Аннотация: Эссе по мотивам книги "Имманентная космология", часть1.
Метрология и космология
Хотя метрология и считается разделом физики, математические физики не видят в ней способности к совершению некого прорыва в физической науке.
Они просто работают в той системе физических единиц, в какой им работать удобнее, а если у них возникают некие сомнения в стабильности таких констант как гравитационная постоянная или постоянная тонкой структуры, то разбираются со своими сомнениями самостоятельно без помощи метрологов.
К сожалению, при этом их самостоятельное разбирательство ограничено лишь подозреваемыми константами. Иными словами, оно не системно.
Такая художественная самодеятельность математических физиков в зоне ответственности метрологии чревата для весьма специфического космологического раздела физической науки серьёзными проблемами.
Физическая эволюция нашего физического мира (Вселенной) мира длится уже десятки миллиардов лет и происходит во вселенских масштабах от микромира до макромира.
Ничего воистину постоянного при таких масштабах нет, хотя кое-что в ней и можно считать условно-постоянным при решении некоторых практических задач, осознавая при этом неизбежные издержки допущения этого условного постоянства.
***
Эффект Хаббла сейчас принято объяснять эволюционным расширением Вселенной. Так и так... Современная космология утверждает, что во Вселенной в процессе её эволюции расширяется всё, что и является ближайшей причиной наблюдаемого смещения спектра весьма удалённых от нас галактик.
Видимость ответа при этом вроде бы есть, причём подкреплённая наблюдениями аж самого Хаббла.
Проблема в том, что мы толком ничего не знаем о происхождении Вселенной и её атрибутах. На сей счёт есть лишь различные теории, которые едва ли возможно подтвердить по всем канонам научной методологии.
Возникает и вопрос о том какой меркой мерить вселенские просторы. Сохраняется ли её стабильность за миллиарды лет или она подвержена всевозможным глобальным эволюционным изменениям и неким локальным влияниям?
Ведь если во Вселенной воистину расширяется всё, то расширяется и любая наша мерка пространства. Как же измерять такой меркой? Какой из неё тогда эталон?
Проблема мерок вселенского пространства весьма - весьма важный вопрос, непосредственно связанный с модельными представлениями о нашей Вселенной, её атрибутами и её эволюционном развитием в данном цикле её мировой эволюции.
***
Дело в том, что наша Вселенная может быть бесконечной, но при этом пространственно ограниченной. Всё зависит от того, какой меркой её измерять.
Естественной элементарной меркой длины можно считать, например, комптоновскую длину волны электрона (или любой другой стабильной элементарной частицы).
Но при таком выборе естественной элементарной мерки следует понимать, что она вовсе не отвечает нашим представлениям об эталоне длины, поскольку она сама подвержена глобальным эволюционным изменениям и всевозможным локальным влияниям.
При этом радиус Вселенной, выраженный через некое огромное количество численных значений таких подверженных эволюционным влияниям мерок, может численно возрастать, но по сути своей, фактически (физически) не меняться.
Это и создаёт возможность для прописки простейшей инфляционной модели естественного самовыделения Вселенной, безграничной и конечной одновременно, которую мы в дальнейшем и будем использовать, хотя столь же мыслимы и другие модели.
(Например, модель естественного гравитационного самовыделения Вселенной, как чёрной дыры.)
Эталонирование в рамках космологии качестве естественной мерки радиуса Вселенной светового года удобнее, но создаёт те же проблемы. С точки зрения метрологии - это столь же сомнительный эталон.
Ежегодное увеличение радиуса Вселенной на один условно постоянный современный световой год вполне может означать фактическое сохранение физической величины этого радиуса, меняющей всего лишь своё численное значение при новой мерке. Это всего лишь эффект эволюционного уменьшения используемой мерки. И всё...
За иллюзией видимости расширения межгалактического пространства вполне может таиться всё то же глобальное эволюционное изменение той или иной эталонированной мерки пространства.
***
Эволюционные изменения спектра излучения неразрывно связаны с эволюционными изменениями инфраструктуры вещества. (И не только глобальные эволюционные изменения, но и локальные изменения под всевозможными локальными влияниями.)
Земные астрономы фактически наблюдают и сравнивают в эффекте Хаббла последствия глобальных эволюционных изменений излучателей, сильно сдвинутые во времени на момент излучения сигналов, что отражается на наблюдаемом сдвиге их спектров.
Иными словами, они наблюдают глобальные эволюционные изменения спектров, вызванные глобальными эволюционными изменениям инфраструктуры самих излучателей.
