Главная | Фантастическая литература. Статьи. | От времени к ландшафту времени - неоконченная революция Эйнштейна

В 1905 году Эйнштейн полностью изменил наши представления о природе времени.

Вместо абсолютного стандарта не зависимого от физических объектов во Вселенной, время стало внутренним свойством часов, которые несут сами объекты. При сопоставлении двух часов, время может растягиваться и искривляться в зависимости от относительных скоростей частиц.

Сто лет спустя мы оказываемся в обстоятельствах с отголосками начала прошлого века. Первая революция Эйнштейна, специальная теория относительности, свергла популярную тогда теорию эфира, который был изобретен, чтобы разобраться с различием между уравнениями Максвелла для распространения электромагнитных волн с одной стороны, и механикой Ньютона, с другой. Исторические параллели сегодня поражают. Если раньше эксперимент Майкельсона-Морли обеспечил доказательство того, что ньютоновское мировоззрение было наивным, то современные космологические наблюдения показывают, что скорость расширения Вселенной увеличивается, а это создает фундаментальные проблемы для нашего понимания физики. Снова физики предложили первое, пришедшее на ум решение, - предположить существование какой-то таинственной жидкости, «темной энергии», которая пронизывает всю материю,- эфир 21-го века.

В этом эссе я утверждаю, что точно так же как 100 лет назад, реальная физика, необходимая для решения загадки темной энергии не в том, чтобы ввести жидкость в космическом вакууме, но в углублении нашего понимания природы времени, таким путем, который многие физики находят нелогичным. В частности, время, как понимаемое во второй революции Эйнштейна - общей теории относительности,- глубоко более тонкое, чем наивные квазиньютоновские концепции, которые применяются в текущей стандартной космологической модели. Я утверждаю, что завершение второй революции Эйнштейна изменит наше понимание Вселенной и основ физики, через лучшее понимание времени.

Причина того, что физики быстро придумывают новые силы, столкнувшись с «темной энергией» или даже модифицируют гравитацию, чтобы изменить физику в солнечной системе, в том, что мы обычно думаем об общей теории относительности, как о завершенной теории. А ведь даже не забираясь в сильные поля, где теоремы о сингулярности говорят нам, что общая теория относительности нарушается, есть глубокие тонкости в определении энергии и импульса в общей теории относительности, которые никогда не были удовлетворительно осмыслены.

Тонкости, с которыми Эйнштейн и многие математические релятивисты борются, имеют свое происхождение в принципе эквивалентности, который означает, что мы всегда можем избавиться от гравитации в окрестности точки. Как следствие, энергия, импульс и момент количества движения, связанные с гравитационным полем, которое имеет макроскопические воздействия на относительные калибровки часов и линеек наблюдателей, не могут быть описаны локальными параметрами закодированными в жидкообразном тензоре энергии-импульса. Вместо этого они в лучшем случае квазилокальные.

Простой способ понять это,- вспомнить, что в отсутствие гравитации энергия, импульс и момент количества движения тел подчиняются законам сохранения. Закон сохранения просто означает, что какой-то параметр не меняется со временем. С чьим временем? В общей теории относительности, динамической теории пространства-времени, где пространство и время деформируются и искривляются изменяясь, определение того, что меняется или не меняется, зависит от того, как мы расщепляем пространство-время на пространственные гиперповерхности, которые изменяются во времени, и как мы выбираем частных канонических наблюдателей на таких поверхностях, чьи часы измеряют изменения. Так как математическая структура общей теории относительности не зависит от выбора наблюдателя, то нет единственного способа определить законы сохранения.

Научно-популярное

НЛО

Суеверия и Фольклор

Паранормальное

Космология