IV. Тайны физического пространства

Какие тайны могут быть у пустоты? Пустота – она и есть пустота! Но оказывается не всё так просто с этой, якобы «пустотой». Физическое пространство оказывается настолько сложной штукой, что мы даже не догадываемся об этом. И дело не в умозрительных конструкциях типа квантовых флуктуаций «ложного вакуума» или «инфлантона». Дело совсем в другом. Дело в структуре физического пространства, которая нами совсем незамечаема, но которая вполне себе вычисляема. Но всё по порядку.

Небольшая задержка с очередной главой была обусловлена «зондированием» реакции читателей на предыдущий материал. Материал не прошёл незамеченным. Это уже хорошо.

Основная критика пришлась на утверждение о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчёта. И хотя это «фишка» не автора, а одно из базовых положений современной физики, отвечать за неё придется всё-таки автору.
Здесь вот ведь какая закавыка. Положение об инвариантности скорости света – это «главный орудийный калибр» релятивистов. Поэтому под его огнём в пух и прах разбиваются все «инакомыслящие» теории. Но именно этот калибр автор собирается использовать и против релятивизма, и против его противников. Причём отстаивать это положение автор будет не менее отчаянно, чем защитники Брестской крепости отстаивали свою твердыню.
 
Инвариантность скорости света – это основа устройства физического мира. И если кого-то в этом не убедили опыты Майкельсона-Морли, которые в 2015 году в очередной раз подтвердили постоянство скорости света с точностью до 18 знака после запятой, то приведем ещё один аргумент, о существовании которого не догадываются даже релятивисты. Во всяком случае этот аргумент в их исполнении слышать не доводилось.

Альтернативой постулату об инвариантности скорости света является баллистическая теория света Ритца, согласно которой скорость света равна некоторой константе С ~ 300 000 км/сек, плюс скорость его источника. Точно таким же образом формируется «баллистическая» скорость пули, выпущенной из летящего самолёта. Результирующее значение скорости пули равно скорости самолёта плюс её скорость на выходе из ствола.

Принимая гипотезу Ритца, получаем скорость света равную (С+V). А это значит, что если собственная частота источника равна fo, то длина испущенной им волны будет теперь равна не (С-V) /fo, как это было, когда источник догонял гребень испущенной им волны в материальной среде, а (С+V) /fo, как следует из баллистической теории, когда источник отталкивает от себя волну, добавляя ей собственную скорость.

Когда электромагнитные колебания с длиной волны (С+V) /fo и скоростью распространения (С+V) встречают на своём пути наблюдателя (приёмник), то принимаемая им частота fv будет равна

                fv = Сv/dv = (С+V)/((С+V) /fo) = fo.

То есть частота, принимаемая наблюдателем, равна частоте излучающего тела fv = fo. А это, ни много ни мало, означает, что эффекту Доплера в теории Ритца нет места. Но поскольку эффект Доплера всё же существует, то это означает обратное: в Природе нет места баллистической теории Ритца.

Если и этот аргумент кого-то не убедил, то дальнейшие убеждения возможны только в баре после двух-трёх стаканов известного напитка с напором на крайний аргумент: «Ты меня уважаешь?»

Итак, читатель, которому не чужда логика, должен согласиться с истинностью постулата об инвариантности скорости света. Ну а тот, кто в своей упёртости по-прежнему не согласен с этим, то всё, что следует далее – ему просто ни к чему.
 
Доказав истинность постулата о постоянстве скорости света в физическом пространстве, мы вместе с этим получили и головную боль: а как такое возможно? Постоянство скорости света приводит к коллапсу логики, нарушая все мыслимые правила сложения скоростей. Поэтому противников постулата отчасти понять можно. Но они при этом делают шаг назад, а мы двигаемся вперед.

Рассмотрим суть проблемы на простейшем примере (см. рисунок).
Представьте себе лист бумаги, на котором изображены два объекта: один -  источник света (В), другой – приёмник (А). Источник излучает фотоны, скорость которых относительно источника гарантированно равна С. Теперь попытаемся понять в каких случаях скорость света относительно ВСЕГО будет также равна С. Ответ один: только тогда, когда это ВСЁ покоится друг относительно друга и относительно плоскости листа. Стоит появиться скорости относительного движения V, как инвариантность тут же нарушается.

