Copyright© 2006 Попов В.П., Крайнюченко И.В. All Rights Reserved

 

3. ДВИЖЕНИЕ - АТРИБУТ МАТЕРИИ

 

3.1. Вещественная форма материи

Реальное пространство неотделимо от вещества. Вещество – это объективная реальность, имеющая материальную природу. В представлениях Ньютона вещество «обитает» в пустом пространстве. Вещество может исчезнуть, но пространство останется. Классическая механика не объясняет что такое вещество, которое существует априори. Но уже в те времена (1870 г.) математик Клиффорд предполагал, что вещество – «это холмы на ровной поверхности пространства», т.е. он рассматривал единство пространства и вещества. Вещество есть производное от пространства. Эта геометрическая, статическая  точка зрения на вещество появилась до теории Эйнштейна, который отделял вещество от пустого пространства, но предполагал их взаимодействие.

Выше обсуждали, что пространство Эйнштейна расположено вне вещества, поэтому физики представляли электрон как абсолютно твердый шарик не способный к деформациям. Это означает, что электрон или не имеет внутреннего пространства, или имеет бесконечно упругое пространство. Однако при этом в СТО противоречиво утверждается, что абсолютно жесткий электрон при высоких скоростях движения должен сокращаться в длине (Лоренцево сокращение), деформироваться в направлении движения [8, 9, 10]. Если электрон абсолютно жесткий, то он не должен деформироваться.

Другой парадокс состоит в том, что если электрический заряд электрона находится на его поверхности, то это означает наличие внутренней структуры электрона, что переводит его в разряд неэлементарных частиц. Но если заряд равномерно распределён в объеме электрона, то невозможно объяснить, почему электрические силы отталкивания не разрывают электрон на части. Поэтому, чтобы не разрешать указанные противоречия, вызванные несовершенством модели пространства, современная «стандартная модель» вынуждена представлять микрочастицы как точечные образования, лишенные внутренней структуры [3]. Эта модель маскирует проблему, но не имеет отношения к действительности. Точечные модели частиц всего лишь идеализация. Но, как мы уже отмечали, идеализация часто искажает действительность.

Эти трудности привели к появлению теории суперструн, согласно которой все элементарные компоненты Вселенной являются одномерными волокнами – струнами, замкнутыми в петли. Теперь частица не точка (шарик), а петля, способная деформироваться, колебаться разнообразными способами. Ценность этой теории заключается в том, что масса, заряд, энергия, спин находят своё «физическое» объяснение. Это уже не абстрактные свойства, а разные моды колебаний (внутренние движения) струны [3].

Обоснованность кинетической теории вещества подтверждается уравнением  Пуанкаре: Е=mc2, где энергия Е и масса m имеют единую природу. Поскольку энергия всегда проявляется как движение материи, то логично предположить, что и масса есть скрытая форма движения материального субстрата. Теория суперструн пытается объяснить различные свойства вещества различными формами движения суперструн. Формально математикам удалось придумать тысячи форм движения суперструн, но ещё предстоит определить, какие моды отражают реальность, а какие из них являются фикциями. Важно то, что появились идеи, объясняющие свойства вещества не структурой, а кинетикой внутреннего движения. Появилось объяснение природы массы, заряда, спина. Вещество можно рассматривать, как скрытую энергию [1], как скрытую форму движения.

Вера в справедливость этой идеи поддерживается большим количеством аналогий в макромире. Например, температура тела определяется скрытыми от глаз хаотическими движениями молекул (атомов). Магнетизм является следствием скрытого, циклического, упорядоченного движения электронов. Вихрь, торнадо существует благодаря циклическому движению молекул воздуха или воды. Существование макроскопических аналогий создаёт доверие к теории суперструн, хотя до сих пор «мы не знаем, верна ли теория суперструн и является ли она  реальной теорией мироздания» [3]. Но она выгодно отличается от ОТО и классической квантовой механики, которая не могла объяснить, что такое энергия вакуума, энергия пустого пространства, масса вещества и др.

В настоящее время существует пять отличающихся теорий суперструн. Уравнения теории струн настолько сложны, что никто не знает их точного вида. Кроме того, теория суперструн эмпирически непроверяемая, поэтому она остаётся полем деятельности математиков, тасующих тысячи геометрических вариантов пространств Калаби – Яу [3] без надежды на проверку их «физичности». Эту безнадежность вряд ли удастся преодолеть в ближайшей перспективе. Один из разработчиков теории суперструн Брайн Грин пишет: «Хотя эти теории возникли в качестве полноправных решений уравнений теории струн, большинство из них не имеет никакого отношения к наблюдаемому миру» [3].

Обе теории (ОТО и квантовая механика) не преодолели парадокса пустого пространства (хотя и многомерного). По-прежнему суперструны перемещаются в пустом геометризованном многомерном пространстве. Свойства вещества в теории суперструн объясняется как скрытое движение, но откуда взялись суперструны? Вещество (суперструны) парадоксально возникает из энергии пустоты. Как видно, мы имеем дело с «молчаливой» теорией, не способной дать ответы на многие вопросы. В главе 5 рассматриваются менее противоречивые модели вещества.

Выводы

1.     В механиках Ньютона и Эйнштейна не объясняется, что есть масса, заряд, энергия.

2.     Теория суперструн объясняет свойства вещества различными видами внутреннего движения петлеобразных частиц. Масса является формой движения, как и энергия (Е=mc2).

3.     Внутреннее движение находится в зависимости от состояния окружающего пространства.

4.     Ни одна из «стандартных» теорий не объясняет механизм появления вещества из пустого пространства. Объяснение, что вещество появилось из энергии пространства, нельзя считать удовлетворительным.

5.     Требуется новая более адекватная реальности модель вещества.

