Что такое пространство
Согласно Википедии, пространство — это понятие, обозначающее: 1. Неограниченную протяженность (во всех измерениях, направлениях). Например: бесконечное пространство, воздушное пространство, мировое пространство. 2. Место, способное вместить что-либо. Например: между слипшимися комочками земли образовалось свободное, наполненное воздухом пространство. 3. Большой участок земной поверхности. Например: перед нами открылось широкое, холмистое, постепенно понижавшееся пространство, покрытое то нивами пшеницы, то кукурузными полями. С точки зрения математики, пространство – это математическое множество, имеющее структуру, определяемую аксиоматикой свойств его элементов (например, точек в геометрии, векторов в линейной алгебре, событий в теории вероятностей и так далее). Подпространство — подмножество пространства, если структура пространства индуцирует на этом подмножестве структуру такого же типа (точное определение зависит от типа пространства). Например, двумерное пространство (плоскость) является частным случаем подпространства трехмерного пространства. А вот что думает о пространстве Дэниел Уайтсон, профессор экспериментальной физики в Калифорнийском университете в Ирвине, член Американского физического общества. Сегодня он проводит исследования на Большом адронном коллайдере. «Попросите группу физиков и философов определить «пространство», и вы, скорее всего, увязнете в долгой дискуссии, в которой будут встречаться такие глубокие, но бессмысленные комбинации слов, как «сама ткань пространства-времени является физическим проявлением концепций квантовой энтропии, сотканной воедино универсальной природой местоположения». Если подумать, может вам и не стоит затевать глубокие дискуссии между физиками и философами. Является ли пространство просто бесконечной пустотой, лежащей в основе всего? Или же это пустота между объектами? Что, если пространство – это ни то, ни другое, а вовсе даже и физическая сущность, способная плескаться, будто ванна с водой? Оказывается, что природа пространства – одна из величайших и самых странных загадок Вселенной. Так что приготовьтесь к… пространным рассуждениям. Как многие глубокие вопросы, вопрос о природе пространства сначала кажется простым. Но если вы бросите вызов своей интуиции и вновь обдумаете вопрос, вы увидите, что ясный ответ на него найти тяжело. Большинство людей представляют себе пространство, как пустоту, в которой все происходит – как большой пустой склад, или театральную сцену, на которой разворачиваются события Вселенной. В этом смысле, пространство – отсутствие вещей. Это пустота, ждущая заполнения, как, например, «Я оставил место под десерт» или «Я нашел отличное место для парковки».
Если следовать этому представлению, тогда пространство может существовать само по себе, без заполняющей его материи. К примеру, если представить, что во Вселенной существует конечное количество материи, вы можете представить, что вы полетели так далеко, что достигли точки, за которой вообще нет материи, и вся материя осталась позади. Перед вами раскинулся бы чистый и пустой космос, а за ним пространство может простираться до бесконечности. С этой точки зрения, пространство – это бесконечная пустота. Такое представление о пространстве кажется разумным и вроде бы соответствует нашему опыту. Но один из уроков истории состоит в том, что каждый раз, когда мы считаем что-либо очевидно верным (Земля плоская, поедание большого количества печенек, продаваемых девочками-скаутами, полезно), мы должны настроиться на скептический лад и заново изучить это понятие. Более того, мы должны рассмотреть и абсолютно другие объяснения того же самого опыта. Может быть, мы не подумали о каких-то теориях. Может быть, существуют связанные с этой теории, где наш опыт по поводу вселенной – всего лишь один из странных примеров. Иногда самым тяжелым оказывается определение наших допущений, особенно когда они кажутся естественными и простыми. В нашем случае есть и другие разумно выглядящие идеи того, чем может быть пространство. Что, если пространство не может существовать без материи – что, если это не что иное, как взаимоотношение между частями материи? С этой точки зрения чистого пустого пространства не бывает, поскольку идея о пространстве, простирающемся за пределы последней частички материи, не имеет смысла. К примеру, нельзя измерить расстояние между двумя частицами, если у вас нет частиц. Концепция пространства закончится, когда не будет определяющих его частиц. А что появится после этого? Не пустое пространство. Это странное и контр-интуитивное представление о пространстве, особенно учитывая то, что мы никогда не встречались с концепцией «не-пространства». Но странность никогда не была препятствием для физики, так что не отвергайте эту возможность. Какое пространство у нас? Какое из упомянутых представлений о пространстве правильное? Похоже ли пространство на бесконечную пустоту, ждущую, пока ее заполнят? Или оно существует только в контексте материи? Оказывается, что наука вполне уверена в том, что пространство не описывается ни одной из них. Пространство – явно не пустота, и явно не простое взаимоотношение частиц материи. Мы знаем это, поскольку наблюдали поведение пространства, не укладывающееся ни в одну из этих идей. Мы наблюдали, как пространство искривляется, идет рябью и расширяется.
