Феномен времени
advertisement
Российская федерация. Международная научно-техническая Интернетконференция школьников «Юниор – Старт в Науку». Феномен времени Автор: Пивоварова Екатерина Петровна, гимназия №5 11б класс Научный руководитель: Кобылина Нина Васильевна учитель физики, гимназия №5. г. Камень-на-Оби 2003 г. 0 Введение. Время- это наиболее загадочная и не исследованная область мироздания. Некоторые относятся к нему как к природной данности. Другие считают, что время - это продукт не природы, а человеческого мышления. Механик скажет, что время - это движение, биолог - это жизнь, историк - это смерть, психолог- это сознание… К примеру, мы можем ощущать холодное и горячее, видеть большое и маленькое, различать горькое и сладкое. А чувств, органов, которые воспринимали бы время, у нас нет. И если мы придумали для него единицу измерения, это ещё не значит, что мы понимаем, что оно собой представляет на самом деле. В толковом энциклопедическом словаре есть несколько определений времени. Одно из них звучит так: « Время - это форма последовательной смены явлений и состояний материи ». Оно неизменно связано с пространством. Универсальные свойства времени длительность, неповторяемость, [7] необратимость. Цель моей работы – попытаться понять, что такое время, как оно изменяется и изменяется ли вообще, как оно течёт в разных инерциальных системах отсчета. Возможно ли перемещение во времени, и если да, то как это можно объяснить. Задачи: 1. Рассмотреть известные учения о времени, 2. Рассмотреть зависимость изменения времени от скорости движения различных систем; 3. Рассмотреть зависимость изменения промежутков времени от других факторов; 4. Рассмотреть, как время течет в живых организмах и как его дыхание воспринимается человеческим сознанием; 5. Рассмотреть возможность перемещения во времени; 6. Связать воедино факторы изменения времени с разных точек зрения науки и построить соответствующие графики; 7. Попытаться выдвинуть и доказать гипотезу о материальности времени. Методы моей работы – анализ доступной мне литературы и осмысление известных мне фактов. 1 Вопросы: «что такое время?», «откуда оно берётся?», «почему его всегда не хватает?»- волнуют каждого. Недавно этим явлением стали заниматься физики. Темпология, наука о времени во всех его проявлениях, появилась только в конце прошлого века. Не смотря на то, что уже в V веке до нашей эры древние астрономы, математики и философы стали задумываться о явлении времени. На демонстрационной схеме (приложение 1) можно проследить процесс развития взглядов на время, начиная с классических представлений древних философов и заканчивая современными взглядами физиков-теоретиков. В настоящее время учеными выделяются несколько типов времени: абстрактное (представляемое); физическое (изменяемое с помощью тех или иных механизмов или за счет наблюдения периодических явлений природы); метрическое (отвлеченное) математическое время; релятивистское время (время теории относительности); биологическое (время в живых организмах).[5] Рассмотрим время с физической точки зрения. В классической физике до А. Эйнштейна время рассматривалось как абсолютное, то есть независящее ни от каких факторов. Абсолютность времени сформулировал И. Ньютон. Два века спустя великий физик всех времен и народов А. Эйнштейн опроверг понятие абсолютности времени и доказал, что оно относительно, создав специальную теорию относительности (СТО) и общую теорию относительности (ОТО). Теория относительности по праву считается одной из вершин теоретической физики. До сих пор она служит ярким примером смелости человеческого гения, способного бросить вызов незыблемому здравому смыслу, надёжно проверенному в повседневной жизни, но не пригодному, когда мы имеем дело с большими скоростями, сильными гравитационными полями и гигантскими масштабами Вселенной. Сформулированные А. Эйнштейном два постулата теории относительности гласят: 1. Все физические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта; 2. Скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчёта и не зависит ни от скорости источника, ни от скорости приёмника светового сигнала. Отказ то абсолютности времени означает, что одновременность двух событий в одной системе отсчета ещё не гарантирует одновременности этих же самых событий в другой системе отсчёта. [8] В качестве наглядного экспериментального подтверждения относительности времени в разных системах отсчета часто приводят пример с движущимися - мезонами. Время их жизни в лаборатории не больше двух стомиллионных секунд. Даже, двигаясь со скоростью близкой к скорости света, 2 они не успели бы за это время пролететь и шести метров, как распались бы. Однако, возникающие в результате бомбардировки атмосферы космическими лучами на высоте многих километров над Землёй, мезоны до неё всё-таки долетают (приложение 2). Разгадка такого парадокса проста: в системе отсчёта мезонов, которые движутся примерно со скоростью света, прошло не больше двух стомиллионных секунды, и они не успели исчезнуть. По часам же неподвижного наблюдателя прошло времени куда больше, так что эти мезоны долетели до Земли.