Персональные пространственно-временные континуумы

Разумеется, не одна лишь Земля, но и каждое массивное тело располагает в абсолютном пространстве Вселенной сво­им персональным пространственно-временным континуумом. Имея дело с системой двух и более массивных тел, любой ПП-ВК может быть успешно использован, как мировой прос­транственно-временной каркас, на фоне которого справедли­вым будет проводить всевозможные измерения и наблюдения. В этом смысле все персональные континуумы равноправны между собой и среди них нет привилегированной системы от­счета. Решающее слово при выборе системы отсчета, в каж­дом конкретном случае, остается за наблюдателем. Именно местонахождение наблюдателя определяет выбор персональ­ного пространства-времени, на уровне светонесущего ордина­ра которого будет разворачиваться глобальная картина внеш­него мира.

Например, для нас, людей живущих на планете Земля, вся информация о событиях, происходящих в окружающем кос­мическом безбрежии, приходит и разворачивается на уровне светоносного ординара земного персонального пространства-времени. Это обстоятельство обуславливает персональность, адресную ориентированность регистрируемой земным наблю­дателем глобальной картины внешнего мира. В частности, мы должны хорошо себе представлять, что центр массы нашей планеты, являясь исходной точкой земного ПП-ВК, вполне закономерно приходится для земного наблюдателя и абсолют­ным центром Вселенной. К обращению Земли вокруг Солн­ца, можно прийти только интеллектуальным путем. Зарегис­трировать это движение с помощью земных экспериментов не представляется возможным, о чем свидетельствуют результа­ты наблюдений Майкельсона-Морли. Стало быть, наши пра­щуры, полагая, что мир существует так, как мы его непосред­ственно воспринимаем и, что Земля есть центр мироздания, вовсе не грешили против истины. Земля, вместе со своим пер­сональным пространством-времени, действительно приходит­ся для нас тем единственным и незыблемым мировым карка­сом, на фоне которого протекают и регистрируются земляна­ми любые события происходящие во Вселенной.

Теперь самое время вспомнить священное Писание и обра­титься к пророку Моисею. По книге «Бытие», на первый день творчески-образовательных актов Божественного мироз­дания приходится сотворение: Неба, Земли и света. Заверша­ются стихотворения, посвященные первому дню возникнове­ния мира, словами «день один». Как известно, в еврейском подлиннике формулировка «день один» несет на себе не столько порядковую, сколько количественную смысловую нагрузку. Поэтому все сообщения, связанные с первым днем Великого творения, следует воспринимать, как нераздельный творчески-образовательный акт. Здесь неуместна наша обы­денная хронометрическая мера с двадцатичетырехчасовой продолжительностью земных суток. В Библии не сказано, как долго или коротко длился первый день творения мира. Важно понимать, однако, что все происходящее в этот день должно рассматриваться, как сводное одноактное действие, не допускающее независимого возникновения Неба, Земли или света в отрыве друг от друга.

Возникновение света в первый день творения мира, неод­нократно подвергалось критике и ставило под сомнение логи­ку Божественного промысла. Согласно Моисеева повествова­ния, рождение небесных светил выпадает на четвертый день творения и об этом прямо говорится в стихах, посвященных четвертому дню. Тогда неизбежен вопрос, о каком именно свете говорит святое Писание, если в первый день творения такое движение мира все небесные светила отсутствовали?

Подозревать про­рока Моисея в легкомыслии, было бы слишком наивным за­нятием.