 

3.2.  Альтернативные теории гравитации

Ещё больше неопределённостей пустого пространства выявляется в «Общей теории относительности» (ОТО), пытающейся объяснит феномен гравитации. Платон сформулировал принцип стремления тел друг к другу [50]. Галилей первым осознал явление тяготения тел к Земле. Важная особенность гравитации заключена в её универсальности. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации. Каждая частица сама является источником гравитации. Сила гравитации всегда стремится сблизить частицы. Гравитация  является источником энергии.

Ньютон, не объясняя природы гравитации, выразил этот закон математически: F=Gm1m2/r2 (m-масса, r-расстояние, F-сила тяготения). Однако можно показать, что закон всемирного тяготения не является всемирным и имеет ограниченное применение по следующим причинам.

При уменьшении r до нуля, сила F должна асимптотически вырастать до бесконечности, что абсурдно. В мире элементарных частиц силами гравитации пренебрегают ввиду их малости. Но независимо от величины масс элементарных частиц при их слиянии гравитация должна связывать частицы с чудовищной силой, разорвать которую невозможно. Однако эмпирически такое не происходит, следовательно, закон Ньютона в микромире не соблюдается и необходимы поправки. Не исключено, что на малых расстояниях (r ≈ 0) возникают некоторые силы отталкивания, не допускающие полного соприкосновения частиц. Формально, с уменьшением расстояния между частицами должен нелинейно изменяться показатель степени (rn) в уравнении Ньютона, т.е. требуется нелинейная геометрия. Но как всегда, следуя экспансивным устремлениям человеческой психики, закон тяготения Ньютона опрометчиво распространили «на весь Мир».

Общая теория относительности продолжила развитие теории гравитации. Гравитация в ОТО осуществляется через деформацию пустого четырехмерного пространства. «Масса управляет пространством, говоря ему как искривляться, а пространство управляет массой, говоря ей, как двигаться» (Д. Уилер) [3]. Предполагается существование гравитационных волн в пустоте. «Они переносят энергию, но не переносят вещество» [1]. Гравитационные волны – это волновая геометрия. Если одно тело поместить в пустое эвклидово пространство, то пространство искривится, и это явление создаст силы гравитационного притяжения.

Некорректность этого утверждения заключается в том, что для появления силы тяжести, согласно уравнениям Ньютона, должны присутствовать как минимум два массивных тела. Если масса второго тела стремится к нулю, то, несмотря на кривизну пространства, сила притяжения стремится к нулю. Одно тело не может создать силы тяжести. Силы всегда возникают при взаимодействии тел.

Развивая идеи ОТО, пятимерная теория Калуцы объяснила гравитацию, как волны в трехмерном пространстве, а электромагнетизм - как волны в пятом измерении (кривизна пятого измерения). Электрический заряд – это искривление пятого измерения. Электромагнитная волна – это пульсации пятого измерения. Теория Клейна – Калуцы продолжала развиваться по проторенному пути. Все силы в природе стали рассматриваться как волнообразные деформации разных измерений, количество которых выросло до 11 [1]. Произошла полная геометризация пространства.

 В данном случае учёные «забыли», что геометрия – это инструмент сознания, все оси координат существуют только виртуально. Модели пространства и сил взаимодействия сознание рисует на языке геометрии, но в таких образах мало физики.

Несмотря на все попытки, гравитационные волны эмпирически не обнаружены и остаются абстрактным предположением. Неясно также, что может колебаться в пустоте, кроме придуманных человеком геометрических пропорций. Скорость распространения гравитационного возмущения эмпирически не определена, но её априори приравнивают к скорости света. Мы видим, как человеческая мысль следует по единожды проложенному пути, и как трудно бывает вырваться из наторенной колеи.

С появлением стандартной модели расширяющейся Вселенной, добавились новые претензии к теории тяготения. Расширение пространства должно изменять его кривизну. Гравитационная «постоянная» (G) в уравнении Ньютона, следуя за изменением кривизны расширяющего пространства, должна изменять своё значение, следовательно, это не мировая константа. Расширение пространства ставит под сомнение возможность существования мировых констант. Поль Дирак сомневался в постоянстве гравитационной постоянной G в уравнении Ньютона и вычислил возможный временной дрейф [50]. По его мнению, Земля должна была постоянно увеличивать свой диаметр. Но геологические исследования  не подтвердили его предположение. Причиной могла быть неверная оценка темпа изменения G.

Другой взгляд на взаимодействия в природе открывает квантовая механика. Если геометрическая концепция пространства пытается все виды взаимодействий объяснить кривизной какого – либо измерения, то квантовая механика все виды взаимодействий единообразно объясняет как процессы обмена. Электромагнитное взаимодействие – это обмен виртуальными фотонами. Гравитация – это обмен гипотетическими гравитонами (квантами гравитационного поля). Слабые и сильные взаимодействия есть обмен мезонами и глюонами.

Теория суперструн (1984-1986) даёт третий, опять единообразный вариант взаимодействий. Согласно формуле Е=mc2 в основе энергии и массы лежит движение материи, поэтому в теории суперструн гравитация описывается как мода колебания «частицы – суперструны» [3]. Одиннадцать пространственных измерений оказывают влияние на моды суперструн, поэтому влияют на их массу, заряд и пр., таким образом, пространство активно взаимодействует с веществом.

Итак, мы видим три гипотетических механизма гравитации. Совместимы ли они в единую теорию, или следует отдавать предпочтение одному из них, покажет будущее. В настоящей работе не будем погружаться в квантовую механику, а продолжим анализ ОТО.

Популярная литература, написанная известными физиками [1, 3], не объясняет, почему искривлённое четырёхмерное «пространство – время» создаёт притяжение тел. Почти во всех учебниках приводится странная, двумерная иллюстрация (рис.2).

 

 


                  А

 

 


                   В

Сила тяжести

 
 

 

 


Рис.2. Иллюстрация механизма гравитации

 

На горизонтальной резиновой пленке, растянутой в пространстве, лежит неподвижный маленький «пробный» шарик (рис. 2А). После того как на пленку поместили тяжёлый шар, она прогнулась и образовалась поверхность, напоминающая яму (рис.2.В).