Релятивисты полагают, что они придумали способ разрешения этой проблемы путём сжатия пространства и замедления времени движущегося источника. В действительности им этого сделать не удалось.
 
Опять взглянем на плоскость листа с двумя объектами – это пространство наблюдателя. И сколько воображаемое пространство подвижного источника не сжимай, а время не замедляй, но двигаться источнику относительно приёмника всё же надо, в противном случае нет движения. А это значит, что если в пространстве нашего листа источник хоть чуть-чуть шевельнулся, то игра проиграна: скорость света относительно неподвижного наблюдателя будет отличаться от скорости относительно источника на величину этого самого шевеления V.

Другими словами, пространству с инвариантной скоростью света прописан полный покой! Вот где собака зарыта. Поскольку неклассические физики беспечно проспали это обстоятельство, то решать эту проблему придётся нам с вами. А себе в помощь призовём принцип относительности, или по-другому, постулат об инвариантности законов Природы относительно инерциальных систем отсчета (ИСО).

С инерциальными системами отсчета каждый из нас сталкивался не раз в школе и ВУЗе. Но вряд ли кто когда-либо задумывался над тем, а существуют ли ограничения в применении этих формальных конструкций при анализе природных явлений? Они всегда оставались альфой и омегой в отношении любой теории, они оставались вне теории. Во всех рассуждениях, будь то на лекциях или научных семинарах, они были той самой «печкой», от которой начинали «танцевать».

Основу ИСО составляет система координат (СК). Если не считать географической СК, предложенной ещё Гиппархом Никейским в отношении вполне конкретного объекта – поверхности Земли, то первая обезличенная, формальная СК, отождествляемая с абсолютным физическим пространством, была предложена почти 400 лет назад Рене Декартом.

 За четыре века она претерпела существенные изменения в сторону дальнейшей формализации, головокружительно искривляя пространство вкупе со временем, что позволило ей стать инструментом математического конструирования новой реальности.

Но эмпирический метод Ньютона не работает в области абстракций. Они ему противопоказаны. Он имеет дело исключительно с объектами реального мира. Поэтому для того, чтобы оставаться в границах метода Ньютона, а не уйти в пространство голых утверждений, нам необходимо этим абстракциям найти природные аналоги.

Если отбросить в сторону все ультраформализованные конструкции, как результат тренировки чьего-то ума, и остановиться на системах отсчета, построенных на базе декартовых СК, то и в этом случае однозначного природного аналога им не найти. Интуитивное понимание, что это такое, есть, а вот строгого, позволяющего указать на него пальцем, - нет. И это при том, что главный постулат физики утверждает, что законы Природы инвариантны относительно инерциальных систем отсчета.
Так что же такое ИСО, и как их обнаружить в Природе?

Вот как вводят понятие «ИСО» классики советской теоретической физики Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц:

«Для описания процессов, происходящих в природе, необходимо иметь, как говорят, систему отсчета. Под системой отсчета понимают систему координат, служащую для указания положения частиц в пространстве, вместе со связанными с этой системой часами, служащими для указания времени.

Существуют системы отсчета, в которых свободное движение тел, т.е. движение тел, не находящихся под действием внешних сил, происходит с постоянной скоростью. Такие системы отсчета носят название инерциальных. Если две системы отсчета движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно и если одна из них инерциальная, то очевидно, что и другая тоже является инерциальной… Таким образом, имеется сколько угодно инерциальных систем отсчета, двигающихся друг относительно друга равномерно-поступательно».


Такой большой фрагмент из второго тома теоретической физики приведен для того, чтобы не было неопределённости относительно логики введения понятия «инерциальные системы отсчета». К этому определению мы будем возвращаться в связи с поиском аналогов ИСО в Природе.

Современная физика в этом вопросе нам точно не помощница, поскольку утверждает, что абсолютно инерциальные системы представляют собой математическую абстракцию, и в Природе не встречаются! А реально существуют системы в той или иной степени приближенные к инерциальным.