В соответствии с логикой настоящего теоретического исс­ледования, можно предположить, что повествуя о возникно­вении Неба, Земли и света в первый день творения, пророк заявляет о единовременном происхождении Земли, ее персо­нального пространственно-временного континуума и способ­ности последнего нести на себе световолновую информацию. Наличие в абсолютном пространстве Вселенной земного ПП-ВК и его способности работать как светоносная среда, невоз­можно без присутствия массы Земли. Впрочем, как и невоз­можно существование Земли без твоего персонального прос­транства-времени, снабженного световыми постулатами. Эти три физические категории органично взаимообусловлены между собой. Ни одна из них не предполагает автономного присутствия во Вселенной и это было известно пророку Мо­исею. В Библии написано, что Бог отделил свет от тьмы. То есть, Он создал из маточной материи абсолютного простран­ства (являющегося тьмою — вследствие неспособности нести на себе электромагнитную информацию) светоносную прост­ранственно-временную среду. Если бы Земля была сотворена без своего персонального пространственно-временного конти­нуума, она оказалась бы не в состоянии подавать о себе или воспринимать из вне, какую-либо информацию. А потому, на­ходилась, как бы в изоляции от внешнего мира — существо­вала, что называется, в небытия.
Казалось бы, откуда знать Моисею о таких тонкостях фун­кционирования мироздания. Однако в этом и состоит великая мистерия, исключительная боговдохновенность священного Писания. Пророкам были открыты, по благодати Божией, та­кие сокровенные глубины бытия, которые мы ценой неверо­ятных усилий, по крупицам выспрашиваем у природы. Од­ной из таких тайн, подвластных пророкам, было умение вос­принимать нашу Землю и ее персональное светоносное прос­транство-время, как нераздельную физическую систему. Кро­ме того, пророки знали, что возникновение подобной физи­ческой системы в маточном пространстве Вселенной происхо­дило единовременно, так как это подразумевается формули­ровкой «день один».

Впрочем, разве только один Моисей повествует в священ­ном Писании о тайнах пролегания световых магистралей! Вспомним книгу Иова, ее 38-ю главу. Когда Всевышний эк­заменует Иова на знание сокровенных пружин, регулирую­щих жизнь мироздания. В стихе 19-м, Господь прямо вопро­шает Иова: «Где путь к жилищу света, и где место тьмы?» И далее по тексту, в стихе 24-м: «По какому пути разливается свет и разносится восточный ветер по земле?»

Задумаемся, разве в вопросе «По какому пути разливает­ся свет?» не заключена центральная проблема эйнштейновс­ких световых постулатов, составляющих самую непостижи­мую сторону теории относительности. Ведь одно дело высту­пить с декларацией, что скорость света одинакова в любых координатных системах и одинакова по всем направлениям, в какой угодно области данной координатной системы. Но сов­сем иное дело, уметь дать физическое обоснование такому за­явлению. Эйнштейн в своей теории относительности даже не пытается отвечать на вопросы, вытекающие из световых пос­тулатов. Хотя все его мировоззрение построено на признании абсолютности скорости света.

Фактор постоянства скорости света (на первых порах только в инерциальных координатных системах) играет клю­чевую роль в теории относительности и является ее физичес­ким обоснованием. Нет сомнения, что успехи электромагнит­ной теории Максвелла-Лоренца внушили Эйнштейну веру в истинность утверждения, что свет распространяется в прост­ранстве с постоянной скоростью. Эксперименты по выявле­нию эфирного ветра только укрепили эту убежденность. Зас­луга Эйнштейна состояла в том, что он распространил, как принцип, закон постоянства скорости света на все инерциаль-ные системы отсчета.

Еще до теории относительности было известно, что урав­нения Максвелла, а стало быть, и закон постоянства распрос­транения света в пустоте, инвариантны по отношению к пре­образованиям Лоренца. Это позволило Эйнштейну прийти к заключению, что переход от одной инерциальной системы от­счета к другой также должен осуществляться согласно преоб­разованиям Лоренца, применяемым к трем пространственным координатам  и одной временной.

Далее, основываясь на очевидном требовании, что законы физики должны быть одинаковыми во всех инерциальных системах, Эйнштейн нашел необходимым провозгласить ин­вариантность относительно преобразований Лоренца всех фи­зических уравнений, выражающих общие законы природы. Таким образом, содержание специальной теории относитель­ности может быть сформулировано одним предложением: все физические законы и следующие за ними уравнения должны быть выражены так, чтобы они были ковариантными относи­тельно преобразований Лоренца.