В результате пробный шарик скатывается в яму к тяжелому шару. Их сближение толкуют как результат возникшей кривизны пространства пленки. Однако эта модель не имеет ни малейшего отношения к геометрической теории гравитации. Искривление поверхности пленки можно осуществить, не используя массивный шар. Кривизну пленки можно создать нажатием пальца. Кроме того, пробный шарик скатывается в ямку не в результате появления кривизны плёнки, а под влиянием тяготения Земли, о котором «экспериментаторы» забыли. Если аналогичный эксперимент провести на спутнике Земли в невесомости, то пробный шарик никуда двигаться не будет, ни на плоской, ни на искривленной поверхности. Но вера в эту фантазию держится около ста лет.

ОТО предсказала (и в этом её ценность) возможность искривления пространства около Солнца, что послужило основанием для эмпирической проверки. Факт искривления луча, идущего от далёкой звезды, вблизи Солнца подтвердил Эддингтон в 1919 г., что было однозначно истолковано как доказательство «истинности» ОТО, доказательство существования кривизны пространства, в котором свет движется не по прямой, а по «космодезической» линии.

Следует подчеркнуть, что за эйфорией этого открытия не стали анализировать противоречия. Искривление луча света можно было предсказать и на основании законов Ньютона, не прибегая к «кривизне» пространства ОТО. Известно, что фотон имеет массу движения, но не имеет массы покоя. То, что масса движения является гравитационной массой, доказывается искривлением траектории луча под влиянием Солнца, как траектория артиллерийского снаряда искривляется тяготением Земли. Однако масса фотона особенная, т.к. не подчиняется законам инерции. Иначе наблюдалось бы ускорение и торможение, а при этом с≠const. Все известные тела, кроме фотона, имеют одновременно и гравитационную, и инерционную массу, совпадающие по величине до 12 знака после запятой.

Можно предположить, что есть и другие причины искривления луча света. Обычно свет изменяет скорость и преломляется при движении в неоднородных средах (линзы, призмы, миражи, мутное стекло). Вблизи Солнца пространство не пустое. Существует плазменная корона, которая достигает даже Земли. Движение луча в плазме может замедлиться относительно  скорости света в вакууме, что приведет к искривлению его траектории. Именно такого мнения придерживался Л. Брюллиен [51, 52]

И, наконец, можно предположить, что состояние физического вакуума в близи Солнца отличается от его состояния в дальнем космосе. В этом случае искривление луча можно объяснить движением света через неоднородности вакуума вблизи Солнца. Влияние гравитации на состояние вакуума обнаружено эмпирически. Около «черных дыр» под влиянием чудовищной гравитации из вакуума рождаются электроны. Кроме того, на структуру вакуума влияет магнитное поле Солнца [50]. Но Эддингтон, игнорируя альтернативные объяснения, .стремился доказать справедливость ОТО, которая предсказала найденное им явление. Искривление луча происходит, но может быть объяснено совокупностью разных причин, суммированием различных механизмов, а не только искривлением пространства. Поэтому опыт Эддингтона нельзя считать доказательством справедливости ОТО.

Мегаструктура Вселенной напоминает соты. Галактики концентрируются вдоль суперструн (реликтовое состояние вакуума) чудовищной плотности. Таким образом, гипотеза неоднородности космического вакуума не является фантастикой.

Ситуацию с искривлением луча света около Солнца можно проиллюстрировать известным анекдотом. Возникла идея, что таракан слышит лапками, так как быстро убегает при вибрациях стола. Для проверки таракана с оторванными лапками положили на стол и начали стучать. Таракан не убежал, следовательно, не слышал стука из-за отсутствия лапок. Предположение как бы подтвердилось – таракан действительно слышит лапками. Очевидно, в поисках истины необходимо обсуждать несколько альтернативных гипотез, чтобы выбрать более правдоподобную. Таракан лапками не только слышит, но и бегает.

Эмпирический опыт всегда может иметь несколько альтернативных объяснений. Можно указать на альтернативные модели солнечной системы Птолемея (геоценгризм) и Коперника (гелиоцентризм). Обе модели, отрицающие друг друга, удовлетворительно объясняли известные эмпирические наблюдения, предсказывали планетарные и солнечные циклы. Но модель Птолемея была очень громоздкой, а модель Коперника изящной. Последняя оказалась верной. «Окончательная теория должна объяснять Вселенную, не натыкаясь на внутренние противоречия» [1].

Другим примером может послужить теория флогистона (гипотетической тепловой жидкости), участвующего в тепловых процессах. Оказалось, что при нагревании имеет место не перетекание флогистона от горячего тела к холодному, а распространение активности движения молекул. Теория познания обнаруживает множество подобных «стандартных» ошибок, происходящих при принятии решений. Очевидно, причины следует искать в «стандартных» особенностях психики людей.

Принято считать, что ОТО объяснила смещение перигелия (ближней к солнцу точки орбиты) Меркурия на величину 43 угловых секунд в год, а теория Ньютона не могла этого сделать. Однако в 1920 г астрономы  Гроссманн и Дулитл, обработав тысячи наблюдений, показали, что истинное смещение перигелия Меркурия составляет всего 0,29 – 0,38 секунды в год [50], что не совпадает с предсказаниями ОТО (прогноз Эйнштейна сомнительный).

Рассмотрим ещё один миф, предсказанный ОТО. Исходя их единства пространства и времени, утверждается, что любые изменения пространства должны касаться изменений хода времени. ОТО предсказывает, что ход времени замедляется при усилении поля тяжести (искривлении пространства), поэтому в недрах «черных дыр» время может останавливаться [9]. Эксперименты, проведенные с точными «ядерными» часами, подтвердили факт, что часы на поверхности Земли (напряженность поля тяжести выше) идут медленнее, чем поднятые на верхние этажи, на летящий самолёт и даже ракету [1]. В данном случае для эксперимента выбрали самые точные атомные часы, чтобы заметить незначительные изменения, предсказываемые теорией.

