Дыбала Сергей Леонидович : другие произведения.

Пространство

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:


 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Глава "Пространство" из статьи "Размышления об эфире, пространстве, веществе, гравитации".

РАЗМЫШЛЕНИЯ ОБ ЭФИРЕ, ПРОСТРАНСТВЕ, ВЕЩЕСТВЕ, ГРАВИТАЦИИ.

2. ПРОСТРАНСТВО - основные свойства

Основополагающий принцип принятый здесь - пространство образуется средой, наше физическое пространство образуется эфиром. При этом предполагается, что вселенная - это огромный "кусок" эфира в абсолютной пустоте.

Здесь мы будем рассматривать физическое пространство, доступное наблюдению с помощью наших органов чувств и приборов. Определим это пространство так:

Физическое пространство - это трёхмерная протяжённость, образованная трёхмерной же средой эфира, где обретаются физические объекты и происходит их движение. Далее оно будет также называться и просто "пространство".

Мы и наши приборы представляем собой материальные образования. Наши органы чувств и приборы воспринимают только материальные проявления материи (извините за тавтологию), в основном - это отражённые или генерируемые излучения. Проявления материи возможны только в среде (эфире), в пространстве, формируемом этой средой. Напомним, что материя - это вещество и поле, т.е. определённые состояния эфира.

В пустоте не может существовать материя и не может быть никаких её проявлений, следовательно, пустота ненаблюдаема. Пространство пустоты, безусловно, существует - это вместилище нашей вселенной (или вселенных), однако нам оно недоступно ни для наблюдения, ни для проникновения в него. Поэтому о свойствах пространства пустоты трудно даже выдвигать какие-то предположения, ввиду его недоступности.

Именно благодаря проявлениям материи, как физическим явлениям, мы воспринимаем физическое пространство и можем судить о его свойствах. Эти основные проявления: распространения различных излучений, волн, движение физических тел (объектов), взаимодействие этих тел друг с другом и стабильность их размеров и форм. В то же время, свойства пространства в большой мере определяются средой (эфиром), образующей это пространство.

Для лучшего понимания дальнейших рассуждений, воспользуемся аналогией эфира с водной средой океана. Конечно, аналогия эта весьма поверхностная, но, всё же, позволяет иллюстрировать некоторые свойства физического пространства. Людям знакомым с гидроакустикой такая аналогия будет выглядеть достаточно обоснованной.

Итак, представим себе океан, водная среда которого сложная, неоднородная, из-за разности температур и солёности в различных областях. Это приводит к разности плотности среды в этих местах. (Именно последнее обстоятельство определяет возможность проведения аналогии между средой эфира и водной средой океана). Непрямолинейное распространение звука в такой среде может служить иллюстрацией к отклонению распространения света в эфире от прямолинейного, что, в свою очередь, иллюстрирует кривизну пространства среды эфира. Движение, практически без потерь энергии, солитонов (одиночных волн) в среде океана иллюстрирует движение вещества в среде эфира. Точно также могут двигаться в водной среде и области с повышенной или пониженной плотностью, что может служить иллюстрацией движения гравитационных полей в среде эфира.

Основное свойство пространства, непосредственно доступное нашим органам чувств, - это жёсткость, т.е. стабильность, сохраняемость линейных размеров и формы физических объектов и расстояний между ними. Действительно, мы не знаем примеров изменения с течением времени формы строений (если не считать процессов разрушения) или расстояния между ними (не считая процессов движения земной коры). Неизвестны, также, случаи изменения параметров орбит космических объектов и расстояний между ними по причине спонтанного "сжатия" или "растяжения" пространства. Таким образом, можно утверждать, что метрика пространства стабильна, т.е. оно жёсткое. Практическая несжимаемость воды может служить иллюстрацией жёсткости пространства. Однако, подвижность её частей относительно друг друга, является "антианалогией", т.е. свойством аналога, противоположным свойству рассматриваемого объекта (пространства).

