Анатолий Бич - Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени

Подставляя в формулу значение Z = 1, получим, что при этом значении красного смещения плотность энергии излучения была в шестнадцать раз больше, чем сегодня.

Подставляя в формулу значение Z = 1, получим, что при этом значении красного смещения плотность энергии излучения была в шестнадцать раз больше, чем сегодня.

Акцентирую внимание читателя, что таково положение сейчас, т. е. в эпоху, которую Вселенная переживает в настоящее время.

Что эти значения дают нам? Ну, во-первых, мы еще раз убеждаемся в правоте Гераклита — все в этом мире течет, все изменяется.

Во-вторых, если согласно нашей гипотезе время — это отражение энергетического состояния материи в гравитационном поле, то нельзя ли, используя рассуждения проф. Нарликара, оценить темп времени в прошлом, динамику его изменения во времени.

Воспользуемся формулами Нарликара для определения плотности энергии излучения и плотности вещества.

Конечно, я отдаю себе отчет в том, что энергия излучения не тождественна энергии внутренних процессов, но я также понимаю, что они не только взаимосвязаны, но, более того, величина энергии излучения пропорциональна плотности внутренней энергии тела. Во всяком случае, в первом приближении можно считать энергию излучения функцией энергии внутренних процессов.

Аналогично и плотность энергии вещества в первом приближении характеризует относительное количество вещества и, следовательно, гравитационное взаимодействие, соответствующее массам вещества в каждый определенный период жизни Вселенной.

Итак, мы имеем возможность, пользуясь формулами, которые привел проф. Нарликар, во-первых, установить, во сколько раз энергия излучения в прошлом была больше, чем сейчас, и, во-вторых, во сколько раз плотность вещества во Вселенной была в прошлом больше, чем в настоящее время.

Эти значения определяются по соответствующим формулам:

для определенных значений Z, следовательно, для различного определенного возраста Вселенной.

А теперь для каждого из значений Z pяд величин, полученных по первой формуле, поделим на соответствующие значения величин, определенных по второй формуле, и, таким образом, получим очень ориентировочные значения, может быть, точнее, тенденцию того, насколько темп времени в прошлые эпохи Вселенной отличается от темпа времени сегодняшней Вселенной.

Вот эти значения при определенных величинах красного смещения Z:

Здесь tz — это усредненный темп времени Вселенной в прошлом, t — темп времени в настоящую эпоху.

Оказывается, темп времени во Вселенной в прошлом был более ускоренным, чем в настоящее время. Вывод, мягко выражаясь, экстравагантный. Последствия его трудно даже представить, если, конечно, это положение подтвердится.

Кстати, вывод о замедлении вселенского времени косвенно подтверждается общепринятой точкой зрения ученых о том, что скорость эволюции во Вселенной в прошлые эпохи была значительно выше, чем в эпоху современную (исключение составляет эволюция живой материи).

Между прочим, если кто-то успел подумать, что Z = 1000 и соответствующее ему превышение «того» темпа времени над сегодняшним — это полная абстракция, то он ошибается. Возраст Вселенной при Z= 1000, по современным представлениям астрофизиков — это временное расстояние от Большого взрыва, примерно в 0,7–1,0 миллиона лет. Стоит ли удивляться гигантской интенсивности хода времени юной Вселенной, если в тот период температура ее составляла около 3000 °К? К этому времени только заканчивается синтез ядер и ядра начинают объединяться с электронами, только образуются первые атомы легких элементов. Это своеобразный переломный момент, начиная с которого излучение перестает доминировать над веществом. Стоит ли удивляться, что та Вселенная жила с таким жутко интенсивным темпом времени? (Если бы в том мире смог родиться ребенок, то он должен был бы успеть поступить в школу, закончить университет, жениться, доработать до пенсии, состариться и умереть, и все это за… 1 месяц.)