Длительность цикла часов (темп хода времени) зависит от многих факторов: от конструкции часов, от источников энергии, от потери энергии в элементарных процессах. Однако отсутствуют сведения о влиянии кривизны пространства на ход кварцевых, пружинных или атомных часов. Поэтому мы вправе предполагать, что замедление хода часов могло быть вызвано разными причинами, а не только мифической кривизной пространства. Покажем, как разные «часы – механизмы» могут реагировать на гравитацию.

Идеальный математический маятник колеблется с частотой f=√g/2πL, где g – ускорение свободного падения, пропорциональное силе тяжести. L – длина маятника. Чем выше сила тяжести, тем чаще ритмы, тем быстрее идёт время. На поверхности Земли маятниковые часы будут идти быстрее, чем на вершине Эвереста. В отсутствие тяготения они остановятся. На спутнике Земли такие часы работать не будут. Песочные (водяные) часы также будут спешить на поверхности Земли, и отставать на больших высотах. Как видим, результат прямо противоположный предсказаниям ОТО.

Очевидно, эксперимент с замедлением хода времени атомных часов «на высоте» нуждается в более глубоком осмыслении. Если результат зависит от типа часовых механизмов, преждевременно утверждать, что все предсказания ОТО подтвердились. Логично заметить, что элементарные часы сильнее подвержены влиянию квантовых структур вакуума. Атомные часы самые элементарные из всех известных, поэтому могут реагировать на какие - то состояния вакуума, не имеющие отношения к гипотетической кривизне пространства.

Выводы

1.     Единая, непротиворечивая теория гравитации отсутствует. Известны три противоречивых механизма гравитации: кривизна «пространства – времени», обмен виртуальными частицами, внутренние движения «суперструн – частиц».

2.     Экспериментальное подтверждение искривления луча света вблизи Солнца может иметь несколько альтернативных объяснений. Но популярна только версия Эйнштейна.

3.     Замедление хода времени в сильном поле тяготения подтверждается только атомными часами. Маятниковые и песочные часы будут ускорять свой ход, что противоречит ОТО. Наличие противоречий свидетельствует о незавершенности ОТО.

4.     Требуется разработка теории гравитации совместимой с представлениями о материальности пространства.

 

 

3.3  Принцип «неотносительности» движения

В связи с теорией гравитации можно поставить под сомнение принцип относительности, положенный в основу СТО. Первоначально этот принцип сформулировал Галилей, затем Пуанкаре, позже Эйнштейн использовал его как постулат при разработке теории относительности. Пуанкаре сформулировал его следующим образом. «Согласно принципу относительности законы физических явлений должны быть одинаковыми для неподвижного наблюдателя и для наблюдателя, совершающего равномерное, поступательное движение, так, что мы не имеем никакого способа определения, находимся мы в подобном положении, или нет» [10]. Другими словами возможность отличить покой от движения в инерциальной системе отрицается. Следует напомнить, что равномерное поступательное движение (без ускорения) называется инерциальным.

Парадигма пустого пространства отрицает возможность абсолютного движения. Любое движение является относительным. «Невозможность существования абсолютного движения является общим законом природы» [10]. Опровергнем это утверждение.

Модель инерциальной системы разработана для пустого пространства, не оказывающего сопротивления движению тел. Пустое, не искривленное пространство, согласно ОТО, может быть только без вещества, без массивных тел. Такая модель может существовать только в мыслях. Однако Вселенная материальна, вещественна, «пронизана» гравитационными полями. Гравитационные поля в пространстве создаются веществом.

В главе 2 показано, что при наличии гравитации движение массивных тел без сопротивления невозможно. При приближении к тяготеющему телу движение ускоряется. При удалении – замедляется. Наличие ускорений нарушает инерциальное движение. Следовательно, инерциальных систем в объективной реальности не существует, они являются идеализацией.

Эйнштейн распространил принцип относительности также на системы отсчета, движущиеся с ускорением, сформулировав принцип эквивалентности. Никакие эксперименты не могут отличить свободное падение замкнутого объекта в гравитационном поле земли от покоя. В качестве примера приводится «лифт Эйнштейна». Если на лифт не действует гравитационное поле Земли, то все предметы в нём становятся невесомыми. Если лифт свободно падает ускорением под действием гравитационного поля, то предметы также становятся невесомыми. В этих случаях никакие эксперименты не могут обнаружить гравитационное поле.

Однако приведенные аргументы не имеют отношения к принципу относительности. Наблюдатель, находящийся в падающем лифте, может воспользоваться магнитометром, чтобы обнаружить своё движение. Земля окружена магнитным полем, движение в этом поле легко регистрируется. Даже если лифт помещён в магнитный экран и магнитное поле не проникает внутрь, а «обтекает» лифт по экрану, то датчик можно встроить в толщу экрана и задача будет решена.

Кроме того, из ОТО вытекает возможность существования гравитационных волн (вибрации пространства). Если гравитационное поле Земли модулировано волнами, а в лифте есть детектор гравитационных волн, то движение можно отличить от покоя. Следует сообщить, что гравитационные волны, предсказанные ОТО ещё не открыты.