Если вы не отвлекались от чтения, вас должны были удивить такие фразы, как «искривление пространства» и «расширение пространства». Что они могут означать? Какой в них смысл? Если пространство – это идея, она не может искривляться или расширяться, как нельзя его порубить на кубики и пожарить с кориандром (кроме как в Калифорнии, где с кориандром можно сделать все, что угодно). Если пространство – это наша линейка, измеряющая местоположение вещей, как мы можем измерить искривление или расширение пространства? Отличные вопросы! Причина, по которой идея искривления пространства сбивает с толку, в том, что большинство из нас растет с представлением о пространстве, как о невидимом заднике, на фоне которого все происходит. Возможно, вы представляете пространство, как театральную сцену, упомянутую ранее, с жесткими деревянными планками в качестве пола и с жесткими стенами по сторонам. И, возможно, вы представляете, что ничто во Вселенной не способно изгибать эту сцену, поскольку эта абстрактная конструкция не является частью Вселенной, а является тем, что содержит Вселенную. Чтобы понять смысл общей теории относительности и размышлять о современных теориях пространства, вам необходимо расстаться с идеей пространства как абстрактной сцены и принять ее физическую сущность. Вам нужно представить, что у пространства есть свойства и поведение, и что оно реагирует на материю Вселенной. Его можно ущипнуть, сжать, и даже заполнить кориандром. Как пространство может быть физическим объектом, способным идти рябью или изгибаться, и что это означает? Это означает, что вместо того, чтобы представлять собой нечто вроде пустой комнаты, пространство больше похоже на огромный кусок густого желе. Обычно предметы могут двигаться в желе без проблем, как мы можем двигаться в комнате, заполненной воздухом, не замечая частиц воздуха. Но в определенных условиях это желе может искривляться, изменяя процесс прохождения предметов через него. Оно также может сжиматься и идти волнами, изменяя форму вещей, находящихся внутри него. Это желе (назовем его «пространственное желе») не будет идеальной аналогией пространства (желе существует в пространстве, но мы не знаем, существует ли пространство внутри чего-либо еще), но она поможет вам представить, что пространство, в котором вы находитесь сейчас, не обязательно фиксированное и абстрактное. Вы находитесь в определенной среде, и эта среда может растягиваться или дрожать или искажаться так, что вы можете этого и не ощущать.