Зная, какое значение Z соответствует какому значению tz /t, можно построить график зависимости снижения темпа времени от возраста Вселенной. Зависимость вполне закономерная и, очевидно, нелинейная. Последнее утверждение, пожалуй, объяснимо, т. к. скорость изменения отношения энергонасыщенности Вселенной (излучение — поле) к веществу Вселенной не может быть одинаковой в различные эпохи. Особенно это отношение должно разительно отличаться от некоторой усредненной величины вблизи областей сингулярности. Ход времени замедляется с какой-то фундаментальной неизбежностью, и остановить этот процесс невозможно, как и энтропию. И сопоставление это неслучайно. Как уже отмечалось, эти явления связаны общностью происхождения. Энтропия выражает наиболее вероятностные состояния материи, обусловленные ее движением. Время отражает последовательность и длительность тех же движений материи.

Если темп времени различен в различные космологические эпохи, если он в процессе эволюции Вселенной неуклонно снижается, то не кроется ли за этим крамольным «фактом» не менее крамольное предположение.

Давайте рассуждать: некое тело в прошлом излучает свет. Носители света — фотоны летят к нам многие миллионы (и миллиарды) лет, но ведь за этот период изменяется сама Вселенная — замедляется темп ее собственного времени. Отметим, что это замедление не может быть строго однородным. В первую очередь, на изменение соотношения плотности энергии излучения и плотности энергии вещества будут реагировать те локальности Вселенной, в которых сосредоточены массы, в частности, массивные макротела. Частицы и особенно фотоны (в частности, в связи с отсутствием у них массы покоя) слабо реагируют на относительное увеличение плотности вещества во Вселенной.

Итак, не только Вселенная в целом снижает темп времени, каждый ее субъект также неуклонно снижает темп собственного времени (что не исключает в отдельные (частные) периоды жизни каждого объекта развитие противоположной тенденции). Получается, что фотон покидает излучающий объект при более ускоренном времени, а мы регистрируем его во Вселенной, темп времени которой относительно замедлен. За многие миллионы лет полета в гравитационном поле Вселенной полная энергия фотонов и темп их собственного времени понижаются. Происходит своеобразная дистрофия (старение) фотонов. В великолепной монографии В. Бриля {37} утверждается: «На пути… до наблюдателя обычные фотоны в результате «старения» (т. е. диссипации их энергии на фоновых частицах) постепенно превращаются сначала в низкоэнергичные «реликтовые» фотоны, а потом и сами становятся виртуальными фоновыми частицами…»

Фотоны в процессе эволюции Вселенной становятся менее энергичными, и это соответствует фундаментальной тенденции снижения вселенского темпа времени.

Теперь, используя зависимость Планка Е = hv, где Е — энергия излучения, v — частота волны фотона, a h — постоянная Планка, видим, что при уменьшении энергии для того, чтобы сохранилась эта зависимость, должна уменьшиться частота. Но частота и длина волны связаны обратно пропорциональной зависимостью, а это значит, что при уменьшении частоты соответственно этому произойдет приращение длины волны.

То есть в спектре излучения таких волн будет наблюдаться Красное смещение.

Это новый тип красного смещения. Назреем его хроносомным, отметив тем самым его генетическую связь с неоднородным временем.

При этом приращение длины волны и темп времени тела, излучающего в различные космологические эпохи, связаны зависимостью где λ — длина волны излучения; Δλ, — приращение длины волны; tz, t — темпы времени Вселенной соответственно в прошлом и в настоящее время; n — величина, характеризующая собственный темп времени излучающего тела (в момент излучения) в сравнении с фоновым темпом времени, т. е. это отношение собственного времени излучающего тела к усредненному собственному времени той локальности Вселенной, в которой находится излучающее тело (n может быть больше или меньше единицы, а в частном случае — равным единице).

Если замедление вселенского темпа времени сосуществует с расширением Вселенной, то теперь при определении скорости и возраста разбегающихся галактик, удастся уменьшить определяемые величины за счет исключения влияния хроносомного красного смещения, а расстояния до галактик и других объектов и абсолютный возраст Вселенной придется сократить. Момент же Большого взрыва, соответственно, придется приблизить.

Но если окажется, что величина хроносомного красного смещения сопоставима с эффектом от доплеровского (хаббловского) красного смещения или вообще заменяет его, то придется пересмотреть представление о взаимном удалении галактик, и саму идею расширяющейся нестационарной Вселенной, и, разумеется, идею Большого взрыва.