[2] Е mc2 m0c 2 1 v2 c2 Энергия тела или системы тел равна массе, умноженной на квадрат скорости света. Лежащий в основе теории частный принцип относительности говорит о том, что все инерциальные системы отчёта эквивалентны друг другу. А. Эйнштейном было доказано, что время взаимодействует со скоростями движения и четырехмерным искривленным пространством. Также оно зависит от поля тяготения, электромагнитного, гравитационного полей, где время протекает медленнее. Чтобы объяснить это следует обратиться к нескольким примерам. Представим себе ракету, которая летит с постоянным ускорением вдали от какихлибо тяготеющих тел. К ракете с помощью каната привязан ящик, в котором живёт некоторое существо, не вылезавшее и не выглядывавшее из этого ящика с самого своего рождения (приложение 3). От перегрузки связанной с ускорением ракеты, это существо слегка сплющено. С точки зрения внешнего инерциального наблюдателя причина этого сплющивания в том, что пол ящика, привязанного к ракете, толкает существо. Но само существо может рассуждать иначе: ''Ящик, в котором я живу, покоится на планете, силы тяготения придавливают меня к полу, вот от чего я сплющено''. В этом примере один наблюдатель считает, что есть ускорение, но нет тяготения, другой - наоборот, - есть тяготение, но нет ускорения. На вопрос: ''кто же из них прав?'' А. Эйнштейн ответил так: ''Оба правы, ибо локально, то есть сколь угодно малой области пространства, ускорение и гравитационное поле неотличимы, эквивалентны. При этом принципы эквивалентности предъявляют определённые требования физической теории: все законы природы должны быть сформулированы так, что чтобы они были справедливы для всех систем отсчёта, тогда как все ньютоновские законы справедливы лишь в инерциальных системах отсчёта. Вот как глубоко копнул Эйнштейн, отталкиваясь от простого факта – все тела, падают в гравитационном поле с одинаковым ускорением. Из предыдущего рисунка (приложение 3) стало ясно, что локально гравитационное поле и ускорение эквивалентны. А что произойдёт в свободно 3 падающем лифте, если его размер сопоставить с размерами планеты, на которую он падает? Будут ли в этом случае все тела внутри лифта падать с одним и тем же ускорением, ответ отрицательный, поскольку гравитационное поле не одинаково в разных частях пространства. Следовательно, между телами, расположенными в разных углах лифта возникает относительное ускорение. На следующем рисунке (приложение 4) можно увидеть, как деформировалось знакомое нам существо, падающее в однородном гравитационном поле. И наконец-то мы дошли до чего-то абсолютно независящего от систем отсчёта. Приливное взаимодействие - вот абсолютное проявление гравитационного поля. Именно оно отражает искривленность пространства-времени.[2] Каждый знает, что пространство вселенной трёхмерно. Это значит, что у него есть, длина, ширина, высота. Или ещё: положение точки может быть задано координатами. Если в пространстве проводить линии или плоскости, то их свойства будут описываться законами геометрии. Эти законы были известны давным-давно, суммированы ещё в III веке до нашей эры Евклидом. Плоскость – двухмерное евклидово пространство. Сфера – тоже двухмерное пространство, но это пространство не евклидово. В середине позапрошлого века немецкий геометр Б. Реман стал рассматривать в математике ''искривлённые'' пространства с любым числом измерений. С той поры геометрию искривлённого пространства стали называть неевклидовой. Если мы хотим изучать не только местонахождение, но и процессы, происходящие, в трёхмерном пространстве, то должны включить ещё и время. События, совершающиеся в какой-либо точке, характеризуется её положением и моментом времени. Вот в этом смысле и говорят, что наш мир четырёхмерен. Представить четырёхмерное искривлённое пространство очень трудно. Чтобы теперь всё-таки получить хоть какое-то представление об искривлённом пространстве, воспользуемся аналогией с двухмерными поверхностями. Представим себе сеть, сплетённую из резиновых нитей в виде правильной квадратной решетки (приложение 5а). На рисунке показано как выглядит сеть, положенная на гладкую плоскую поверхность стола. Если же на столе оказалась перевёрнутая чашка, то после её накрывания нашей сетью получится поверхность с искривлением (приложение 5б) Около чашки резиновые нити изогнутся и растянутся, и, хотя они стремятся стать, возможно, короче, из-за присутствия чашки им не удаётся выпрямиться. Достаточно одного взгляда, чтобы понять, в каком месте сети расположено искривление. Деформированная таким образом сеть – есть пример искривлённой поверхности.[1] Американские физики Ч. Минзер, К. Торн и Дж. Уилер сделали заключение: '' Пространство взаимодействует на материю, ''указывая'' ей, как двигаться. Материя в свою очередь оказывает обратное действие на пространство, ''указывая'' ему, как искривляться''. До создания ОТО формулировка о четырёхмерии не рассматривалась как серьёзная и несущая новые знания всё дело в том, что уж очень разными 4 выглядели свойства пространства и времени. Когда мы говорим только о пространстве, то представляем себе застывшую картину, на которую тела как бы зафиксированы в определённый момент. Время же неудержимо бежит (всегда от прошлого к будущему), и тела могут менять места. В приложении 6 показана зависимость пространства от времени. Здесь можно отмечать положение тела для каждого момента времени. Если оно покоится, то это на графике изобразится вертикальной линией. Если тело движется с постоянной скоростью – мы получим наклонную прямую. При произвольных движениях получается кривая линия. Такая линия получила название мировой. [6] Теория относительности предсказывает: в сильном поле тяготения время течёт медленнее, чем вне него. Чёрные дыры – это порождение гигантских сил тяготения. Они возникают, когда в ходе сильного сжатия большой массы материи возрастающее гравитационное поле её становится настолько сильным, что не выпускает даже свет. А так как быстрее