4 Местное время Вселенной

Заметим, что процессы с положительной обратной связью (процессы с усилением) запускают «стрелу» Времени и с необходимостью делают Время необратимым. Возможно, что в субквантовой активной среде процессы с усилением существовали до возникновения Вселенной и тогда «стрела» Времени также существовала до возникновения Вселенной. Стрела Времени указывает, во-первых, на временную необратимость физических процессов во Вселенной и, во-вторых, на существование местного времени Вселенной, различного для различных пространственных координат, характеризующих местоположение объектов в пространстве Вселенной, поскольку распространение индуцированного излучения идет с запаздыванием во времени и изменение местного времени связано с изменением пространственного положения часов только в такой системе отсчета, которая, и это является весьма важным, неподвижна относительно субквантовой активной среды.

Рассмотрим теперь процессы, сопровождающие любые реаль­ные и мыслимые эксперименты по измерению скорости света, начиная с распространения сферической волны с момента t=0 из начала координат неподвижной относительно субквантовой активной среды (вакуума, эфира) инерциальной системы отсчета с точки зрения неподвижного Наблюдателя и Наблюдателя, связанного с движущейся с постоянной скоростью вдоль оси абсцисс инерциальной системой отсчета . При этом Наблюдатели располагаются в началах координат своих инерциальных систем отсчета и в момент t =0 находятся в одной и той же точке пространства. Часы Наблюдателей показывают местное время и синхронизируются по местно­му времени наблюдаемого события с запаздыванием в сфериче­ской системе координат соответственно на R/c и R'/c или с таким же опережением. Это значит, что все неподвижные часы идут синхронно, то есть с одинаковой ско­ростью, но не синфазно, то есть показывают различное время в разных местах, тем меньшее, чем дальше от предполагаемого события часы находятся. По той же причине движущиеся часы идут синфазно с неподвижными часами, расположенными в том месте, где в дан­ный момент расположены движущиеся часы, но не синхронно с ними, ибо при смене местоположения они либо ускоряются, либо замедля­ются, чтобы идти синфазно с местными неподвижными часами.

Тогда в момент t₀ в месте события некоторая точка вол­ны занимает положение R=ct₀ в системе К, но сигнал об этом поступит к Наблюдателю в системе К, когда по его часам и по часам в месте наблюдения пройдет время . Поскольку, однако, часы Наблюдателя на столько же отстают от t₀, то они покажут время , так что для системы K R/t=R/t₀=с. При этом движущийся со скоростью υ Наблюдатель в системе К', следящий за распространением волны в неподвижной системе К, за время , когда сигнал поступает к нему, успевает продвинуться вдоль x на , где местные часы отстают от t₀ на R'/c и показывают время , поэтому и для системы К' R/t'=R/t₀=с.

Таким образом, при этих условиях часы любого Наблюдателя всегда покажут местное время события, и, значит, он правильно определит скорость любого объекта в неподвижной системе отсче­та. Если же Наблюдатели пользуются движущейся системой К', то по-прежнему для них , но движущийся вместе с системой К' Наблюдатель увидит в момент t =t₀ и неподвижный Наблюдатель увидит в момент t =t₀, так что вновь для обоих Наблюдателей .

Итак, современные космогонические представления о возникновении Вселенной подтверждают существование субквантовой активной среды, делают вполне логичным предположение о местном времени Вселенной и, следовательно, имеет место абсолютная (неподвижная относительно субквантовой активной среды) система отсчета.

Поэтому вето, наложенное Эйнштейном на существование эфира как светоносной субквантовой активной среды при создании специальной теории относительности (СТО), необходимо отменить и вновь вернуться к исходным позициям, другими словами, заняться исследованием основ СТО, имея ввиду вновь открывшиеся обстоятельства. С этой целью напомним и процитируем первый и второй постулаты Эйнштейна, которые лежат в основе СТО.

Постулат относительности: никакие опыты (механические, электрические, оптические), проведенные внутри данной инерциальной системы отсчета не дают возможности обнаружить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы Природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы отсчета к другой, а уравнения, описывающие эти законы, одинаковы по форме во всех инерциальных системах отсчета.

Постулат инвариантности скорости света: скорость света в вакууме не зависит от скорости движения источника света или Наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Постоянство скорости света – фундаментальное свойство Природы, которое констатируется как опытный факт.

