ФАРХАД ИЛЬЯСОВ | публикации |
Главная | Книги | Статьи | Контакты |
МЕТА-ФИЗИКА - оглавление
Ильясов Ф. Н. 1 О «замедлении» и «ускорении» времени под влиянием гравитации.М.: ИЦ Орион. 2016.
Аннотация Ключевые слова: время, часы, гравитация, скорость, парадокс близнецов
Содержание
1. Введение Статья представляет собой изложение известных в физике подходов и фактов, касающихся феноменов времени и часов в их соотношении с гравитацией. Для ответа на вопрос: как влияет гравитация на «ускорение» или на «замедление» времени, необходимо определить такие исходные понятия как «время», «часы», «пространство» , которые, как известно, в физике в полной мере не определяются, см., например: [Бёрке, 1985: 20; Бунге, 2003: 25].
Основная проблема в понимании времени заключается в том, что слово «время» истолковывается в разных смыслах. Выделим следующие: Существует также ряд словоупотреблений, где понятие времени не определяется, но делаются различные предположения, например, о «линейном времени» (linear time), о «начале времени», «прошлом времени», «субстанции времени», «абсолютном времени», «стреле времени», «динамическом времени», и т.д. В физике всегда измерению подлежат известные свойства определенных объектов, например, длина, масса некоторого тела, и т.д. Время в физике понимается как то, что измеряют (показывают) «часы». Однако само понятие «время» не определяется, то есть остается неизвестным, какое свойство, какого объекта измеряют часы. Иными словами, в случае с часами, получается, что они измеряют неизвестное свойство неустановленного объекта. При любом понимании времени, исследователи сходны во мнении, что время может измеряться. В физике, как отмечено выше, могут измеряться только свойства или характеристики объекта. Следовательно, время является характеристикой либо свойством некоторого объекта. Однако, физика не рассматривает вопросы типа: а) характеристикой какого объекта является время; б) какой именно параметр объекта отражает время. В соответствии с пониманием Аристотеля [Аристотель, 1999], время есть количество изменений, происходящих в наблюдаемом объекте. То есть время – это характеристика всякого объекта. При корректном подходе изменения в объекте должны наблюдаются относительно состояний самого объекта, а не относительно «часов». Время объекта – есть относительная величина, отражающая меру перехода объекта от факта начала к факту конца его существования. Поскольку у всякого объекта есть начало и конец существования, то время свойство любого объекта. Время показывает какую часть своего потенциала существования объект израсходовал на момент наблюдения. Говоря иначе, время объекта – это его (относительный) возраст. Время может существовать только как собственное время объекта. Время объекта при таком понимании может измеряться в процентах или долях. Примем в качестве наблюдаемого объекта заведенные механические часы. Начало существования данного объекта – это начало движения стрелок часов после того, как их завели, конец существования – когда энергия пружины закончится и часы остановятся. Если на момент наблюдения часы израсходовали, например, 60% энергии пружины, то собственный «возраст» этого объекта на момент наблюдения составит 60%. В физике выделяют основные и производные величины. К основным величинам относятся, например, длина, масса, температура и время. С помощью основных величин получаются производные величины, например, скорость. Скорость = расстояние / время. Исходя из этого можно сделать вывод, что само время не может иметь параметра скорости. Длительность ритмов наблюдаемого объекта, например, длительность «секунды» в наблюдаемых часах, может меняться при сравнении с эталоном длительности (часами) наблюдателя. Однако, наблюдатель при этом измеряет скорость некоторого движения в данном объекте (например, скорость секундной стрелки), но не время объекта.
Таким образом, часы есть специфические объекты, генерирующие ритмы равной и определенной длительности. При «обычных» физических условиях длительности этих ритмов имеет строго определенную протяженность. Допустимо предположить, что при изменении физических условий, длительности ритмов разных часов могут по-разному меняться, в том числе и в зависимости от фактора гравитации. Важно отметить – происходит не ускорение или замедление «времени», а изменяется длительность ритмичных движений, то есть скорость физических процессов, в отдельных объектах, рассматриваемых как «часы». Рассмотрим несколько моделей часов. Длительности их ритмов сравнивается с длительностью ритмов часов наблюдателя.
