В прошлой статье шла речь о расчете космических сил, заставляющих Вселенную расширяться. Имея формулы, описывающие эти космические силы расталкивания, можно с их помощью рассчитать также скорость передачи информации.
Вначале для проверки правильности последующих рассуждений попробуем рассчитать скорость света. Если у нас получится стандартное значение 300 000 км/сек, тогда использованный способ можно будет также применять для расчета скорости передачи информации в космосе. Свет представляет из себя электромагнитную волну, колеблющуюся в плоскости, перпендикулярной направлению движения. А скорость распространения поперечных волн в струне с большим натяжением рассчитывается как
С = SQRT ( F / ro / S )
где SQRT — квадратный корень, F — сила натяжения, ro — плотность материала струны, S — площадь поперечного сечения. Для нашего случая F — это сила электрического отталкивания двух электронов, находящихся друг от друга на расстоянии, равном размеру кванта пространства. Чему равен размер кванта пространства? Большинство физиков полагает, что в качестве размера кванта пространства следует использовать планковскую длину. Но я пришел к выводу, что использовать нужно радиус электрона. Причина такого решения была обусловлена следуюшим фактом.
Когда я занялся теоретическим расчетом некоторых фундаментальных констант, у меня был выбор, что именно использовать в качестве размера кванта пространства. Я опробовал оба варианта. Если я использовал планковскую длину, формулы получались какие-то корявые и некрасивые. Зато если использовал радиус электрона, формулы получались очень красивыми и компактными. А у физиков есть такое молчаливо принимаемое правило: правильная формула должна быть красивой. Конечно, степень "красивости" - понятие очень условное, но в целом такое правило работает. И в последующем я не один раз убеждался в правильности своего выбора.
При этом необходимо отметить тот факт, что использовать необходимо не значение классического радиуса электрона 2.817939х10(-15) метр, приводимое в знаменитом советском справочнике по физике под редакцией Яворского и Детлафа, а значение радиуса 1.408969х10(-15) метр, которое дает немецкий физик Kuchling в своем справочнике "Физика: формулы и правила". Эти два значения отличаются друг от друга ровно в два раза. Почему два разных справочника дают разные значения одной и той же величины - мне не известно. Методом проб и ошибок я выяснил, что немецкое значение радиуса дает более приемлемые результаты. Поэтому я стал использовать именно его.
Принимая кубическую форму квантов пространства, имеем S = rr и ro = 2m/rrr. Почему при вычислении плотности я использовал удвоенную массу электрона? Потому что по моим представлениям именно так устроен физический вакуум: виртуальный гамма-квант выбивает из вакуума всегда пару электрон+позитрон, но никогда не выбивает какую-то одну из этих частиц, следовательно можно условно представлять квант физвакуума как состоящий из вложенных друг в друга частицы и античастицы.
И почему квантование пространства я выполняю кубиками, но не шариками? Очень просто. Попробуйте заполнить некоторый объем шариками так, чтобы в нем совсем не осталось места для воздуха. Получится? Нет. Между шариками обязательно останутся незаполненные места, в которых останется воздух. Если же мы станем заполнять объем кубиками, аккуратно ставя один кубик на другой, мы сумеем добиться того, что места для воздуха не останется. По этой причине я выполняю квантование именно кубиками: чтобы все пространство было занято квантами полностью.
Теперь после выяснения всех деталей, можно приступить к собственно расчету скорости света. У меня получились следующие значения входящих в формулу параметров: F = 116 ньютон, ro = 6.51х10(14) кг/куб.метр, S = 1.985x10(-30) кв.метр. И теперь можно окончательно рассчитать скорость по вышеприведенной формуле. У меня получается ровно 300 000 км/сек. Когда же я решил выполнить расчеты с максимальной точностью, то получил величину 299792.677 км/сек (можете ради интереса самостоятельно повторить все расчеты). А стандартное значение скорости света считается равным 299792.5 км/сек. То есть погрешность расчета составила 177 м/сек или 0.00006%. Следовательно, все сделанные допущения верны и можно переходить к расчету скорости передачи информации.
