Что такое физическое пространство и физическое время. Физическое пространство как антипод материи

Что такое пространство? Есть ли у него границы? Какая наука может дать правильные ответы на эти вопросы? С этим мы и попробуем разобраться в нашей статье.

Философское понятие

Прежде чем давать характеристику пространству, надо понимать, что этот термин далеко не однозначен. Понятие пространства фигурирует в математике, физике, географии, и фантастике. Различные дисциплины понимают его по-разному и находят свои трактовки в зависимости от поставленных задач. Самым простым и приземленным определением является следующее: пространство - это место, в котором что-либо вмещается; расстояние между различными предметами.

Философия рассматривает его как одну из фундаментальных категорий, неотъемлемо связанную со временем. Это отношение между различными объектами, их взаимоположение, связь в конкретный период времени. Оно является определенностью бытия, характеризующей способ существования материи.

Согласно философии, пространство обладает конкретными свойствами, а именно протяженностью, разнородностью, структурностью, анизотропностью, непрерывностью. Оно постоянно взаимодействует со временем, образуя так называемый хронотоп.

Представление о пространстве: история

Представление о пространстве существовало ещё с древних времен. Тогда оно делилось на разные уровни, образовывая миры богов, человека и духов, будучи многослойным и неоднородным. Первый важный толчок в эволюции этого понятия делает Евклид. При помощи геометрии он объясняет пространство как бесконечное и однородное. Джордано Бруно, изучая небесные тела, выделяет абсолютное и относительное пространство и время.

Среди появляются сторонники евклидовой и неевклидовой геометрии. Возникают теории о кривизне пространства, N-мерных пространствах. Долгий период время и пространство рассматривают по отдельности, считая, что они не влияют на материю.

В XX веке Эйнштейн открывает теорию относительности. Согласно ей, время, пространство и материя взаимосвязаны. Эйнштейн заключает следующее: если из пространства изъять всю материю, то не будет и самого пространства.

Математика

Математическая дисциплина рассматривает пространство через призму логики, однако и она не обходится без участия философии. Основной проблемой здесь является соотношение реальной действительности с миром абстрактных конструкций, которые свойственны математике. Как и везде, эта наука пытается объяснить явление при помощи конкретных расчетов, поэтому для неё пространство - это множество, обладающее структурой.

Математика определяет его как среду, в которой осуществляются различные объекты и предметы. Все сводится к элементарной геометрии, где фигуры (точки) существуют в одной или нескольких плоскостях. В связи с этим появилась необходимость как-то охарактеризовать, измерить пространство. Для этого математиками используются такие характеристики, как длина, масса, скорость, время, объем и т. п.

В математической науке принято выделять такие виды Афинное, Гильбертово, Векторное, Вероятностное, двухмерное, трехмерное и даже восьмимерное. Всего их в математике выделяется не менее 22 типов.

Физика

Если математика пытается перевести всю суть в цифры, то физика старается всё ощутить, потрогать. Тогда она приходит к выводу, что пространство - это некая субстанция, которая не проявляется материально, но может быть чем-то заполнена. Оно бесконечно и неизменно. Это арена для различных процессов и явлений, при этом оно не влияет на них и само не подвергается влиянию.

Физика рассматривает пространство с нескольких точек зрения. Первая определяет его как физическую - трехмерную - величину, где разворачиваются процессы обычного, повседневного мира. Где тела и объекты осуществляют различные перемещения и механические движения.

Второе понимание этого термина переплетается с Это абстрактное пространство. Обычно оно используется для описания и решения задач, связанных с физическим трехмерным миром. Здесь, в отличие от математики, появляются новые его виды, например пространство скоростей, состояний, цветовое пространство.

Фантастические теории

Рассуждения о сути и свойствах пространства привели ученых к продуцированию различных фантастических идей. На основе научных фактов и предположений они постоянно строят новые теории о невероятных возможностях человека.

Одна из таких идей появилась ещё в XVII веке у Иогана Кеплера. Она касается гиперпространства - четырехмерной среды, позволяющей путешествовать сквозь время и расстояние со скоростью, которая превышает скорость света. Другая теория гласит, что вселенная способна расширятся и образовывать «карманы», внутри которых все физические законы теряют силу, а пространство и время могут даже не существовать.

С каждым годом таких, казалось бы, сумасшедших идей рождается всё больше. Однако их объединяет тот факт, что все они находятся на грани науки и фантастики. И никто не знает, какая сторона перевесит у следующей невероятной теории.

