Философия теории относительности

Основная категория относительности — это метрика, т. е. число, которое сопоставляется с двумя точками (событиями). Суть общей теории относительности и всей геометрической картины мира состоит в обобщении теории Евклида по двум направлениям — во-первых, по увеличению размерности, а во-вторых, по переходу к искривленным пространствам.

В 1916 г. на базе уравнений ОТО К. Шварцильд рассчитал метрику пространства —времени вокруг сферически симметричного материального объекта.

Этот расчет послужил основой последующего развития теории черных дыр — одного из наиболее интересных объектов современной космологии. Из-под гравитационного радиуса этих удивительных объектов не может выйти ничто — ни у света, ни у каких-либо других тел не хватит энергии, чтобы преодолеть силу притяжения черной дыры.

В 1921 г. Т. Калуца обобщил уравнения ОТО на случай пятимерной метрики.

Пятая координата оказалась замкнутой на планков- ском масштабе 10~43 см. Главным достижением теории Калуцы оказалась геометризация электромагнит-

ного поля: его пятимерные уравнения содержали уравнения Максвелла.

В связи с увеличением размерности ОТО возникает вопрос, почему реальное пространство нашего мира подчиняется трехмерной геометрии Евклида. В 1919 г. эту проблему исследовал П. Эренфест. Все классические физические поля — гравитационное, кулоновское электрическое, магнитное, производимое магнитным зарядом, — убывают обратно пропорционально квадрату расстояния. В мирах более высокой размерности эти зависимости оказались бы совершенно иными и, как следствие, и атомы, и планеты потеряли бы устойчивость.

Философский подход к проблемам топологии пространства развивался М.А. Марковым. Исходный тезис его рассуждений — в сопоставлении двух линий античной философии на проблему делимости материи — линии Демокрита, который был сторонником идеи неделимых атомов, и линии Эмпедокла, по мнению которого число первоэлементов бесконечно велико. Марков предложил третью концепцию, альтернативную по его мнению двум классическим.

Концепция Маркова основана на двух принципиально новых идеях. Первая из них состоит в том, что структурные части материи могут строиться из элементов не меньшей, а большей массы: избыточная масса в соответствии с законом сохранения массы — энергии трансформируется в жесткое излучение. Заметим, что эту же идею использовал А.Е. Акимов в фитонной теории квантового вакуума.

Вторая идея — это так называемая «ядерная демократия»: способность элементарных частиц превращаться друг в друга, спонтанно исчезать и вновь возникать из вакуума. Классическая атомная теория не знала ничего подобного.

Используя эти идеи, Марков предложил представить элементарные частицы в виде почти замкнутых автономных вселенных, которые он назвал фридмонами. Из-за большого гравитационного дефекта масс полная масса замкнутой вселенной равна нулю. А если она замкнута не полностью, то ее масса может быть сколь угодно малой, например, равной массе элементарной частицы.

С точки зрения внешнего наблюдателя эта малая масса будет заключена внутри сферы таких же микроскопических размеров, как и элементарная частица.

«Фридмон с его удивительными свойствами, — пишет академик Марков, — не является порождением поэтической фантазии — без всяких дополнительных гипотез система уравнений Эйнштейна —Максвелла содержит фридмонные решения... Вселенная в целом может оказаться микроскопической частицей. Микроскопическая частица может содержать в себе целую Вселенную».

Идея фридмоновской вселенной угадана В. Брю- совым в известном стихотворении «Мир электрона»:

Быть может, эти электроны — Миры, где пять материков, Искусство, знания, войны, троны И память сорока веков!

Общая теория относительности имеет дело с искривленным пространством —временем.

Эту задачу решил Г.И. Шипов, разработавший теорию, в которой учитывается движение систем отсчета не только в трансляционных, но также и во вращательных координатах. Рассматривая четырехмерные вращающиеся системы отсчета, он получил десятимерное пространство событий (поскольку у трансляционных координат x,y,z имеется шесть вращательных координат). Такое пространство обладает, очевидно, не только кривизной, как в ОТО, но и кручением.

Естественным проявлением физических свойств такого пространства являются торсионные поля. Помимо предсказания этого феномена, из теории физического вакуума следует также вывод о природе сил инерции, которая после их введения в механику Галилеем и Ньютоном оставалась загадочной более трехсот лет. Некоторые теоретики и до сих пор утвержда-

ют, что силы инерции в действительности фиктивны и вводятся только в некоторых системах координат. Вряд ли с ними согласятся пассажиры резко затормозившего автобуса, которые рискуют по инерции расшибить себе лоб. Из теории физического вакуума следует, что эти силы вполне реальны и обусловлены проявлением в повседневной жизни торсионных полей.