Позже, Эйнштейн решил распространить фактор постоян­ства скорости света на любые координатные системы, в том числе и на ускоренные. Это означало, что нет никакого резо­на возводить в фундаментальный принцип эквивалентность только инерциальных систем. Мы должны согласиться, что нелинейные преобразования координат Х{, Х2, Х}, Х4 также считаются эквивалентными. Если произвести такое преобра­зование прямолинейных координат специальной теории отно­сительности, то метрика становится общей римановой. Эйнш­тейном была подобрана особая группа непрерывных преобра­зований координат, выполняющая функцию преобразований Лоренца в частной теории, которая обеспечивала относитель­ную ковариантность основных уравнений физики при перехо­де от одной ускоренной координатной системы к другой.

Это позволило сделать широкое обобщение, по которому в природе не существует никакого физически выделенного сос­тояния движения. Следовательно, не может быть каких-либо привилегированных систем отсчета, а уравнения физики дол­жны быть ковариантными относительно любых точечных пре­образований четырехмерного пространственно-временного континуума. Настоящее положение у автора теории относи­тельности становится общим принципом ковариантности, представляющим единственно возможный прочный фунда­мент, на котором должно быть возведено все здание физичес­кой науки.

Спору нет, общий принцип относительности, указываю­щий, что законы физики должны быть ковариантными отно­сительно любых преобразований координатных систем, явля­ется справедливым ограничительным принципом. Может быть наподобие того, который лежит в основе термодинами­ки и запрещает конструирование вечного двигателя. Этот об­щий принцип относительности требует, чтобы физические за­коны природы оставались неизменными для наблюдателя, связанного с любой координатной системой. Надо полагать, что принцип общей ковариантности существует независимо от теории относительности — он заложен в самой природе ве­щей. А вот содержат ли эйнштейновские уравнения реальные ограничения для физических законов, или они есть сугубо математические комбинации, работающие сами на себя, это еще очень большой и критически важный вопрос.

Известно, что любой физический закон, справедливый для некоторой координатной системы, можно переформулировать таким образом, что новое выражение будет иметь общековари-антный вид. Всегда имеется большое количество уравнений поля, допускающих такую общековариантную формулировку. Конечно, теория относительности предлагает такие решения, которые, будучи общековариантными, кажутся еще и доста­точно простыми. Но само по себе, это достоинство не может служить порукой адекватности эйнштейновских систем урав­нений. Для нас, в данной ситуации, главным вопросом пред­ставляется следующий: какие физические свойства пространс­тва и времени приняты за фундаментальную основу, позволя­ющую устанавливать общую ковариантность физических зако­нов при переходе от одной координатной системы к другой? И только после этого, естественно, задаваться вопросом, како­го математического характера должны быть уравнения, удов­летворяющие фундаментальным физическим свойствам прост­ранства и времени? Иными словами, единственной твердой га­рантией, обеспечивающей полное соответствие уравнений теории относительности объективной реальности, может служить ясное изложение физических процессов, стоящих за их мате­матической фактурой. В конце концов, реальная жизнь во Вселенной протекает во взаимодействии не математических, а исключительно, только физических закономерностей.

В этом смысле, теория относительности предельно скупа, ибо ничего, кроме световых постулатов, выражающих дейст­вительно физические свойства четырехмерного пространства-времени и за счет которых осуществляется общековариант-ность эйнштейновских уравнений, она никогда не предлагала. Заявление о постоянстве и одинаковости скорости света для любых координатных систем — это всего лишь, голая декла­рация. Такое заявление не может удовлетворить наше естест­венное стремление постигнуть его действительную физичес­кую содержательность. И потом, световые постулаты нельзя принимать, как абсолютно достоверный фактор. Они никог­да никем не проверялись и имеют целиком эмпирическое про­исхождение. Никто, никогда не задавался целью замерять скорость света в любых координатных системах. Нельзя га­рантировать, например, что скорость света на поверхности Луны, равна скорости света на поверхности Марса. Поэтому световые постулаты в их широком применении являются, на самом деле, не более чем благим пожеланием.