Такое свойство пространства, как неоднородность прямо вытекает из одноименного свойства эфира. Действительно - неоднородный эфир может образовывать только неоднородное пространство, поскольку движение физических объектов сквозь такой эфир будет определяться его свойствами. Пространство же является местом нахождения и движения этих объектов, а неоднородности его во многом определяют траектории движений. Следует отметить, что существуют обширные межгалактические области пространства, где оно может считаться однородным и изоторопным.

Следующее важнейшее свойство пространства - трехмерность. Напомним, что мы здесь рассматриваем не математическое абстрактное пространство, а реально существующее физическое наблюдаемое реальное пространство. Последнее может быть образовано только трёхмерной средой эфира. Именно трёхмерность эфира определяет трёхмерность пространства. Внутри нашего трёхмерного пространства не могут реально самостоятельно существовать нульмерное, одномерное или двумерное пространства. Существование несамостоятельных пространств указанной мерности, иллюстрируется рисунком 1.

Куб [Дыбала С.Л.]

Рис.1 Трёхмерный куб, иллюстрирующий трёхмерное пространство.
Линиями изображается метрика. Грани куба, поверхности -
двумерные пространства, рёбра (линии , пересечения граней) -
одномерные пространства, вершины (точки, пересечение рёбер) -
нульмерные пространства.

Мерность пространства, пожалуй, самое загадочное из его свойств. Достаточно сказать, что не существует даже удовлетворительного определения мерности физического пространства. Математики, обычно, определяют мерность пространства, как минимальное количество чисел, для однозначного определения каждой его точки (элемента множества, если пространство определено, как некое множество). Однако, с точки зрения физики это неудовлетворительное определение, поскольку у физического пространства нет отдельных элементов - точек. Такие абстрактные точки могут условно выделять только математики. С некоторой натяжкой, для первого приближения, мерность физического пространства можно определить как число независимых направлений движения физических тел. Но и у этого определения масса недостатков - прежде всего, надо точно определить термины "движение", "направление движения", "независимость направления движения". А пока, что каждый вкладывает в эти термины свой смысл.

Вернёмся к рис.1. Внутри и снаружи куба - трёхмерные пространства, образованные каждое своей средой. Внутри куба пространство образованное средой материала, из которого состоит куб (металл, пластмасса ит.д.). Снаружи - пространство, образованное наружной средой, в которой куб находится (воздух, вода, физический вакуум и т.д.) Грани куба - поверхности, физически представляют собой границу между двумя средами самого куба и наружной, для него, средой. Именно поэтому поверхность (двумерное пространство) не может самостоятельно существовать в природе - граница должна быть между чем-то и не может быть сама по себе.

Поскольку одномерное пространство - линия (пересечение двух поверхностей - граней) производное от двумерного пространства, то и оно так же не может самостоятельно существовать в природе. То же относится и к нульмерному пространству - точке (вершине куба, пересечению рёбер).

Отметим так же неприменимость в физике таких математических пониманий как: "линия (одномерное пространство) состоит из точек (сумма нульмерных пространств)", "поверхность (двумерное пространство) состоит из линий (сумма одномерных пространств)", и "трёхмерное пространство - это сумма двумерных пространств".

Действительно, поскольку нульмерная точка не имеет размеров, т.е. её размеры нулевые, сколько их не складывай, получится только нуль. Так же, сколько не складывай, например, одномерные параллельные прямые, не получится плоскости, поскольку поперечный размер их равен нулю. Это же относится и к трёхмерной фигуре, например, кубу. Сколько ни складывай двумерных плоскостей, не получишь трёхмерную фигуру, поскольку толщина их нулевая.

