На поверхности Вселенной
On the surface of the universe
Власов Юрий Павлович
gorodorenburg@ mail.ru
Аннотация. Предложено рассмотреть совокупность четырех измерений Вселенной, как единство, определяющее общую её картину. Их взаимосвязь в этом единстве определяет причину расширения Вселенной, отсутствие центра этого расширения в пространстве и её будущее. Сделаны предположения для понимания роли структур пространства и времени, а также скорости света как точки отсчета для всего движущегося в пространстве. Материал предназначен для всех любознательных, интересующихся астрономией.
Annotation. It is proposed to consider the totality of the four dimensions of the Universe as a unity that determines its overall picture. Their interrelation in this unity determines the reason for the expansion of the Universe, the absence of the center of this expansion in space and its future. Assumptions are made to understand the role of the structures of space and time, as well as the speed of light as a reference point for everything moving in space. The material is intended for all curious people interested in astronomy. Abstract.
Ключевые слова: Вселенная, Большой взрыв, центр расширения, пространство, время.
Key words: The universe, the Big Bang, the center of expansion, space, time.
1. Скоро исполнится сто лет открытию расширения Вселенной. Изучая это явление было установлено, что отдаленные от нас звездные системы (галактики) удаляются от нашей галактики ещё и с ускорением. Возникают вопросы: почему Вселенная расширяется? И почему с ускорением? К чему это приведет? Возможна ли остановка этого движения и обратное движение? Если остановка и обратное невозможны, то во что превратится наша Вселенная? (Впрочем, если процесс расширения сменится процессом сжатия, то конечный результат будет не лучше назреваемого). В то же время «неподвижная» Вселенная противоречит современным научным представлениям.
2. Большой взрыв, породивший Вселенную (если такой действительно был), предполагает наличие его места, которое должно было быть центром образования и расширения Вселенной. Но поиски центра до сих пор не увенчались успехом. Это выглядит странно: если был взрыв, то он должен был быть в какой-то точке. Однако центр взрыва так и не нашёлся (есть документальный фильм, доказывающий отсутствие центра). Тем не менее, расширение без центра можно увидеть, отметив на поверхности воздушного шара заметки и надуть его еще больше. Поверхность шара и расстояния между заметками увеличатся, но центр не обнаружится. Это очевидно в трех измерениях, а во Вселенной измерений больше и представить их совокупность сложнее.
3. Кто-то из популяризаторов науки описал идеально гладкую планету на которой живут двумерники (круги, квадраты и прочие) – существа, не способные представить третье измерение. Часть их решила отгородиться от других двумерников. Вокруг места своего обитания они построили забор (замкнутую линию). Со временем им стало тесно и они увеличили свою площадь, отодвигая забор на «чужую» территорию; при этом материала для забора требовалось больше. Так продолжалось много раз. Но однажды, увеличивая свою площадь, они обнаружили, что на новый забор материала израсходовано меньше! Проверили, но действительно длина забора уменьшилась. Так у них появилась научная проблема. Со временем кто-то из ученых этих существ определил, что их мир имеет ещё одно измерение: высоту! В головах двумерников такое никак не укладывалось, но факт забора подтверждал этот парадокс. Усилиями ученых двумерников было получено теоретическое обоснование этого факта и даже определена форма их планеты. Но представить эту форму никто из двумерников не мог.
4. Двумерный мир в этом тексте показан для того, чтобы трёхмерный человек, глядя на двумерный мир, наглядно понял, что у двумерников есть ещё третье измерение, которое двумерники не могут постичь по своей природе. Это поможет ему понять, что мир трёхмерников (то есть наш мир) на самом деле четырёхмерный и для этого есть веские основания. Но представить такой мир природа человеку не дала, как не дала двумерникам представить трехмерный.
5. По аналогии с двумерным миром можно показать нашу Вселенную следующим образом: наш трёхмерный мир находится на «поверхности» некоей «сферы», то есть его три измерения (длина, ширина и высота) » находятся» на этой «поверхности». Здесь слова «поверхность» и «сфера» имеют несколько другой смысл и значение, чем это принято – они в совокупности образуют четырёхмерный мир. (Мозг человека не может это представить, поэтому выше была приведена аналогия с двумерниками). Эта «поверхность» для нас трёхмерна и мы в ней живем!
5а. Такое изображение Вселенной может привести к мысли, что всё пространство (трехмерный мир) является искривленным и в конце концов замкнутым. Известные из теории относительности А. Эйнштейна условия определяют степень кривизны пространства в разных его местах
.