Космическое пространство

Понимание пространства различными науками не ограничивается пределами Земли. Учитывая, что физика допускает его бесконечность, можно говорить о значительном расширении границ, например до Вселенной (главная система, совокупность всего, что есть в мире).

Незаполненные никакими телами участки между объектами во Вселенной - это космическое пространство. Оно находится за пределами небесных тел, а значит, и вне Земли и её атмосферы. Однако «космическая пустота» все же чем-то заполнена: она состоит из частиц водорода, межзвездного вещества и электромагнитного излучения.

Казалось бы, если есть объекты, которые не входят в пространство, то можно четко определить его начало. На самом деле сделать это сложно, так как земная атмосфера разрежается постепенно, и границы её значительно размываются. Для разделения атмосферы и космоса международное сообщество приняло условную высоту в 100 километров. Хотя многие астрономы уверены, что космос начинается только на 120 километре от поверхности Земли.

Воздушное и открытое пространство

В отличие от космоса, который не включает в себя земную атмосферу, существуют понятия, связанные с ней напрямую. Например, воздушное пространство. Космос является термином многогранным. Он неоднозначен и фигурирует в физике, философии, культуре. Воздушное пространство по большей части относится к праву и географии. Это часть атмосферы нашей планеты, а её границы регулируются международным правом.

Термин «открытое пространство» - по сути, то же самое. Это территория, не принадлежащая ни одной стране. Она расположена за границей территориальных вод прибрежных государств и является международной собственностью, доступной всем.

Религия

Пространство является одним из главных вопросов любых религиозных верований, которые наделяют его несколько иным значением. Обычно оно имеет четкую вертикальную структуру, которая определяется иерархией компонентов (от высшего мира к нижнему).

Религиозные верования порождают понятие сакрального пространства, т. е. такого, которое непрерывно испытывает действие высших сил. В данном случае под священным влиянием оно способно преображаться и качественно отличатся от остального пространства.

Заключение

Пространство - это сложное и многогранное понятие, суть которого беспокоит ученых и мистиков не одну сотню лет. Есть огромное количество схожих и абсолютно противоположных точек зрения, определяющих данное понятие. Все они сходятся в том, что пространство является средой, ареной, площадкой для осуществления различных форм и процессов. Структура и свойства этой среды до сих пор являются поводом для горячих научных дискуссий.

Министерство науки, высшей школы и технической политики

Российской федерации

Саратовский ордена трудового красного знамени государственный

университет им. Н. Г. Чернышевского

РЕФЕРАТ ПО ФИЛОСОФИИ

соискателя звания к.ф.-м.н.

инженера кафедры физики твёрдого тела

Бабаяна Андрея Владимировича.

Тема: Пространство и время в физике.

г.Саратов - 1994 г.

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Развитие пространственно-временных представлений

в классической механике 3

2. Пространство и время в теории относительности

Альберта Эйнштейна 8

2.1. Специальная теория относительности 8

2.2. Пространство и время в общей теории

относительности и релятивистской

космологии 10

3. Пространство и время в физике микромира 15

3.1. Пространственно-временные представления

квантовой механики 15

3.2. Прерывность и непрерывность пространства и

времени в физике микромира 18

3.3. Проблема макроскопичности пространства и

времени в микромире 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23

ЛИТЕРАТУРА 24

ВВЕДЕНИЕ.

Диалектический материализм исходит из того, что "в мире

нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не

может двигаться иначе, как в пространстве и во времени"(*).

Пространство и время, следовательно, выступают фундаментальными

формами существования материи. Классическая физика

рассматривала пространственно - временной континуум как

универсальную арену динамики физических объектов. Однако

развитие неклассической физики (физики элементарных частиц,

квантовой физики и др.) выдвинуло новые представления о

пространстве и времени. Оказалось, что эти категории неразрывно

связаны между собой. Возникли разные концепции: согласно одним,

в мире вообще ничего нет, кроме пустого искривленного

пространства, а физические объекты являются только проявлениями

этого пространства. Согласно другим, пространство и время

присущи лишь макроскопическим объектам.

Как видно, современная физика настолько разрослась и

потеряла единство, что в ее различных разделах существуют прямо

противоположные утверждения о природе и статусе пространства и

времени. Этот факт требует тщательного исследования, так как

может показаться, что представления современной физики

противоречат фундаментальным положениям диалектического

материализма.

Правда, следует отметить, что в современной физике речь

идет о пространстве и времени как о физических понятиях, как о

конкретных математических структурах, наделенных

соответствующими семантическими и эмпирическими интерпретациями

в рамках оределённых теорий, и что выяснение макроскопичности

подобных структур не имеет прямого отношения к положению

диалектического материализма об универсальности пространства и

времени, так как в этом речь идет уже о философских категориях.