Отсюда следует довольно неожиданный вывод: трёхмерность пространства не базируется на пространствах меньшей мерности, т.е трёхмерность - это не три одномерности и не сумма двумерностей. В природе самостоятельно существует только трёхмерность и она самодостаточна и не является производной других пространств. Поэтому, в нашем реальном физическом пространстве могут существовать только трёхмерные тела (физические объекты), поскольку они суть определённое состояние пространствообразующей среды (эфира) и являются её частью. Другими словами, среда (эфир), из которой состоит наша вселенная - трёхмерна, поэтому и все физические объекты трёхмерны.

Если существуют, например, вселенные состоящие из четырёхмерной среды, то и все физические объекты такой вселенной будут четырёхмерны, а трёхмерные объекты самостоятельно там существовать не смогут. Т.е. известная гипотеза, что наш мир - это трёхмерная часть некого четырёхмерного мира несостоятельна.

Однако, если внутрь такой четырёхмерной вселенной попадёт "кусок" трёхмерного эфира, то внутри этого "куска" будет трёхмерное пространство и трёхмерные объекты, что образует свою отдельную, независимую от внешней четырёхмерной, вселенную. Пространства этих вселенных будут никак не связанными друг с другом.

В этой вымышленной ситуации возникают некоторые любопытные коллизии. Обозначим условно измерения четырёхмерной вселенной X; Y; Z; Q, а измерения трёхмерной вселенной X; Y; Z. Мы специально обозначили три измерения одинаковыми буквами, поскольку они, формально, одни и те же, но, в то же время, трёхмерность не является частью четырёхмерности (как это не парадоксально звучит). Но коллизии заключаются не в этом. Дело в том, что в рассматриваемой четырёхмерной вселенной могут оказаться и другие трёхмерные вселенные, с измерениями Y; Z; Q, или Z; Q; X, или Q; X; Y. Все эти трёхмерные вселенные так же никак не связаны с четырёхмерной вселенной, в которой они находятся. Но как соотносятся между собой трёхмерные вселенные? С одной стороны - у них у всех разное одно измерение, с другой стороны - все они трёхмерны. С формальной стороны - все эти трёхмерные вселенные совершенно не связаны друг с другом и могут свободно проходить сквозь друг друга. Но интуиция подсказывает, что эта ситуация нереальна и в природе не может быть эфира более чем трёхмерного (и менее тоже), стало быть сколько бы ни было трёхмерных вселенных в пустоте - все они подобны нашей.

Можно, однако, предположить, что пустота, окружающая нашу вселенную, потенциально может быть сколь угодно мерная, или, по крайней мере, четырёхмерная. В этом случае возможно статическое "выпячивание" трёхмерного эфира в четвёртое измерение. Хотя и желательно было бы обойтись в картине мира без дополнительных измерений, нужно признать, что многие вещи выглядят с ними значительно проще. Например, при этом естественно выглядит локальность и шароообразность эфирных, следовательно, и пространственных неоднородностей как на микро (вещество), так и на макро (поля) уровнях. Те же вещи (вещество и поля) достаточно просто объясняются локальными колебаниями (возбуждением) эфира с выпячиванием в четвёртое измерение.

Следующее важное свойство пространства - кривизна. Для иллюстрации этого свойства прибегнем к аналогии с двумерным пространством. Конечно, такого самостоятельного пространства, образованного несуществующим двумерным эфиром, в природе не существует, но мы воспользуемся математической моделью его, полагая, что допустима экстраполяция двумерной картины искривления на пространство трёхмерное, искривленное как в самом себе, так и в гипотетическом четвёртом измерении пустоты, окружающей вселенную.

Искривление пространства может быть без изменения плотности пространнствообразующей среды (эфира) - это один из видов изгиба (рис.4). В большинстве же случаев искривление пространства сопровождается изменением плотности эфира, или же обуславливается им (рис.5).

Изгиб может быть как в собственном пространстве (рис.3), так и в пространстве более высокого измерениия (рис.4).