Вообще, рассуждать о постоянстве скорости света более или менее определенно, можно только в инерциальных систе­мах отсчета, при отсутствии гравитационных полей. Когда сохраняется полное геодезическое совпадение траектории прохождения светового сигнала и имеется возможность сопос­тавлять две траектории путем наложения одной на другую. Или путем соотнесения этих траекторий с некоторыми жест­кими эталонами. В ускоренных системах отсчета проведение такой процедуры сталкивается с известными трудностями. Здесь сами координатные оси невозможно интерпретировать как результат измерения с помощью твердых самоконгруэнт­ных стандартов и изохронно текущих часов. Стало быть, со­поставление траекторий прохождения световых сигналов и сравнение их скоростей, при переходе от одной криволиней­ной системы отсчета к другой, становится делом весьма проб­лематичным, если не сказать невозможным.

И даже если в действительности скорость света постоян­на и одинакова для любых координатных систем, нам обя­зательно необходимо знать, отчего это происходит. Надо же, наконец, уметь ответить на сакраментальный вопрос, поставленный Всевышним еще в Ветхом Завете перед Ио­вом: «По каким путям разливается свет?». Без ответа на этот архиважный и архисложный вопрос, реальная физичес­кая ценность теории относительности представляется весьма относительной.

Ни для кого не является секретом, что в недрах фундамен­тальной науки лежат допущения, которые не всегда вытека­ют из опыта. Так, допущение о постоянстве и одинаковости скорости света для любых координатных систем, яркое тому подтверждение. Происходит это оттого, что мы никогда не в состоянии до конца осмыслить физическую картину внешне­го мира. На пределе наших познавательных возможностей всегда возникают такие допущения, которые позволяют при­водить теоретическую систему научных представлений об ок­ружающем мире в более или менее логически завершенную форму. В этих обстоятельствах вопрос всегда сводится к то­му, насколько глубоко и, как широко охватывается предлага­емым допущением многообразный круг явлений природы. Допущение приемлемо до тех пор, пока новые опытные и те­оретические наработки не позволят сформулировать еще бо­лее общее допущение, включающее предыдущее, как частный случай с ограниченной применимостью.

Считается, что экспериментальной основой для принятия световых постулатов, послужили результаты экспериментов по обнаружению эфирного ветра. Однако из результатов экс­периментов Майкельсона-Морли вовсе не следует обязатель­ность постоянства и одинаковости скорости света для любых координатных систем. Мы уже говорили, что единственный достоверный вывод, который напрямую вытекает из результа­тов этих экспериментов, состоит в том, что скорость света в персональном пространственно-временном континууме Земли, равна — 300000 км/сек. Но от того, что скорость света в зем­ном ПП-ВП характеризуется некоторой постоянной величи­ной, вовсе не следует свободная экстраполяция этой констан­ты на все другие пространственно-временные континуумы. Бо­лее того, у нас есть все основания полагать, что значение ско­рости света с величиной — 300000 км/сек имеет отношение только к земному ПП-ВК и характеризует физические свойс­тва именно земного персонального пространства-времени.

Так, если локальное земное гравитационное поле рассмат­ривать, согласно принципа эквивалентности, как равноуско­ренную систему отсчета, можно позволить себе следующее рассуждение. Ускорение — есть изменение скорости движе­ния контрольного тела относительно внешней системы отсче­та, или относительно начальных условий эксперимента. Ведь ускорение поддается регистрации безотносительно к каким-либо внешним ориентирам. Кроме того, известно, что, соглас­но принципа эквивалентности, изолированный наблюдатель не в состоянии отличить ускорение от наличия гравитацион­ного поля. В таком случае, изолированный в земном гравита­ционном поле классический наблюдатель (пусть закрытый в пустом лифте), может в любой момент текущего времени включить измерительные приборы и определить свое состоя­ние, как постоянное наращивание собственной скорости отно­сительно начальных условий эксперимента, с характеристи­кой, 9,8 м/сек2. В этом нет никакого противоречия, принцип эквивалентности позволяет изолированному в земном грави­тационном поле наблюдателю рассматривать свое собственное состояние, как равномерное ускорение с характеристикой — 9,8 м/сек2. Несмотря на внешнее положение покоя наблюда­теля относительно поверхности Земли.