Теперь представим себе объект, инерциальную систему, движущуюся в пространстве равномерно, прямолинейно, без ускорения. Согласно принципа относительно, наблюдатель в таком изолированном объекте не может отличить движение от покоя. Это утверждение справедливо только в том случае, если во всей Вселенной нет других массивных объектов. Но Вселенная «наполнена» массивными объектами, создающими гравитационные поля. Если изолированный движущийся объект оборудован гравиметром, способным регистрировать напряжённость поля тяжести, то изменчивость показаний прибора будет свидетельством движения объекта. Неизменность показаний может быть следствием покоя или движения по эквипотенциальной орбите (как спутник вокруг Земли). Но в последнем случае все гравитационные часы, находящиеся внутри объекта (маятниковые, песочные) перестанут показывать ход времени. Будут идти пружинные, кварцевые и атомные (цезиевые), часы. Последние должны «чувствовать» или кривизну пространства или другие какие - либо состояния вакуума. Таким образом, в реальном мире всегда можно найти способ отличить покой от движения. Никакую систему измерений нельзя изолировать от окружающей среды. В вакууме распространяются и гравитационные и электромагнитные волны. Нейтрино свободно проходят через любые оболочки. Понятие «изолированная система» является грубой идеализацией.

Предположительное существование эфира поставило вопрос, как Земля движется через эфир. Можно ли считать Землю инерциальной системой, которая движется со скоростью 30 км/с. На поверхности Земли можно проводить любые механические эксперименты,  при этом законы природы не нарушаются. Человек не ощущает скорости Земли, но форма силовых линий магнитного поля подвижной Земли отличается от конфигурации магнитного поля неподвижного шара, что может свидетельствовать о движении, а не о покое.

Согласно принципу относительности движение симметрично, т.е. равномерное движение объекта А относительно объекта В неотличимо от движения В относительно А. Покажем, что это также заблуждение.

Не следует забывать о существование гравитационных полей вокруг А и В. Когда объекты сближаются, сила взаимного тяготения ускоряет их сближение. Когда расходятся - действует отрицательное ускорение. Для соблюдения равномерности движения надо включать реактивные двигатели, что само по себе является индикатором движения Для идеализированных инерциальных систем сближение и расхождение симметрично, но для реальных не инерциальных – ассиметрично.

Можно опровергнуть симметричность относительного движения на других примерах. Известно, что движение электрического тока по проводнику создаёт магнитное поле, которое можно зарегистрировать специальным прибором – магнитометром. Электроны в проводнике движутся относительно магнитометра. Если тока нет, то электроны неподвижны относительно магнитометра и магнитное поле отсутствует.

Для проверки принципа симметричности можно двигать магнитометр параллельно проводнику (электроны неподвижны, но магнитометр подвижный).  Однако при такой обращенной форме относительного движения магнитометр не зарегистрирует магнитное поле. Следовательно, симметрии относительного движения не существует. Магнитное поле возникает не в результате движения электронов относительно магнитометра, а относительно среды (вакуум, эфир, субстрат).

Выше было показано, что инерциальных систем в природе нет по причине существования гравитационных полей вокруг массивного вещества. Но даже без учета гравитации можно показать, что понятие «инерциальная система» применимо в исключительно редких случаях, когда перемещаются объекты, расположенные на одной прямой линии. Если тела движутся параллельно,  по встречным или по множеству пересекающихся траекторий, то инерциальное движение с постоянной относительной скоростью невозможно. Покажем это.

Вообразим поезд, идущий параллельно платформе. Человек (Ч) на платформе лазерным дальномером определяет расстояние до машиниста поезда с интервалами в 1 сек. по схеме рис.3.

Другой человек Ч1 находится на рельсах и также отслеживает движение поезда. Поезд движется равномерно относительно Ч1, через каждую секунду перемещается по ряду точек, А, В, С, Д и т.д.

 

 


                                         Д          С              В             А

                                             

    Ч1

 

                                    Ч

 

 

Рис.3. Схемы относительного движения

 

Однако между человеком Ч и машинистом относительное расстояние за каждую секунду сокращается нелинейно  потому, что отрезки АЧ-ВЧ>ВЧ-СЧ>СЧ-ДЧ. Таким образом, скорость поезда относительно Ч непостоянная, имеет место замедление.  В точке Д замедление на мгновение прекращается, а после прохождения поездом точки Д начинается ускоренное удаление поезда. Итак, относительно Ч поезд совершает не инерциальное движение. В отсутствие гравитационных сил инерциальным можно считать движение только по линии АЧ1. Всё остальное множество траекторий движения будет не инерциальным. Но гравитация присутствует всегда, поэтому движение по линии АЧ1 инерциальным считается условно, если гравитационное ускорение невелико.

Выводы

1.     Наличие в реальном пространстве гравитационных полей делает невозможным движение тел без взаимодействия с ними, без ускорения, поэтому в реальном (не пустом) пространстве инерциальные системы существовать не могут. Это делает многие мысленные эксперименты Эйнштейна не адекватными реальности.

2.     Принцип относительности неверен, т.к. изолированных от гравитации объектов не бывает. Параметры поля тяготения могут служить индикатором движения.

3.     Симметрия относительного движения невозможна при наличии поля тяготения между телами.

4.     Принцип симметричности относительного движения соблюдается только в идеализированных мысленных экспериментах.

5.     Неверно сформулированный постулат делает теорию (СТО) некорректной.

 

3.4. Парадоксы света

Свет – это электромагнитная волна, способная распространяться в вакууме. Другой моделью света являются движущиеся фотоны. Фотоны в покое существовать не могут, не имеют массы покоя. Они движутся с постоянной скоростью без замедления и ускорения, следовательно, закон инерции к ним не применим. Свет является олицетворением постоянно движущейся материи.

Свет является главным поставщиком информации об окружающем Мире, главным инструментом познания. Глубина познания зависит от качества используемых инструментов, поэтому, чтобы избежать ошибок, следует понять возможности используемого инструмента. Рассмотрим весьма противоречивые свойства света.

Максвелл первым осознал, что свет является электромагнитной волной, распространяющейся в гипотетическом эфире. Известно, что скорость распространения электромагнитных волн зависит от свойств среды, с = √(μ0 έ0). Где μ0 – магнитная проницаемость вакуума. έ0 –диэлектрическая проницаемость вакуума. Эмпирически уравнения Максвелла безупречно подтверждены. В настоящее время все электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью очень близкой к 300000 км/с.