Начинать исследование целесообразно с представлений

античной натурфилософии, анализируя затем весь процесс развития

пространственно - временных представлений вплоть до наших дней.

ДДДДДДДДД

(*) Ленин В.И. ПСС, т. 18, с. 181.

1. РАЗВИТИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО - ВРЕМЕННЫХ

ПРЕДСТАВЛЕНИЙ В КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ.

В анализе античных доктрин о пространстве и времени

остановимся на двух: атомизме Демокрита и системе Аристотеля.

Атомистическая доктрина была развита материалистами

Древней Греции Левкиппом и Демокритом. Согласно этой доктрины,

всё природное многообразие состоит из мельчайших частичек

материи (атомов), которые двигаются, сталкиваются и

сочетаются в пустом пространстве. Атомы (бытие) и пустота (

небытие) являются первоначалами мира. Атомы не возникают и не

уничтожаются, их вечность проистекает из безначальности

времени. Атомы двигаются в пустоте бесконечное время.

Бесконечному пространству соответствует бесконечное время.

Сторонники этой концепции полагали, что атомы физически

неделимы в силу плотности и отсутствия в них пустоты. Множество

атомов, которые не разделяются пустотой, превращаются в один

большой атом, исчерпывающий собой мир.

Сама же концепция была основана на атомах, которые в

сочетании с пустотой образуют всё содержание реального мира. В

основе этих атомов лежат амеры (пространственный минимум

материи). Отсутствие у амеров частей служит критерием

математической неделимости. Атомы не распадаются на амеры, а

последние не существуют в свободном состоянии. Это совпадает с

представлениями современной физики о кварках.

Характеризуя систему Демокрита как теотию структурных

уровней материи - физического (атомы и пустота) и

математического (амеры), мы сталкиваемся с двумя

пространствами: непрерывное физическое пространство как

вместилище и математическое пространство, основанное на амерах

как масштабных единицах протяжения материи.

В соответствии с атомистической концепцией пространства

Демокрит решал вопросы о природе времени и движения. В

дальнейшем они были развиты Эпикуром в систему. Эпикур

рассмотривал свойства механического движения исходя из

дискретного характера пространства и времени. Например,

свойство изотахии заключается в том, что все атомы движутся с

одинаковой скоростью. На математическом уровне суть изотахии

состоит в том, что в процессе перемещения атомы проходят один

"атом" пространства за один "атом" времени.

Таким образом, древнегреческие атомисты различали два типа

пространства и времени. В их представлениях были реализованы

субстанциальная и атрибутивная концепции.

Аристотель начинает анализ с общего вопроса о

существовании времени, затем трансформирует его в вопрос о

существовании делимого времени. Дальнейший анализ времени

ведётся Аристотелем уже на физическом уровне, где основное

внимание он уделяет взаимосвязи времени и движения. Аристотель

показывает. что время немыслимо, не существует без движения, но

оно не есть и само движение.

В такой модели времени реализована реляционная концепция.

Измерить время и выбрать единицы его измерения можно с помощью

любого периодического движения, но, для того чтобы полученная

величина была универсальной, необходимо использовать движение с

максимальной скоростью. В современной физике это скорость

света, в античной и средневековой философии - скорость движения

небесной сферы.

Пространство для Аристотеля выступает в качестве некоего

отношения предметов материального мира, оно понимается как

Механика Аристотеля функционировала лишь в его модели

мира. Она была построена на очевидных явлениях земного мира. Но

это лишь один из уровней космоса Аристотеля. Его

космологическая модель функционировала в конечном неоднородном

пространстве, центр которого совпадал с центром Земли. Космос

был разделен на земной и небесный уровни. Земной состоит из

четырёх стихий - земли, воды, воздуха и огня; небесный - из

эфирных тел, пребывающих в бесконечном круговом движении.

Эта модель просуществовала около двух тысячелетий.

Однако в системе Аристотеля были и другие положения,

которые оказались более жизнеспособными и во многом определили

развитие науки вплоть до настоящего времени. Речь идёт о

логическом учении Аристотеля на основе которого были

разработаны первые научные теории, в частности геометрия

В геометрии Евклида наряду с определениями и аксиомами

встечаются и постулаты, что свойственно больше физике, чем

арифметике. В постулатах сформулированы те задачи, которые

считались решёнными. В таком подходе представлена модель

теории, которая работает и сегодня: аксиоматическая система и

эмпирический базис связываются операционными правилами.

