kirill_nav_1

Category:

Моя философия. Трансцендентальный тринитарный реализм. - 32

Моя философия. Трансцендентальный тринитарный реализм: (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23), (24), (25), (26), (27), (28), (29), (30), (31).

Таким образом, нам нужно как-то объяснить, как внутренняя энергия массивного тела превращается в потенциальную энергию поля тяготения в пространстве вокруг этого тела. В дальнейшем, поскольку под гравитационно-инерционным полем я понимаю не совсем то, что обычно понимается под гравитационным полем — как силовым «полем тяготения» вокруг массивного тела, я буду эти гравитационные эффекты, возникающие вокруг массивного тела, называть «полем тяготения» или «полем гравитационного тяготения», а под «гравитационно-инерционном полем» буду понимать то, что я описал ниже — поле, существующее в любой точке пространства-времени (в том числе в области «плоского» пространства-времени, когда вблизи этой области отсутствует какое-либо массивное тело или вещество). 

Так вот, попробуем понять, что происходит, когда в некоей области «плоского», «пустого» пространства, в которой до этого не было никакого вещества, «вдруг» появляется вещество, вещественная материя, какое-нибудь массивное тело — например, планета Земля. А происходит очень простая вещь: там, где раньше была «пустота», «пустое пространство», теперь — в этой области пространства — присутствует вещество. А куда делась «пустота» и это «пустое пространство»? Они теперь заполнены веществом. Вещество, заполняя собой пространство, как бы «уничтожает» пустое пространство, «пожирает» его. И теперь эта область пространства, заполненная веществом, принципиально отличается от окружающего «пустого» пространства, или того «пустого» пространства, которое было до появления в этой области пространства вещества или могло бы быть, если бы это вещество из данной области пространства снова исчезло.

Однако пространство, конечно, не исчезает в той области пространства, которое теперь заполнено веществом или массивным телом, целиком и полностью — ведь и молекулы, и атомы, и ядра вещества, и все микрочастицы и поля, составляющие вещество, существуют в пространстве. «Пустого пространства» в этой области просто «стало меньше». Насколько меньше? Иногда можно услышать, что все вещество на 99,9999% состоит из «пустоты». Безусловно, даже размеры атома по сравнению с размерами протонов и электронов выглядят впечатляющими, но в том-то и дело, что это пространство уже не является «пустым пространством» — в нем электроны связаны с протонами физическими полями, и, хотя эти поля также существуют в пространстве, мы такое пространство уже не можем назвать «пустым». Это уже именно заполненное пространство — заполненное микрочастицами и полями, и «пустого пространства» — каким оно было до появления вещества в этой области — при появлении вещества в этой области становится значительно меньше.

Как нам определить, насколько этого «пустого пространства» «стало меньше»? Через объем тела? Это важный параметр, но, очевидно, он недостаточный: ведь полый металлический шарик может занимать такой же объем пространства, как и сплошной, но при этом, очевидно, в сплошном шарике «пустого пространства» намного меньше, чем в полом. Через плотность вещества? Это тоже нужно учитывать — ведь, скажем, стальной металлический шарик, с большой плотностью вещества, имеет в себе меньше «пустого пространства», чем алюминиевый. Очевидно, главным параметром для этого служит именно масса тела или вещества. Масса вещества или тела — это и есть тот параметр, который количественно определяет, как и с какой плотностью заполнено «пустое пространство» веществом, и, соответственно, на сколько «пустого пространства» в данной области пространства стало меньше. 

И поэтому именно масса является ключевой величиной для определения поведения тел в пространстве — как инертная масса и гравитационная масса. Гравитационная и инертная масса — это и есть та величина, которая определяет отношение и поведение какого-либо «количества вещества», образующего в пространстве-времени некое единство, к пространству-времени, то есть к гравитационно-инерционному полю. И определить массу мы поэтому можем только через гравитацию и инерцию — то есть через поведение вещества или тела в пространстве-времени.    

А теперь попробуем все это сформулировать не в таких, несколько «философических», терминах, а в терминах физики — то есть в терминах физических процессов, которые можно описать через понятие и величину «энергия».

Мы рассматриваем пространство-время в его отношении к материи и к материальному миру как особое гравитационно-инерционное поле, как некую материальную реальность. А значит, у этого поля должны быть (или мы можем ему приписать) какие-то физические количественные величины. Например, величину потенциальной энергии. Примем величину потенциальной энергии «пустого пространства», «плоского пространства» — то есть гравитационно-инерционного поля без вещества в нем — за ноль. И теперь попробуем рассмотреть, что происходит, когда вещество заполняет собой пространство, уже через представление об этом гравитационно-инерционном поле, имеющим свою потенциальную энергию.

В области пространства, заполненного веществом, как мы установили выше, «пустого пространства» «стало меньше». «Пустое пространство» в своем отношении к веществу есть только возможность — возможность заполнения этой области «пустого пространства» веществом. Но эта область «пустого пространства» может быть заполнена веществом по-разному — в разном объеме, с разной плотностью вещества, что мы выражаем через интегральную величину массы. То есть эта возможность заполнения «пустого пространства» веществом может быть соотнесена с количественной величиной, так как чем «плотнее» мы заполняем какую-либо область пространства веществом — тем меньше в этой области остается «пустого пространства», и тем сложнее нам «запихнуть» в эту область пространства еще больше вещества. 

