацию предыдущего цикла.
При этом, крайне вероятно, что на момент рассинхронизации сохранилось небольшое количество свободных осцилляторов (не захваченных чёрными дырами). Именно они служат «затравками» для формирования структуры в новой Вселенной. Таким образом, крупномасштабное распределение галактик в наблюдаемой Вселенной может нести в себе следы условий, сложившихся в мега-домене предыдущего цикла.
Это циклическая космология, избегающая сингулярностей (не было «начала времени», был фазовый переход) и дающая связь между параметрами разных циклов.
Я не зря начал с обсуждения Общей Теории Относительности (ОТО). Ведь ее успехи - неопровержимы, впрочем, как и недостатки. Предложенная картина не опровергает общую теорию относительности. Напротив, в локальном пределе (малые расстояния, плотности намного выше средней по Вселенной) она должна воспроизводить все успехи ОТО. Однако она утверждает, что ОТО является частным, приближённым случаем более фундаментальной теории — динамики синхронизированного фазового поля. В этом полном описании появляется новый элемент: глобальное фазовое поле всей Вселенной, которое обычно игнорируется, но именно оно ответственно за явления, приписываемые тёмной материи и тёмной энергии.
Переход от микроскопических осцилляторов к эффективной метрике — сложная математическая задача, которая ещё не решена в полном объёме. Однако даже на концептуальном уровне теория демонстрирует внутреннюю согласованность, объясняет несколько «случайных» численных совпадений и делает проверяемые предсказания.
Если хотя бы часть этих предсказаний подтвердится, возможно, это будет означать, что пространство-время — не фундаментальная сущность, а коллективный эффект. И тогда общая теория относительности займёт своё законное место как гидродинамика фазового поля — точное, но не фундаментальное описание реальности.