Возможно, сквозь вас только что прошла волна пространства. Или же вас сейчас растягивает в странном направлении, а вы и не знаете. До недавнего времени мы даже не замечали, что желе вообще как-то ведет себя, кроме того, что просто находится на своем месте и никуда не девается, почему мы и путали его с пустотой. Так что же может делать это пространственное желе? Оказывается, много чего странного. Во-первых, пространство может расширяться. Давайте хорошенько подумаем о том, что означает расширение пространства. Оно означает, что предметы отдаляются друг от друга, не двигаясь при этом относительно желе. В нашей аналогии представьте, что вы находитесь в желе, и внезапно желе начинает расти и расширяться. Если вы сидите напротив другого человека, этот человек теперь находится дальше от вас, при том, что вы оба не двигались относительно желе. Откуда мы знаем, что желе расширилось? Не расширится ли и линейка, которой мы измеряем желе? Пространство между атомами линейки расширилось бы и растянуло их в стороны. Если бы линейка была сделана из очень мягкой ириски, она бы расширилась. Но если ваша линейка твердая, все ее атомы крепко держатся друг за дружку (при помощи электромагнитных сил), и линейка остается той же длины, благодаря чему вы замечаете появление дополнительного пространства. А о расширении пространства мы знаем, потому что видим его расширение – так была открыта темная энергия. Мы знаем, что в ранней Вселенной пространство расширялось с шокирующими скоростями, и что подобное расширение происходит и сегодня. Также мы знаем, что пространство может изгибаться. Наше желе можно сжимать и деформировать, будто ириску. Мы знаем это из общей теории относительности Эйнштейна, где описано, что гравитация суть искривление пространства. Когда у предмета есть масса, она заставляет окружающее пространство искажаться и менять форму. Когда пространство меняет форму, предметы уже не движутся сквозь него так, как вы могли бы представить. Вместо того, чтобы двигаться по прямой, бейсбольный мяч, проходящий через кучу искривленного желе, искривится вместе с ним. Если желе сильно искривлено чем-то тяжелым, типа мяча для боулинга, бейсбольный мяч может даже начать двигаться вокруг него – так, как Луна двигается вокруг Земли, или Земля вокруг Солнца.
Это мы можем наблюдать невооруженным глазом! К примеру, свет искажает свой путь, проходя рядом с массивными объектами, например, нашим Солнцем или гигантскими комками темной материи. Если бы гравитация была просто силой, действующей между объектами с массой, она не смогла бы притягивать фотоны, не обладающие массой. Единственное, как можно объяснить искривление пути света – это искривление самого пространства. Наконец, мы знаем, что пространство может идти волнами. Это не так уж и странно, учитывая, что мы знаем, что пространство может растягиваться и искривляться. Интересно то, что искривление и растяжение может распространяться по желе – и это называется гравитационной волной. Если вы совершите внезапное искривление пространства, оно распространится наружу как звуковая волна или как волна в жидкости. Такое поведение может происходить только, если у пространства есть определенная физическая природа, и оно не является простой абстрактной концепцией чистой пустоты. Мы знаем, что эти волны реальны потому, что Общая Теория Относительности их предсказывает, и что мы их на самом деле зарегистрировали. Где-то во Вселенной две черных дыры бешено вращались в объятиях друг друга, и тем самым причиняли огромные возмущения пространства, распространяющиеся наружу. Используя очень чувствительное оборудование, мы обнаружили эти волны здесь, на Земле. Эти волны можно представлять, как волны растягивающегося и сжимающегося пространства. При прохождении такой волны пространство сжимается в одном направлении и расширяется в другом. Странное поведение, на которое способно пространство: расширяться, искривляться, волноваться, ходить колесом. Неужели, это так и есть? Вы уверены? Как ни безумно звучит идея о том, что пространство – это предмет, а не просто пустота, именно об этом и сообщает нам Вселенная через наше восприятие. Наши экспериментальные наблюдения четко показывают, что расстояние между объектами в пространстве измеряется не на невидимом абстрактном заднике, а зависит от свойств пространственного желе, в котором все мы живем, едим печенье и режем кинзу. Но если представление о пространстве, как о динамическом предмете с физическими свойствами, и может объяснить такие явления, как расширение и искривление пространство, оно в результате приводит нас к новым вопросам.