СТО потребовала отказа от привычных представлений о Пространстве и Времени, принятых в классической механике, поскольку они противоречили постулату постоянства скорости света. Потеряло смысл не только абсолютное Пространство, но и абсолютное Время. Постулаты Эйнштейна и теория, построенная на их основе установили новый взгляд на Мир и новые пространственно-временные представления, такие, например, как относительность длин, промежутков времени, одновременности событий.

Обратимся к доказательству несостоятельности постулатов Эйнштейна и, следовательно, СТО в целом. Необходимо сразу же отметить, что лежащее в основе СТО преобразование Лоренца для декартовых координат

(1)

не удовлетворяет принципу относительности, вопреки всеобщему убеждению в обратном.

В самом деле, чем с точки зрения принципа относительности неудовлетворительны классические преобразования Галилея

(2)

Тем, во-первых, что неподвижный и движущийся со скоростью относительно него Наблюдатели в один и тот же момент времени каждый по своим часам зафиксируют различные положения световой волны, например, на осях x и , когда x=ct, a x^’=(c- )t, где c - скорость света. Это ставит Наблюдателей, вопреки принципу относительности, в нерав­ные условия. Во-вторых, тем, что преобразование симметричных, то есть равных по модулю, значений и дает несимметричные значения и , что нару­шает симметрию сферической волны относительно начала коорди­нат для движущегося Наблюдателя.

Но теми же дефектами обладают и преобразования (1), где, во-первых, при из преобразования для следует , что при подстановке в преобразование для дает , причем попытка сопоставить и x, а также и t для световой волны, когда x=ct, указывает на физическую бессмысленность преобразований (1), поскольку приводит к не­выполнимому условию . Во-вторых, для сим­метричных значений и из (1) следует и , то есть , что противоречит принципу относительности, ибо позволяет определить абсолютное движение по нарушению симметрии волны. Но и это еще не все. Ведь ничто не мешает движущемуся Наблюдателю с помощью своих часов наблюдать распространение света вдоль неподвижной оси x, а неподвижно­му Наблюдателю по своим часам t, наблюдать распространение света вдоль движущейся оси . Но тогда для движущегося Наблюдателя согласно (1) скорость света при x=сt, а для неподвижного Наблюдателя она , да к тому же для н их при тех же ус­ловиях, что несовместимо как с принципом относитель­ности, так и с постулатом СТО о действительном постоянстве скорости света в любых инерциальных системах отсчета.

Обратим внимание на то, что преобразования (1) являются гео­метрическим усреднением преобразований

(3)

для c и (-c), которые (как и должно быть) удовлет­воряют уравнению сферической волны, но, кроме того, непосред­ственно и полностью удовлетворяют принципу относительности, ибо при t =t' дают x'=x=ct.

Нетрудно показать, что идея получения преобра­зований координат, удовлетворяющих принципу относительности, приводит к (3). Ведь если записать эти преобразования в общей форме и потребовать, чтобы в согласии с принципом отно­сительности оба Наблюдателя в одинаковые моменты времени каж­дый по своим часам видели одинаковое положение световой вол­ны, что автоматически гарантирует и одинаковость скорости этой волны относительно обоих Наблюдателей, то тогда при t^’=t для x'=x=ct получим , откуда следует , а, разделив x' на t^’ при тех же условиях, получим , откуда следует и . При тех же ус­ловиях для и получим .

Характерно, что преобразования (3) могут быть получены непосредственно путем измерения неподвижных координат движу­щимся Наблюдателем. Действительно, если Наблюдатель К', дви­жущийся вдоль оси X неподвижной системы со скоростью , располагает линейкой, в начале которой он находится, то в мо­мент t по часам неподвижного Наблюдателя K он окажется в точке на оси X , так что его линейка окажется на столько же смещенной относительно неподвижной шкалы X, а некоторое значение ее шкалы окажется напротив деления х неподвижной шкалы, поэтому . Однако, если учесть конечную скорость с получения сигнала Наблюдателем, то в этот момент против х он увидит не x", а некото­рое значение x', которое находилось напротив х , когда от­туда была получена информация об этом. Учитывая независимость скорости поступления сигнала от скорости Наблюдателя, запаздывание в получении сигнала об х' составит . Но за это время Наблюдатель переместится на , так что , т. е. , что соответствует (3).