Если в поисках природных ИСО ориентироваться на вышеприведенное определение, то придется согласиться, что инерциальные системы представляют собой математическую абстракцию, поскольку тела, «не находящиеся под действием внешних сил» в Природе не встречаются.

Но тогда на лицо алогизм: действия законов Природы разворачиваются на фоне математической абстракции!
Из него возможны два выхода: или признание факта существования пространств ИСО в качестве неотъемлемых атрибутов физического пространства вне связи с кинематикой тел, или объявление главного постулата физики (принципа относительности) в качестве утверждения, не имеющего отношения к Природе. Или-или, третьего не дано!

У нас есть все основания полагать, что принцип относительности всё же истинен.

Действительно, в результате суточного вращения Земли, движения Земли вокруг Солнца, Солнца относительно центра Галактики, Галактики относительно Великого Аттрактора и т.д., мы живем в среде с непрерывной сменой ИСО. И при этом каждый раз выходя утром из дома на работу, обнаруживаем, что струи дождя падают сверху вниз; раскаты грома слышны после вспышки молнии; а не убранный с вечера мусор выталкивается на поверхность бегущего потока дождевой воды. Другими словами, непрерывная смена ИСО никаким образом не сказывается на характере работы физических законов и коммунальных служб.
 
А более предметно, если бы физические законы менялись от одной ИСО к другой, то во Вселенной не смогли бы образоваться сложные и устойчивые структуры, не зародилась жизнь, не появился человек, не было бы и самих ныне действующих законов. Обобщая, можно утверждать, что такой мир не состоялся бы.
 
Если же признать правомерным второй вариант разрешения алогизма, то физика лишается своего фундамента и становится учением об абстракциях.
Очевидно, истинным стоит признать все же первый вариант: пространства ИСО представляют собой составную часть физического пространства, а принцип относительности является главным постулатом и охранной грамотой физики.
 
Стоит ли дальше пытаться понять, что они из себя представляют? Очевидно, что нет. У нас нет необходимой фактуры, а без неё дальнейшие рассуждения – это строительство теории за границами красных линий. Но, тем не менее, нам достаточно и факта признания пространств ИСО реальностью вне связи с характером движения в них физических тел. Достаточно понимания того, что пространства ИСО существуют, перемещаются друг относительно (сквозь) друга «равномерно-поступательно».

Поскольку мы нашли абстрактному пространству ИСО природный, самодостаточный, то есть не привязанный к кинематике физических тел, аналог, то по отношению к нему разумно из названия удалить ментальную составляющую: «система отсчета»; и оставить важную смысловую часть: «инерциальное пространство» (ИП). Тогда физическое пространство представляет собой не пустую безликость, а мультипространство, состоящее из бесконечного («сколько угодного») количества трехмерных инерциальных пространств, перемещающихся друг относительно друга равномерно-поступательно.

Заметим, что мы не придумали эти пространства. Они представляют собой результат логического вывода, подобного выводу Ньютона о существовании сил дальнодействия. Мы либо их признаём реальностью, либо нет, третьего не дано. Если мы признаем истинность постулата об инвариантности законов Природы, то нам, в соответствии с законами логики, придётся признать и истинность инерциальных пространств. В противном случае физика, подобно математике, становится наукой об абстракциях.
 
Признание ИП реальностью помогает нам разрешить проблему инвариантности скорости света. Как мы уже убедились, в монолитном пространстве, моделируемом пространством листа бумаги, эта проблема неразрешима. А вот в мультипространстве, состоящем из бесконечного количества инерциальных пространств - листов, эта проблема разрешается естественным образом.
 
Теперь движение фотонов происходит не в пространстве одного листа,  в виде обобщенного «физического пространства», или пространства выбранной инерциальной системы отсчета, а во всех инерциальных пространствах одновременно (см. рисунок). Причем, несмотря на движение этих пространств друг относительно (сквозь) друга, в каждом из них фотон движется с одной и той же скоростью, оставаясь при этом локализованным в точке физического пространства, а не «размазываясь» вдоль линии движения. Фотоны как бы «сшивают» разрозненные ИП в единое физическое пространство. Как такое возможно? Об этом поговорим в следующей главе.