Постулат о постоянстве скорости света в пустоте (космическом вакууме) стал вторым постулатом теории относительности. «Никакое возмущение не может распространяться быстрее света» [10]. «Электромагнитные волны всегда движутся с постоянной скоростью» независимо от ориентира для отчета». «Скорость света от приближающихся или удаляющихся звезд измерена с высокой точность и является константой» [3]. Таковы категорические утверждения ведущих учёных. Но, известно, что любые категорические утверждения заведомо ложны, в том числе и постулат о константности скорости света. Рассмотрим источник веры в константность скорости света в вакууме.

До появления теории относительности считалось, что пространство есть эфир. Электромагнитные волны распространяются в эфире. Земля движется через эфир. Эфир заполняет всё вещество. Требовались опыты, экспериментально подтверждающие существование эфира. Рассматривались две гипотезы: Земля движется через эфир, увлекая его за собой. При этом наблюдатель на поверхности Земли не почувствует эфирного ветра (Лоренц). Гипотеза Ритца предполагала, что Земля «летит» через эфир и должен ощущаться эфирный «ветер».

Опыты Майкельсона и Морли измеряли скорость света по направлению и против направления движения Земли и показали, что С = const. Свет не «чувствует» эфира. Однако опыты Майкельсона и не могли определить эфирный ветер [12]. Они свидетельствовали только о том, что скорость распространения фотонов не зависит от скорости источника света (скорости Земли). Этот факт был подтвержден опытами де Ситтер, измерявшей скорость света, испущенного двойными звездами. Скорость света от удалявшейся звезды не отличалась от скорости света приближавшейся к Земле звезды, т.е. V+C=C.

Эти результаты не являются удивительными, т.к. имеют  много земных аналогов. Например, скорость звука в воздухе также не зависит от скорости источника, а зависит только от свойств среды, в которой он распространяется. Сверхзвуковой самолет может обогнать собственный звук. Свет – это волна в вакууме. Постоянство скорости света свидетельствует о существовании особой среды, в которой распространяются электромагнитные волны. Именно так считали Максвелл и Лоренц. Однако опыты де Ситтер посчитали доказательством постулата Эйнштейна V+C=C.

В работе [53] В.Л. Ацюковский сообщает, что Майкельсон всё же заметил разницу скоростей света в двух противоположных направлениях, которая составляла 3-4 км/с, однако посчитал это ошибкой измерения.

Классическое сложение скоростей V1+V2=V3 справедливо только в том случае, если соблюдается закон инерции Ньютона. Все объекты классической механики обладают массой (мерой инертности тела). Камень, брошенный с автомобиля в направлении движения, летит относительно земли со скоростью, равной сумме скоростей автомобиля и камня. Зависимость V+C=C указывает на отсутствие инерциальной массы у фотона. Если бы фотон обладал инерцией, то он должен был плавно разгоняться до скорости света и тогда cconst.

Невозможность экспериментально «почувствовать» эфир стало для Эйнштейна основанием исключить его из своих рассуждений. «Внечувственный» эфир аналогичен пустоте, потому вместо эфира в СТО появилось пустое пространство. Если этот постулат о постоянстве скорости света опровергнуть, то придётся существенно изменить «стандартное» мировоззрение. Придётся пересмотреть выводы теории относительности, отказаться от мировых констант, пересмотреть возраст и размеры нашей Вселенной. Выше мы опровергли принцип относительности движения, попробуем поставить под сомнение постулат постоянства скорости света.

Даже в рамках СТО постулат о неизменности скорости света не является абсолютным. Исследователь уравнений СТО Логунов А. Л. показал, что в инерциальной системе неизменность скорости света в прямом и обратном направлении доказать нельзя. «Постулат постоянства скорости света имеет смысл только для инерциальных систем» [10]. Выше мы доказали, что инерциального движения не существует. Следовательно, для неинерциальных систем постулат о постоянстве скорости света является объектом веры.

Логунов А.Л различает «физическую» скорость и координатную скорость. В зависимости от выбора системы координат можно получить различную координатную скорость. Например, если точка движется по катету со скоростью света, то её проекция на гипотенузу (координатная скорость) должна двигаться быстрее света. С точки зрения геометрии движение обеих точек равноправно. Но для физики эти движения неравноправны. Иллюстрацией сказанного может быть следующий пример.

Пусть автомобиль движется по прямой дороге. Мысленно наложим на объект наблюдения декартову систему координат так, чтобы автомобиль двигался по гипотенузе. Согласно геометрии, проекция автомобиля на катет будут двигаться медленнее, но это только в нашем воображении. Реальный автомобиль едет по единственной дороге и не «расщепляется» на свои проекции.

Однако как можно узнать физическую скорость, если утверждать, что все формы движения относительны. Физическая, истинная скорость может быть получена только в том случае, если существует неподвижная точка отсчёта. Такую систему координат можно иметь только при допущении существования неподвижного мирового субстрата (эфир, вакуум). Но Логунов А.Л., критикуя СТО, тем не менее, признаёт только относительную форму движения.

Выше доказывалось, что инерциальных систем в природе не существует. Это плод человеческого воображения. Опыты Майкельсона на Земле не соответствовали требованию инерциальности системы, т.к. Земля движется по эллипсу, следовательно, испытывает радиальное ускорение.

Можно встретить ещё один аргумент, «доказывающий» невозможность двигаться быстрее света. Пусть кинопроектор отправляет кадры кинофильма в бесконечную пустоту. Допустим, некое гипотетическое существо движется быстрее света и догоняет кинокадры. В этом случае существо будут просматривать события фильма с конца, в обратном порядке, т.е. происходит как бы движение времени вспять, нарушается принцип причинности, поэтому делается заключение, что движение быстрее света невозможно.