К примеру, у вас может появиться искушение сказать, что то, что мы называли пространством, теперь нужно называть физическим желе («физле»), но ведь это желе должно находиться в чем-то, что теперь мы снова можем назвать пространством. Это было бы очень хитро, но, насколько нам известно (а известно нам немного), желе не обязательно находиться в чем-то еще. Когда желе искривляется и искажается, то это искажение меняет взаимодействие его частей – это не искажение желе по отношению к какой-то большей комнате, которую она заполняет. Но только то, что нашему пространственному желе не обязательно находиться внутри чего-то еще, не значит, что оно не находится внутри чего-то еще. Возможно, то, что мы называем пространством, находится внутри большего «сверхпространства». Возможно, что это сверхпространство похоже на бесконечную пустоту – но нам это неизвестно. Возможно ли, чтобы в каких-то частях Вселенной не было пространства? Иначе говоря, если пространство – желе, возможно ли, чтобы существовало и отсутствие желе? Смысл этих концепций не совсем понятен, поскольку все наши физические законы подразумевают существование пространства – так какие законы могли бы работать вне пространства? Мы не знаем. Новое представление о пространстве как о предмете появилось недавно, и мы находимся в самом начале понимания того, что есть пространство. В каком-то смысле мы пока связаны нашими интуитивными понятиями. Эти понятия хорошо работали, когда ранние мужчины и женщины охотились и собирали доисторическую кинзу, но нам нужно вырваться из оков этих концепций и понять, что пространство совсем не похоже на то, как мы себе его представляли. Если ваш мозг пока еще не болит от всех этих желейных концепций искажения пространства, вот вам еще одна загадка: пространство плоское или изогнутое (и если изогнутое, то в какую сторону?) Вопросы безумные, но их вполне можно задать, приняв идею о податливом пространстве. Если пространство может изгибаться вокруг объектов с массой, может ли у него быть общая кривизна? Это как спросить, плоское ли наше желе: вы знаете, что его можно деформировать, нажав на какую-нибудь точку, но проседает ли оно в целом? Или же оно идеально прямое? О космосе можно задать такие же вопросы. Ответы на эти вопросы очень серьезно повлияют на наше представление о Вселенной. К примеру, если пространство плоское, это значит, что путешествуя в одну сторону, вы просто будете продолжать двигаться, возможно, бесконечно. Но если пространство искривлено, тогда могут происходить другие интересные вещи. Если кривизна пространства положительная, тогда, путешествуя в одном направлении, вы сделаете петлю и вернетесь на то же самое место с другой стороны! Это полезная информация если вы, например, не любите, когда к вам подкрадываются сзади.
Объяснять идею искривленного пространства довольно сложно, поскольку наш мозг не очень хорошо приспособлен для визуализации подобных концепций. Да и зачем бы ему это понадобилось? Большая часть нашего повседневного опыта (избегание хищников или поиск ключей от машины) имеет дело с трехмерным миром, выглядящим неподвижным (хотя, если бы нас атаковали инопланетяне, способные менять кривизну пространства, надеюсь, что и мы бы с этим справились). Что означало бы для пространства наличие кривизны? Один из способов визуализации – претвориться, что мы живем в двумерном мире, пойманные на листочке бумаги. Это значит, что мы можем двигаться только в двух направлениях. Если этот листочек, на котором мы живем, лежит ровно, мы можем сказать, что наше пространство плоское. Но если по какой-то причине он изогнут, мы говорим, что пространство изогнуто. И бумага может быть изогнутой двумя способами. Она может быть выгнутой в одном направлении или в разных, как седло или чипсы Принглз. И вот, что интересно, если мы обнаружим, что пространство везде плоское, это будет означать, что лист бумаги (пространство) может продолжаться вечно. Но если мы обнаружим, что у пространства кривизна положительная, то существует только одна форма, у которой повсюду сохраняется положительная кривизна: сфера. Или, технически говоря, сфероид (к примеру, картошка). Это один способ, которым наша Вселенная может замыкаться на себя. Мы все можем жить в трехмерном эквиваленте картошки, что означает, что вне зависимости от выбранного направления движения, в итоге вы вернетесь обратно. В этом случае оказывается, что ответ на подобный вопрос у нас есть – пространство, судя по всему, «достаточно плоское», то есть, плоское с погрешностью в 0,4%. Ученые через два очень разных метода подсчитали, что кривизна пространства (по крайней мере, того, что мы видим), практически нулевая. Какие это способы? Один из них – измерение треугольников. У кривизны есть интересное свойство – треугольники в искривленном пространстве не подчиняются тем же правилам, что треугольники в плоском пространстве. Вернемся к нашей аналогии с листом бумаги. Треугольник, нарисованный на плоском листе, будет отличаться от треугольника, нарисованного на искривленной поверхности. Ученые провели эксперимент, эквивалентный измерению треугольников в трехмерном пространстве, изучив запечатленное на изображении ранней Вселенной пространственное взаимоотношение разных ее точек. Они обнаружили, что измеренные ими треугольники соответствуют плоскому пространству. Другой способ, говорящий нам о том, что пространство плоское, заключается в изучении того, что и приводит к искривлению пространства: энергии во Вселенной.
