Этот опус, опять же, есть пояснение, уточнение того, о чём было сказано ранее. Тема важная, необходимая. Тема о том, как малое определяет не просто большое, а громадное, вселенское. Роль малых динамик в великой картине мироздания.
Релятивизм в физике – это относительность скоростей, именно скоростей, а не просто относительность движения. Интересный момент: хотя об относительности движения известно со времён Галилея, но такой забойный релятивизм в физике не мог возникнуть раньше того, как появились транспортные средства, могущие двигаться со скоростями более ста километров в час. Конечно, речь о поездах. Недаром в первых умозрительных опытах с относительностью движения использовались именно образы движущихся поездов и лучей света, света, который имеет неизменную скорость, и чья скорость не зависит от движения источника света (конец 19-го – начало 20-го века). Постоянство скорости света вошло в противоречие с понятными законами классической механики, с понятными законами сложения скоростей. Специальная теория относительности Пуанкаре-Лоренца-Эйнштейна стала обобщением механики движения, как для малых, так и для больших скоростей. Отличительным символом новой физики оказался коэффициент преобразования Лоренца, где в подкоренном выражении имеется дробь отношения квадрата скорости тела к квадрату скорости света, короче, отношение скоростей.
Релятивизм начинают преподавать молодёжи с системы координат, где одна ось – ось х (длина), другая ось – ось t (время). Это – система скоростей. Лишь скорость света неизменна в этой системе координат, которая выводится несгибаемой прямой из центра системы под углом 45 градусов. Отсюда и начинаются танцы с относительностью пространства и времени, а точнее, с относительностью скоростей. Скорость – отношение пространства ко времени, дробь. Пространство – в числителе дроби. Изменяется пространство по отношению к неизменному времени – меняется скорость. Все, абсолютно все физические процессы и явления связаны со скоростями или плотностью скоростей, будь то микромир или макромир. Динамика лежит в основе существования материи; динамикой же определяется эволюция материи, переходы одних форм движения в другие.
Если до создания Специальной теории относительности среда материального эфира считалась абсолютом, единственной уникальной системой отсчёта, связанной с пространством, то после рождения СТО абсолютом стала сама скорость света. А эфиру не осталось места в картине мироздания. Материальная среда, как считалось, переносчик света, была упразднена за ненадобностью. Абсолютом стала скорость! На эфир прежде смотрели как на покоящуюся, неподвижную среду. Это доказывали и опыты по обнаружению эфирного ветра. Никакого эфирного ветра обнаружить не удалось. Даже позднее, в двадцатых годах двадцатого века, когда заговорили о возвращении эфира в картину мира, то только как фона физических процессов, отказывая эфиру в движении. Однако создание и развитие квантовой механики (1925-32 гг.) показало, что среда физического вакуума (вместо эфира) – не просто арена физических событий, а непосредственный участник событий. Физический вакуум – среда динамичная, живая, полна энергии движения. А где движение, там и скорость. Вопрос: где же существуют, таятся эти скорости, определяющие жизнь вселенной? В самой среде физического вакуума, в динамической его структуре, которая не знает покоя! И определяющая скорость колебательной динамики среды – скорость света. Масштаб квантового уровня и якобы его виртуальность делают эту колебательную динамику элементов среды физического вакуума недоступной для непосредственного наблюдения и изучения. Имеются лишь косвенные методы изучения природы подобной среды.