Рассмотренная модель физического мультипространства есть решение проблемы инвариантности скорости света пока только относительно ИП (пространства ИСО). Её решение может быть завершено только при обеспечении инвариантности скорости света и относительно всех физических тел – источников и приёмников излучений. Эта задача решается путём правильного заселения инерциальных пространств физическими телами.

Очевидно, первыми в инерциальном пространстве (пространстве ИСО) должны занять место такие тела, которые в данный момент времени в нем покоятся, и которые обычно называются телами отсчета. Почему именно они? Ну, по-видимому, потому, что они формируют известные эталоны единиц измерения расстояний и времени, задавая таким образом единую метрику для всех ИП – необходимый атрибут инвариантности законов Природы.

Но как только мы разместили в ИП (пространстве ИСО) покоящееся тело, так сразу же выясняется, что других тел, равномерно и прямолинейно движущихся здесь быть не должно!
Во-первых, для каждого из них существует своё ИП (пространство ИСО), в котором они могут находиться в состоянии покоя.

Во-вторых, в отношении тел, движущихся в ИП (пространстве ИСО), в работу вступает эффект Доплера, который сигнализирует о смещении параметров их электромагнитных колебаний на величину z и изменении единиц измерения расстояний и времени в (1 + z) раз. Таким образом подвижное тело в ИП и соответствующем ему абстрактном пространстве ИСО оказывается не по адресу, поскольку местные «метр» и «секунда» ему не по размеру. А единый для всех объектов масштаб единиц измерения расстояний и времени – необходимое условие существования системы отсчета и инерциального пространства.

В-третьих, подвижные тела в ИП вступают в конфликт с инвариантностью скорости света. Мы уже установили, что пространству с инвариантностью скорости света прописан полный покой. А это значит, что подвижным телам не место в ИП (пространстве ИСО). У них есть места, где остановиться.

Таким образом, равномерное движение тела есть не его собственная, врождённая способность к движению «по инерции», а свойство физического мультипространства, обязывающего всякое тело находиться внутри одного из его инерциальных пространств в состоянии покоя, и двигаться вместе с ним до тех пор, пока внешний импульс силы не вынудит его перейти в другое инерциальное пространство. Другими словами, изменение скорости движения представляет собой вынужденный переход из одного инерциального пространства в другое. При этом важно отметить, что любое, даже самое неинерциальное движение в природе можно описать как непрерывную последовательность переходов тела и/или его точек из ИП в ИП. Подобным образом множество фиксированных точек, сменяя друг друга, образуют график любой, самой сложной функции. В этом смысле инерциальное пространство представляет собой одну точку из множества точек возможных, равноправных состояний тела.

Раскрыв тайны физического пространства нам удалось разрешить коллапс логики, связанный с инвариантностью скорости света. Но не только это.

Физическое мультипространство позволило разрешить и проблему неинвариантности уравнений Максвелла относительно преобразований Галилея. К несчастью для современной физики, решение этой проблемы оказалось радикальным. Физическое пространство отказывает в «инвариантности» не только уравнениям Максвелла, но и всем уравнениям физики. В любой системе отсчета корректно могут быть заданы только покоящиеся в ней объекты. Поэтому преобразования координат и скорости в виде преобразований Галилея и Лоренца, как, впрочем, и любых других преобразований, являются некорректной операцией, то есть действием, не имеющим отношения к объектам Природы. А по-другому, исключительно умозрительной операцией. Инвариантность законов Природы абсолютна, а не относительна.

Но и это ещё не все неприятности, открывающиеся для современной физики. Все её теоретические модели, описывающие движение тел в рамках одной системы отсчета, как минимум, некорректны, а максимум – ложны. Последнее имеет самое непосредственное отношение к теории Большого взрыва. Во Вселенной не существует общей для всех его объектов системы отсчета, поскольку не существует единого для всех её объектов масштабов расстояний и времени. Такие масштабы можно ввести только в отношении покоящихся тел. Объекты Вселенной к обозначенному условию отношения не имеют.
Описание движений во Вселенной возможно только через рассмотрение относительных движений двух объектов, через посредство пространства их парных отношений, но никак не всех объектов сразу. Других корректных способов описания движения не существует.
Вправе исследователя выбирать объект исследования, но не в его праве определять ему систему отсчета. Это прерогатива Природы.