Земные воплощённые в те или иные элементарные мерки пространства тоже подвержены глобальным эволюционным изменениям, хотя заметить эти изменения в земных масштабах проблематично.
Однако, эти глобальные эволюционные изменения земных воплощённых элементарных мерок пространства и выбор самих этих мерок не должны влиять на реальную неизменность радиуса Вселенной, хотя и выраженного в различных мерках.
Более того, всевозможные локальные влияния на эти мерки так же не должны повлиять на реальную неизменность радиуса Вселенной.
***
Переходим к рассмотрению локального влияния гравитации на ранее рассмотренные естественные эталоны. Факт такого влияния имеет место быть, что подтверждается эффектом гравитационного красного смещения спектра, то есть эффектом КГС.
Этот эффект был предсказан в рамках ОТО и имеет в этих рамках своё объяснение, как, впрочем, и в рамках некоторых иных теорий. Вопрос лишь в том, какова глубина этих объяснений...
Не стоит забывать и о том, что слово объяснить означает сделать яснее. Хотя бы на уровне упрощённых модельных представлений. А ведь в рамках ОТО с ясностью есть большие проблемы...
Я уже не говорю об уровне ясности квантовой механики (КМ), пользователям которой усиленно рекомендуют не размышлять, а просто решать уравнения КМ, отключив при этом свои мозги!
Быть может, если копнуть ещё глубже, то удастся получить нечто новое и полезное? Так что, стоит попробовать.
***
Естественное самосближение идентичных гравитирующих объектов придаёт им скорость, но не влияет на их полную (аннигиляционную) энергию. Иными словами, оно происходит по принципу обретения ими скорости за свой счёт.
При этом релятивистская масса этих объектов в процессе обретения скорости в системе центра масс возрастает. Так что, принцип сохранения энергии требует соответствующего локального уменьшения коэффициента пересчёта массы в энергию. То есть, квадрата глобально эталонированной скорости света.
(Стоит отметить, что даже в рамках ОТО скорость света тоже не является постоянной при условии, что она измеряется удалённым наблюдателем по его часам.)
Естественное падение объекта в гравитационную яму само по себе не влияет на его полную аннигиляционную энергию. Кинетическая энергия падающего объекта при этом падении в конечном счёте рассеивается, от релятивистского приращения массы объекта не остаётся и следа.
Так что, в конце концов остаётся лишь уменьшение его полной аннигиляционной энергии, вызванное уменьшением коэффициента пересчёта массы в энергию. То есть, локальным уменьшением коэффициента пересчёта массы в энергию в гравипотенциальной яме.
Это и влечёт за собой соответствующее изменение спектра его излучения в сторону покраснения. То есть, эффект красного гравитационного смещения спектров (эффект КГС).
Уменьшение частоты излучения означает соответствующее увеличение её периода излучения и в этом смысле замедление времени. Но только в этом! Глобальные эволюционные изменения при этом вовсе не отменяются и происходят в том же темпе.
***
В ранее изданной мной книге "Имманентная космология" была прописана глобальная эволюционная изменчивость одного из уровневых коэффициентов, численное значение которого предполагалось очень близким к современному численному значению постоянной тонкой структуры (или соотношению масс некоторых элементарных частиц).
Глобальные эволюционные изменения элементарных мерок и условно-постоянных мировых констант в этой книге толком не рассматривались.
Ежегодное расширение мирового радиуса на один условно-постоянный световой год прописывалось в ней через глобальные эволюционные изменения введённых уровневых коэффициентов, связанных между собой предложенным в ней рекуррентным соотношением.
В результате использования такой модели были получены хорошие приближения к современным представлениям о современных параметрах Вселенной.
Так что, систему уровневых коэффициентов, используемых в книге "Имманентная космология", стоит сохранить с учётом введённых в этой работе новых положений в части эволюционных изменений мерок и констант.
Исходные численные значения уровневых коэффициентов Исходной Сетки представляют собой величины, обратные ряду "разрешенных" целых чисел, связанных между собой рекуррентной связью.
***
Физико-математическое обоснование для использования именно такого ряда не входило в задачи, решаемые "Имманентной космологией" и не входит в задачи, решаемые в данной работе. Полагаю, что оно со временем будет дано в рамках новой квантовой механики (КМ), но при этом я всё же позволю себе изложить несколько своих соображений.
Это строительство разумнее всего начать так же, как это было исторически при строительстве основ КМ. То есть, по аналогии с упрощённой орбитальной моделью атома водорода, предложенной ещё Нильсом Бором, сформулировавшим свои знаменитые постулаты.
