Таким образом, традиционный подход теоретической физики к описанию процессов основан на использовании представления о ходе времени в качестве первичного, исходного. В современной физике делаются также попытки прийти к понятию времени как ко вторичному, дедуцируемому или конструируемому на базе некоторых иных (микроскопических) фундаментальных понятий [1]. Возможен и третий путь (инверсный по отношению к первому), который лежит в основе представленной публикации. Этот путь в качестве отправной точки содержит следующий вопрос: “А не существует ли во Вселенной процесса, имеющего исключительно общий хaрaктер, который мог бы породить физическое время ?“

Новая модель названа автором теорией шаровой расширяющейся Вселенной (ТШРВ). В относительно полном виде она излагается в небольшой книге автора [4]. В конспективном изложении исходные положения ТШРВ таковы:

Наш Мир (в широком пространственно-временном смысле) представляет собой 4-мерный шар в 4-мерном чисто эвклидовом (а не псевдоэвклидовом) пространстве. Все 4-мерное пространство, следовательно, может содержать внешние части, не принадлежащие этому Миру (шару).

Радиус 4-шара увеличивается, соответственно изменяется и кривизна Вселенной в каждой ее точке. Именно изменение кривизны пространства является первичной, объективной и универсальной мерой течения времени, которое и улавливается всеми типами физических часов. Глобальное изменение кривизны вследствие изменения радиуса 4-шара отвечает глобальному (абсолютному) ходу времени во Вселенной. Однако при локальных изменениях кривизны пространства возникают также и локальные изменения хода времени.

В ТШРВ принимается, что не существует бесконечного множества независимых механических движений. Существуют мировые линии “движущихся” тел, направленные под тем или иным углом к линии времени – нормали к гиперповерхности 4-шара. Угол наклона и определяет скорость пространственного движения (в релятивистском понимании). При увеличении радиуса шара точка пересечения мировой линии с текущей гиперповерхностью “перемещается” в точности так, как это предсказывается современной физикой.

В частности, покоящиеся в пространстве объекты (звезды), у которых угол отклонения от нормали равен нулю, т.е. мировые линии совпадают с нормалью к гиперсфере, “удаляются” друг от друга по закону Хаббла. Скорость их взаимного удаления пропорциональна расстоянию между ними. Для объектов, у которых угол отклонения мировой линии от нормали отличен от нуля, он не может превысить 90 градусов, поэтому естественным образом возникает предельная скорость механического движения (скорость света). Три варианта движения показаны на рис. 1.

Однако в ТШРВ существование предельной скорости не влечет за собой ковариантности физических законов. Наоборот, неизбежно возникает выделенная система координат, в которой ось времени совпадает с нормалью к 3-мерной (пространственной) Вселенной. И этот теоретический факт поразительным образом подтверждается экспериментально установленным феноменом – анизотропией космического фонового излучения. Данный вопрос настолько интересен и важен для современной науки, что автор вынес его в отдельный материал на этом же сайте [5].

Еще Эйнштейн в поисках решения для (ранней) стационарной модели был вынужден ввести в свои уравнения т.н. космологическую постоянную. Эта постоянная отвечала отрицательному давлению материи, физического смысла которой Эйнштейн установить не сумел. В нестационарной модели решение существует и в отсутствие космологической постоянной, поэтому ее обычно полагают равными нулю. Тем более не идет речи об учете давления, если только оно не связано с движением материи. В действительности отсутствие (статического) давления в уравнениях Эйнштейна вытекает из формулировки принципа эквивалентности, согласно которому гравитационное поле всегда можно заменить ускоренной системой отсчета, ограничиваясь, по сути дела, чисто кинематическим аспектом.

Дело, однако, заключается в том, что не всякое поле можно считать (хотя бы локально) однородным (см. рис. 3). Если гравитационный радиус частицы-источника и/или пробной частицы того же порядка, что и расстояние между ними, то предложенное Эйнштейном уравнение, связывающее геометрическую характеристику пространства в поле тяготения с физической характеристикой материи, оказывается неполным. Точнее говоря, в тензоре плотности материи уже неправомерно полагать статическое давление заведомо равным нулю, а необходимо ввести его (вообще говоря, ненулевое) значение, учитывающее энергию деформации материальной среды. Только такой переход от классической теории тяготения к ОТО представляется мне строго эквивалентным.

Предложенный подход позволяет не только найти новое – линейное по времени - решение, но и вычислить величину гравитационного давления в функции величины радиуса 4-шара. Эта (отрицательная!) величина, кстати, выражается таким же, по сути, образом и для нерелятивисткого шара (давление в центре планеты или звезды). Интересно отметить, что найденная в ТШРВ зависимость плотности от радиуса Вселенной в точности соответствует выражению для т.н. критической плотности в ЭФ-модели.

Представляется очевидным, что энергия строго может сохраняться лишь в такой физической системе (или во Вселенной в целом), в которой свойства пространства (в частности, кривизна) столь же строго неизменны во времени! Поскольку и современная физика, и ТШРВ исходят из иной концепции, постольку этот закон может выполняться лишь приближенно, в меру малости современного темпа относительного изменения кривизны пространства. Этот темп составляет для современной нам Вселенной порядка 10^-10 в год.

 Как было отмечено, в ТШРВ места локализации масс материальных частиц во Вселенной представляют собой точки пересечения гиперповерхности с мировыми линиями. Тем самым мировым линиям приписывается физический, а не абстрактный иллюстративный смысл.

Уместно ожидать, что этот физический смысл может проявляться более существенным образом, нежели на уровне простой словесной констатации. В частности, при глобальном рассмотрении Вселенной мы можем предположить, что столь фундаментальная характеристика частицы, как ее масса покоя, является относительной величиной. Такое отношение (своего рода квантовое число) могло бы быть составлено, например, из диаметра 4-мерного шара-Вселенной и некоторого характерного размера, объективно связанного с массой частицы – параметром ее волны де Бройля. Если пpизнaть, что волновые пapaметpы чaстиц неизменны, а размер Вселенной со временем возрастает, то мы снова приходим к тому, что мaссa мaтеpии paстет пpямо пpопоpционaльно paзмеpу и возpaсту Вселенной.

Нельзя не отметить удивительное сходство подобного вывода с тем, что утверждал Н.А.Козырев [6]. Хотя теоретеческие предпосылки его выводов совершенно иные и мной не разделяются, я должен сознаться, что именно чтение работ Козырева впервые заставило меня задуматься о природе времени.

6. ТШРВ и проблема необратимости

1. Ю.С.Владимиров. Реляционная теория проства-времени и взаимодействий. Часть 2. Теория физических взаимодействий.Москва, Издaтельство МГУ, 1998.

2. А.С.Шapов, И.Д.Новиков. Человек, откpывший взpыв Вселенной. Жизнь и тpуд Эдвинa Хaбблa. Москвa, Нaукa, 1989.

3. А.Эйнштейн. Сущность теоpии относительности. Москвa, ИЛ, 1955.

4. М.Х.Шульман. О физической природе времени. Москвa, ИРЦ РАО “Газпром”, 1997.

5. М.Х.Шульман. Об экспериментальном доказательстве существования во Вселенной выделенной системы отсчета (см. на этом же сайте) Москвa, 1999.

6. Н.А.Козыpев. Избpaнные тpуды. Ленингpaд, Издaтельство ЛГУ, 1991.