                (продолжение следует)


Рецензии
Насколько я понял, Алексей, по Вашему мнению любая материальная частица, сколь бы малой она ни была, находится в точке пересечения бесконечного множества ИП. И именно в этой точке она доступна ЕДИНСТВЕННОМУ наблюдателю для наблюдения, находящемуся в СВОЕЙ точке пересечения множества ИП. Другой же наблюдатель, одновременно (в силу согласования условий наблюдения между этими двумя наблюдателями) фиксирующий "тот же" объект наблюдения, наблюдает вовсе не его, а объект, возможно, похожий, но исключительно свой. То есть, резюмируя по-простому: каждый из нас видит только свой мир и только своими глазами. Исходя из этого, тогда и "объективная реальность", выходит, – это только результат ментального "согласия" между сообществом наблюдателей, "устроенных" примерно одинаково и примерно одинаково мыслящих.
А если наблюдатели мыслят неодинаково?.. :-) А если они не сверяют и не корректируют свои наблюдения, умозаключения и действия с наиболее рациональными для данных наблюдателей ментальными установками Некоего Субъекта, имеющего возможность (гипотетическую для материалистов) не только присутствовать одновременно во всём множестве ИП, но и эти ИП непосредственно творить? Не отсюда ли все раздоры и распри в мире?..

Игорь Ивашов   06.05.2022 13:38     Заявить о нарушении
Игорь, нет, нет. Не так.
Во-первых, пространства не пересекаются. Они всегда занимают общий объём, но перемещаются друг относительно друга. Да, любой объект покоится в одном из них. Но мы ведь не видим сами объекты, хоть в каком пространстве они не находились бы. Мы видим их фотонный образ. Мы видим фотоны, которые это тело излучило или отразил.
А вот фотоны, в отличии от тел могут одновременно находиться во всех пространства. Поэтому объект видят все наблюдатели. Но из-за эффекта Доплера частоты фотонов смещается либо в красную, либо в фиолетовую область. И только тот наблюдатель, который находится в одном с объектом пространстве, видит его в исходном цвете.
Но конечно речь в таких случаях идёт не о маленьких объектах, а о гигантских, например, о галактиках. Потому как маленькие объекты и пускают очень слабое излучение.
С уважением,

Алексей Кимяев   06.05.2022 14:13   Заявить о нарушении
Я рассуждаю не как физик (дуб-дубом в ней, любая формула - мимо меня), а как человек, надеюсь, способный мыслить более-менее здраво...
Если мы видим фотонный образ объекта, то значит существует и сам объект? Так? Но из чего тогда этот объект состоит, если фотоны лишь излучают и отражают его? Излучение и отражение фотонов, я так понимаю, - лишь результат "жизнедеятельности" объекта. И если, как утверждают физики, один и тот же фотон существует одновременно в множестве пространств, то и объект, излучающий и отражающий его, тоже во множестве пространств существует? Пусть и в слегка ином виде. Параллельные миры - это конечно здОрово! В каком-то из них я, может быть, блаженствую сейчас с блондинкой на Канарах... :-) Но меня более донимает не физический, а философский вопрос: если я существую, мыслю и наблюдаю мир вокруг себя, то из ЧЕГО и КТО меня и этот мир создал? Насколько соображаю, физики пока не нашли ответа на этот вопрос.

Игорь Ивашов   06.05.2022 15:28   Заявить о нарушении
Игорь, окружающий мир и тебя самого сотворила Эволюция.
Именно на этот вопрос я пытаюсь дать ответ всей своей работой!
С уважением,

Алексей Кимяев   06.05.2022 17:33   Заявить о нарушении
Алексей, простите, эволюция - это развитие чего-то, выход чего-то на иной уровень - неважно, в данном случае, более высокий или низкий. Но ведь это "что-то" из чего-то состоит. Из чего же, если физики наблюдают лишь "свистопляску" квантов "вокруг да около" этого "чего-то"? И КТО или ЧТО этот процесс запустил? Да, в процессе наблюдаемой "свистопляски"-эволюции вдруг появился человек. Которому - ну, кровь из носу - понадобилось докопаться до своих "корней", наблюдая и оценивая сущее. Но исключая фактор Творца из своих наблюдений, человек, на мой взгляд, теряет не только точный фокус наблюдения, но и, как в трясине, тонет в своих выводах. Не говорю уж о тщетных попытках человека определиться с целью и смыслом своего существования. Без фактора Творца тут вообще завал! Благодарю сердечно за общение!