Для этого в вышеприведенную формулу подставляем величину космической силы расталкивания, значение которой было найдено в прошлой статье. Напомню, оно составляет 6.069х10(43) ньютон. Остальные параметры (плотность и площадь поперечного сечения) оставляем без изменения. Получается 2.167х10(29) метр/сек. Учитывая, что радиус Вселенной оценивается как 2.5x10(26) м, тогда время передачи информации от ее центра до периферии будет составлять порядка 0.001 сек.
Столь огромная скорость передачи информации позволяет решить несколько важных проблем из области физики элементарных частиц и астрономии. Если полагать, что все сигналы передаются со скоростью света, тогда при воздействии на элементарную частицу некоторым внешним полем возникает противоречие: из-за конечности размеров частицы разные ее "части" узнают о воздействии поля в разное время. Следовательно, частица должна деформироваться, как бы растягиваться. В действительности такого не наблюдается. Поэтому физики вынуждены рассматривать частицы как точечные объекты, хотя понимаю ошибочность таких воззрений. Но если мы предположим, что информация о воздействии на частицу достигает разных ее "частей" со скоростью 2.167х10(29) метр/сек, это противоречие настолько ослабевает, что уходит за пределы точности использованного инструментария. Оно еще остается, но физики просто не успевают зафиксировать деформацию частицы. Сумеют ли зафиксировать в далеком будущем - не известно.
Также в астрономии до сих пор существует нерешенная проблема так называемого космологического горизонта. Самые отдаленные друг от друга периферийные области Вселенной, располагающиеся по разные стороны от Земли, если ее принять за центр, находятся на расстоянии 2x13.72 млр.световых лет. А возраст Вселенной составляет всего 13.72 млр.лет. Таким образом, свет, испущенный из одной области в начальный момент Большого Взрыва, до сих пор не достиг другой области. Значит, в случае передачи информации со световой скоростью эти противоположно лежащие зоны получать информацию друг от друга не могут. И тогда их развитие пойдет скорее всего по разным путям и сценариям. Но астрономы не замечают явных отличий в глобальной структуре. Если же принять, что информация распространяется по Вселенной за миллисекунды, проблема исчезает сама собой.
И последний парадокс, о котором хотелось бы сказать, это проблема квантовой запутанности или парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена. Его предложил Альберт Эйнштейн в споре с Нильсом Бором о неполноте квантовой механики. Парадокс состоит в следующем. Имеем некоторую радиоактивную частицу с импульсом Р. Через некоторое время частица распадается на частицы А и В, разлетающиеся в разные стороны. По закону сохранения суммарный импульс обеих частиц А и В должен составлять прежнее значение Р. Теперь измеряем состояние частицы А (импульс или координату - не имеет разницы). Но любое измерение нарушает состояние частицы. В данном случае измерение меняет импульс частицы А. Как тогда быть с законом сохранения импульса? Если частица В не меняет своего состояния, тогда мы получаем нарушение закона сохранения. А если меняет, тогда должна делать это почти мгновенно с бесконечно огромной скоростью намного больше световой (потому что разлететься частицы могут на миллиарды световых лет).
Физики предпочитают выбирать вторую альтернативу, потому что нарушение закона сохранения импульса - это даже хуже, чем нарушение закона сохранения энергии. И практические достижения в строительстве квантовых компьютеров подтверждают правильность такого выбора. Но насколько мне известно, идея о сверхсветовой скорости пока не принята официально. Многие говорят о бесконечно огромной скорости, но это пока разговоры в кулуарах. Во-первых, нет пока общепринятых формул по расчету скорости передачи информации (а о моем существовании и моих достижениях физики не знают, так как я давно выпал из академического сообщества и чуть ли не официально считаюсь в России лжеученым и шарлатаном). Во-вторых, запрет СТО и ОТО на существование сверхсветовых скоростей пока сильно ограничивает научный прогресс в данной области.
Ограничения СТО и ОТО распространяются на объекты, состоящие из обычного барионного вещества, из протонов/нейтронов/электронов. Но информация - это не вещество, массы она не имеет и потому может не обращать внимания на запреты СТО и ОТО. В астрофизике давно уже принята гипотеза инфляционного распухания Вселенной в первые секунды после Большого Взрыва, когда скорости расширения превосходили скорость света в миллиарды или даже триллионы раз. И никто не видит в этом противоречий по той причине, что пространство не является веществом. Аналогичная ситуация может быть и с информацией.