Геометрия Евклида является первой логической системой понятий,

трактующих поведение каких-то природных объектов. Огромной

заслугой Евклида является выбор в качестве объектов теории

твёрдого тела и световых лучей.

Г.Галилей вскрыл несостоятельность аристотелевской картины

мира как в эмпирическом, так и в теоретико-логическом плане. С

помощью телескопа он наглядно показал насколько глубоки были

революционные представления Н. Коперника, который развил

гелиоцентрическую модель мира. Первым шагом развития теории

1. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов

которого находится Солнце.

2. Площадь сектора орбиты, описуваемая радиус-вектором планеты,

изменяется пропорционально времени.

3. Квадраты времён обращения планет вокруг Солнца относятся как

кубы их средних расстояний от Солнца.

Галилей, Декарт и Ньютон рассматривали различные сочетания

концепций пространства и инерции: у Галилея признаётся пустое

пространство и круговое инерциальное движение, Декарт дошёл до

идеи прямолинейного инерциального движения, но отрицал пустое

пространство, и только Ньютон объединил пустое пространство и

прямолинейное инерциальное движение.

Для Декарта не характерен осознанный и систематический

учёт относительности движения. Его представления ограничены

рамками геометризации физических объектов, ему чужда

ньютоновская трактовка массы как инерциального сопротивления

изменению. Для Ньютона же характерна динамическая трактовка

массы, и в его системе это понятие сыграло основопологающую

роль. Тело сохраняет для Декарта состояние движения или покоя,

ибо это требуется неизменностью божества. То же самое

достоверно для Ньютона вследствие массы тела.

Понятия пространства и времени вводятся Ньютоном на

Особенностью физики является то, что она оперирует поня-тиями, которым соответствуют измеримые, характеризуе-мые числом величины. Многие важные понятия обыденного языка (например, ум, справедливость), а также и белее утон-ченные философские категории не таковы. Это существен-ное самоограничение, но благодаря ему физические выска-зывания приобретают четкий и однозначный смысл и, что не менее важно, могут быть подвергнуты экспериментальной проверке.

Измеримые величины называются наблюдаемыми, и утверждения относительно наблюдаемых величин проверяе-мы. Физика старается избегать высказываний, которые са-ми либо выводимые из них следствия не могут быть в принципе проверены и либо подтверждены, либо опро-вергнуты (важна именно принципиальная возможность проверки, независимо от того, осуществима ли она имею-щимися в данный момент средствами).

Понятия «пространство » и «время » — это одновременно и понятия обыденного язык а, и важные философские катего-рии, но также и исходные фундаментальные понятия физи-ки . Окружающий нас мир — это множество событий, происходящих в пространстве и времени.

Понятие «пространство » связано с протяженными телами. Тела находятся в пространстве. И это понятие наглядней и кажется более простым, чем «время», но и здесь есть свои трудности.

Простейшее изменение, происходящее в окружающем ми-ре, — это движение, когда объект, оставаясь тождествен-ным самому себе, перемещается из одного места в другое, и не случайно математическое описание реальности начина-лось именно с описания движения. Когда мы говорим о дви-жении, то подразумеваем движение в пространстве. Поня-тие «движение» соединяет между собой понятия «пространство » и «время », и часто они и связанные с ними проблемы рассматривались вместе. В физике эти два поня-тия слились в одно — «пространство-время».

Мысленно легко абстрагироваться от предметов, заполня-ющих пространство, и представить себе «чистое» (абсолютное — по терминологии Ньютона) пространство, в ко-тором нет ничего. Точно так же можно абстрагироваться от конкретных процессов, протекающих во времени, и сфор-мировать представление о «чистом» времени, о времени «самом по себе». «Абсолютное, истинное, математическое время, само по себе и по самой своей сущности, без всяко-го отношения к чему-либо внешнему протекает равномер-но и иначе называется длительностью» — определение, данное Ньютоном в его знаменитом труде «Математиче-ские начала натуральной философии». Пространство — это та арена, на которой происходят все явления окружаю-щего нас мира, и они протекают во времени. Именно эти представления лежали в основе ньютоновской механики . Но постепенно стало ясно, что такие абстракции, как «чис-тое пространство» и «чистое время», не могут быть предме-том научного объяснения. Точки «чистого пространства» не наблюдаемы. Они неотличимы одна от другой. Невоз-можно говорить о движении относительно абсолютного пространства, потому что утверждения о движении или покое непроверяемы. Материал с сайта