Однако приведенный пример не имеет отношения к принципу причинности, как и «прокрутка» киноплёнки в обратном порядке. На плёнке зафиксированы прошлые события, которые приобрели статус памяти, хранилища информации. Информацию с любого носителя можно считывать в любом порядке с любой скоростью, не нарушая принципа причинности. Пространство, изменённое волновым электромагнитным процессом, можно считать носителем информации. Свет миллиарды лет несёт к Земле информацию о древних событиях, произошедших на далёких галактиках. Мы видим их одновременно с современными событиями на Земле. При этом принцип причинности не нарушается. Одновременно зарегистрированные на Земле сигналы,  возникли с интервалом в миллиарды лет.

Ещё одним аргументом, «доказывающим» невозможность достижения скорости света, считается релятивистское уравнение Лоренца m1=m0/√1-V2/C2, согласно которому, при увеличении скорости движения масса тела возрастает и достигает бесконечности при V=C. По мере возрастания массы требуется дополнительная энергия для преодоления сил инерции. В пределе энергия достигает бесконечности, что абсурдно [3]. Подвергнем критике эту логику.

Если верны уравнения движения классической механики, то Vt = V0 + аt; (V0 – начальная скорость; Vt - скорость во время t; а – ускорение). F = am. (F- сила, m- масса). Тогда Vt =V0 + (F/m) t. При любом малом значении F/m, чтобы сохранить постоянство или рост Vt можно увеличить t. Получается, что рост релятивисткой массы можно компенсировать длительностью разгона движущегося тела. При бесконечном времени разгона скорость света может быть достигнута, но при этом масса станет бесконечной. Появление бесконечностей указывает на ограниченность применения указанного уравнения. При V, стремящейся к С, вид уравнения должен изменяться. Барашенков В.С. [55] считает, что уравнения Лоренца могут оказаться не верными вблизи скорости света.

В СТО не существует запрета на движение со скоростью меньше 300000 км/с. Поэтому, чтобы обогнать свет, необязательно увеличивать скорость движения объекта, надо замедлить движение света в среде. Например, скорость распространения света в воде ниже, чем в вакууме. Можно допустить, что в сверхпроводящей среде некоторый объект может двигаться со скоростью V равной скорости света в этой среде (СсрV). Такой эксперимент был осуществлён физиком Черенковым. В жидкой среде электроны двигались быстрее скорости света, в результате чего происходило электромагнитное излучение (эффект Вавилова - Черенкова)

Можно возразить, что в СТО речь идет о скорости света в вакууме, а не в плотной среде. Однако установлено, что физический вакуум может находиться в различных фазовых состояниях [1]. Скорость света определена для «ближнего» вакуума солнечной системы, т.е. на Земле. Опыты де Ситтер по определению скорости света от далёких звезд нашей галактики не опровергают высказанную точку зрения. «Там» скорость света может быть любой, а около Земли принимает «стандартное значение».

Известно, что макроскопическая Вселенная имеет ячеистое строение. В космосе галактики как бы «приклеены» к сети реликтовых суперструн, которые остались от первичного сверхплотного вакуума. Волокна суперструн перепутали Вселенную. Вокруг остатков струн конденсировалось вещество Вселенной [33]. Следовательно, вакуум видимой Вселенной имеет разную плотность, скорость света при прохождении разных участков вакуума должна изменяться. Свет, идущий миллиарды лет от далеких галактик, может пересекать зоны различного вакуума, с различной гравитацией, различной кривизной пространства, неоднократно изменять свою скорость, но около Земли «показывать» 300000 км/с. Напомним, что догма о постоянстве и предельности скорости света возникла в связи с игнорированием неоднородностей вакуума и деспотизмом авторитетной парадигмы о пустом, неизменном пространстве.

Но в начальной стадии расширения Вселенной плотность вещества была очень высокой, пространство было искривлено сильнее, чем сегодня. Спустя 10 – 15 млрд. лет расширения Вселенная достигла современного состояния плотности вещества и продолжает расширяться.

Известно, что скорость распространения волны зависит от состояния среды, в которой волна распространяется. Очень вероятно, что скорость света изменяется вместе с расширяющейся Вселенной. В ХХ веке скорость света составляет около 300000 км/с, а какой она была млрд. лет назад, и какой будет в далёком будущем? Эмпирического ответа нет. Поэтому постоянство скорости света является всего лишь гипотезой, принятой в качестве постулата в СТО, но уже ставшей догмой. В работе Демьянова В.В. [2,4] расчетным путем прогнозируется увеличение скорости света на 3 м/с за каждые 100 лет. Это означает, что через 35 млрд. лет скорость света вырастет в 10 раз. Там же сообщается, что американские ученые заметили изменение мировой константы ά=е2 /ħс в восьмом знаке после запятой, произошедшее за несколько сот лет [4]. Если это сообщение подтвердится, то с мировыми константами придётся распрощаться.

Факт недоказанности постоянства скорости света следует учитывать при гипотетических расчетах состояния Вселенной в начальных стадиях развития. Использование современных мировых «констант» могло привести к ложным оценкам размеров и возраста Вселенной. Однако, это не отменяет релятивизм теории относительности. В уравнениях Эйнштейна важно соотношение v/c, а не абсолютное значение скорости света.

«Запрет» на возможность передачи информации со скоростью выше 300000 км/с привел к трудностям системного понимания процессов, протекающих во Вселенной, которая однородна по концентрации галактик в единице объема, по скорости расширения во всех направлениях, по химическому составу, строению атомов, по интенсивности реликтового излучения и пр. Однородность, самосогласованность процессов позволяет говорить о Вселенной, как о едином целом [1], но какие сигналы осуществляют синхронизацию, когерентность развития. Свет при современной скорости проходит «туда и обратно» за десятки млрд. лет, что соизмеримо с возрастом Вселенной, поэтому он не годится на роль «коммуникатора».