На рис.2 представлена модель неискривленного евклидова двумерного пространства, сформированное, якобы, гипотетической средой двумерного эфира. Вертикальные и горизонтальные перпендикулярные друг другу линии изображают метрику этого пространства. Как видно это прямые линии и образуют они одинаковые квадратики. Световой луч, в этом пространстве, направленный вдоль любой прямой, так и будет распространяться по прямой. Физическое двумерное тело, двигаясь по инерции вдоль такой прямой, будет следовать направлению вдоль этой прямой, если на него не будут действовать какие либо силы.

Неискривленное двумерное пространство [Дыбала С.Л.]

Рис.2 Неискривленное двумерное пространство.

На рис.3 изображено двумерное пространство одно измерение которого изогнуто во втором его же измерении. Бывшие ранее прямыми линии первого измерения искривились, растянулись или сжались. Свет будет распространятся вдоль этих искривленных линий, а не по прямой. Так же будут двигаться гипотетические двумерные физические тела по инерции. В то же время второе измерение не искривлено, но линии его метрики, хотя и остаются прямыми и перпендикулярными линиям первого измерения, стали не параллельными друг другу. Очевидно, верхняя на изображении часть пространства растянута, поэтому плотность эфира в этой области уменьшена, по отношению к первоначальной. Нижняя же часть пространства сжата, поэтому плотность эфира там увеличена.

Изогнутое в себе двумерное пространство [Дыбала С.Л.]

Рис.3. Двумерное пространство, в котором одно измерение
изогнуто в другом его же измерении .

На рис.4 показано двумерное пространство, изогнутое в третьем измерении. Линии одного из измерений этого пространства неискривлены и параллельны друг другу. Линии же другого измерения искривлены в третьем измерении, , но длина их не изменилась, они остаются параллельны друг другу. В этом случае не наблюдается изменения плотности пространствообразущей среды, нет растяжения и сжатия пространства. Вероятнее всего, последнее характерно только для двумерного пространства, поскольку у него отсутствует толщина.

Если представить трёхмерное пространство (куб рис.1) изогнутое в четвёртом измерении, то, вероятнее всего, линии метрики, при этом, будут не только искривлены, но и растянуты или сжаты.

Изогнутое в третьем измерении двумерное пространство. [Дыбала С.Л.]

Рис.4. Изогнутое в третьем измерении двумерное пространство.

Если мы представим изогнутое само в себе трёхмерное пространство (куб рис.1), то рис.3 будет иллюстрацией передней или задней граней куба, или же любого его сечения, параллельного этим граням. Рис.4 будет иллюстрировать сечение куба, параллельное верхней или нижней граням и проходящее через его центр (точку пересечения диагоналей куба). В отличие от верхней грани, которая будет растянута при изгибе, и нижней - которая будет сжата, среднее сечение при изгибе не меняет геометрических размеров.

На рис.5 показано искривленное "в самом себе" двумерное пространство. При таком искривлении нет изгиба или выпячивания пространства в третье измерение ни "вверх", ни "вниз", кривизна пространства достигается за счёт изменения свойств среды вымышленного "двумерного эфира", формирующего это пространство. Например, к центру показанной области пространства плотность среды эфира, его образующего, плавно уменьшается, а пространство растягивается. Прямые линии, при этом, искривляются, как показано на рисунке (к центру зоны искривления), а свет и тела по инерции будут двигаться вдоль этих кривых линий. (В случае плавного увеличения плотности эфира от центра к периферии, картина будет несколько другая, а именно - "бывшие прямые" будут изгибаться от центра зоны искривления, пространство, при этом сжимается). Гипотетические обитатели такого двумерного пространства ("плоскотики") могут установить факт кривизны пространства, например, измерением суммы углов треугольника, хотя искривленные "бывшие прямые" будут им по прежнему казаться прямыми.

Следует отметить, что область искривленного "в самом себе" пространства в виде круга, имеет локальный характер и на некотором, не так уж большом расстоянии, пространство неискривлено. Этот факт будет иметь значение при рассмотрении вещества и гравитации, как некого состояния эфира. Экстраполируя эту картину на трёхмерное пространство, получится шаровая область с убывающей плотностью эфира от периферии к центру. Иллюстрация растяжения и сжатия пространства будет полезна для понимания колебательных процессов в трёхмерном эфире, без выпячивания в четвёртое измерение (пульсирующие шарики).