Хотя различные виды (уровни) универсального многоуровневого взаимодействия явно не присущи атому водорода, эту простенькую орбитальную модель имеет смысл для начала сохранить, а недостающие уровни универсального многоуровневого взаимодействия смоделировать в ней путём некого постулата, налагающего ограничение на квазиуровни модельно-разрешённой связи.
***
Например, можно дополнить постулаты Бора постулатом связи для разрешённых нормированных условных орбитальных скоростей на соседних условных уровневых орбитах, в качестве которых должны использоваться соседние уровневые коэффициенты Сетки.
А если попытаться копнуть поглубже, то стоит присмотреться к формально неограниченному увеличению длины волны излучения, возникающему при соседних подуровневых переходах. Такого в реальном мире просто быть не может!
Не может в нём быть и сколь угодно малой энергии, излучаемой при соседних подуровневых переходах, хотя ни полуклассическая теория Бора, ни даже КМ не налагают никаких ограничений на такую формальную безграничность.
Так что есть основания заподозрить, что в конце концов некий последний минимальный соседний подуровневый переход в реале окажется межуровневым переходом, тоже имеющим и свои подуровни, и соседние подуровневые переходы, сопровождающиеся неким соответствующим по своей энергии излучением.
Это теоретическое положение для начала тоже можно постулировать, дополнив им известные постулаты Бора. Можно даже ввести его в состав КМ, положив начало строительству обновлённой КМ.
Предположительно, при этом, как минимум, будет наложено ограничение на максимальное численное значение квантовых чисел в пределах кулоновского уровня взаимодействия в атоме водорода, (да и в пределах других уровней тоже).
А для следующего уровня универсального многоуровневого взаимодействия, возможно, понадобится уже некое обновление КМ, природа которого для меня пока туманна...
Полагаю, что в нём тоже будет не безграничное численное значение для квантовых чисел и новое численное значение для предельного квантового числа. И так далее, вплоть до восьмого уровня универсального многоуровневого взаимодействия, ибо он будет последним.
Полученный таким образом набор предельных значений для уровневых главных квантовых чисел, предположительно, будет положен в основу обоснования численных значений уровневых коэффициентов Исходной Сетки и их рекуррентной взаимосвязи между собой.
Поскольку возможности предложенного моделирования универсального многоуровневого взаимодействия ещё не ясны, возникает множество интересных вопросов.
В частности, вопрос о физической природе уровневого излучения различных уровней. Ведь излучаться могут не только кванты электромагнитных волн, но и что-то ещё...Например, элементарные частицы. И ещё чёрт знает, что...
Предложенная модель слишком упрощена для того, чтобы дать ответ на этот вопрос. А обновлённая КМ будет просто обязана это сделать!
***
Единое универсальное многоуровневое взаимодействие, о котором писали ещё классики марксизма, пока только пытается прописаться в физике в форме теории Великого объединения.
В книге "Имманетная космология" тоже была предпринята попытка прописать эту идею. Пусть даже в формате не основательного научного труда, предназначенного для публикации в приличном физическом журнале, а всего лишь в формате такого же философского эссе из раздела философия физики, как и эта статья.
При этом были прописаны два набора уровневых коэффициентов для различных уровней универсального многоуровневого взаимодействия, один из которых я по недомыслию ранее считал идентичным постоянной тонкой структуры. (К рассмотрению этого казуса мы ещё вернёмся.)
Стоит отметить, что в строящейся теории Великого объединения пока дело дошло всего лишь до сравнительной оценки по силе некоторых из известных видов взаимодействия и прописки неких констант, относящихся к ним.
Так что большая работа по прописке уровневых коэффициентов из книги "Имманентная космология" ещё впереди...Интересно, сколько же лет уйдёт у современных физиков на физическую на прописку всего лишь одной из философских идей, выдвинутых классиком марксизма ещё в позапрошлом веке?
***
Простейшее (инфляционное) модельное представление о естественном самовыделении Вселенной, используемого в этой работе, предполагает ежегодное увеличение его радиуса ровно на один эволюционирующий световой год.
Почему даже свет никогда не сможет достигнуть условной границы Вселенной? Потому, что такая мерка пространства, как световой год, тоже подвержена мировой эволюции, в ходе которой она "усыхает".
Вопрос в том, какова физическая причина эволюционного "усыхания" мерки пространства? Имеет ли вообще физический смысл такая постановка вопроса?
***
Интуитивно ясно, что эволюция физического мира происходит на всех его уровнях. То есть как на уровне микромира, так и на уровне макромира, включая молекулярно-генетический уровень эволюционного видообразования.