Какие процессы координировали Вселенную в начале развития? Можно предположить, что Вселенная была меньше по размерам, или существуют более быстрые коммуникации еще не известные науке. Например, известны опыты Алена Аспеко, в которых два фотона «близнеца» разлетались в противоположных направлениях. Попытки влиять на поведение одного из фотонов приводило к синхронным изменениям другого фотона. Складывалось впечатление, что фотоны связаны невидимыми связями, скорость взаимодействия которых существенно выше скорости света [1].

Модель «инфляционной» Вселенной  Алана Гута предполагает внезапное расширение протовселенной за 10-32с. Что на порядки превышает современную скорость света [55]. Почему -то на этот факт не обращают внимания.

Идею тахионов, частиц движущихся быстрее света, развил физик Терлецкий Я.П.

Опыта с ливнями космических лучей зафиксировали сигналы, обгоняющие поток частиц, движущихся со скоростями близкими к скорости света. Такие эксперименты можно было объяснить двояко, в том числе исходя из гипотезы сверхсветовых скоростей. Но, следуя принципу Оккама, научная общественность отсекает новые сущности, если можно найти объяснение в рамках господствующей теории.

Серия работ астронома Козырева Н.А. показала, что от каждой звезды в объектив телескопа попадают несколько лучей. Световой луч хорошо виден. Но быстрее света приходит луч неизвестной природы, способный изменять свойство вещества, например, изменять электрическое сопротивление датчика. Этот луч Козырев Н. А. отнес к лучам времени (темпоральный луч). Темпоральный луч проникал через толстый экран [34, 35] и распространялся быстрее света. Кроме светового луча фиксировались два «темпоральных» луча. Один опережал свет, а другой отставал. Отстающий луч Козырев назвал лучом из будущего. Объяснить этот эффект до сих пор не удаётся, хотя эмпирически он достоверно подтверждён Новосибирскими учёными. Уникальные опыты Козырева наводят на мысль о неоднородности космического пространства, о наличии сложной структуры. Новые идеи непустого сетчатого субстрата Мира открывают возможности для построения гипотез о сверхсветовых скоростях. Эти идеи изложены в разделе 5 настоящей работы.

Многие противоречий, связанные с распространением света, выявляются при анализе космогонической модели развития Вселенной. Например, утверждается, что «фотоны никогда не стареют» [3], т.к. передвигаются в пространстве со скоростью света и у них не остаётся энергии для движения по оси времени [1]. Однако в том же источнике можно прочитать, что фотоны, образовавшиеся в момент Большого взрыва, дожили до наших дней, и в результате расширения Вселенной остыли до 3 К. Поэтому фотоны сегодня представляют собой однородный фон реликтового микроволнового излучения. Разве это не изменение (старение) фотонов? По частоте колебания они сместились от гамма - излучения в сторону красного цвета и далее до микроволнового радиоизлучения. Это «красное смещение» очень похоже на эффект Доплера.

Известно, что изменение состояния фотонов может происходить также при их удалении от черной дыры [13]. Гравитационное притяжение черной дыры тормозит фотон, снижает его энергию, что проявляется как снижение частоты колебаний. Опять наблюдается эффект красного смещения. В этом сообщении подразумевается, что фотоны имеют гравитационную массу, но не подчиняются закону инерции (с=const). Этот факт делает их уникальными, т.к. все массивные тела имеют массу и гравитационную, и инерциальную (обе массы неотличимы с точностью до 12 знака после запятой).

Кроме перечисленных фактов известны аномалии красного смещения для некоторых квазаров и галактик, каков механизм этих аномалий остаётся неизвестным.

Итак, известны минимум три механизма «красного смещения» в спектре света: гравитационное торможение, охлаждение при расширении Вселенной и эффект Доплера при удалении светящего объекта. Возникает вопрос, почему Хаббл и его последователи (1929 г.) оценивали красное смешение света далеких галактик только как результат эффекта Доплера, результат разбегание галактик. Возможное объяснение заключается в том, что в 1929 г ещё не были открыты другие эффекты.

Кстати Хаббл оценил возраст нашей Вселенной в 2 млрд. лет на основании эмпирических наблюдений [50] но теоретики ОТО внесли коррективы и оценили возраст Вселенной в 10 – 20 млрд лет. Возраст фотонов, приходящих от горизонта наблюдений соизмерим с возрастом Вселенной. Они - реликты, пережили и расширение, и охлаждение Вселенной. На длинном пути испытали гравитационное торможение от звезд и галактик, но не  ясно, почему игнорируются альтернативные механизмы их красного смещения? Очевидно, имеет место деспотизм авторитетной парадигмы. Если красное смещение далеких галактик является суммарным эффектом разных механизмов, то скорость расширения Вселенной и её размеры придётся пересмотреть

И, наконец, добавим ещё одну загадку. Свет, идущий миллиарды лет к Земле, встречает на своем пути миллиарды галактик и звезд, которые, согласно ОТО, должны искривлять путь луча аналогично мутному стеклу. Эффект гравитационных линз в пределах нашей галактики имеет надёжное эмпирическое подтверждение. Но почему мы видим далёкие туманности? Почему миллиарды гравитационных линз не «размазали» изображение?

Как видно, постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света не имеет надежного подтверждения ни теоретически, ни эмпирически. Этот факт, положенный в основу СТО и ОТО, делает их не теориями, а гипотезами. Свет также не является идеальным инструментом изучения Мира, что проявилось в парадоксах СТО и ОТО.

Выводы

1.      Постулат постоянства скорости света вызывает много сомнений.

2.      Существует несколько механизмов красного смещения спектров отдалённых галактик, но принимается единственное объяснение (разбегание галактик).

3. Искривление луча света около солнца имеет множество трактовок, но официально признаётся только искривление пространства.

 

Copyright© 2006 Попов В.П., Крайнюченко И.В. All Rights Reserved

 



Хостинг от uCoz