Согласно ОТО, во Вселенной есть определенное количество энергии (точнее, плотности энергии), заставляющее пространство искривляться в одном из направлений. Оказывается, что величина плотности энергии, которую мы можем измерить в нашей Вселенной, как раз соответствует тому, что пространство вообще не искривляется (с погрешностью в 0,4%). Некоторые из вас могут быть разочарованы тем, что мы не живем в прикольном трехмерном картофельном клубне, загибающемся на себя самого, если лететь в одном направлении. Конечно же, кто не мечтал нарезать круги по Вселенной на ракетном мотоцикле в стиле Ивел Книвела? Но вместо того, чтобы расстраиваться из-за скучной плоскости вселенной, вы могли бы заинтересоваться. Почему? Потому, что, насколько нам известно, плоская сущность нашей Вселенной – это гигантское совпадение космических масштабов. Задумайтесь об этом. Вся масса и энергия Вселенной придает кривизну пространству (помните, что масса и энергия искажают пространство), и если бы у нас было хоть немногим больше массы и энергии, чем сейчас, пространство бы искривилось в одну сторону. А если бы у нас их было чуть меньше, то пространство искривилось бы в другую сторону. Но у нас, по-видимому, есть как раз столько энергии, чтобы пространство было идеально плоским. Точное количество материи, необходимое для отсутствия кривизны – пять атомов водорода на кубический метр пространства. Если бы у нас было 6 или 4 атома водорода, вся наша Вселенная была бы совсем другой (более искривленной и интересной, но другой). Дальше – страньше. Поскольку кривизна пространства влияет на движение материи, а материя влияет на кривизну пространства, существуют эффекты обратной связи. Если бы в ранние дни Вселенной материи оказалось бы хоть немногим больше или недостаточно, и мы не пришли бы к этой критической плотности материи, необходимой для того, чтобы пространство было плоским, то все в результате отошло бы от плоского состояния еще дальше. Для того чтобы пространство было плоским сейчас, нужно, чтобы оно было чрезвычайно плоским в ранней Вселенной, или чтобы в плоском состоянии его удерживало что-то другое. Это одна из величайших загадок пространства. Мы не только не знаем, что такое пространство, мы еще и не знаем, почему оно такое, какое есть. Кривизна пространства – не единственная тема, по которой у нас есть вопросы, связанные с природой пространства. После того, как вы примете, что пространство – не бесконечная пустота, а возможно бесконечная физическая сущность, обладающая свойствами, у вас может появиться много странных вопросов по этому поводу. К примеру, каков размер и форма пространства?
Размер и форма пространства говорят нам о том, каков объем существующего пространства и как оно связано с самим собой. Вы можете решить, что поскольку пространство плоское, и не имеет форму картофелины или седла (или картофелины в седле), идея о размере и форме пространства не имеет смысла. Ведь если пространство плоское, это значит, что оно продолжается бесконечно, не так ли? Не обязательно! Пространство может быть плоским и бесконечным. Или оно может быть плоским и иметь край. Или, что более странно, оно может быть плоским и все равно замыкаться на себя. Как у пространства может быть край? В принципе, нет причин, запрещающих пространству иметь край, даже если оно плоское. К примеру, диск – плоская двумерная поверхность с гладким непрерывным краем. Возможно, у трехмерного пространства тоже есть граница из-за странных геометрических свойств у нее на краю. Еще более интересна возможность того, что пространство может быть плоским и все равно замыкаться на себя. Это будет похоже на одну из тех видеоигр типа Asteroids или Pac-Man, где вы, заходя за край экрана, просто появляетесь с другой стороны. Пространство может каким-то неизвестным нам образом соединяться с самим собой. К примеру, червоточины теоретически предсказаны