света в природе ничто двигаться не может, значит, из чёрной дыры ничто не может выходить; в неё можно только упасть под действием огромных сил тяготения (приложение 7а) ОТО предсказывает, что темп течения времени неограниченно замедляется при приближении к гравитационному радиусу. Для каждой массы существует свой определённый радиус, при сжатии, до которого сила тяготения стремится к бесконечности. Такой радиус в теории был назван гравитационным радиусом. Он тем больше, чем больше масса тела. Но даже для астрономических масс гравитационный радиус очень мал: для массы Земли это всего один сантиметр, для массы Солнца три километра! Двумерном аналогом искривлённого пространства служит воронка (приложение 7б). Замедляя свой бег, на границе чёрной дыры, время как бы замирает для далёкого наблюдателя. Этот наблюдатель увидел бы, как падение камня постепенно замедляется, но увидеть пересечение камнем горизонта событий он не может и за бесконечное время. [8] Чёрные дыры могут образовываться на заключительных стадиях эволюции звёзд, когда, исчерпав запасы термоядерного ''горючего'' в своих недрах звезда попадает во власть неограниченно возрастающих гравитационных сил. Пока в её недрах протекали ядерные реакции, и возникающее в результате давление уравновешивало гравитацию, звезда находилась в равновесии. Если масса звезды достаточно велика, больше определённого предела, то после окончания термоядерных реакций она испытывает катастрофическое сжатие в чёрную дыру. Этот процесс получил название гравитационного коллапса. Значение чёрных дыр для физики и астрофизики столь велико, что в одной из центральных проблем современной наблюдательной астрономии является поиск чёрных дыр во Вселенной. [10] На первый взгляд поиск чёрных дыр является невозможной, ведь они абсолютно невидимые объекты. Всё чем они могут проявить себя в окружающей 5 Вселенной – это их сверхсильное гравитационное поле. Окружённое светящимся веществом и притягивая его в окрестности гравитационного радиуса, чёрная дыра становится ''видимой'' (приложение 8). Это случается, если совсем близко от чёрной дыры находится нормальная звезда. Тогда тяготение черной дыры заставит из атмосферы нормальной звезды-компаньона перетекать к ней, закручиваться вокруг неё в компактный газовый диск. Слои газа из-за трения друг о друга нагревается до десятков миллионов градусов и испускают рентгеновские лучи. Такое рентгеновское излучение делает чёрную дыру видимой. Ещё не так давно теоретики предполагали, что, проскочив горловину чёрной дыры, наблюдатель может появиться с другого отверстия этой горловины в ''нашем'' в пространстве вдали от чёрной дыры, в которую он упал (приложение 9а). Или он сможет даже ''вынырнуть'' в пространство другой Вселенной (приложение 9б). Если бы это было возможно, то наряду с чёрными дырами во вселенной должны были бы существовать белые дыры; Те самые другие отверстия горловины, из которых может ''вынырнуть'' наблюдатель. В белую дыру нельзя упасть, из неё можно только вылететь. По истине чёрные и белые дыры напоминают улицы с односторонним движением транспорта, а горловины часто называют тоннелями. И эти улицы во времени! Со временем физиками-теоретиками было установлено, что белые дыры и тоннели не существуют в природе в естественных условиях. [6] Рассмотрим время с психологической точки зрения. Существует несколько концепций природы времени. Две основные - это субстанция и реляция. Время как субстанция подразумевает, что есть какой-то носитель времени, какой-то основной природный процесс, который порождает все изменения и делает наш мир непостоянным. Время в этой версии - материально. Именно так его рассматривают фантасты, пишущие о путешествиях во времени. Время как реляция - это феномен взаимоотношений между материальными объектами. Реляция в переводе с латинского - это и есть отношение. Отношениенематериально. Это лишь продукт сознания: нечто у меня есть, или было, или будет - наши отношения выражены временными понятиями. Есть ещё экстатические и динамические концепции времени. Можно себе представить, что все события в мире существуют всегда. Но луч сознания высвечивает только свою мировую линию - то, что вы можете фиксировать сознанием, называете "теперь". Другая концепция противоположна: ничего не существует, кроме "теперь". То, что, было, существует только как материальные памятники. Ни в прошлое, ни в будущее попасть нельзя - просто потому что их нет. Один из подходов к природе времени - подсчитывать его числом событий. В жизни молодого организма за один день происходит больше событий, чем в жизни взрослого, поэтому и кажется что день длиннее. Сейчас возникает ощущение того, что время "пролетает" быстрее. Этот феномен начал проявляться в XIX веке, и с тех пор время только "ускоряется". 6 Это связанно с числом событий: раньше жизнь была спокойнее, у людей хватало досуга, чтобы наблюдать и размышлять, - вот и казалось, что время течёт медленнее. Сейчас из-за движения прогресса и огромного потока информации "замечать" время просто некогда. Это психологические причины "ускорения", но есть и физиологические. Например, у ребёнка рана заживает гораздо быстрее, чем у взрослого. То же самое можно перенести и на время. У ребёнка гораздо быстрее идут реакции, энергичнее вырабатываются ферменты. Всё это вместе - физиология и открытость психики - даёт ощущение "объёмности" и "огромности" жизни. К тому же если рассматривать время как реляцию, то получается, что 2 года для 4-летнего ребёнка - полжизни, а для 30-летнего отца - всего лишь 1/15 [5] Время с биологической точки зрения рассматривается следующим образом. Изучая строение живого и убеждаясь в правоте тех исследователей, которые показали, что живому свойственна структурная асимметрия, В.