С античных времен, однако, считали, что свойства «чистого» пространства правильно списываются специальной матема-тической дисциплиной — евклидовой геометрией , которую до сих пор изучают в школе. Утверждения геометрии (теоре-мы) можно было непосредственно проверить. Например, рассматривая конкретные прямоугольные треугольники и измеряя их стороны линейкой, можно убедиться в правиль-ности теоремы Пифагора. Но главным достоинством теорем считали то, что они не нуждаются в экспериментальной про-верке, потому что они «доказываются». Геометрия создавала и поддерживала иллюзию того, «то могут быть осмысленные, содержательные и «правильные» (проверяемые) высказыва-ния о некоторых свойствам реального мира, полученные чис-то умозрительно, иллюзию, которая веками укрепляла фило-софию и метафизику в их поисках умопостигаемых истин. Уверенность в том, что утверждения геометрии относятся к реальному пространству, была поколеблена лишь в середине XIX в., после создание неевклидовых геометрий (Лобачевский, Больяи и Гаусс). И нелегко и не сразу пришло осознание того, что теоремы геометрии как математической дисципли-ны не есть утверждения о свойствах реального физического пространства, в котором мы живем. Его свойства — предмет изучения физики , а не математики. Математик может работать с абстрактным пространством, потому что он сам наделя-ет его определенными свойствами. Физик имеет дело с ми-ром, который существует сам по себе, и его свойства не могут быть установлены умозрительно.

В 1921 году в статье “Геометрия и опыт” А. Эйнштейн писал:

“Гравитационное поле обладает такими свойствами, как если бы кроме весомых масс оно создавалось равномерно распределенной в пространстве плотностью массы, имеющей отрицательный знак. Так как эта фиктивная масса очень мала, то ее можно заметить только в случае очень больших гравирующих систем”.

Причем, наиболее естественным количественным соотношением между компонентами с противоположными свойствами является равенство абсолютных значений плотностей. Тогда средняя плотность Вселенной будет равна нулю и не возникает проблемы о происхождении и количестве материи. В современной физике проблема обоснования существования материи в частности, и Вселенной в целом, вообще не рассматривается. Во-вторых - если распространение света связать с распространением возмущений в фиктивной массе, то, очевидно, что ограниченность скорости света является не свойством геометрии пространства, а характеристикой фиктивной массы. А так как в любой физической среде распространение возмущений, которое описывается волновыми уравнениями, слабо зависит от течения, которое удовлетворяет уравнениям движения, то очевиден отрицательный результат опытов Майкельсона-Морли по обнаружению “эфирного ветра”.

Течение “эфира” не может существенно изменить характер и скорость распространения волн плотности в ней. В-третьих - поток любой среды (например, воздуха, воды) оказывает на материальные тела давление пропорциональное плотности. В том случае, когда плотность среды отрицательная, это давление превращается в силу, направленную против течения. Следовательно, если материальное тело может излучать среду с отрицательной плотностью, то она будет оказывать гравитационное воздействие на окружающие тела. Таким образом, идея о фиктивной массе позволяет более естественно объяснять некоторые известные физические явления и эксперименты. Для того, чтобы охватить все явления, очевидно, необходимо построить модель Вселенной с фиктивной массой, которая опирается на минимальный набор гипотез.

Такая модель далее называется теорией физического пространства (ТФП). Понятно, что в этой теории речь идет уже не о фиктивной массе, а о реальной среде, которая не просто заполняет, а составляет окружающее нас пространство . Основу модели физического пространства составляют две дополняющие друг друга гипотезы, смысл которых состоит в обеспечении образования и сохранения материи без привлечения неопределенной энергии и третьих сил. Гипотеза симметрии: В пространстве существуют только две среды, одна из которых имеет положительную плотность и называется материей, а другая имеет отрицательную плотность и называется физическим пространством. Эти среды состоят из неделимых частиц, которые образуются и исчезают (аннигилируют) парами.

В настоящей модели, где материя существует только на волнах физического пространства, под пустотой понимается ограниченная область в пространстве, где нет ни материи, ни физического пространства. Пустота неустойчива в том смысле, что на ее поверхности, граничащей с окружающим физическим пространством, всегда происходит волновой процесс образования материи и физического пространства. Т.е. пустота постоянно “выгорает” подобно любому другому топливу и является .

Образование пустоты связано с аннигиляцией материи и физического пространства, т.е. с поглощением энергии, которая переходит в потенциальную энергию пустоты. Причем, чем больше аннигилирующие массы, тем больше образующийся объем пустоты. Типичным примером пустоты является шаровая молния, которая образуется при столкновениях разнозаряженных частиц и постепенно “выгорает” по поверхности.