Именно физическая эволюция нашего мира является вечным двигателем происходящей в нём биологической эволюции. Просто пока эта мировоззренческая идея толком не прописана как в физике, так и в биологии.
Впрочем, и в моей книге "Имманентная космология" эволюционные изменения уровневых коэффициентов тоже были всего лишь намечены, а не прописаны по всем правилам физической науки.
***
Глобальные эволюционные изменения размеров элементарных частиц, атомов, атомов и молекул заметить довольно мудрено. Это ведь крайне медленные и малые изменения...
К тому же, современная система эталонирования едва ли позволяет их заметить, поскольку эталонированная мерка лазерной длины волны может эволюционировать в той же мере.
Та же куриная слепота современной системы эталонирования при этом не позволяет заметить и глобальные эволюционные изменения энергии связей на уровне атомов, молекул, и так далее...
***
Система эволюционирующих уровневых коэффициентов, использованная в книге "Имманентная космология", позволяет компенсировать этот недостаток, присущий всем эталонам.
Естественной воплощённой элементарной меркой при этом будет комптоновская длина волны (или комптоновская частота) электрона. Она тоже подвержена глобальным эволюционным изменениям, но это не существенно при исчислении радиуса Вселенной, поскольку эволюционные изменения системы уровневых коэффициентов компенсируют это влияние.
К тому же, при использовании этой мерки проще разобраться по уму с природой эффекта Хаббла, что тоже весьма существенно.
Спектральные серии линий атома водорода, энергия связей электрона атома водорода вообще и энергии связей электрона на всех его подуровнях в атоме водорода в частности при такой мерке столь же подвержены глобальной мировой эволюции, как и параметры Вселенной в её современном эволюционном цикле.
Их явная эволюционная изменчивость совершенно очевидна, что отличает её от скрытой эволюционной изменчивости любого эталона.
Разумеется, что на уровне Вселенной расчётная относительная весомость глобальных эволюционных изменений её параметров будет на много порядков выше, что отражается в принципе рекуррентной связи уровневых коэффициентов.
***
При таком подходе эффект Хаббла получает совсем иное объяснение. Просто исходно в далёком реликтовом прошлом нашей Вселенной эволюционирующая комптоновская длина волны электрона была больше, а его полная (аннигиляционная) энергия и энергии связей атомов и молекул были меньше, что и отражалось на спектрах их излучения в форме реально существующего непосредственно инструментально наблюдаемого эффекта космологического красного смещения.
Современные астрономы наблюдают эти реликтовые спектры галактик, сдвинутые между собой по принципу "чем дальше, тем краснее", (а в реале по принципу "чем древнее, тем краснее") и строят на этой основе некие выводы в рамках используемой ими модели Вселенной, предложенной Фридманом ещё в прошлом веке.
Эта модель базируется на решении уравнений ОТО, (что само по себе, ещё не является гарантией её адекватности). Потом дополняют её известным релятивистским эффектом Доплера, не имеющим никакого отношения к эффекту Хаббла. И получают в итоге весьма сомнительные измышления о разбегании галактик, что на деле является лишь оптически наблюдаемой иллюзией.
***
Стоит отметить, что так называемый закон Хаббла толком не выполняется на расстояниях в 10-15 миллионов световых лет, где красное смещение спектров наиболее надёжно измеряется.
Дело в том, что эволюционные изменения нашей Вселенной могли по-разному происходить в разные периоды её истории. Ускорения эволюции могли сменяться замедлениями между некими этапами её эволюционного развития.
Наблюдения за динамикой проявления эффекта Хаббла вполне соответствуют такой картине мировой эволюции, хотя и наблюдаемой нами в пространстве, но реально происходящей во времени.
Если в окрестностях нашей галактики этой динамики сейчас нет, то её сейчас нет и по всей Вселенной.
***
Судьбоносная постоянная тонкой структуры постоянно проверялась и перепроверялась на наличие или отсутствие эволюционных изменений, которые пока не нашли.
Её численное значение практически совпадало с численным значением уровневого коэффициентом четвёртого уровня Текущей Сетки, прописанным в книге "Имманентная космология".
Это случайное совпадение привело к необоснованным подозрениям в том, что постоянная тонкой структуры является этим уровневым коэффициентом, подверженным мировой эволюции.
Так ведь и великий физик Зоммерфельд далеко не сразу разобрался с физическим смыслом постоянной тонкой структуры. Более того, с ним и сейчас ещё не всё ясно. Чего же вы хотите от меня?