И. Вернадский высказал предположение, что и время в живом должно обладать асимметрией, отличаясь от времени неживой природы. Соответственно им было выделено понятие биологического времени, под которым он понимал «время, связанное с жизненными явлениями, вернее, с отвечающим живым организмам пространством, обладающим диссимметрией». При этом живой организм существует одновременно в двух разных мирах – в мире ньютоновской классической механики и в микромире с законами квантовой механики. Свойства биологического времени таковы: векторность и явная диссимметрия (направление времени от прошедшего к будущему); скрытая асимметрия, проявляющаяся в явлениях повторяемости (ритме); множественность; неравномерность. [5] В таблице 2 (приложение 10) дано сопоставление характеристик биологического времени и времени в разных разделах физики. Из таблицы видно, что между этими разделами имеются некие общие черты. Свойства биологического времени и времени в квантовой механики совпадают в шестом пункте (временной миропорядок). Биологическое время совпадает со временем классической физики в первом и третьем пунктах (структура времени, направление хода времени). Но наибольшее сходство биологического времени наблюдается со временем теории относительности (пункты 3, 4, 5, 6). Таким образом, можно сказать, что новые прстранственно-временные свойства, развившиеся в природе с появлением живого, базируются на присущих типах материальных взаимодействий и формам движения материи временных свойствах, которые находят свое выражение в различных разделах физики. Основываясь на характеристиках времени в разных разделах науки, я построила графики зависимости пространства от времени с точек зрения квантовой механики и теории относительности, а также с биологической точки 7 зрения и времени в классической физике (приложение 12 а, б, в, г ). Начало координат во всех случаях – настоящее для представляемого объекта. За основу я брала время, воспринимаемое человеком в каждом из этих разделов науки. Объяснение графиков я начну с наиболее простого (с точки зрения классической физики): в данной системе координат график наложен на ось времени, потому что в классической физики характерно необратимое движение времени от прошлого к будущему в виде «стрелы». Рассмотрим график времени ТО, где один элемент схож с графиком в классической физики, а второй является веткой параболы, выходящей из оси времени в одной точке и при пересечении оси пространства сливается с ней до бесконечности (приложение 12 б). Исходя из ТО, при увеличении скорости до скорости света время для человека попавшего в такую систему будет всегда равно настоящему при большом изменении пространства. Значит, для него будущее не наступит никогда, и данный график соответственно никогда не пересечет ось пространства. Следующий график (с биологической точки зрения) представляет собой совокупность трех графиков, два из которых являются синусоидами или косинусоидами с противоположными знаками по оси времени. Период на всем промежутке одинаков потому, что в среднем повторение одних и тех же процессов происходит через одинаковые промежутки времени (около семи лет – время обновления клетки в человеческом организме). Третий график – график проходящий в зависимости от значений первых двух и представляет собой синусоидальные колебания с переменными периодом и максимальным значением. Объяснение следующее - при изменении условий одни и те же процессы протекают по разным масштабам и зависят от возраста, условий внешней и внутренней среды. В общем, график можно сравнить со строением ДНК в человеческом организме. Последний график (приложение 12 г) выражен косинусоидой по оси пространства, синусоидой мы представить его не можем, исходя из свойств времени в квантовой механики, то есть структура настоящего времени не определена, значит, график не проходит через начало координат. Так как допускается, что одни и те же процессы в одно и то же время могут совершаться с разными скоростями, то период графика будет изменяться. Если график № 4 рассмотреть более обширно и пространственно (приложение 13), то заходя немного вперед, я хочу сказать, что можно попытаться объяснить происхождение вещих снов, предсказаний и даже перемещение во времени, другими словами появилась еще одна гипотеза о машине времени. Да, а что вы знаете о машине времени? Есть достаточно много исследований, посвящённых её созданию. О возможности свободно двигаться во времени и в будущее, и в прошлое написано немало произведений. Наверное, авторы ни в малейшей степени не сомневались, что их вымысел относится к области чистейшей фантазии, и рассматривали его только как литературный приём. 