Представления о времени и пространстве в меняющихся масштабах познания

 Продолжим рассуждения о времени и пространстве.

Фонд знаний «Ломоносов» в своей энциклопедии сообщает нам, что  научно-философская мысль рассматривала преимущественно три альтернативных представления о пространстве и времени.

  • Точечная — интервальная концепции пространства и времени;
  •  субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени;
  •  субъективно-антропологическая концепция пространств и времени.

 С развитием информационных технологий возникло понятие «виртуальное пространство–время», которое существует в виде моделей различных процессов. Но виртуальное пространство–время имеет только математический смысл, и не отражает суть понятий «Пространство» и «Время».

В указанные альтернативы входят представления всех известных философов и учёных всех времён и народов.

В наше время появились мысли о том, что все ранее существовавшие представления, не отражают суть пространства и времени. Они отражают только варианты описания ощущения этих явлений человеком. В области описаний микромира, например, появились математические представления о мире, в которых нет места времени.

Можно сказать, что время просто исчезло из уравнения Уилера-Де Витта, — говорит Карло Ровелли, физик из Университета Средиземноморья в Марселе, Франция. — Это вопрос, которым озадачены многие теоретики. Возможно, лучший способ мышления о квантовой реальности — отказаться от понятия времени, чтобы фундаментальное описание вселенной было вневременным.

Тем не менее, человек в том или ином виде всегда представляет себе пространство и время. Отвлёкшись от философских и научных объяснений, рассмотрим представления о времени и пространстве, которые возникали в различные исторические периоды, но привяжемся к масштабам, в которых формировалось представление. Каждому масштабу представлений соответствуют некоторые свойства рассматриваемых понятий, на которые мы и будем обращать внимание.

1. Вокруг своего дома (примерно несколько сот километров)

Видимая территория планеты очень ограничена. Практика показывает, что поверхность земли плоская. Даже предполагая, что земля не плоская, нет необходимости отказываться от плоской геометрии. Для изображения на бумаге достаточно прямоугольной системы координат.

Время определяется суточным изменением положения солнца и луны. Точность определения времени определяется точностью механизма (устройства), предназначенного для этой цели.

Меры пространства и времени произвольны.

2. Вокруг света (примерно несколько тысяч километров)

Поверхность планеты искривлена, похожа на сферу. Применяются специальные системы координат и проекции для изображения поверхности и картографических расчётов.

Время определяется суточным изменением положения солнца и луны. Точность определения времени определяется точностью механизма (устройства), предназначенного для этой цели, и точностью астрономических наблюдений. Введены часовые пояса, для каждого из которых выбрана отдельная точка начала отсчёта суточного времени. Установлена линия перемены дат, где отсчёт времени скачком меняется на сутки.

Меры пространства и времени произвольны.

2.1 Окружающее космическое пространство

Появилось понимание пространства вне Земли. Пространство описывается прямоугольными координатами.

Введено понятие абсолютного времени (шкала по Гринвичу).

Меры пространства и времени произвольны.

3. Выход в космос (телескопы и космические аппараты), расширение области наблюдений

Обнаружена кривизна пространства и относительность его координат.

Обнаружена относительность и нелинейность времени, зависимость его хода и значения от выбора системы координат. Сделано предположение о рождении времени в момент рождения Вселенной.

Сделана попытка объединить пространство и время в пространство-время.

Меры пространства и времени произвольны.

4. Микромир, квантовая механика (этот пункт по масштабу должен быть первым, но там ещё нет понимания проблемы).

Положение объектов в пространстве имеет неопределённость.

Момент события имеет вероятность.

В некоторых случаях напрашивается исключение понятия времени.

Переходя к наиболее глубокому уровню материи — струнам, обращаем внимание на появление дополнительных пространственных измерений.

Впервые предлагаются естественные меры пространства и времени на базе мировых констант.

5.Теория всего, метагалактика, мироздание

Непрерывное пространство-время не позволяет объединить квантово-механическое представление о мире с ОТО.

Появились предположения о возможности сжатия или расширения пространства (картография будет сложна).