В некоторых маятниковых часах используется вес (масса) гирьки. Гирька «энергией своего веса» приводит в действие часовой механизм. Если в результате уменьшения гравитации вес гирьки уменьшается, она «подает меньше энергии» и движение стрелок замедляются. Когда вес гирьки приближается к нулю, часы с гирькой перестают работать. Таким образом, при уменьшении гравитации длительность ритмов «гравитационных часов» увеличивается, они «замедляют свой ход». При уменьшении гравитации до определенного критического уровня, количество ритмов уменьшается до нуля, то есть часы останавливаются.
6. Часы, преодолевающие гравитацию
На различные излучения также действует гравитация. Соответственно, «атомные часы» можно отнести к часам, преодолевающим гравитацию.
Рассмотрим автомобиль с полностью заправленным топливным баком в качестве модели Системы отсчета собственного времени. Примем в качестве меры «времени жизни» этой модели общее расстояние, которое автомобиль может проехать. При «обычной» гравитации он может проехать, например, 500 км. Если гравитация увеличится, то расстояние, которое автомобиль сможет пройти уменьшится, то есть «время жизни» модели сократится.
В соответствии с ОТО, - отмечает Хокинг - «Вблизи массивного тела типа Земли время должно течь медленнее» [Хокинг, 2001: 43]. На самом деле Хокинг говорит о замедлении скорости движения в наблюдаемом объекте, при измерении по часам наблюдателя, а не о «скорости времени». «Собственное время» часов как самостоятельного объекта определяется количеством энергии, затраченной часами на движение стрелок. Следовательно время в часах должно определяться не скоростью движения стрелок, не длительностью ритмов, а количеством энергии, которую часы затрачивают на движение стрелок. Если двое одинаковых часов затрачивают на движение стрелок одинаковое количество энергии, то их собственное время течет с одинаковой скоростью. При этом, если эти часы находятся в условиях разной гравитации, скорость движения их стрелок может не совпадать. Если с точки зрения наблюдателя стрелки наблюдаемых часов стали двигаться медленнее, это может значить, что часы стали затрачивать больше энергии на преодоление гравитации. В соответствии с законом всемирного тяготения, процессы, скорость которых зависят от гравитации, при изменении гравитации, будут соответствующим образом изменять свою скорость. Но это не связано непосредственно с феноменом времени. Выше указывалось, что часы можно определить как объекты, затрачивающие энергию на совершение ритмичных движений. Исходя из этого часы надо рассматривать не с точки зрения длительности (частоты) ритмов, а с точки количества энергии, расходуемой на эти ритмические движения. Ведь движение стрелок часов есть результат проявления затраченной энергии. Следовательно, скорость хода часов надо замерять не по длительности (частоте) колебаний, а по количеству энергии, затрачиваемой на эти колебания. Длительность ритмов может меняться, при этом затраты энергии могут сохраняться на прежнем уровне.
Аристотель. Физика. Харьков: ЭКСМО-Пресс, 1999. Бёрке У. Пространство-время, геометрия, космология. Пер. с англ. М.: Мир. 1985. Бунге М. Вопросы философии. 1970. №7. С. 81-92. Ильясов Ф Н Время как израсходованный потенциал существования. Web-Институт исследований природы времени. 2015. http://www.iliassov.info/2015/iliassov-vremya_kak_izraskhodovannyj_potencial.pdf Кухлинг Х. Справочник по физике. М.: Мир. 1985. Хокинг С. Краткая история времени. От большого взрыва до черных дыр. СПб.: Амфора, 2001.
On the "slowing down" and "acceleration" of time under the influence of gravityF. N. Iliassov Abstract Keywords: time, clock, gravity, speed
References Aristotle. Physics. Moscow: Eksmo-Press, 1999. (Russ ed.) Burke W. L. Spasetime, Geometry, Cosmology. Moscow: Mir. 1985. (Russ ed.) Bunge M. Space and time in modern science. Voprosy filosofii [Questions of philosophy]. 1970. No. 7. P. 81-92. (Russ ed.) Farkhad N. Iliassov, Time is used potential of existence. Moscow: Research Institute of the nature of time. 2015. Accessed June 8, 2017. http://www.iliassov.info/2015/Time-is-used-potential-existence.html (In Russ.) Stephen W. Hawking, A Brief History of Time From the Big Bang to Black Holes. Bantam Press, 1988. Horst Kuchling Taschenbuch der Physik. Moscow: Mir. (Russ ed.) 2 Более полно описание феноменов времени, пространства, часов изложены автором ранее [Ильясов, 2015].
|