8 Весь опыт человечества и науки заставлял считать, что путешествия во времени невозможны. В пространстве же двигаться можно. Скажем, на Земле можно путешествовать в разных направлениях, можно возвращаться в исходное место. Но во времени по своему желанию, казалось бы, двигаться не можем и вынуждены пассивно «плыть» вместе с его потоком. Этим свойством, как считалось, время кардинально отличается от пространства. Открытие А. Эйнштейна в 1905 году удивительных свойств времени показало, что убежденность в том, что мы не можем передвигаться во времени, является всего лишь плодом нашего незнания, следствием ограниченных возможностей предыдущей истории человечества. Теория Эйнштейна доказала перемещение во времени, но всего лишь наполовину. Было показано, что по реке времени можно передвигаться только «вниз по течению» – можно двигаться в будущее, обгоняя само течение. Но обратной дороги в, прошлое, теория не указывала. Как же можно попасть в будущее, обогнать время? Герой из знаменитой повести «Машина времени» Г. Уэллса для этого садился в машину, нажимал рычаг, и машина, не двигаясь с места, вместе с героем исчезала из настоящего, переносясь в другие эпохи. Теория относительности показала, что так путешествовать во времени нельзя. Для этого обязательно надо передвигаться в пространстве. Чтобы попасть в будущее планеты, надо сесть в фотонную ракету, разогнать её до скорости, близкой к скорости света, пролететь в космосе некоторое время, скажем год, а затем вернуться на Землю. Время на быстролетящей ракете будет течь медленнее, с точки зрения людей, оставшихся на Земле. Поэтому после возвращения ракеты окажется, что у землян пройдёт больше времени, чем у экипажа ракеты, а значит, космонавты перенесутся в будущее нашей планеты. Французский физик П. Ланжевен в 1911 году рассматривал следующий мысленный эксперимент - ''парадокс близнецов''. Представим себе двух братьевблизнецов. Один из них на фотонной ракете улетает к далёкой звезде, при этом основную часть пути ракета проходит со скоростью, близкой к скорости света. На первый взгляд, каждый из них в праве считать, что другой состарится за время полёта меньше, чем он сам, т. к. с точки зрения любого из братьев время в системе отсчёта другого течёт медленнее, чем в него собственной. Вот брат-близнец возвращается на Землю (приложение 11). Каково же будет его удивление, встретив своего брата намного старше себя. Дело в том, что системы отсчёта братьев отнюдь не равноправны. Согласно СТО равноправными считаются инерциальные системы отсчёта . Все ускорения относительно инерциальной системы отсчёта обусловлены конкретными силами, действующими на рассматриваемое тело. Если правильно учесть существенное различие между инерциальными и неинерциальными системами отсчёта, то согласно СТО сомнений не остаётся, что путешественник оказался моложе, потому что какое-то время находился в неинерциальной системе отсчёта. Сначала ракета с 9 путешественником ускорялась, затем замедлялась, потом, стартуя в обратный путь со звезды, снова ускорялась и замедлялась перед посадкой на Землю. Можно сделать вывод, что время в ускоренных, т.е. неинерциальных системах отсчёта, течёт медленнее, чем в инерциальных. [10] Космонавт, вернувшись на Землю, попадает в будущее. Чем быстрее двигалась ракета, и чем дольше продолжался полёт, тем в более отдаленное будущее попадает человек. На основе теоретических подсчётов, доказано: даже при очень больших скоростях и длительных путешествиях в космосе перенос во времени не столь велик. И. Новиков теоретически вычислил, что при полёте к ближайшей к солнцу звезде – Проксиме Центавра, находящейся от нас на расстоянии сорока тысяч миллиардов километров, в инерциальной системе отсчета весь полёт займёт около семи лет, а по часам земного наблюдателя – около двенадцати. 0 1 2 v c2 0 .[6] На вопрос: что космонавты встретят на Земле в далёком будущем? Ответ знают только фантасты. Предполагают, что возникнет множество не столько даже научных проблем, сколько проблем социальных и психологических. О том, что испытывают люди, заброшенные во времени далеко от своей привычной эпохи, в которой они родились и воспитывались, ярко описано в романе писателя-фантаста С. Лема «Возвращение со звёзд». А можно ли возвратиться в прошлое? Можно ли его увидеть? А. Чернин ответил на этот вопрос так: « Если мы видим, то только прошлое.» Всё очень просто. Ведь мы видим окружающий мир с помощью лучей света, а свету нужно некоторое время, чтобы дойти от рассматриваемого объекта до нас. Мы видим его именно таким, каким он был в момент, когда его покинул свет. К примеру, свету нужно более восьми минут, чтобы дойти от Солнца до Земли. Значит, мы видим Солнце таким, каким оно было восемь минут назад. От звёзд свет идёт уже годы, а от далеких звёздных систем – миллионы, миллиарды лет. Мы видим эти звёздные системы в очень далёком прошлом. [6] Следуя из этого можно сделать вывод, что перемещение в прошлое возможно только в психологическом (абстрактном) типе времени. Изучая современные попытки создания машины времени, мы столкнулись с исследованиями Рональда Маллета, американского физика, который долгие годы бился над созданием такой машины, а в сентябре 2002 года его работа была вчерне завершена. Проект Р. Маллета основан на теории относительности Эйнштейна. Физик собирается построить «круговой лазер» - устройство, в котором вращающийся по кругу световой луч будет проходить сквозь фотонный кристалл. Тот исказит траекторию света и «заморозит» луч, изменив скорость света. Ожидается, что луч искривит пространство-время внутри круга, превратив его в спираль. Образуется «воронка», в которой перемешанное пространство10 время станет вращаться слоями. В эту «воронку» запустят нейтрон, если его спин– аналог направления вращения вокруг своей оси – изменится, это будет следствием воздействия искривленного пространства-времени. И нейтрон совершит ничтожное по размерам, но реальное путешествие во времени. Но, видимо, для реальной «машины времени» будет справедливо заметить, что путешествовать можно будет только по тому времени, когда уже был создан механизм для этого. [9] Я же предполагаю, что машина времени может быть основана на материальности всех идей и совсем не связана с вышеописанным предположением. Вновь возвращаясь к графику (приложение 13) , можно представить, что в жизни каждого человека, чья жизнь описана данным графиком, есть моменты , когда он может попадать в прошлое и в будущее на какое-то «число колебаний» своей жизни. Здесь следует приемлемое введение времени как некого поля, распространяющегося спиралеобразно по оси времени. Исходя из распространения поля-времени и пространства в обе стороны, можно рассматривать перемещение объекта, информации и энергии с точки зрения полей. Значит, если происходит совпадание поля жизни человека с пучком полевремени в данной точке (со спучностью), то он может попадать как в прошлое, так и в будущее. Есть много достаточно неопределённых явлений, связанных с тем, что мы якобы предвидим: это и сны, и галлюцинации, и яркие фантазии... Может быть, это и есть какое-то подобие машины времени, которую совсем и не нужно придумывать. Она как бы уже генетически заложена в нашей сущности. Недаром так много говорят о вещих снах. Дежа-вю (уже виденное) - это явление связано с нашими ощущениями, миром внутри нас. В определённый момент времени активизируется какая-то часть мозга, которая вызывает из памяти определенные образы. Ночью, когда помех бывает мало, мы можем предчувствовать некоторые события. На основе проведенных исследований и фактических доказательств я выдвигаю следующую гипотезу. ВРЕМЯ есть поле, которое имеет свои кванты-частицы и распространяется в виде волны, а также при взаимодействии с другими полями изменяется. (Что доказано выше.) Теория о материальности всех идей не нова. Сейчас уже считают доказанным существование лептонного газа (МЛГ), пронизывающего все тела во Вселенной. По сравнению с ядрами атомов лептоны настолько малы, что могут почти свободно пронизывать все предметы материального мира. Можно предположить, что эти лептоны являются носителями человеческих мыслей и чувств, информации о предметах и явлениях материального мира. В МЛГ содержаться сведения обо всём, что было есть и будет во Вселенной. Именно взаимодействие мирового лептонного газа с предметами материального мира и 11 человеческим мозгом можно объяснить многие явления, которые до сих пор считались таинственными и нередко отрицались наукой. Пользуясь уравнениями Шредингера, которые являются математическими выражениями фундаментального свойства микрочастиц – корпускулярноволнового дуализма, согласно которым все существующие в природе частицы материи наделены также волновыми свойствами, можно сделать вывод, что любые сигналы, удаляясь от источника, постепенно расщепляются в пространстве и времени. Появляется серия ослабленных предсигналов и послесигналов. Они несут ту же информацию, что и основной сигнал, но обладают значительно меньшей энергией. Если, например, расшифровать предсигналы, то можно узнать о событии до того, как придёт основной сигнал. По-видимому, этим объясняется способность животных предчувствовать землетрясения и другие явления природы. Вот так выглядит уравнение для квантовых систем, движения которых происходит в ограниченной области пространства: где 2 V ( x, y, z ) 2m - полная энергия квантовой системы, h - постоянная Планка, h 2 - волновая функция, зависящая от координат; V - потенциал кванта; x,y,z - координаты. Сопряженные уравнения Шредингера описывают так называемые антисигналы. Они как бы плывут по реке времени из будущего через настоящее в прошлое. Если антисигналы уловят люди или приборы, то получат информацию о грядущем. О таких сигналах можно сказать, что они формируются на основе элементарных процессов. Из уравнений Шредингера для излучающей точки следует, что вокруг нее существуют квантовые оболочки – концентрические сферы различного диаметра, состоящие из лептонов. Собственно тело человека – это не весь человек, а только видимое ядро, вокруг которого расположены его информационно-энергетические «двойники». [4] Древние индусы считали, что все в нашей жизни повторяется через определенный промежуток времени, который равен пяти тысячам лет. Представляя пространство в виде замкнутой спирали с циклом повторения пространственных событий равным 5000 лет, можно представить следующую картину (приложение 14). Каждый виток замкнутого пространства, представителей которого я буду называть для удобства m-витками (с английского «most»), закручен в свою спираль с b-витками («big»с английского), а каждый виток b-спирали состоит из еще одной спирали с l-витками («little»), расстояние 12 между которыми в пространстве занимает около одиннадцати лет – цикл активности Солнца. Аналогично, b-витки имеют повторение через 100 лет, а mвитки – 1000 лет В общем, можно провести аналогию, сравнивая такую конструкцию с четвертичной структурой белков Примерное представление о такой конструкции можно получить из приложения . При этом l-витки могут быть разных размеров, но всегда протекать примерно за одно и то же время (11 лет), что зависит, я предполагаю, от расположения галактик во вселенной, от активности звезд и солнца, от магнитных бурь и ускорения времени в критических точках. А так как галактики в нашей вселенной разбегаются и их скорости прямо пропорциональны расстоянию, то и настоящее время в жизни нашей вселенной и нас в частности тоже увеличивается. Здесь имеется фактическое доказательство: с каждым тысячелетием, столетием и даже, грубо говоря, десятилетием мы получаем все больше информации, чем это было такой период времени в прошлом. 