Более интенсивно этот процесс происходит в обычной молнии. Другой способ образования пустоты – это гравитационный коллапс звезд. В этом случае материя вырождается и распадается на неделимые частицы в результате критического давления, т.е. давления, при котором материя теряет способность к движению и распадается. При аннигиляции с внутренним пространством происходит образование пустоты. Как только пустота достигает поверхности звезды запускается обратный процесс образования материи и пространства, что наблюдается как взрыв сверхновой. Наиболее близким к декларируемой пустоте теоретическим астрофизическим объектом является белая дыра, в область которой по определению не может проникнуть ничто. Израильский астроном Алон Реттер считает, что белые дыры, возникнув, сразу распадаются, процесс напоминает Большой взрыв (Big Bang), поэтому и называется, по аналогии, Малый взрыв (Small Bang).

Отличие в представлении теории физического пространства состоит в том, что изначально происходит процесс поглощения материи в некоторой области пространства по примеру черной дыры, которая потом преобразуется в белую дыру и воспроизводит материю в том же количестве, что и было поглощено. Только это будут уже другие звезды и другие галактики. Из гипотез модели следует, что материя во всех ее проявлениях существует в физическом пространстве. Свободные и вынужденные колебания, излучение и течение физического пространства объясняют такие явления, как свет, атом, магнетизм, инерция, гравитация, «скрытая» масса, и др. По этому поводу Эйнштейн писал, что

“требование сведения явлений к физическим причинам выдвигаются пока еще недостаточно требовательно и будущим поколениям эта нетребовательность покажется непонятной”.

Микромир

Из волнового характера процесса “горения” пустоты, когда на поверхности одновременно образуются элементарные частицы и возбуждаются волны колебания плотности физического пространства, следует, что известная корпускулярно-волновая природа элементарных частиц не является выбором между волной и частицей, а представляет собой движение частиц одной среды (материи) на волнах другой среды (физического пространства). Причем, длина волны количественно характеризует элементарную частицу, т.к. она ограничивает ее размеры. Разным длинам волн в пространстве соответствуют разные частицы. Распространение элементарных частиц в пространстве со скоростью света означает, что скорость света - это скорость распространения возмущений в физическом пространстве.

Волны в физическом пространстве могут возбуждаться и другими способами. Например, вращением материальных тел, но это не приводит к распространению излучения, т.к. отсутствует источник излучения или процесс “горения” пустоты. Природа вынужденных колебаний физического пространства, сложна и многообразна. Здесь возможны радиальные, тангенциальные, спиральные волны и их наложения, вихри и т.д. Вопрос только в том, какому реальному физическому процессу соответствуют эти явления? Очевидно, что вынужденные колебания физического пространства можно связать с магнитным полем (радиальные волны), структурой атома (наложение спиральных волн), электрическими зарядами (вихри) и т.д. Не вдаваясь в подробности, можно утверждать, что в модель Вселенной с физическим пространством гармонично вписываются различные явления микромира.

Мир

Из всех явлений реального мира наиболее таинственной до сих пор остается гравитация . Вопрос о том, почему подброшенный камень падает на землю, занимает человечество на всем протяжении своего существования и не имеет однозначного ответа до сих пор. Гравитация также является пробным камнем для различных альтернативных моделей Вселенной, в которых никогда не было недостатка. И, несмотря на то, что многие физические явления в этих моделях становятся более простыми и понятными, авторы сознательно обходят толкование гравитации.

Это в полной мере относится и к современной физике. Объяснение гравитации воздействием потока физического пространства не является тривиальным, но может быть последовательно осуществлено, исходя из свойств микромира. Во-первых, почему все материальные тела излучают физическое пространство ? Излучение материи материальными телами известно, т.к. почти вся информация о материальных телах основана на регистрации излучения материи.

Но если в модели образование материи и физического пространства происходит в равных количествах, то, очевидно, что тела излучают и физическое пространство. Кстати, образующееся избыточное физическое пространство проясняет и сам факт расширения Вселенной. Во-вторых, если связывать величину гравитации со скоростью потока физического пространства , то необходимо объяснить, почему она не зависит от скорости самого тела? Или, почему тела могут двигаться с постоянной скоростью относительно физического пространства, т.е. по инерции?