ОТО. В червоточине две разных удаленных точки пространства могут быть соединены друг с другом. Что, если края пространства соединены друг с другом тем же образом? Мы этого не знаем. Наконец, можно спросить, состоит ли пространство из крохотных дискретных кусочков, вроде пикселей на теле экране, или оно бесконечно гладкое, такое, что между двумя точками существует бесконечно много положений, в которых можно оказаться? Древние ученые могли не представлять, что воздух состоит из крохотных дискретных молекул. Воздух кажется непрерывным. Он заполняет любой объем и обладает интересными динамическими свойствами (ветер и погода). Но мы знаем, что все, что нам нравится у воздуха (как он нежно прикасается к щеке в виде прохладного летнего бриза или как он не дает нам задохнуться), на самом деле получается благодаря комбинированному поведению миллиардов отдельных молекул и не является свойством самих молекул. Вариант с гладким пространством кажется нам более осмысленным. Ведь нам кажется, что мы двигаемся в пространстве гладко и непрерывно. Мы не прыгаем от пикселя к пикселю, дергаясь, как персонаж видеоигры, движущийся по экрану. Или прыгаем? С учетом нашего сегодняшнего понимания Вселенной было бы более удивительно, если бы пространство оказалось бесконечно гладким. Ведь мы знаем, что все остальное квантуется. Материя квантуется, энергия квантуется, взаимодействия квантуются, печеньки девочек-скаутов квантуются. Более того, квантовая физика предполагает существование минимальной осмысленной длины, 10-35 м. Так что с точки зрения квантовой механики было бы естественно, если бы пространство квантовалось. Но мы не знаем.
Но то, что мы этого не знаем, не остановило физиков от безумных предположений! Если пространство квантуется, это значит, что при движении мы на самом деле перепрыгиваем из одного небольшого места в другое. С этой точки зрения, пространство – это сеть соединенных узлов, типа как станции метро. Каждый узел – это местоположение, а соединения между ними представляют взаимоотношения между местоположениями (какое из них находится рядом с каким). Это отличается от идеи, согласно которой пространство – просто взаимоотношение между частями материи, поскольку эти узлы могут быть пустыми и существовать все равно. Что интересно, этим узлам не обязательно находиться внутри большого пространства или структуры. Они могут просто существовать. В этом случае то, что мы называем пространством, будет всего лишь набором взаимоотношений между узлами, а все частицы Вселенной будут всего лишь свойствами этого пространства, а не элементами, находящимися в нем. К примеру, они могут быть режимами вибрации этих узлов. Это не так сильно притянуто за уши, как кажется. Современная теория частиц основана на квантовых полях, заполняющих все пространство. Поле означает, что существует число, или значение, связанное с каждой точкой пространства. С этой точки зрения частицы – всего лишь возбужденные состояния этих полей. Так что мы находимся недалеко от такой теории. Кстати, физики обожают такие идеи, когда нечто, кажущееся нам фундаментальным (например, пространство), происходит из чего-то более глубокого. Это дает им ощущение заглядывания за занавес и открытия более глубокого уровня реальности. Некоторые даже подозревают, что взаимосвязь узлов пространства формируется при помощи запутанности частиц, но это математические фантазии кучки теоретиков, перепивших кофе. Если вы дочитали до этого момента и либо все поняли, либо отключили вашу тревогу бессмыслицы, чтобы она вас не отвлекала, то мы можем без колебаний исследовать самую безумную теорию пространства (ага, еще безумнее). Если пространство суть физический объект, а не задник и не конструкция, и обладает такими динамическими свойствами, как искажения и волны, и возможно создано из квантовых кусочков, тогда стоит подумать: а что еще пространство может делать?