6. «Сфера» изнутри «раздувается» из точки, в которой когда-то произошел Большой взрыв, породивший всё, что есть во Вселенной. «Раздувание» этой «сферы» это и есть течение времени – четвертое измерение. Оно складывается из трех составляющих: собственная скорость течения времени в «сфере» и двух, определяемых теорией относительности. Таким образом, объем «сферы» это прошедшее время, а настоящее время находится на её постоянно движущейся «поверхности» и именно это определяет смену его мгновений. Увеличение радиуса в этой «сфере» к какой-то точке на «поверхности» это ход времени и скорость его течения, а сама точка на этой «поверхности» это часть нашего трёхмерного мира со всем, что есть в этой части. Мы живем в трёхмерном мире (в этой схеме на «поверхности сферы») и движемся во времени (по радиусу из центра «сферы»), то есть в итоге существуем четырёхмерно. И видим наш мир как двумерники видят свой: они в трёхмерном мире, а видят двумерно, мы в четырёхмерном, но видим его трёхмерно. Такая структура объясняет отсутствие центра Большого взрыва в нашем пространстве.
7. Теория относительности А.Эйнштейна в одной из американских книг изложена более чем на тысяче страницах. Автору эта теория известна без математических построений, в научно-популярном виде. Тем не менее, я считаю (и надеюсь), что предлагаемая картина Вселенной не противоречит этой теории. Поэтому позволю себе продолжить её описание. «Поверхность» этой «сферы» представляется неровной, пупырчатой, даже колючей. Это объясняется тем, что «раздувание» (то есть скорости течения времени) по направлениям из центра к каждой точке на «поверхности» происходит неравномерно, в отличие от воздушного шара. (Так представлять Вселенную можно только отвлеченно мысленно, поскольку точки для такого рассмотрения просто не может быть – эта точка вне пространства и времени). Такая «поверхность» свидетельствует о разных скоростях течения времени в разных местах (точнее у разных тел) трёхмерного пространства.
8. По теории относительности скорости течения времени на небесных телах зависят от скорости их движения в пространстве, а также от величины их масс. Если скорость тела очень велика, то время (для внешнего наблюдателя) у этого тела течет медленнее, чем у тел и наблюдателей, имеющих меньшую скорость движения (это известно как «парадокс близнецов»). Медленнее течет время и у тел с большей массой. Поэтому на этой картине получаем: от Начала времён (Большого взрыва) до «настоящего момента» время существования различных тел длилось не одинаково, потому что время их существования зависит от собственной скорости течения времени в «сфере» и от скоростей их движения (а также от величины их масс). (Здесь «настоящим моментом» времени является вся поверхность «сферы» для разных мест (точнее тел) в пространстве). Поэтому разные тела могут отстоять от Начала по разному: этим определяется время их существования и образование такой «поверхности». То есть «поверхность», образующая «сферу» – это пространство Вселенной с телами в ней, а расстояния от центра «сферы» к каждой точке – это время существования тел, находящихся в этой точке. На «поверхности» происходит движение тел в пространстве, а удаление точки (места) на «поверхности» от центра — движение тел во времени. Скорость изменения этого расстояния – это скорость течения времени у тел в этой точке. Автор книги о космологии удивил читателей таким парадоксом: от крупного тела отделилось очень мелкое и продолжило «жить» вдали от него. Время у этих тел течет по разному и может наступить такой момент, когда величина времени «жизни» мелкого тела превысит величину времени существования материнского тела.
8а. В популярной литературе, показывая изменения течения времени у тел в зависимости от скорости их движения в пространстве и относительно друг друга, применяют слова «высокая скорость», «околосветовая», «низкая». При этом часто имеется ввиду планета Земля и космический корабль, покинувший Землю или возвращающийся на неё. Их скорости сравнивают и показывают, что при большей у корабля время замедлено, а на Земле скорость течения времени не менялась. (Кстати, значение имеет скорость достаточно близкая к световой). Это сужает явление до «корабль и Земля» и вызывает вопрос: корабль развил большую скорость, но и Земля удаляется от него с такой же скоростью. Мне представляется, что значение имеет не разность скоростей у этих тел, а разность скоростей света и тела. Может быть, величина скорости света – это точка отсчета в некой системе координат для всего движущегося в пространстве.