Действительно, при взаимодействии тела, движущегося с постоянной скоростью, с любым внешним потоком, в том числе и с отрицательной плотностью, оно должно изменять скорость. Но поток физического пространства не является чисто внешним по отношению к телу, т.к. физическое пространство излучается и самим телом. Величина и направление этого 6 излучения изменяют характер движения. Для того чтобы привести в движение покоящееся тело, необходимо затратить энергию.

В данном случае энергия расходуется на изменение направления потока физического пространства внутри тела. Т.е. собственное выделение физического пространства является для тела движущей реактивной силой, которая нейтрализует воздействие внешнего потока при движении по инерции. Само же изменение направления потока физического пространства в теле может происходить в результате изменения внутренней структуры атомов, ее симметрии, например, эллиптичности орбит электронов.

Таким образом, инерционное движение тела происходит с фиксированной внутренней структурой ее атомов, а при воздействии внешних сил изменяются структура и скорость относительно окружающей антиматерии. Следовательно, изменение скорости внешнего потока также равнозначно приложению внешней силы. Это следствие решает проблему эквивалентности гравитационной и инертной масс тела. Известно, что скорость физического пространства от центрального источника уменьшается пропорционально квадрату расстояния, т.е. так же, как и сила притяжения. И то, что называется гравитационным полем, оказывается полем скоростей течения физического пространства от множества источников, которыми являются звезды, планеты и др. материальные тела .

Макромир

Влияние физического пространства на движение материи имеет три существенно отличающихся уровня, которые имеют и различное математическое описание. На уровне элементарных частиц это влияние описывается волновыми уравнениями для физического пространства, т.к. движение элементарных частиц сопровождается распространением волн плотности в физическом пространстве . Механика Ньютона, дополненная силами гравитации, эквивалентными полю скоростей течения физического пространства, является приближенным методом для исследования движения материальных тел в физическом пространстве.

Третий уровень влияния физического пространства на движение материи отличается тем, что здесь уже расстояния между галактиками таковы, что определяющая роль в их движении принадлежит течению идеальной среды, каковой является физическое пространство. Направление гравитационной силы в каждой точке пространства совпадает с направлением течения физического пространства, что не соответствует положениям классической механики о том, что гравитационная сила всегда направлена в сторону притягивающего центра. Отклонение течения физического пространства от радиального направления происходит вследствие вращения источника и оказывает, в частности, заметное влияние на движение материи вокруг звезд и ядер галактик.

Однако, эти материальные образования имеют различное внутреннее строение, в результате, физическое пространство ядра галактики вращается вместе с ним и отклонение течения физического пространства от радиального нарастает при удалении от центра, а для звезды наоборот, с приближением к поверхности физическое пространство увлекается вращающейся массой материи. Вращение физического пространства вместе с ядром галактики. Этим и обусловлено незатухающее движение материи при удалении от ядра галактики, которое трактуется в современной космологии как влияние “скрытой массы”, и ускоренное движение материи с приближением к поверхности звезды, примером которого является смещение перигелиев планет солнечной системы .

В чем проблема гипотезы о темной материи?

Тезис о существовании темной материи основан на расхождении наблюдаемых данных от теоретических кривых из уравнений движения Кеплера . Но что означает расхождение между кривыми, описывающими один и тот же физический процесс, если это расхождение заключается в стремлении экспериментальных кривых не к нулю, а к какой-то другой асимптоте, может даже и не горизонтальной. Это может означать не только существование темной материи, но и отсутствие соответствия между физическим процессом и уравнениями, с помощью которых мы пытаемся его описать.

Проблема в том, что мы рассматриваем движение материи вокруг галактики в едином геометрическом пространстве от центра ядра галактики и до бесконечности, тогда как физическое пространство галактики вращается вместе с ней относительно всего остального окружающего пространства. Это обстоятельство никак не учитывается в используемых уравнениях движения, что и приводить к противоречиям, для объяснения которых приходится вводить мифическую темную материю. Физическое прсотранство из-за отрицательной плотности постоянно находится в условиях однородного сжатия В любом ограниченном объеме это невозможно, потому что давление и плотность на границе равны нулю. Поэтому можно утверждать, что в теории физического пространства Вселенная является неограниченной. Более того, ограниченность Вселенной означала бы, что ее границей является пустота и по всей границе происходит непрерывный процесс образования материи и физического пространства, т.е. излучение от границы намного превосходило бы излучение от всей материи внутри Вселенной.