Как ни забавно это звучит, но при всей незримости и виртуальности квантовой колебательной динамики, она всегда с нами, она определяет нашу жизнь везде и всюду в виде самой частицы протон с её постоянным волновым полем, в виде гравитационного вакуумного давления, которое мы называем силой тяжести, в виде взаимодействующих магнитных полей, которые крутят роторы наших электродвигателей всех видов. Без такой вакуумной колебательной динамики со световой скоростью само существование физического мира было бы невозможно. Роль скорости света и связь её с атомарным веществом, с массой, учёные ясно осознали ещё в семидесятые годы девятнадцатого века. Последующее развитие физики лишь подтвердило их правоту. В сущности, мы живём в мире световых скоростей. Но если скорость света в частице протон как бы замкнута в колебании и не выходит наружу («дыхание вакуума», сжатие-расширение, имплозия-эксплозия в структурной среде), то рождающиеся при возбуждении протона дополнительной энергией квазичастицы электроны и позитроны при своей аннигиляции рождают волновые частицы фотоны, которые не знают покоя и могут двигаться в среде физического вакуума только со скоростью света. Якобы высвобождённая энергия… Хотя, на самом деле – преобразованная энергия. Не было бы возбуждения дополнительной энергией протона – не было бы и квазичастиц, и фотонов! Закон сохранения энергии.
Что такое время? Время – это отношение пройденного пути к скорости (t = S/v). Другого смысла в физике время не имеет. Есть путь и скорость – есть время, нет пути и скорости – нет времени! Меняется отношение пути к скорости – меняется время. Путь бывает прямолинейным, криволинейным, замкнутым в круг или в эллипс. Когда-то эталоном секунды был выбран маленький фрагмент пути и суточной скорости вращения нашей планеты вокруг своей оси. В настоящее время эталоном секунды выбраны девять миллиардов с лишним периодов колебаний, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. При этом добавляется – при отсутствии возмущения внешними полями. Изменить отношение пути к скорости может только дополнительная энергия. То есть, переместив цезиевые часы в поле с иной величиной напряженности – незначительно меняется частота колебаний, иначе, меняется длительность секунды. Когда время мерили по старинке, по суточному вращению Земли, длительность секунды менялась ещё больше из-за энергетического (гравитационного) влияния Луны и других планет. Когда, согласно идеям Общей теории относительности, нам говорят, что в сильном гравитационном поле течение времени изменяется, то надо понимать, что здесь, в механизме прибора, отсчитывающего секунды, произошло изменение отношения пути к скорости. Изменение произошло исключительно по материальной причине – изменение энергии поля, изменилась величина g (ускорение свободного падения, иначе – напряженность гравитационного поля). Это обстоятельство приводит нас неизбежно к пресловутой эквивалентности гравитационной и инерционной масс.
Гравитационная масса, как принято считать, определяет силу, с которой тело притягивается к другим телам (закон Всемирного тяготения Ньютона). Инерционная масса – это мера сопротивления объекта ускорению при приложенной силе (второй закон Ньютона). И там и там есть сила, и, как выяснилось, силы эти равны. Вот в природе подобных сил хорошо бы разобраться на основе всего выше сказанного.
Гравитационное поле – градиент плотностей и давлений среды физического вакуума вокруг массивного тела. Этот градиент давлений и плотностей среды создаётся самим же массивным телом, всей суммой волновых полей частиц тела. Давление – всегда скорость, скорость элементов среды физического вакуума. Градиент давлений и плотностей среды вокруг массивного тела – плотность скоростей. Чем ближе к массивному телу – тем больше плотность скоростей. Напряжённость гравитационного поля на поверхности массивного тела и в ближайших недрах – максимальна. Так называемая гравитационная масса пробного тела, попавшего в этот градиент давлений и плотностей среды, создаётся давлением среды (силой) в сторону центра массивного тела. Именно это давление, эта сила создаёт вес тела, то, что действует на опору или подвес. Пробное тело при свободном «падении» в гравитационном поле движется с ускорением (м/сек сек). Ускорение пробное тело получает за счёт изменения градиента плотностей и давлений среды с приближением к массивному телу, что равносильно получению телом дополнительного импульса.