Искривленное в себе двумерное пространство [Дыбала С.Л.]

Рис.5. Искривленное "в себе" изменением плотности эфира
двумерное пространство.

На рис. 6 изображено двумерное пространство искривленное в третьем измерении, путём выпячивания "вниз". Свет и тела по инерции будут двигаться вдоль искривленных "бывших прямых" линий. Заметим, что искривление пространства, в этом случае, происходит двояко: во-первых, пространство выпячивается в третье измерение и за счёт этого "бывшие прямые" линии оказываются искривленными в этом третьем измерении; во-вторых, двумерное пространство растягивается и, поэтому, плотность двумерного эфира, формирующего его, уменьшается к центру искривленной зоны, т.е имеет место искривление этого пространства "само в себе", подобно рис.5. Гипотетические "плоскотики" смогут установить факт искривления пространства, но разделить причины этого не смогут. "Бывшие прямые" линии для них так же останутся прямыми. Для "плоскотиков" выпячивание их двумерноого пространства в третье, высшее для них измерение, будет восприниматься практически так же как и случай, изображённый на рис.5 - убывающая плотность эфира от периферии к центру. Экстраполируя этот случай на трёхмерное пространство, мы получим трёхмерную шаровую область пространства с искривленной метрикой, где плотность эфира убывает от периферии к центру. Искривление метрики будет двоякое.

Выпячивание пространства в более высокое измерение можно представить как изгиб в это высшее измерение, в котором участвуют несколько (2 в случае изображённом на рис.6) измерений.

Выпячивание вниз двумерного пространства [Дыбала С.Л.]

Рис.6. Искривленное выпячиванием "вниз" двумерное пространство.

На рис. 7 изображено двумерное пространство, искривленное в третьем измерении, путём выпячивания "вверх". Здесь та же картина, что и в предыдущем случае, направление выпячивания, практически, роли не играет. Однако, этот случай мы приводим потому,что в дальнейшем мы будем рассматривать колебания двумерного пространства в третьем измерении. И здесь факт, что картины искривления выпячиванием "вверх" и "вниз" для "плоскотиков" практически неразличимы, имеет большое значение. Отметим, так же, что при выпячивании двумерного пространства хоть "вверх", хоть "вниз", среда двумерного эфира растягивается в обоих случаях. Это значит, что при колебаниях в третьем измерении плотность эфира в центре выпячивания меняется от минимальной (при наибольшем растяжении) до обычной (при отсутствии растяжения). При таких колебаниях сжатия эфира не происходит, следовательно плотности выше "обычной" не возникает.

Выпячивание вверх двумерного пространства [Дыбала С.Л.]

Рис.7. Искривленное выпячиванием "вверх" двумерное пространство.

В большинстве случаев искривления пространства (см. рис. 2,5,6,7) происходит изменение его метрики — линейные размеры «растягиваются» или «сжимаются». Экстраполируя эти случаи на трёхмерное пространство мы получим «разбухание» или «сжатие» трёхмерных тел. Очевидно, что в рассматриваемых искривленных областях пространства изменяется плотность эфира, образующего это пространство. Так, если неискривленному пространству поставить в соответствие плотность равную 1, то в области «растянутого» пространства эта плотность будет меньше 1. В области же «сжатого» пространства плотность эфира будет больше 1. Эти рассуждения справедливы по отношению к наблюдателю из неискривленного пространства, который пользуется своими не растянутыми и не сжатыми эталонами длины.