Альтернативой Большому взрыву или причиной расширения в теории физического пространства являются местные аннигиляции больших объемов материи и физического пространства, в частности, взрывы сверхновых звезд. Учитывая, что объём образующейся пустоты значительно меньше эквивалентного объема физического пространства, при взрывах происходит местное сжатие Вселенной. Таким образом, медленное и всеобщее расширение Вселенной сопровождается быстрыми местными сжатиями. Образующийся при этом ограниченный объём пустоты в результате деления на множество более мелких пустот и их “горения” вновь превращается в галактику. Известно же, что взрывы сверхновых сопровождаются образованием звездных систем и туманностей. Экспериментально связь между взрывами сверхновых и сжатиями пространства не исследовалась, возможно по той причине, что нет теории, которая предсказывала бы такую связь. Но странные траектории движения огромных масс, которые никак не вписываются в парадигму ускоренного расширения Вселенной, могут быть объяснены, в том числе, местными сжатиями пространства.

«Столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды (M31), двух крупнейших галактик в Местной группе, как предполагают, случится приблизительно через четыре миллиарда лет».

В современной космологии возможность этого столкновения списывают на гравитационное взаимодействие. Это очень странное предположение, если учесть, что более 20 галактик местной группы находятся значительно ближе к нам (чем М31) и не угрожают столкновением. Одной из проблем современной физики является сомнительность объяснения образования звезд, планет и т.д . Большим взрывом, тогда как равномерно распределенная в пространстве протоматерия находится в состоянии расширения, т.е. уменьшения плотности и притяжения между частицами, что никак не может способствовать их объединению. Кроме того, образование звезд и планет в разных областях Вселенной происходит и в настоящее время, когда текущее состояние космоса значительно отличается от периода звездообразования после Большого взрыва.

В теории физического пространства материя образуется на поверхности ограниченного объема пустоты и находится в состоянии постоянного притяжения к ее центру. В этом процессе можно выделить две стадии: первая - это деление исходной пустоты образовавшейся в результате крупномасштабной аннигиляции, когда “осколки” удаляются друг от друга под действием сил отталкивания образующимся физическим пространством. И вторая - это превращение “осколков” в сферы путем отделения выступающихся частей. Так как эти стадии разнесены во времени, на “осколках” уже имеется поверхностный слой материи, и на отделяющиеся части действуют не только силы отталкивания, но и силы притяжения к исходному ядру, которые превращают их в естественные спутники. В реальном мире с этими стадиями связано образование звездной системы галактики (первая стадия) и образование планетных систем (вторая стадия). Доклад академика В.A. Амбарцумяна на Общем собрании Академии наук СССР при вручении ему медали им. М.В. Ломоносова.

Вестник Академии Наук СССР, 1972, №5:

«Не оставалось ничего другого, как, отбросив ни на чем не основа­нные, предвзятые представления о сгущении рассеянного вещества в звезды, просто экстраполируя наблюдательные данные, выдвинуть диаметрально противоположную гипотезу о том, что звезды возникают из плотного, скорее сверхплотного вещества, путем разделения (фрагментации) массивных дозвездных тел на отдельные куски».

Заключение

Очевидно, что введение физического пространства в корне изменяет представление о Вселенной. Между тем, в специальной и научно-популярной литературе современные основы физики не подвергаются сомнению. Утверждение о том, что материя бесконечна “и вширь и вглубь” является весомым аргументом в пользу бесконечности процесса познания. Но если предположить, что теория физического пространства верна, то, очевидно, что в больших масштабах Вселенная квазипериодична, т.е. ничего нового увидеть уже не удастся, а при выделении малых объемов материя просто исчезает. Методологическая проблема современной физики, как это следует из модели физического пространства, состоит в том, что Вселенная в больших масштабах не является предметом динамики материальных тел (или точек) в пустом пространстве, а должна исследоваться методами механики течения идеальной сплошной среды, каковой является физическое пространство, с дискретными включениями материальных тел. Утверждение теории физического пространства возможно только тогда, когда она станет предметом обсуждения в научных кругах, а ее преимущества будут подкреплены существенными результатами в освоении белых пятен, которых немало в окружающем мире.

Следует отметить, что теория физического пространства не противоречит никаким известным данным экспериментальной физики, последовательно и без сингулярностей описывает разные уровни организации материи. От всех других моделей Вселенной, в том числе и от модели Большого взрыва, теория физического пространства отличается простотой, которая свойственна природе и является одним из критериев истинности. Неизбежность такого упрощения предполагает выдающийся английский физик Стивен Хокинг, когда пишет: “Если мы действительно откроем полную теорию, то со временем ее основные принципы будут доступны пониманию каждого, а не только нескольким специалистам”.