13 Заключение. Анализируя проведенную мною работу, я делаю более чем конкретные выводы, что время материально, его нельзя увидеть, но можно ощутить, проверить его влияние и даже изменить его для отношения какой-либо системы. Время – поле, и мы движемся по нему в поле пространства, измеряя его числом событий наших жизней. Очень много неизвестного в тайне времени. В своей работе я попыталась прикоснуться к такому ясному и в тоже время такому неизведанному явлению, как время. Ознакомившись с доступной мне литературой, я узнала очень много нового и интересного не только для себя. Я уверена, что проблема времени всегда была актуальна для человечества. И сейчас при убыстрении прогресса, мы должны, как никогда, стараться понять этот феномен и правильно оценить. Правильное понимание настоящего даёт возможность ценить нашу жизнь в том времени, в котором мы живём. Конфуций когда-то сказал: « Самая большая ошибка человечества – это исправлять ошибки прошлого ». Основываясь на этом, я думаю, что надо жить сегодняшним днём, не совершать ошибок в настоящем, ибо не всегда их можно исправить. К сожалению, я задела немногие интересные вопросы, но, думаю, всю жизнь буду искать к ним ответы, чтобы понять, кто мы, что мы на фоне времени, какова наша роль в этом феномене. Я надеюсь, когда-нибудь найти возможность замедлить время в человеческом организме так, чтобы увеличить продолжительность его активной жизни. Но для этого, кроме теоретических знаний и суждений, необходимо знать ещё очень многое. Несмотря на тысячелетия истории науки, человечество находится лишь в самом начале пути познания сущности временного потока. 14 Список используемой литературы: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Брагинский В., Полнарев А. Удивительная гравитация или как измеряют кривизну мира. // М.: Наука, 1985. Гоффман Б. Корни теории относительности. // М.: Знание, 1987 Григорьев И.С., Мейлихова Е.З. Справочник: Физические величины.// М.: Энергоатомиздат, 1991. Дмитрук М.Н. Миры вокруг нас? Подписная научно-популярная серия «Знак вопроса» 3'90 .// М.:Знание, 1990. Моисеева Н. Время в нас и время вне нас.// Л.: Лениздат, 1991 Новиков И. Д. Куда течёт река времени? // М.: Молодая гвардия, 1990. Прохоров А.М. Советский Энциклопедический Словарь. // М.: Советская энциклопедия, 1984. Прохоров А.М. Физический Энциклопедический Словарь. // М.: Советская энциклопедия, 1983. Смирнова Ю. Машина времени будет создана через 10 лет. // журнал «Комсомольская правда», за 13 декабря 2002. Утияма Р. К чему пришла физика. // М.: Знание, 1986. 15 Приложения 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Тезисы: Время- это наиболее загадочная и не исследованная область мироздания. В толковом энциклопедическом словаре есть несколько определений времени. Одно из них звучит так: « Время - это форма последовательной смены явлений и состояний материи ». Оно неизменно связано с пространством. Универсальные свойства времени - длительность, неповторяемость, необратимость.[7] Цель моей работы – попытаться понять, что такое время, как оно изменяется и изменяется ли вообще, как оно течёт в разных инерциальных системах отсчета. Возможно ли перемещение во времени, и если да, то как это можно объяснить. В настоящее время учеными выделяются несколько типов времени: абстрактное (представляемое), физическое (изменяемое с помощью тех или иных механизмов или за счет наблюдения периодических явлений природы), метрическое (отвлеченное) математическое время, релятивистское время (время теории относительности), биологическое (время в живых организмах).[5] Подробно рассмотрев эти типы времени, многие гипотезы и теории о его происхождении, мы предлагаем еще одну гипотезу природы времени, на основе проведенных исследований и фактических доказательств: ВРЕМЯ есть поле, которое имеет свои кванты-частицы и распространяется в виде волны, а также при взаимодействии с другими полями изменяется. По составленной таблице характеристик биологического времени и времени в разных разделах физики, можно сказать, что новые прстранственно-временные свойства, развившиеся в природе с появлением живого, базируются на присущих типах материальных взаимодействий и формам движения материи временных свойствах, которые находят свое выражение в различных разделах физики. Основываясь на характеристиках времени в разных разделах науки, мы построили графики зависимости пространства от времени с точек зрения квантовой механики и теории относительности, а также с биологической точки зрения и времени в классической физике. Начало координат во всех случаях – настоящее для представляемого объекта. За основу мы брали время, воспринимаемое человеком в каждом из этих разделов науки. К сожалению, не имеем возможности представить приложения в тезисах из-за их большого объема. Объяснение графиков начнем с наиболее простого (с точки зрения классической физики): в данной системе координат график наложен на ось времени, потому что в классической физики характерно необратимое движение времени от прошлого к будущему в виде «стрелы». Рассмотрим график времени ТО, где один элемент схож с графиком в классической физики, а второй является веткой параболы, выходящей из оси времени в одной точке и при пересечении оси пространства сливается с ней до бесконечности. Исходя из ТО, при увеличении скорости до скорости света время для человека. попавшего в такую систему будет всегда равно настоящему при большом изменении пространства. Значит, для него будущее не наступит никогда, и данный график соответственно никогда не пересечет ось пространства. Следующий график (с биологической точки зрения) представляет собой совокупность трех 34 