9. На самом деле картина, конечно, сложнее – в п.8 условно показано, что тела возникли сразу после Большого взрыва и просуществовали эти миллиарды лет. Но это не так: большие тела (звезды) образовались из частиц, возникших при Взрыве; в них образовывались новые элементы, потом эти тела распадались на частицы с добавлением этих новых, которые соединялись в крупные и так далее – это естественное движение вещества. Представленная картина Вселенной дана для наглядного представления её формы с точки зрения трёхмерного человека. Мы (люди) не может представить себе четырехмерную картину мира. Показать её по-другому наверно можно, но только посредством математики. Наверно форма Вселенной будет более полно и точно отражена с применением математических методов и приемов, но это дано не многим. Это как при игре в шахматы: тому, кто не умеет играть невозможно понять красоту ходов, завершающих комбинацию; он только может понять, что игра закончена.
10. А что было до Большого взрыва? Здесь можно только фантазировать, не далеко удаляясь от законов природы существующего мира, т.е. не как в фэнтези. Наша Вселенная излишне сложна, поэтому представим «то», что породило её, более простым. Предположим, что тела там тоже состояли из частиц, подобных нашим атомам, но двигаться эти тела могли только по прямым линиям. Возможности движения по кривым в том мире не существовало в принципе – такой ущербной была та Вселенная. Все тела двигались хаотично с разными скоростями. При столкновении они могли разбиваться на более мелкие или соединяться. Это зависело главным образом от их скоростей. В конце концов гравитация свела тела в одну точку. Образовалась громадная масса с неимоверной силой тяготения. В природе есть величины, имеющие конечное значение, например скорость света. Но сила как таковая ограничений не имеет. Поэтому в этой массе сила гравитации достигла величины, которой оказалось достаточно, чтобы разрушить атомы и даже частицы в них. В результате уменьшились размеры этого тела. Всё вещество громадной массы оказалось практически в одной точке. Не буду останавливаться на вопросах преобразований пространства и времени и их роли в этом процессе, но возникшее состояние такой массы вещества, времени и пространства того мира породило Большой взрыв и нашу Вселенную.
10а. Если каплю воды уменьшать много раз, то в результате вода исчезнет, превратившись в составляющие её элементы. Если объем пространства (или период времени) многократно сокращать, то что получится в результате? Любого размера частицы пространства (времени) сохранят свои свойства или распадутся на что-то? Без представления результата таких действий понимание «крайних» процессов всегда будет предположительным. Видимо это относится и к черным дырам.
11. Узнать о том, что «было» до Взрыва невозможно так как Взрыв всё, что «было» до него, изменил абсолютно; есть только след того мира – это наша Вселенная. Наше мышление и язык сформированы в предположении, что время всегда было, было бесконечным и не прерывалось. Но если при Взрыве действительно «распалась связь времён», то для «Того периода» слово «было» применять нельзя. При рассмотрении такой «общей картины» теряется определенность последовательности событий – нельзя определить что за чем следовало: отдельные «свои» времена «миров» (того и нашего) не состыковались и понятия «раньше» и «позже» не могут быть применены. «Тому периоду» нет места нигде, он вне нашего пространственно-временного континуума. Он только в нашем воображении, хотя оно основано на факте Большого взрыва. Но вопрос «откуда взялись элементы для Взрыва и условия для него?» вполне естественен, так как Взрыв был. Видимо тот мир непознаваем, можно только верить или не верить в придуманное в пункте 10. Хорошо, что этот вопрос можно отложить на время, последующее за рассмотрением этой статьи.
12. Вернёмся к началу статьи, где по данным современных исследований назревает распыление наблюдаемой человечеством Вселенной. В представленной картине расширение происходит по причине течения времени: время течет, «раздувая» «сферу и её поверхность», которая является пространством нашего мира. Получается, что продолжение расширения неизбежно, а это ведет к окончанию существования нашей Вселенной и превращению её в грандиозное «ничто». (Остановка течения времени здесь не рассматривается). Опираясь на опыт знакомства с природой и даже некоего познания макро, микро и мега миров естественно сказать: появится что-то новое, неведомое, но появится. Что-то должно возникнуть! Не может ничего не быть! В этом рассуждении (и во всём нашем мышлении) мы применяем аппарат познания – мозг человека, свой и других людей, в том числе самых умных. При этом безусловно и безоговорочно предполагается, что мозг человека (как такового) способен понять всё что есть в Природе (Вселенной). В том числе все процессы в микро и мега мирах. Автор полагает, что это не так и отсылает читателя ко второй части своей статьи «Что сначала: жизнь или разум?» Она опубликована в интернет-журнале «Наука и жизнь Израиля» 8-го марта 2022 года под рубрикой «научная самодеятельность». Спасибо за внимательное прочтение.
Иллюстрация: Вселенная — Википедия
ru.wikipedia.org