Кроме того, остался неисследованным нелегкий путь объяснения постулата постоянства скорости света в любой инерциальной системе отсчета как артефакта, искусственно созданного, несвойственного физической реальности, вызываемого самим методом его исследования и связанного с особенностями отражения физических процессов Наблюдателями. В соответствии с постулатом постоянства скорости света в любых инерциальных системах отсчета К(x, y, z, t), K'(x', y', z', t') для получения сигнала о совпадении x и x' вне зависимости от движения Наблюдателя со скоростью υ навстречу ему фактическое время запаздывания поступления сигнала составляет . С позиций же классической механики следует принять, что время запаздывания поступления сигнала к Наблюдателю составляет .

Нетрудно заметить, что при этом

, (4)

где – путь, пройденный Наблюдателем за время Δt" запаздывания поступления сигнала о наблюдаемом событии.

Если трактовать как изменение местного вре­мени Наблюдателя, связанное с изменением его местоположения, то это соотношение становится совершенно естественным спосо­бом пересчета местного времени подобно пересчету омского времени на местное солнечное время при перелете из Омска в Москву, когда продолжительность полета по местному времени также складывается из продолжительности полета по омскому времени навстречу Солнцу и расстояния между началь­ным и конечным пунктами, разделенного на скорость вращения Земли, которая в этом случае выполняет ту же роль константы, что и скорость света в преобразовании координат. Следует только отметить, что суммирование имеет ме­сто при встречном движении Наблюдателя и сигнала, а при согласном движении Наблюдателя и сигнала, то есть при одинаковых знаках и с, имеет место разность

, (5)

где .

Отсюда следует, что видимость постоянства скорости света для любых Наблюдателей есть следствие компенсации естественного сложения скоростей в классической механике изменением местного времени движущегося Наблюдателя в связи с изменением его место­положения, то есть следствие тождества , или , где – время запаздывания сигна­ла по неподвижным часам, – изменение местного времени Наблюдателя в связи с его перемещением за время запаздывания на , а – запаздывание сигнала по движущимся часам, идущим по местному времени.

Таким образом, канонизация постулата о постоянст­ве скорости света в любой инерциальной системе отсчета, несмотря на его соответствие прямым наб­людениям, была слишком поспешной и неоправданной. Истина же состоит в том, что распространение света вполне подчиняется классической механике. И более того, эта истина не только не отвергает существование субквантовой активной среды (эфира), в которой распространяется свет, но даже постулирует его, поскольку изменение местного времени связано с изменением положения часов только в данной абсолютной системе отсчета, неподвижной относительно субквантовой активной среды.

Остановимся подробнее на опыте Майкельсона ввиду его особой значимости для судьбы физики XX века. Суть этого опы­та, многократно воспроизведенного и перепроверенного с боль­шой точностью, состоит в локации отдаленного на расстояние l зеркала лучом света, который экспериментатор отправляет в момент t₁=0, и после его отражения в зеркале в момент t₂ фиксирует его возврат в момент t₃, так что весь путь 2l туда и обратно занимает время . При движении всей установки вместе с Землей в эфире (во времена Майкельсона в употреблении был термин эфир, а не вакуум) со скоростью относительно него скорость луча относительно измерительной системы в одну сторону составляет , а в другую – , так что время движения луча от эксперимента­тора к зеркалу составит , а в обратном направле­нии - .

Между тем, пока луч идет к зеркалу, вся установка сместит­ся в эфире в том же направлении на , вследствие чего местное время Наблюдателя уменьшится на , так что луч достигнет зеркала в момент , словно бы он двигался со скоростью с относи­тельно измерительной системы. При движении луча в обратном направлении установка за время сместится в эфире навстречу лучу на , в результате местное время Наблюдателя увеличится на , поэтому луч вернется к Наблюдателю в момент , как если бы весь путь туда и обратно он проделал с постоянной скоростью с относи­тельно измерительной системы.

Впрочем, в действительности столь малые отрезки времени практически невозможно измерить, поэтому в опыте Майкельсона рассматривалась интерференция двух лучей, а именно первого исследуемого луча и второго луча, движущегося в перпендикулярном направлении относительно направления движения установки. Ввиду сноса ус­тановки, второй луч фактически проходит путь между Наблюдателем и зеркалом, а не расстояние l, разделяющее их в направлении, перпендикулярном , и достигает зеркала за время . Однако за это время часы Наблюдателя сме­стятся на под углом α ко второму световому лучу и вновь окажутся на расстоянии l от зеркала. В резуль­тате часы удаляются от исходного положения в сторону зеркала на , а их местное время уменьшается на . Таким образом, , словно бы вся измерительная система была неподвижна относительно эфира, а момент возврата луча к Наблюдателю составляет . При этом временная разность хода лу­чей .

Если же не учитывать местное время, то есть , то согласно универсальному ньютоновскому времени разность временного хода лучей должна быть . Так как опыт Майкельсона бесспорно дает t₃– t₄ = 0, то по предложению Лоренца возникла вполне определенная математическая спекуляция: чтобы опыт и теория совпали, следует первое слагаемое в скоб­ках домножить на Лоренцев фактор и приписать Природе соответствую­щее сокращение длин в направлении движения.

Итак, соответствие теории опыту было достигнуто подгонкой теории эксперименту за счет введения искусственной дополнительной гипотезы, так называемой гипотезы ad hoc. Примером подобного пути создания СТО как раз и является объяснение опыта Майкельсона путем введения Лоренцем гипотезы сокращения длин, ранее подобная гипотеза была высказана Фитцджеральдом.

Конечно, с тем же успехом можно было потребовать анало­гичного увеличения длин в поперечном направлении, то есть разде­лить второе и третье слагаемые на тот же радикал, либо приду­мать еще какую-либо математическую комбинацию, обращающую выражение в скоб­ках в нуль, однако Лоренц был связан своими исследованиями в области электродинамики, которые привели его к теории дефор­мируемого в раз электрона в направлении движе­ния, так что его выбор был ограничен.

Однако следует заметить, что этот выбор крайне неудачен, поскольку он "объясняет" только опыт Майкельсона в его конк­ретной постановке, где имеет место ход луча туда и обратно в продольном и поперечном направлениях. Если же представить се­бе теоретически возможный эксперимент, когда в движущейся измерительной си­стеме луч идет только в одну сторону от источника к приемнику и фиксируется время его хода Δt, то Лоренцев фактор здесь не поможет. Причем, если Лоренц еще пытался связать все эти эффекты с воздействием эфира на движущиеся в нем тела, то СТО связала их только с субъективным выбором инерциальной системы отсчета, сделав объективную реальность зависимой от сознания Наблюдателя.

В действительности же никакого сокращения длин и деформации пространства не происходит, а имеет место ошибка, связанная со способом измерения длин и исчисления местного времени. Представление о местном времени Вселенной ускользнуло от внимания создателей СТО и это обстоятельство привело к ряду ошибочных заключений и утверждений в рамках СТО. Заметим, что понятие «местное время» Вселенной более точно отражает физическую реальность, нежели постулат о постоянстве скорости света в любых инерциальных системах расчета.

Рассмотрим процессы, сопровождающие измерение длины l₀ стержня, движущегося со скоростью вдоль линейки относительно неподвижного (связанного с эфиром) Наблюдателя, который расположен в ну­левой отметке шкалы линейки, простирающейся от него в обе сто­роны. В тот момент, когда передний конец стержня поравняет­ся с Наблюдателем, последний увидит задний конец стержня в положении l₁ относительно линейки, соответствующем моменту выхода оттуда сигнала, достигшего Наблюдателя в момент t₁. Поскольку , то стержень за это время про­двинется на , так что

(6)

Продолжая движение мимо Наблюдателя, в некоторый момент t₂ стержень поравняется с ним задним концом. В тот же мо­мент Наблюдатель увидит передний конец стержня в положении l₂, соответствующем моменту выхода оттуда сигнала, достигшего Наблюдателя в момент t₂. Поскольку , то стержень за это время продвинется на так что

(7)

Таким образом, в этих условиях Наблюдатель завышает длины приближающихся объектов и занижает их у удаляющихся объектов.