Теперь возникает вопрос, как долго изолированный наб­людатель может регистрировать свое ускорение, если из тео­рии относительности следует — ничто не может двигаться быстрее скорости света. Ведь рано или поздно классический наблюдатель, основываясь на показаниях своих приборов, за­регистрирует достижение и превышение скорости света отно­сительно начальных условий эксперимента.

В этой связи выясним, через какой период времени клас­сический наблюдатель зарегистрирует достижение скорости света. Полученное значение, окажется равным лунному маго­метанскому календарному году.

I — период времени, содержащий двенадцать лун­ных, или синодических месяцев (каждый синодический месяц включает 29 суток, 12 часов, 44 минуты и 2,9 секунды); с — скорость света в вакууме; § — ускорение свободного падения у поверхности Земли.

Известно, что магометанский год привязан к лунному цик­лу и соответствует периоду времени, после которого Луна возвращается на исходную позицию. Если наблюдатель син­хронизирует начало эксперимента с положением Луны на не­бесном своде, то по достижении скорости света он обнаружит, что Луна вернулась на свое прежнее место. Подобная ситуа­ция очень напоминает положение путника, пытающегося дос­тигнуть края Земли. Усилия его неизменно завершаются воз­вращением в исходную точку, как бы в начальные условия эксперимента.

Луна является естественным спутником Земли и пролега­ние траектории ее движения существенно обусловлено силой земного гравитационного поля. Едва ли случайным является то обстоятельство, что достижение скорости света, изолиро­ванным в земном гравитационном поле наблюдателем, соглас­но принципа эквивалентности, приходится на период, равный (с большой точностью) лунному календарному году. Это об­стоятельство, указывает на существование пока еще неизвес­тной нам глубокой взаимосвязи между пространственно-вре­менной топологией земного гравитационного поля и характе­ристикой скорости прохождения светового сигнала в нем. Очень может быть, что значение скорости света в вакууме — 300000 км/сек не есть нечто абсолютное и универсальное для всей Вселенной. Весьма вероятно, что это значение выражает персональные метрические свойства только земного ПП-ВК и актуально исключительно для земного гравитационного поля.

Разумеется, это пока что свободное предположение, требую­щее серьезной проработки, однако для нас критически важно научится объяснять происхождение . Слишком точно и убедительно это равенство, чтобы быть обыкновенным совпаде­нием случайностей. И самое главное, если по Эйнштейну физи­ческие свойства четырехмерного пространства-времени обуслов­ливаются световыми постулатами, в их неприложной формули­ровке, то действительность может оказаться совершенно иной. Вовсе не исключено, что регистрируемая скорость света, в ваку­уме, является на самом деле выражением метрической структу­ры конкретного гравитационного поля, то есть конкретной уско­ренной системой отсчета.

Уникальность равенства состоит в том, что оно поз­воляет выводить известное нам значение скорости света, в ва­кууме, с помощью гравитационного потенциала земного пер­сонального пространства-времени.

Может случиться так, что нам придется отказаться от эйн­штейновских световых постулатов в их всеобщей категоричес­кой формулировке. За этим последует создание новой теории относительности, в которой общековариантность основных уравнений физики будет выполняться не за счет постоянства и одинаковости скорости света в любых координатных систе­мах, а наоборот — через изменение этой скорости. Во всяком случае, проблема скорости света, как опорное звено теории от­носительности, требует к себе самого пристального внимания.

Пока же нам ничего не остается, как строить свое мировозз­рение на основе эйнштейновских световых постулатов. Тем бо­лее, что земной персональный пространственно-временной кон­тинуум, в полной мере, отвечает их требованиям и позволяет полноценно описывать общую картину окружающего мира.

Борис Дмитриев