Абстракт: В работе представлен пятимерный мир Кеплера-Ньютона, содержащий помимо трех пространственных измерений, еще два временных измерения. Орбитальное время планеты инвариантно и симметрично, а космологическое время не инвариантно, это время существования планеты. Ортогональные вектора двухмерного времени образуют оболочку (поверхность), ограничивающую пространство, в которой протекает вся жизнедеятельность конкретной системы. При этом, перемещаясь по координате космологического времени, можно осуществлять временные смещения, присущие паранормальным явлениям, не впадая в логические противоречия, связанные с причинно – следственными отношениями между событиями, происходящими в псевдоциклическом инвариантном времени. Для математического описания неравновесных, не интегрируемых процессов, рождения и уничтожения частиц, предлагается использовать спектральное представление структурных функций частиц, выполненное профессором Л.Сапогиным в Унитарной Квантовой Теории. Рассмотрено нарушение принципа эквивалентности масс при неравновесных процессах.
Ключевые слова: орбитальное и космологическое время, горизонт времени, инвариантный и не инвариантный процесс, не интегрируемая система, точки бифуркации, принцип эквивалентности масс.
Уважаемый читатель! В этой статье я хотел бы перекинуть мост из 16-17 веков в наше время и показать, что физические законы, рожденные великими умами прошлого на базе изучения природы, не потеряли своей актуальности и сегодня. Речь идет о третьем законе Кеплера, сформулированным им на основании многолетних астрономических наблюдений Тихо Бреге. Закон гласит: «Отношение квадратов периодов любых двух планет равно отношению кубов их больших полуосей эллиптических орбит, по которым они вращаются вокруг центрального тела.»[1]. Отсюда вытекает, что отношение куба радиуса орбиты к квадрату периода обращения планеты, есть величина постоянная K= R³/ T² , или подставив значение средней скорости вращения v = 2πR/ T получим: v²R = K, где K - постоянная Кеплера. Кеплер вычислил значения K для всех известных ему планет солнечной системы:
2
K = ( 3,33 – 3,35 )10²⁴ км³/год².
Пространство в законе Кеплера имеет тройную размерность, что геометрически соответствует сферической форме построения Вселенной. Наблюдателю, помещенному в центр сферы, визуально пространство будет представляться трехмерным.
Время в законе Кеплера имеет двойную размерность. С одной стороны оно отсчитывает период обращения планеты вокруг центрального светила и в этом смысле оно циклично, обратимо и инвариантно. С другой стороны «космологическое» время отсчитывает длительность существования планеты, т.е. время за которое планета проделала весь свой эволюционный путь во Вселенной. В этом качестве космологическое время не обратимо и не инвариантно. Если T – это время одного оборота планеты вокруг центра гравитации, то t = T x N (где N-количество оборотов) – это космологическое время. Это время эволюции планеты за весь период ее существования.
На двойственную природу времени обратили внимание И. Пригожин и И.Стенгерс [2]. Они писали: « Нам необходимо выйти за рамки концепции времени, как параметра, описывающего движение отдельных систем. В гармонических осцилляторах ( классических и квантовых) время однозначно
связано с законами движения, но в неинтегрируемых системах время играет двойственную роль. Если устойчивые системы ассоциируются с понятием детерминистического симметричного времени, то неустойчивые хаотические системы ассоциируются с понятием вероятностного времени, подразумевающего нарушение симметрии между прошлым и будущим.». В силу вышесказанного, при описании и моделировании реальных процессов необходимо предварительно установить критические точки (точки бифуркации), в которых поведение системы становиться неустойчивым. Космологическое время (время существования и эволюции системы) должно быть разбито на участки –горизонты времени. Время горизонта, это время в течение которого мы можем предсказать траекторию развития системы, а далее начальное состояние системы уже не может служить основой для предсказания. В противоположность космологическому времени ( t ), время вращения планеты на стационарной орбите вокруг центра гравитации ( T ) можно считать детерминированным и именно этим временем мы чаще всего пользуемся в обычных экспериментах. В равновесных системах участие
3
пятого измерения ( t ) в описании реальных процессов очень мало, но с пятым измерением движение планеты становиться аналогичным классическому движению по винтовой линии, образуя тор.
Через полвека после Кеплера, Ньютон ввел в пространственную модель Вселенной – силы [1]. Пространство Вселенной формируют силы гравитации
и инерции, действующие по квадратичным законам взаимодействия между
телами ( законы Кулона и Кавендиша). Ньютон, сформулировав свои законы динамики и закон всемирного тяготения, получил третий закон Кеплера, как следствие из закона всемирного тяготения и второго закона динамики в виде:
K=GM m гр./m ин. = R³ / T ² , (2) где:
m гр. –масса планеты гравитационная, взаимодействуя с Солнцем, массой M, создает центростремительную силу притяжения ;
m ин. –масса планеты инерционная, она вращаясь по окружности радиуса R, создает центробежную силу отталкивания;
R – расстояние от центра планеты до центра Солнца;
T – период обращения планеты вокруг Солнца;
G – гравитационная постоянная.