Точно такую же картину получим, если стержень и Наблюдателя поменять ролями. Тогда при приближении Наблюдателя к непод­вижному стержню длина последнего завышается, а при удалении – занижается. Следовательно, при движении со скоростью относительно эфира в измерениях наб­людается кажущаяся анизотропия длин, ко­торая не имеет ни малейшего отношения ни к реальной деформа­ции пространства, ни к Лоренцеву сокращению.

При попытке движущегося вдоль оси х Наблюдателя измерить длину отрезка l на неподвижной оси у ему придется наклонить линейку в сторону движения на угол

для того, чтобы с учетом запаздывания сигнала на уви­деть из начала координат совмещение линейки по всей длине с измеряемым отрезком l. При этом он, во-первых, измерит дли­ну отрезка как

(8)

и, во-вторых, воспримет систему координат К как косоуголь­ную с наклоном осей и (ибо все это справедливо и для z) под углом к оси x. С другой стороны, косоугольная система координат зачеркивает релятивистскую инвариантность урав­нения световой волны к преобразованиям координат, так как урав­нение сферы в косоугольной системе координат совершенно не похоже на уравнение ее в декартовой системе координат, что СТО игнорировала, даже не предполагая возможности деформации координат в процессе их отражения Наблюдателем.

Рассмотрим теперь случай, когда относительно эфира движут­ся как измеряемый стержень со скоростью , так и Наблюдатель вместе с линейкой со скоростью > , и их относи­тельная скорость составляет . В момент, когда Наблюдатель догонит ближайший конец стержня, он увидит дальний конец в положении l₁, сигнал из которого идет теперь к нему в течение . Но за это время часы Наблюдателя пе­реместятся в эфире на навстречу наблюдаемому со­бытию, а их местное время возрастет на , так что по этим часам пройдет время . За это время относительное перемещение Наблюдателя и стержня должно составить , поэтому вновь

, (9)

но уже для относительного дви­жения объектов.

Если пере­множить (6) и (7), то можно получить формулу , где , которая по форме напоминает формулу Лоренцева сокращения , но противоположна ей по содержанию. Если наша формула устанавливает связь между истинной длиной и средним геометрическим измеренных (кажущих­ся) длин при приближении и удалении объекта (усредненной анизотропией), то формула Лоренца приписывает как l, так и l₀ статус истинных величин.

Другими словами, в СТО объективные и независимые от Наблюдателя значения длин отрицаются, а истинность длины понимается в смысле соответствия ее произволу Наблюдателя в выборе координат. В силу этого, два Наблюдателя, движущиеся с разными скоростями υ₁ и υ₂ будут иметь дело с разными, но якобы одинаково истинными длинами и . Поскольку обе длины истинны, Наблюдатели смогут прийти к соглашению между собой только на почве отрицания объективной реальности длины вообще. В СТО это очевидное обстоятельство маскируется «объективной относительностью» длины, которая означает, что Наблюдатель может изменять длину объектов волевым усилием, поскольку он по своей воле связывает себя с любой инерциальной системой отсчета. Вместо объяснения, почему абсолютное движение в эфире себя никак не проявляет, СТО просто отвергла как понятие «абсолютное движение», так и понятие «эфир», введя вместо последнего не имеющее реального содержания вне эфира понятие «поле». Понятие «поле» заимствовано из математической теории поля, где поле вектора или скаляра представляют собой некую абстракцию без какого бы то ни было физического содержания. Физическое содержание возникает в теориях электромагнитного и гравитационного полей только как состояние некоторой субквантовой активной среды (светоносного эфира, физического вакуума), отвергнув которую СТО превратила себя в имитационную математическую модель, пригодную для ряда прикладных расчетов, но которая не может претендовать на истолкование и объяснение физических явлений. Что же касается эфира как субквантовой активной среды, то с учетом местного времени Вселенной его существование не только не противоречит любого рода физическим экспериментам, но, напротив, полностью соответствует объективному взгляду на Вселенную.

Ошибочный вывод СТО о сокращении в направлении движения длины стержня, движущегося со скоростью приводит к ошибочному заключению о тесной связи гравитации и геометрии пространства Вселенной. Необходимость такой связи, как полагал Эйнштейн, очевидна и проистекает из приведенных рассуждений.

