Рис. 1. Движение свободной частицы по винтовой траектории может быть представлено в виде комбинации вращения (а) и поступательного перемещения (б).
2. Пространство, время и материя.
Виртуальная модель. Современная или виртуальная наука о Вселенной как целого (космология) берёт начало в теории относительности (ТО) Эйнштейна. Специальная теория относительности (СТО) объединила абсолютные и независимые друг от друга пространство и время Ньютона в единую геометрическую категорию 4-мерного пространства-времени, в которой четвёртая временная координата оказалась выраженной мнимым числом. Экспериментально подтвердить 4-мерный характер реального пространства-времени не удаётся, равно как и объяснить в рамках теории феномен мнимого времени. Фактически уже здесь (в СТО) и тогда (1905 год) физика как наука экспериментальная «приказала долго жить» и началась эра виртуальной физики, венцом которой и является Стандартная модель и её нынешний герой — гипотетический бозон Хиггса.
Неоклассическая концепция физики строится на обобщённом уравнении динамики Ньютона-Лоренца, которое представляется в двух эквивалентных формах — вещественной и комплексной:
(1,а) [u/c, K] + mdu/dt = 0,
(1,б) [iK, iu/c] + mdu/dt = 0,
|
Рис. 1. Движение свободной частицы по винтовой траектории может быть представлено в виде комбинации вращения (а) и поступательного перемещения (б). |
где введена мнимая единица i 2 = –1. Оно описывает спиральную траекторию движения свободной материальной частицы в однородном и изотропном пространстве как результат взаимодействия её с собственным физическим или силовым полем K. Схема сил, действующих на частицу согласно приведённым уравнениям, изображена на рис. 1. Здесь сложное движение частицы по винтовой траектории радиуса r представлено в виде комбинации двух простых движений с взаимно перпендикулярными и одинаковыми по модулю векторами скорости: плоского или двухмерного вращения вокруг оси ОZ с окружной скоростью iu = dr/dt = [r, iω] (рис. 1, а); и одномерного поступательного движения со скоростью u = dir/dt = [r, ω] (рис. 1, б) вдоль оси ОZ. Умножение на мнимую единицу i согласно известному математическому правилу физически означает поворот вектора на угол ½π в направлении движения. Сечения а и б на рисунке изображают положение частицы в моменты, сдвинутые на величину шага λ = 2πir винтовой траектории.
Как видим, параметры движения частицы массой m представляются на рисунке в виде действительных и мнимых взаимно перпендикулярных векторов: u и iu – поступательная и вращательная составляющие скорости частицы, r и ir – радиус-векторы траектории движения, K и iK – жёсткость деформируемого силового поля частицы в радиальном и осевом направлениях. При этом оказывается, что спиральный характер траектории частицы задаёт 3-мерную геометрию пространства-времени, вращение частицы характеризуется мнимой скоростью iu и действительным временем t, а поступательное движение её — действительной скоростью u и мнимым временем it. То есть, в отличие от СТО, движение представляется в реальном пространстве-времени, а феномен мнимого времени получает простое объяснение: поступательное движение материальных тел осуществляется вне реального времени, обусловленного исключительно вращением тел. Иными словами, строго прямолинейных траекторий движения тел (направление вектора ir или оси ОZ на рис. 1) в природе не существует, такие траектории являются мнимыми.
Совершенно очевидно, что описанное пространство-время имеет смысл только при наличии в нём движущихся по указанной траектории одной или множества материальных частиц. Мысленно уберём вращательную составляющую движения материальных частиц и убеждаемся, что в этом случае пространство-время оказывается 3-мерным с линейным движением частиц в разных направлениях и в отсутствие действительного или реального времени. Теперь мысленно уберём из пространства-времени все частицы и убеждаемся, что пространство-время исчезает как таковое. Это свидетельствует в пользу единства реальных пространства, времени и материи при изучении их в рамках неоклассической физики.
< НАЗАД] [Главная] [Очерки] [Журнал] [ДАЛЬШЕ >