Возможно, у него, как у воздуха, существуют различные состояния и фазы. Возможно, что в экстремальных условиях оно может структурироваться весьма неожиданным образом или проявлять неожиданные свойства, так же, как воздух ведет себя по-разному, в зависимости от того, находится он в жидкой, газообразной или твердой форме. Возможно, известное нам пространство, которое мы с удовольствием занимаем, это всего лишь один редкий тип пространств, и во Вселенной существуют другие типы пространств, которые только и ждут, чтобы мы поняли, как их создать и работать с ними. Самый интересный инструмент, который может пригодиться нам в поисках ответа на этот вопрос – это то, что пространство искажается массой и энергией. Чтобы понять, что такое пространство и на что оно способно, лучше всего будет тщательно изучить его экстремальные состояния, там, где огромные массы сжимают и растягивают его: черные дыры. Если бы могли изучать окрестность черных дыр, мы могли бы увидеть пространство, нарезанное и покромсанное так, что наша тревога бессмыслицы просто взорвется. И что самое интересное, мы уже вплотную приблизились к возможности зондировать экстремальные деформации пространства. Поскольку, если раньше мы были глухи к ряби гравитационных волн, движущихся сквозь Вселенную, теперь у нас появилась возможность прислушиваться к космическим событиям, потрясающим и возмущающим желе пространства. Возможно, в недалеком будущем мы будем больше понимать точную природу пространства и ответим на эти глубокие вопросы, буквально окружающие нас со всех сторон. Так что, не впадайте в прострацию, и оставьте в своем мозгу пространство для ответов» (Отрывок из книги «We Have No Idea: A Guide to the Unknown Universe» — «Мы понятия не имеем: руководство по неизвестной Вселенной», Дэниел Уайтсон).
Согласно же авторской концепции, пространство состоит из «элементарных частиц пространства» («элементарных ячеек»), наделенных изрядной порцией энергии, которая обладает удивительным свойством: на очень маленьких расстояниях она заставляет «ячейки пространства» отталкиваться друг от друга (ячейки становятся эластичными, то обстоятельство, которому Уайтсон дал название «физического желе»). А на большем расстоянии – наоборот, притягиваться (ячейки обретают место своей «постоянной прописки»). Причем, обе эти силы очень слабые (как бы непроявленные). «Ячейки пространства» плотно упакованы (как большой куб, собранный из маленьких кубиков) и располагаются на определенном расстоянии друг от друга (в соответствие с условиями равновесия сил притяжения и отталкивания). Размеры ячеек сопоставимы с размерами электрона (позитрона). И эти ячейки могут отдавать соседним ячейкам (или принимать от них) только один «квант энергии». Соседними ячейками считаются ячейки, расположенные по шести направлениям (сверху – снизу, слева – справа и впереди – сзади). В результате передачи кванта энергии, «непроявленные силы» становятся активными — ячейка, лишившаяся его, обретает электрический заряд (-1) (образуется электрон), а ячейка, получившая лишний квант энергии – электрический заряд (+1) (образуется позитрон). После чего, обе «заряженные ячейки» лишаются своего места «постоянной прописки», и под действием электромагнитных сил каждая из них начинает двигаться в пространстве. И происходит это за счет реализации процесса последовательной «передачи одного кванта энергии» соседним ячейкам. Ну а при встречном лобовом столкновении электрона и позитрона происходит сразу два акта передачи кванта энергии. При первом акте заряженные ячейки просто теряют свои электрические заряды, а при втором на месте позитрона образуется электрон, а на месте электрона – позитрон. С точки зрения внешнего наблюдателя данный процесс можно охарактеризовать, как «взаимное прохождение электрона и позитрона сквозь друг друга». Следует отметить особо, что электромагнитное поле устроено так, что сила притяжения разно-заряженных частиц всегда чуть больше, чем сила отталкивания одно-заряженных частиц. Вот Вам и главная причина появления в пространстве гравитационных сил. При этом положительные заряды отталкиваются друг от друга с чуть меньшей силой, чем отрицательные, что объясняет расположение электрических зарядов в атомах «барионной материи»: позитронов — в центре ядра, а электронов — на периферии атомов. И такое положение дел объясняется довольно просто, ведь сначала появляются электроны (это — действие) и только потом позитроны (а это – противодействие). Ну а в первом случае, действием является притяжение разно-заряженных частиц, а противодействием – отталкивание одно-заряженных частиц. Действие же в нашем очень «живом» мире всегда сильней противодействия. Кстати, истинность этих тезисов можно легко проверить с помощью соответствующих экспериментов с постоянными магнитами.