В привычной нам геометрии Евклида отношение длины окружности к диаметру равняется π = 3,14… Его можно получить, разделив число очень маленьких стержней, уложенных вдоль окружности, на число стержней, уложенных вдоль диаметра. А теперь посмотрим, чему равно это отношение с точки зрения системы отсчета, вращающейся вместе с окружностью. Пусть Наблюдатель в этой системе отсчета начнет укладывать те же самые стержни вдоль окружности и диаметра. Результат, к которому он придет, можно установить, рассматривая этот измерительный процесс с точки зрения инерциальной системы. Каждый стержень на окружности согласно СТО сокращается, в то время как стержни вдоль диаметра не должны испытывать сокращения. Ведь их направления перпендикулярны скорости движения. Значит, движущийся Наблюдатель уложит по окружности большее число стержней, чем неподвижный, а вдоль диаметра – то же самое число. Поэтому отношение длины окружности к диаметру во вращающейся системе отсчета больше π. Но ведь это возможно лишь в том случае, когда изменилась сама геометрия, если она перестала быть евклидовой. Характер новой геометрии однозначно определяется тем ускорением, с каким движутся отдельные точки системы отсчета.

Приняв принцип эквивалентности Эйнштейна, мы тем самым согласились считать, что все результаты, которые получаются в ускоренно движущихся системах, будут иметь место в инерциальных системах при наличии тяготения. Но если это так, то само тяготение можно рассматривать как отступление от евклидовой геометрии, как своего рода «искривление пространства». Итак, тяготение связано с «искривлением пространства».

Как видно, это заключение в сущности основывается на ошибочном представлении СТО о сокращении в направлении движения длины стержня, имеющего скорость и, следовательно, заключение об «искривлении пространства» и о связи гравитации и геометрии пространства Вселенной является также ошибочным. Пространство Вселенной как целое соответствует евклидовой геометрии и является плоским. Достаточно убедительные экспериментальные аргументы в пользу того, что пространство Вселенной является плоским, были получены с помощью космического зонда Microwave Anisotropy Proble и опубликованы в 2004 году.

Для любого Наблюдателя должны соблюдаться законы сохранения импульса, момента импульса, кинетической энергии, однако последний может следовать законам сохранения только посредством измерения, например, импульса при взаимодействии движущихся тел, что вовсе не так просто, если учесть кажущиеся анизотропии измеряемых длин и, следовательно, измеряемых скоростей при приближении тела к Наблюдателю и удалении тела от Наблюдателя. Усреднение кажущейся анизотропии измеряемых скоростей дает выражение для импульса

, (10)

где Лоренцев фактор появился за счет усреднения кажущейся анизотропии измеряемых скоростей, а не за счет роста массы, которая является постоянной характеристикой тела в любой системе отсчета.

В циклических ускорителях отклонение траектории заряженной частицы от стандартной формы при ее ускорении и, следовательно, увеличении ее скорости считается экспериментальным подтверждением роста массы этой частицы. На самом деле, в циклическом ускорителе Наблюдателем непосредственно измеряется двойной интеграл от ускорения заряженной частицы по времени и появление Лоренцева фактора при использовании второго закона Ньютона связано с особенностями анизотропии измеряемого Наблюдателем через двойной интеграл ускорения заряженной частицы и, естественно, никак не связано с ростом ее массы, тем более, что массу заряженной частицы никто непосредственно не измеряет.

И, наконец, ключевое для СТО понятие «пространства–времени», по необходимости введенное в эту теорию, тем не менее, является ложным и вот по какой причине. Понятие «пространства–времени» устанавливает симметрию между физическим Пространством и Временем, тогда как необратимость течения, свойственная Времени даже в микроскопических масштабах независимо от каких-либо измерений и наблюдений, не имеет места для пространственных координат и, следовательно, в силу указанного принципиального отличия, физическое Пространство и Время не могут быть объединены в единое понятие «пространства–времени».

Таким образом, с помощью новой теоретической концепции субквантовой активной среды и понятия местного времени Вселенной вполне корректно доказана несостоятельность СТО. Необходимо отметить, что ранее, но используя иные предпосылки, в [10] были получены сходные результаты. К слову сказать, несостоятельность СТО подтверждается и тем фактом, что так называемый «парадокс близнецов», длительное время считавшийся достижением СТО и ее неотъемлемой частью, в настоящее время признан ошибочным.