Инерционная масса тела тоже создаётся давлением, силой. Для примера возьмём классический умозрительный опыт с космическим лифтом, который ускоряется вверх некой мощной силой. На находящегося внутри лифта человека со стороны пола лифта будет действовать давление, сила, которую он может толковать как гравитационное притяжение. И чем с большей скоростью движется лифт вверх, тем сила давления больше. Вместо человека в лифте может быть подвешенный к потолку лифта какой-нибудь груз. При ускорении лифта подвешенный груз будет оттягиваться вниз, как будто на него действует сила притяжения. Потому что ускорение получает весь лифт и всё, что в лифте. Как и в гравитации, решающее значение в создании эффекта инерционной массы имеет ускорение (м/сек сек). Если, в случае с лифтом, энергия берётся от неведомого ускоряющего источника, то в случае с гравитацией энергия имеется в самой среде физического вакуума, в его огромной энергии давления. Массивное тело лишь изменяет вокруг себя эту энергию давления среды, создаёт разность плотностей и давлений среды, градиент давлений.
И вот теперь я спрашиваю – что тут непонятного, что тут неясного?! До сих пор, в третьем тысячелетие, мы повторяем всё ту же песню о Всемирном притяжении, что и в восемнадцатом столетии! Доколе?! Хотя А. Эйнштейн как бы отказался в ОТО от идеи тяготения, сведя гравитацию к кривизне пространства-времени, но всё равно везде и всюду, говоря о гравитации, слышишь о тяготении! Эйнштейн назвал идею эквивалентности гравитационной и инерционной масс счастливейшей идеей своей жизни. Однако падающий с высокой крыши человек теряет не массу, а вес. Вес – сила, действующая на опору или подвес. Но сила-то эта создаётся именно силой давления среды физического вакуума! Пространство-время ОТО – это именно скорость; даже порядок понятий подтверждает это. Пространство-время – не произведение, пространство-время – дробь (м/сек). Кривизна пространства-времени – кривизна, точнее, изменение скоростей; ещё точнее – плотности скоростей вокруг массивного тела. А ведь это всё – энергия! Энергия, которую до сих пор наука не желает признавать!
Опыты с атомными часами, перемещаемыми как в воздухе самолётом, так и просто переносом часов на возвышенности земли (горы), стали классическими примерами, как бы подтверждающими справедливость теории относительности. Ход атомных часов (в самолёте), в зависимости от условий, не только замедляется, но и увеличивается, в зависимости от того – летит ли самолёт по направлению вращения Земли или против вращения. В опытах учитывался как гравитационный вклад в изменение хода часов (изменение g), так и скоростной (относительность скоростей). Исходя из всего, сказанного выше, по существу, здесь мы имеем дело не с буквальным изменением времени, растяжением или сжатием длительности секунды, а с энергетическим воздействием одного физического процесса на другой физический процесс, с изменением скорости физического процесса в атомных часах (да и в любых других часах). Время – не резина, которую можно сжимать и растягивать. А вот физические процессы, в частности – скорости, поддаются влиянию дополнительной энергией. Успешность относительности, релятивизма в физике кроется не в понимании сути относительности пространства и времени, их не абсолютности, что естественно, а в том, что мир физический – есть мир энергий движения, мир скоростей, относительности скоростей. И скорости эти нельзя уничтожить, как нельзя уничтожить материю в её вечном движении…
В заключение вот какой момент. Спекуляции на теме релятивизма богаты и разнообразны. Но хорошо, что это только умозрительные опыты. Если попробовать их претворить в жизнь, то беды и умопомрачительных расходов не избежать. Конечно, речь идёт о величинах ускорений, с которыми запросто манипулируют фантасты. Ускорение в 10g уже считается для человека смертельным. Такое ускорение могут перенести только подготовленные люди, лётчики-истребители или гонщики высокого класса. Бывают случаи, когда человек испытывает нагрузки и до 100g, но они кратковременны и вреда большого не приносят. Наши же фантасты посылают в космические рейсы человека со скоростью равной половине скорости света. Но сколько для этого потребуется сжечь горючего для придания кораблю такой скорости, и каковы будут перегрузки для человека – фантастов не интересует.