Эйнштейн в общей теориях относительности ( ОТО) предложил новую интерпретацию ускорения. Ускорение, которое Ньютоновская физика объясняет в терминах гравитационного взаимодействия, в ОТО рассматривается как результат искривленного пространства-времени, в то время как инерциальное движение соответствует случаю «плоского пространства-времени» [3] При этом реальное, космологическое время, которое входило во второй закон Ньютона, исчезло из рассмотрения. В такой Вселенной рождение частиц быть не может, это Вселенная без развития [2]. В отличие от четырехмерного мира Минковского , пятимерного мира Калуца-Клейна и остальных n-мерных миров, которыми оперируют современные ученые при описании реальности, пятимерный мир Кеплера-Ньютона содержит помимо трех измерений пространства еще и два измерения времени. Свернутые измерения Вселенной, введенные в научный обиход математиком Оскаром Клейном и проиллюстрированные с помощью садового шланга , не имеют ничего общего с физической реальностью [4]. При этом форма этого шланга будет зависеть от соотношения скоростей: орбитальной скорости Земли вокруг Солнца и скорости движения Земли,
4
вместе со всей Солнечной системой к центру Галактики, а в конечном счете, от времени. Орбитальное время (Т) и космологическое время (t) , будут определять соответственно, сечение шланга и его длину, т.е. пространственную конфигурацию. Инвариантность протекания физических процессов в земных условиях, обусловленная орбитальным, циклическим временем (Т), далеко не исчерпывает возможный ход развития процессов на Земле, более того, эволюция Земли, рождение новых частиц и целых систем, обусловлено не интегрируемым и не инвариантным космологическим временем (t).
В физике принято считать, что структурную функцию частиц можно записывать либо как функцию времени (временное представление), либо как функцию амплитуды гармонических составляющих в зависимости от частоты (спектральное представление). Эти представления равнозначны лишь для симметричных, инвариантных процессов, когда время однозначно связано с движением. При описании процессов, выходящих за временной горизонт, связанных с рождением или гибелью частиц необходимо использовать спектральное представление. Именно такое представление использовал профессор Л.Сапогин при описании процессов рождения и уничтожения электронов в Унитарной Квантовой Теории [5].
Вернемся в мир Кеплера-Ньютона. Уравнение Ньютона (2) и закон Кеплера тождественны только при описании инерциального движения системы. При этом уравнение Ньютона требует выполнения дополнительных условий:
1) наличие у планеты гравитационной и инерционной масс;
2) одновременное воздействие гравитационных и инерционных сил.
При нарушении равенства сил, действующих на планеты, на их орбиты накладываются различного рода возмущения, движение становиться неравномерным , а процесс не равновесным. Именно в таких условиях находиться Меркурий, ближайшая к Солнцу планета. По сравнению с планетами центральной группы, такими как Венера, Земля, Марс, Юпитер, движение которых происходит по стабильным орбитам, значение постоянной Кеплера для Меркурия (К=3,33) меньше значения К для планет центральной группы (К=3,35) на один процент. Поскольку значение К зависит от отношения масс, гравитационной к инерционной, можно утверждать, что для Меркурия, принцип эквивалентности масс нарушен.
5
«Принцип эквивалентности» А. Эйнштейн сформулировал на основании многочисленных экспериментов Р. Фон Этвеша установившего, что в земных условиях инертная масса (определяющая ускорение тела под действием
данной силы) и гравитационная масса (определяющая гравитационные силы между телами) всегда точно равны [6] . На примере Меркурия видно, что для неравновесных систем, отличие инертной массы от гравитационной массы может достигать 1%. Поскольку в Солнечной системе, Меркурий является ближайшей планетой к центру гравитации, можно предположить, что нарушение «принципа эквивалентности» более чем на 1% приводит к необратимым последствиям и система становится нежизнеспособной. Планета разрывается на части, когда за счет воздействия космической среды, ее инертная масса превышает гравитационную более чем на 1%.
В заключении , хотел бы еще раз отметить, что пятимерный мир Кеплера-Ньютона и сегодня в 21 веке дает науке пищу для размышлений. В 1935 году С.Д. Броуд [7] отважился объяснить паронормальные явления, в частности проникновение и «временное смещение» путем постулирования двухмерного времени. Его предположение не нашло понимания в виду кажущегося парадокса : существования одного и того же события в прошедшем, настоящем и будущем времени. Однако, существование инвариантного, циклического времени и не инвариантного космологического времени, образующих временную оболочку всего жизненного цикла системы, позволяет избежать парадокса одновременности события. Перемещение по координате космологического времени не влияет на очередность событий в циклическом времени.
6
ЛИТЕРАТУРА
1. «Физика космоса», Москва, «Советская энциклопедия» 1986.
2. И.Пригожин, И.Стенгерс, «Время, хаос, квант», Москва, «Прогресс», 1994.
3. Эйнштейн Альберт, «Работы по теории относительности», СПб, «Амфора»
2008.
4. Грин Брайан , «Элегантная Вселенная», Москва, УРСС, 2004
5. Sapogin L.G., Ryabov Yu.A., Boichenko V.A., «Unitary Quantum Theory and a New Source Of Energy», Archer Enterprises, Geneva, NY, USA, 2005
6. Эддингтон Артур, «Пространство, время и тяготение», М., УРСС, 2003
7. Дж. Уитроу, «Естественная философия времени», М.,УРСС, 2004