Тем более, что мне предстояло ещё разобраться по уму с физическим смыслом уровневых коэффициентов, введённых в книге "Имманентная космология" чисто интуитивно на птичьих правах!
***
Рекуррентное соотношение связи соседних уровневых коэффициентов мною тоже не выводилось. Оно было угадано интуитивно и затем встроено в систему предложенных модельных представлений вышеуказанной книги.
В итоге проверка на истинность полученных результатов показала вполне удовлетворительные результаты по части соответствия с экспериментально установленными параметрами нашей Вселенной, хотя я вовсе не подгонял систему уровневых коэффициентов под такой ответ.
А ведь подогнать систему уровневых коэффициентов под установленные параметры Вселенной не составляет труда. Более того, это не только можно, но и нужно было сделать. Просто я сохранил её в её историческом первозданном виде.
***
Влияние гравитации прослеживается как в локальном эффекте красного гравитационного смещения спектра (эффекте КГС), наблюдаемом в земных лабораторных условиях, так и в межгалактическом эффекте Хаббла.
Ближайшая причина обоих эффектов едина. Она состоит в сравнительных изменениях физических свойств естественных элементарных излучателей в далёком космосе и на Земле под внешним гравитационным влиянием.
Различие между ними в том, что в первом случае это могут быть локальные внешние влияния гравитации, а во втором - глобальные эволюционные изменения, происходящие в нашей Вселенной.
Причём, в обоих случаях имеет место нечто подобное эволюционному сдвигу Вселенной во времени назад, в более или менее далёкое прошлое, когда такое же гравитационное влияние (и вызванное им такое же красное смещение спектра) уже было и проявлялось в уровневых коэффициентах Исходной Сетки, энергиях связей в атомах и молекулах и так далее.
Очень жаль, что управлять гравитацией мы пока ещё толком не умеем. А ведь это предоставило бы нам заманчивую возможность заглянуть в далёкое эволюционное прошлое хотя бы на уровне атомов и молекул, включая молекулы ДНК. И много чего ещё в придачу...
Но уже сейчас очевидно из самого направления изменения спектра, что в прошлом энергии внутренних связей были слабее. Так что, погружение в локальную гравипотенциальную яму влечёт за собой ослабление внутренних связей.
Комптоновская длина волны электрона в прошлом исходно была больше, (что вовсе не противоречит принципу сохранения энергии). По мере её укорочения, (то есть, по мере укорочения этого естественного воплощённого эталона длины) происходили эволюционные изменения уровневых коэффициентов (эволюция Исходной Сетки в современную Текущую Сетку).
Эти эволюционные изменения системы уровневых коэффициентов сторону уменьшения их численных значений обеспечили адекватность исчисления радиуса Вселенной в процессе мировой эволюции.
Физически радиус Вселенной при этом не изменялся, но его численное значение, выраженное в такой эталонированной (условно-постоянной) элементарной мерке длины, возрастало.
Причём, в рамках использованных модельных представлений о естественном самовыделении Вселенной, оно перманентно возрастало ежегодно на один современный световой год.
***
Исходя из вышеизложенных модельных представлений, можно и поразмыслить о технически уже достижимых путешествиях в более или менее отдалённое прошлое хотя бы на уровне атомов и молекул ДНК.
Погружаться в более или менее глубокую локальную гравипотенциальную яму и выбираться из неё (медленно или скачком путём обретения той или иной скорости освобождения) мы ведь уже умеем...
А стало быть, для нас уже достижим временной сдвиг в прошлое в те времена, когда эффект КГС давал такое же численное значение спектрального смещения, какое в те времена давал эффект Хаббла, ибо оба эти эффекта связаны с изменением гравитации.
Выбираться из более или менее глубокой гравипотенциальной ямы мы тоже уже умеем, (что технически даже проще). Для этого достаточно обрести ту или иную скорость освобождения.
Вопрос в том, влечёт ли за собой обретение скорости освобождения эффект КГС, свидетельствующий о произошедшем сдвиге во времени, и что это будет за сдвиг во времени.
Извлечение объекта из гравипотенциальной ямы повлечёт за собой всего лишь уменьшение наблюдаемого проявление современного эффекта КГС до уровня, предшествовавшего его погружению в эту яму.
Так что, при этом просто нечего сопоставлять с наблюдаемыми проявлениями эффекта Хаббла. Заглянуть в будущее опытным путём нам при этом точно не удастся. А ведь для нас куда интереснее заглянуть в будущее, чем в прошлое...