графиков, два из которых являются синусоидами или косинусоидами с противоположными знаками по оси времени. Период на всем промежутке одинаков потому, что в среднем повторение одних и тех же процессов происходит через одинаковые промежутки времени (около семи лет – время обновления клетки в человеческом организме). Третий график – график проходящий в зависимости от значений первых двух и представляет собой синусоидальные колебания с переменными периодом и максимальным значением. Объяснение следующее - при изменении условий одни и те же процессы протекают по разным масштабам и зависят от возраста, условий внешней и внутренней среды. В общем, график можно сравнить со строением ДНК в человеческом организме. Последний график выражен косинусоидой по оси пространства, синусоидой мы представить его не можем, исходя из свойств времени в квантовой механики, то есть структура настоящего времени не определена, значит, график не проходит через начало координат. Так как допускается, что одни и те же процессы в одно и то же время могут совершаться с разными скоростями, то период графика будет изменяться. Если график рассмотреть более обширно и пространственно, то хочется сказать, что можно попытаться объяснить происхождение вещих снов, предсказаний и даже перемещение во времени, другими словами появилась еще одна гипотеза о машине времени. Вновь возвращаясь к последнему графику, можно представить, что в жизни каждого человека, чья жизнь описана данным графиком, есть моменты, когда он может попадать в прошлое и в будущее на какое-то «число колебаний» своей жизни. Здесь следует приемлемое введение времени как некого поля, распространяющегося спиралеобразно по оси времени. Исходя из распространения поля-времени и пространства в обе стороны, можно рассматривать перемещение объекта, информации и энергии с точки зрения полей. Значит, если происходит совпадание поля жизни человека с пучком поле-времени в данной точке (со спучностью), то он может попадать как в прошлое, так и в будущее. Древние индусы считали, что все в нашей жизни повторяется через определенный промежуток времени, который равен пяти тысячам лет. Представляя пространство в виде замкнутой спирали с циклом повторения пространственных событий равным 5000 лет, можно представить следующую картину. Каждый виток замкнутого пространства, представителей которого я буду называть для удобства m-витками (с английского «most»), закручен в свою спираль с b-витками («big»с английского), а каждый виток b-спирали состоит из еще одной спирали с l-витками («little»), расстояние между которыми в пространстве занимает около одиннадцати лет – цикл активности Солнца. Аналогично, b-витки имеют повторение через 100 лет, а m-витки – 1000 лет. В общем, можно провести аналогию, сравнивая такую конструкцию с четвертичной структурой белков Примерное представление о такой конструкции можно получить из 35 приложения. При этом l-витки могут быть разных размеров, но всегда протекать примерно за одно и то же время (11 лет), что зависит, я предполагаю, от расположения галактик во вселенной, от активности звезд и солнца, от магнитных бурь и ускорения времени в критических точках. А так как галактики в нашей вселенной разбегаются и их скорости прямо пропорциональны расстоянию, то и настоящее время в жизни нашей вселенной и нас в частности тоже увеличивается. Здесь имеется фактическое доказательство: с каждым тысячелетием, столетием и даже, грубо говоря, десятилетием мы получаем все больше информации, чем это было такой период времени в прошлом. Анализируя проведенную мною работу, я делаю более чем конкретные выводы, что время материально, его нельзя увидеть, но можно ощутить, проверить его влияние и даже изменить его для отношения какой-либо системы. Время – поле, и мы движемся по нему в поле пространства, измеряя его числом событий наших жизней. Я уверена, что проблема времени всегда была актуальна для человечества. И сейчас при убыстрении прогресса, мы должны, как никогда, стараться понять этот феномен и правильно оценить. Правильное понимание настоящего даёт возможность ценить нашу жизнь в том времени, в котором мы живём. Конфуций когда-то сказал: « Самая большая ошибка человечества – это исправлять ошибки прошлого ». Основываясь на этом, я думаю, что надо жить сегодняшним днём, не совершать ошибок в настоящем, ибо не всегда их можно исправить. Очень много неизвестного в тайне времени. В своей работе я попыталась прикоснуться к такому ясному и в тоже время такому неизведанному явлению, как время. Несмотря на тысячелетия истории науки, человечество находится лишь в самом начале пути познания сущности временного потока. Список используемой литературы: 1. Брагинский В., Полнарев А. Удивительная гравитация или как измеряют кривизну мира. // М.: Наука, 1985. 2. Гоффман Б. Корни теории относительности. // М.: Знание, 1987 3. Григорьев И.С., Мейлихова Е.З. Справочник: Физические величины.// М.: Энергоатомиздат, 1991. 4. Дмитрук М.Н. Миры вокруг нас? Подписная научно-популярная серия «Знак вопроса» 3'90 .// М.:Знание, 1990. 5. Моисеева Н. Время в нас и время вне нас.// Л.: Лениздат, 1991 6. Новиков И. Д. Куда течёт река времени? // М.: Молодая гвардия, 1990. 7. Прохоров А.М. Советский Энциклопедический Словарь. // М.: Советская энциклопедия, 1984. 8. Прохоров А.М. Физический Энциклопедический Словарь. // М.: Советская энциклопедия, 1983. 9. Смирнова Ю. Машина времени будет создана через 10 лет. // журнал «Комсомольская правда», за 13 декабря 2002. 10. Утияма Р. К чему пришла физика. // М.: Знание, 1986. 36 37