Напомним, что мы понимаем плотность эфира как количество эфира в единице объёма. Для упомянутого наблюдателя, в его единице объёма поместится меньшее или большее количество эфира, поскольку он разрежен или сжат в области искривления. Однако для наблюдателя находящегося в самой области искривления пространства, плотность эфира в любом случае будет равна 1, поскольку растяжение или сжатие длин происходит таким образом, что в растянутой или сжатой единице объёма должно быть всегда одинаковое количество эфира. Такова природа искривленных пространств.

Тезис о конечном объёме вселенной принят и в современной физике, но он предполагает бесконечные геометрические размеры её. Представление же вселенной как огромного "куска" эфира в пустоте предполагает конечность как объёма, так и её геометрических размеров. Это не значит, однако, что можно каким-то образом легко обнаружить "край" вселенной. Действительно, свет и любые другие физические объекты будут отражаться от границы эфира и пустоты, окружающей вселенную. Маловероятно, что можно как-то установить факт такого отражения - со стороны всё будет выглядеть как продолжение движения. И здесь, кстати, вспоминается очень интересная мысль, высказанная, кажется, И. С. Шкловским: может быть наша вселенная не так уж велика и в ней всего одна наша галактика, а все остальные ВИДИМЫЕ галактики - это отражение нашей от края вселенной. (Здесь я несколько переиначил мысль Шкловского - у него фигурируют не отражения, а изображения нашей вселенной, вернувшиеся к нам в результате кривизны пространства). Эти отражения приходят к нам из разных направлений, свет преодолевает различные расстояния, поэтому мы видим нашу галактику не только с разных ракурсов, но и в разное время её эволюции.

Обратим внимание , что форма "куска" эфира (вселенной) не обязательно должна быть шарообразная (в принципе может быть какой угодно), внутри этого "куска" могут быть локальные области различной плотности эфира, следовательно различной кривизны пространства, так же могут встречаться и полости (пустоты). Путь световых лучей в таком неоднородном пространстве может быть весьма причудливым, а в некоторых областях свет может и рассеиваться. Таким образом, картина вполне может соответствовать наблюдаемой реальности. Конечно, всего одна галактика во вселенной - это предельный случай и он маловероятен. Тем не менее количество галактик во вселенной, думается, достаточно невелико, во всяком случае гораздо меньше, чем представляется современным астрономам, а среди наблюдаемых много отражённых фантомов.

Особо нужно отметить, что тезис о некой общей кривизне пространства вселенной (базирующийся на ОТО) несостоятелен. Этот тезис основан на представлении, что вещество есть источник гравитации, а гравитация - это искривление пространства. Оценивая количество вещества во вселенной и его распределение в пространстве пытаются вычислить общую кривизну пространства вселенной. Однако, если исходить из того, что гравитация - это локальное искривление пространства вызванное изменением плотности эфира (подробнее будет рассмотрено в главе "гравитация"), а не веществом, то говорить о какой-то общей кривизне достаточно неоднородного пространства вселенной не имеет смысла. Поэтому же не имеет смысла гипотеза о "кротовых норах". Так же лишены смысла распространённые в фантастической литературе представления о движении в "надпространстве" или "гиперпространстве" якобы по "кратчайшему пути" сквозь искривленное пространство (и через 'кротовые норы'), а так же движение со сверхсветовой скоростью. Как бы не хотелось этого фантастам, но достичь других звёзд человеку не дано и освоение космоса ограничится только солнечной системой.

Гипотеза "большого взрыва" и "расширения вселенной" тоже представляется лишённой смысла в принятой здесь модели вселенной. Можно говорить о "локальном большом взрыве" как причине возникновения галактики, например, при столкновении нашей вселенной с другой такой же в пространстве пустоты. Действительно, почему существование нашей вселенной должно рассматриваться как уникальный случай? Логично предположить существование сколь угодно большого количества подобных образований, движущихся в пространстве пустоты. А поскольку они движутся относительно друг друга, значит могут сталкиваться. Возможно взрыв сверхновой - это не конечный результат эволюции звезды, а начало образования галактики в результате столкновения вселенных.


 Ваша оценка:

Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"