Для объяснения гравитационных парадоксов введены понятия тёмной материи и тёмной энергии. Первая восполняет недостающую массу в области галактик, чтобы вращение галактик вписывалось в физические законы. Вторая на больших масштабах противодействует гравитации, заставляя галактики разбегаться ускоренно.

Делается предположение, что тёмная материя образует структуру пространства.

Осторожно рассматривается наличие высших измерений мироздания (мультиверс).

Время имеет начало и может иметь конец.

Попытка уточнения определения времени

 Время – информация, полученная сравнением двух реальных или воображаемых синхронизированных с началом и завершением процедуры наблюдения сигналов, один из которых периодический. Сигналы формируются в ходе квантованных на микроуровне процессов, связанных с передачей энергии между состояниями объектов, участвующих в процессе. Изменения состояния объектов в пространстве определяются связанной цепью причин и следствий. 

Для строго периодического процесса каждое текущее состояние становится причиной следующего. Такими процессами могут быть, например, квантовые переходы электронов в атомах цезия, входящих в состав эталона времени, или инерциальное вращение какого-либо твёрдого тела. 

Длительность кванта времени (планковское время) определяется сравнением воображаемого процесса передачи единичного действия (квант действия) между соседними квантовыми состояниями с соответствующим интервалом, в процессе действия эталона времени.

Непосредственное измерение кванта времени невозможно, поскольку   самый маленький наблюдаемый на сегодня интервал времени 10 ^ -18 c, а планковское время составляет  1,33 * 10 ^ -43 с.

Невозможны процессы, минимальные шаги которых меньше планковского времени. Также невозможны процессы, занимающие в пространстве менее величины планковской длины

На сравнимых с планковским временем периодах и планковской длиной размерах в математике процессов появляются вероятности.

Время не связанных причинами и следствиями процессов не определимо. В каждой самостоятельной цепочке причин и следствий время своё. Время не имеет своей субстанции, а возникает в сознании субъекта, как информация.

Попытка определения пространства

Выше было отмечено предположение, что тёмная материя образует структуру пространства. Но, если попытаться применить бритву Оккама, исключив из реальных сущностей не наблюдаемую тёмную материю, можно предположить, что пространство формируется на значительно более глубоких уровнях, начиная с микромира а свойства пространства зависят от его протяжённости.  Любой материальный объект может иметь свойство пространственности. Пространство можно представить как некоторое поле, которое является причиной возникновения гравитации. При этом, чем дальше от центра масс пространство образующего объекта, тем меньше плотность поля. Когда плотность снижается ниже некоторой критической величины, которая связана с величиной кванта пространства, пространство объекта перестаёт существовать. Исчезает и гравитационное взаимодействие объекта с другими столь же удалёнными от него объектами. Разбегание галактик может быть обусловлено отсутствием гравитации на больших расстояниях между ними.

Материальные объекты, не имеющие массы, не имеют своего пространства. Так, например, фотон, не имя массы покоя, не существует. Но в движении фотон имеет массу, соответствующую его энергии. Движущийся фотон имеет собственное пространство, взаимодействующее с пространствами других массивных объектов.

Таким образом, пространство можно определить, как гравитационное свойство материальных объектов, обладающих массой. На расстояниях, когда пространства объектов имеют существенную плотность, возникает гравитационное взаимодействие, а сами пространства складываются в общее пространство взаимодействующих объектов.

Вполне возможно, что свойства пространства определяют и эффекты, которые заставляют привлекать для своего объяснения тёмную материю, применяя законы, которые требуют корректировки в масштабах Вселенной.

В следующей статье попытаемся сформировать представление об общей модели Мироздания, в которой не должно быть ни глобального времени, ни глобального физического пространства, которые существовали бы независимо от материи и процессов, протекающих с её участием. Отсутствие времени не позволяет говорить о моменте возникновения мироздания. Без времени оно вечно. Отсутствие глобального физического пространства не позволяет ответить на вопрос — где находятся другие вселенные. Координаты общей модели не соответствуют пространству и времени.

Error

default userpic

Your reply will be screened

When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.