Наряду с движением за счет действия электромагнитных сил имеет место быть и «инерционное движение». Другими словами, если по каким-то причинам произошел акт передачи «кванта энергии» из одной ячейки в другую, то данный процесс продолжится и дальше, причем, в ту же сторону, и с той же скоростью, что и первоначальный акт. В реальности же на такое «инерционное движение» всегда оказывает действие суммарная сила, всех действующих в данной области пространства электромагнитных полей. Вот так все и «крутится» в пространстве нашего мира, хотя «элементарные ячейки пространства» все время остаются на своих местах. Что же касается «барионной материи», привычной для людей, то она олицетворяет собой лишь значительное концентрирование заряженных частиц в единице объема пространства, по сравнению с «физическим вакуумом». Вот и выходит, что все сущее вокруг нас состоит всего из трех видов «элементарных ячеек пространства»: незаряженных ячеек (вакуум или «Пустота»), положительно заряженных (позитроны) и отрицательно заряженных (электроны). И «заряженные ячейки» постоянно стремятся собраться вместе за счет действия гравитационных сил, иначе говоря, за счет превышения сил электромагнитного притяжения над силами отталкивания. В результате этого «стремления» и возникает материя, причем, как нам кажется, «из ничего». Что же касается «Большого взрыва», то его никогда не было, а реликтовое излучение лишь напоминает нам о тех временах, когда в нашей Вселенной произошла смена стационарной геометрии на нестационарную. То есть, в период превращения «нейтронной звезды» (зародыша Вселенной) в Черную дыру. По современным же научным представлениям, возраст наблюдаемой Вселенной составляет 13,799 ± 0,021 млрд. лет из некоторого начального сингулярного состояния и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Согласно известным ограничениям по применимости современных физических теорий, наиболее ранним моментом, допускающим описание, считается момент Планковской эпохи с температурой примерно 1032 Ко (Планковская температура) и плотностью около 1093 г/см³ (Планковская плотность). Ранняя Вселенная представляла собой высокооднородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам. В соответствие же с авторскими взглядами, «Планковской эпохе» соответствует время существования материи Вселенной в виде стабильных нейтронов внутри нейтронной звезды. Ну а переход от стационарной геометрии к нестационарной геометрии современные ученые как раз и называют «Большим взрывом».
Подобные переходы происходят за счет действия гравитационных сил из-за очень сильного искривления пространства, как только его величина превышает критическое значение. Как видите, и у автора этого сайта в итоге тоже получился дуализм, но не «корпускулярно-волновой», а «корпускулярно-пространственный». Однако представить «корпускулярно-пространственный дуализм» значительно проще, чем «корпускулярно-волновой», по крайней мере, автор, как ни пыжился, так и не смог представить себе «кусочек материи, который одновременно является еще и волной». А в авторском дуализме все предельно просто — представьте себе точку в пространстве, которая может быть, как электрически заряженной, так и нейтральной, это и есть корпускула или центр «элементарной ячейки пространства». А расстояние между двумя такими корпускулами определяется расстоянием между центрами рассматриваемых ячеек пространства. Так что, говорить о форме и размерах самих ячеек пространства не приходится, да это, в общем, не так и важно. А вот расстояние между двумя соседними корпускулами – очень значимая величина, так как именно она определяет величину плотности пространства. Она может изменяться в довольно широком диапазоне (при ее измерении в пространстве с нестационарной геометрией), ну а в нашем мире (в котором действует стационарная геометрия) практически неизменна. Хотя, если в качестве «нашего мира» понимать всю Вселенную, то плотность пространства вблизи внутреннего экватора «бублика» нашей Вселенной, во много раз выше, чем на периферии — у наружного экватора «бублика». Напрямую от «плотности пространства» зависит и скорость света (чем выше плотность, тем выше скорость света, да и скорость протекания любого другого процесса). Данное обстоятельство может легко представить любой человек, ведь свет — это «процесс возмущения эфира», а стало быть, чем ближе частицы эфира друг к другу, тем выше скорость этого процесса, то есть, тем выше скорость распространения света в пространстве. И главной причиной всех подобных обстоятельств, по мнению автора, является обратно пропорциональная зависимость скорости течения времени от величины плотности пространства. То есть, время является не только свойством материи, но и пространства. Что вполне правдоподобно, так как материя и пространство – это одна и та же сущность. Именно это обстоятельство и является основной причиной появления «корпускулярно-пространственного дуализма».