Игорь Ивашов   06.05.2022 18:32   Заявить о нарушении
Игорь, посмотрите ещё раз внимательно этюд "Элементы нового мировоззрения". То, что я здесь привожу - это совсем другой взгляд на мир. Это альтернатива официозу.
А по поводу Божественного начала у меня есть этюд Основной вопрос философии. Я не ортодоксальный атеист. Я диалектика. А диалектика не имеет права давать окончательный ответ на проблему, не имеющую абсолютно достоверного подтверждения.
Более того, если будет время, я докажу, что вероятность существования Вселенского Разума очень высокая.
Но это очень долгий разговор.
С уважением,

Алексей Кимяев   06.05.2022 19:33   Заявить о нарушении
Наблюдая нынешний мир, приходишь к выводу, что есть какая-то глубокая правда в том, что это - последствия грехопадения Адама... А Основной вопрос философии, физика... Кому всё это будет нужно, если пытаясь скрыть свою промашку с "яблочками" от Бога, человек в конце-концов уничтожит сам себя?
Может статься, вскоре мы потеряем не только роскошь общения, но и саму жизнь... Пока всё к тому идёт, увы. Добра Вам, Алексей!

Игорь Ивашов   06.05.2022 20:08   Заявить о нарушении
Пытался опубликовать это замечание под Вашим «Этюдом 12». но «мышка» заела, скопировать нормально не удалось, пришлось там удалять, а по-новой не вставилось….
«Вселенная когда-то не существовала»… Это для нас, существующих временно – может быть. Но где доказательства физиков, что Вселенная, как замысел и воплощение Слова Творца, не существует вечно? Ага! Творца сразу «за скобки»! :-) В Ветхом Завете сказано по-простому: «Вначале Бог создал небо и землю». Где тут физикам «копать»?.. А вот в Евангелии от Иоанна сказано иначе: «1 В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. 2 Оно было в начале у Бога. 3 Все через Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть. 4 В Нем была жизнь, и жизнь была свет человеков. 5 И свет во тьме светит, и тьма не объяла его». (От Иоанна, гл. 1) СЛОВО, Алексей, понимаете?.. А что такое «Слово»? Это информация. Вернадский писал о ноосфере Земли… Конечно, это гипотетическое предположение. Но так же гипотетически можно предположить, что существует и ноосфера Вселенной, некое её «энерго-информационное поле», заданное изначально. И человек лишь «вписан» в это поле, создавая постепенно на Земле и вокруг неё свою, ограниченную сроком существования цивилизации, ноосферу. Но мы, люди, и физики, в частности, на мой дилетантский взгляд, пока ещё, образно говоря, «муравьи», которым не очень-то заметен человек, подошедший к муравейнику. А мним о себе, что нам подвластны открытия вселенского масштаба. Конечно, Богу будет угодно, что-то да откроем. Но если Богу будет угодно.
И ещё дерзну предположить: древние были отнюдь не дураки, когда зачастую «из ничего» черпали свои знания о происхождении мира, свойствах вещей, оставляя их нам в наследство в виде легенд, мифов и сказаний. Конечно, сказания эти образны, не оперируют современными физическими терминами, но и там, при желании, можно попытаться отделить зёрна от плевел. Да и в самом слове «открытие» заключён смысл постижения чего-то неведомого в результате озарения, но существующего помимо ухищрений ума. «Ухищрения ума» при открытии имеют лишь прикладной характер. И подтверждаются стойкими результатами экспериментов.
Прошу прощения, Алексей, если Вам мои рассуждения покажутся досужими и недалёкими. Ни черта не смыслю в физике, имею поверхностные знания «всего обо всём», но просто, как собака, чую, что физики, пытаясь разгадать тайны Вселенной, «копают где-то не там». Или не прислушиваясь в своей душе к Кому-то.

Игорь Ивашов   08.05.2022 07:57   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 4 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.