И если все это выразить через величину «потенциальной энергии», приняв за «нулевой уровень» потенциальной энергии уровень «пустого пространства», и рассматривать пространство-время как гравитационно-инерционное поле, то из этого следует, что в области пространства, заполненного веществом, потенциальная энергия этого гравитационно-инерционного поля уменьшилась — она приняла значение какой-то отрицательной величины. Если в этой области стало меньше «пустого пространства» — значит, в этой области «стало меньше» гравитационно-инерционного поля, а значит, величина его потенциальной энергии от нуля упала до какой-то отрицательной величины.

Иначе говоря, в области пространства, заполненного веществом, в этом гравитационно-инерционном поле образуется «потенциальная яма», «яма» потенциальной энергии — так что потенциальная энергия гравитационно-инерционного поля в этой области пространства уже имеет отрицательную величину по сравнению с окружающим пространством, не заполненным веществом, или по сравнению со состоянием этого гравитационно-инерционного поля в данной области пространства до того, как в нем появилось вещество. И поэтому между этой областью пространства, заполненной веществом, и окружающим пустым пространством возникает напряженность поля потенциальной энергии — то есть возникает напряженность в гравитационно-инерционном поле. Которая и есть то, что называется «полем гравитационного тяготения». 

Но насколько упала потенциальная энергия гравитационно-инерционного поля в области пространства, заполненного веществом? Как определить «глубину» этой «ямы» потенциальной энергии, которая возникает в области пространства, заполненного веществом? Естественно, она определяется тем, насколько и как плотно заполнена эта область пространства веществом. И, как мы это показали выше, эта величина определяется через величину массы. 

И теперь нам лишь нужно выразить эту заполненность пространства веществом — которую мы определяем через величину массы, в терминах и через величину энергии. И такой величиной и является внутренняя энергия массы, определяемая в общем виде формулой E=mc^2. Эта величина внутренней энергии как раз и показывает энергетическое соотношение массы вещества с «пустым пространством» — то есть с гравитационно-инерционным полем с нулевой потенциальной энергией. И поэтому вполне естественно, что чем большая масса заполняет «пустое пространство» — тем более глубокая «яма» потенциальной энергии гравитационно-инерционного поля возникает в этой области пространства. Вещество, заполняя собой пространство, «пожирает» пустое пространство, тем самым «пожирая» потенциальную энергию гравитационно-инерционного поля в этой области пространства, так что она от нуля падает до какой-то отрицательной величины. А значит, эта величина потенциальной энергии как раз и есть внутренняя энергия вещества или массивного тела. Это прямое следствие закона сохранения энергии. 

Однако эта «яма» потенциальной энергии гравитационно-инерционного поля в области пространства, заполненного веществом, возникает и существует не как «дыра» или как «скважина» — эта разница между уровнями потенциальной энергии в области пространства, занятого веществом, и окружающим пространством «выравнивается» постепенно — так что в области пространства вокруг массивного тела потенциальная энергия гравитационно-инерционного поля меняется от нуля до определенной отрицательной величины (определяемой внутренней энергией массы) постепенно, образуя нечто вроде конуса, ямы, которая из окружности конуса по мере глубины все более сужается. С чем это связано — этот вопрос я подробно сейчас рассматривать не буду, скажу лишь, что это, конечно, связано с шарообразной формой Земли или других небесных тел, с условием непрерывности гравитационно-инерционного поля и с законом сохранения энергии. 

Поэтому поле гравитационного тяготения вокруг массивного тела, имеющего форму, отличную от шара — например, форму диска — вообще говоря, может существовать иначе, чем поле тяготения Земли или других шарообразных небесных тел, и, возможно, именно с этим связаны особенности вращения спиральных галактик, которые вращаются в нарушение «закона Кеплера». То есть «сила тяготения» Ньютона вовсе не всегда обязательно должна определяться формулой Ньютона, обратно пропорционально квадрату расстояния от массивного тела — потенциальная энергия поля гравитационного тяготения вокруг массивного тела может быть «распределена» иначе, так что в каких-то областях пространства она может больше, чем это следует из закона Ньютона, а в каких-то, напротив, меньше — например, больше в направлении вдоль «диска» спиральной галактики, и меньше в направлении линии оси вращения этого «диска». Но при этом она в целом, как вся область поля тяготения вокруг массивного тела, конечно, всегда определяется и задается массой тела — то есть его внутренней энергией, которая в ОТО определяется через тензор энергии-импульса.   

И теперь, если мы внутреннюю энергию массивного тела выразим через тензор энергии-импульса, а изменение потенциальной энергии гравитационно-инерционного поля от нуля до уровня глубины потенциальной гравитационной «ямы» через тензор кривизны пространства-времени — то мы можем эти две величины приравнять. И мы получим основную формулу ОТО. То есть Гильберт, приравняв эти две величины, в целом все сделал правильно. Ну, а насколько он это сделал корректно с точки зрения математики и физики — это уже должны решать сами физики. Для меня же гораздо важнее было понять и объяснить тот «механизм», через который внутренняя энергия массивного тела превращается в потенциальную энергию поля тяготения, возникающего в окружающем это тело пространстве. Так как без этого понять, что есть пространство-время в своем отношении к материи и материальному миру, было бы невозможно.                       

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic