Спрямляем время
В этом эссе я расскажу про второй инсайт, связанный с пониманием времени. В первом эссе писал, что 4-вектор скорости постоянен и равен скорости света, какие из этого вытекают следствия и как можно попытаться это изобразить. Самым сложным оказалось графически показать мировую линию подвижного объекта, выбрать правильную систему координат для наглядной диаграммы.
Продолжая ломать голову над тем, почему мы не можем нормально показать четырёхмерное перемещение объектов пришёл к выводу, что тут виноваты, в том числе, две ошибки восприятия:
Мы говорим, что время эквивалентно пространству, но забываем, что пространство, следовательно и время, может искривляться.
1) Считаем, что у всего и всегда есть, хотя бы теоретически, наблюдатель.
2) Чтобы раскрыть суть обеих искажений поговорим о свете, фотонах.
Свет распространяется по прямой. Прямая — кратчайшее расстояние между двумя точками или как пишут в геометрии — «минимально возможная длина отрезка между точкой, принадлежащей первой фигуре, и точкой, принадлежащей второй фигуре». При этом важно помнить, что в реальном пространстве между двумя точками может быть больше одной прямой, то есть несколько разных минимальных отрезков — из-за искривления пространства. То есть из точка А в точку Б можно двигаться разными путями, самый короткий из них будет равен расстоянию между точками, но этих самых коротких путей может быть несколько — даже свет может двигаться разными путями. Расстояние между А и Б так же называется перемещением, тем насколько объект переместился в пространстве. Об этом подробнее поговорим в другой раз.
То есть прямая, по которой летит свет, не такая уж и линейная (с точки зрения евклидовой геометрии), пространство искривлено, а кратчайшие пути не всегда очевидны. Так почему того же не может быть с эквивалентом пространства — временем? Почему мы считаем, что движемся во времени прямолинейно, не искривлённо как в пространстве? Это, кстати, может объяснить почему в поле притяжения время тячёт иначе: массивные тела искривляют не только пространство, но и время. Мне это кажется логичным.
Но продолжим речь про фотоны. Мы говорим, что они летят по прямой, хотя мы не можем наблюдать их движение. Нет даже теоретической возможности разогнать наблюдателя до скорости света. Более того, мы вообще не детектируем фотон в полёте. Мы может регистрировать рождение фотона и его смерть, поглощение, то есть мы имеет только две точки, а движение, можно сказать, экстраполируем, в некотором смысле измышляем. А ещё можно сказать, что фотон находится лишь в двух точках нашего четырёхмерного мира (отмечу, что речь только про четырёхмерное пространство-время, в теории струн, например, говорится, что у нас 11-мерный мир). Возможно, фотон находится в большем количестве точек нашего мира, но детектировать мы можем только в двух, следовательно все остальные точки недоказуемы, а если же мы сделаем такое допущение, что он только в двух точках, то понятно почему у фотона нет личного времени — он не движется по оси времени, он как бы перескакивает из одной точки в другую… используя искривление времени? Или создавая искривление времени.
Представьте себе ось времени не как прямую, а как линию с изгибом или вообще как синусоиду. Всё, что мы видим, всё, где теоретически возможен наблюдатель, находится на оси времени, однако, при разгоне объект начинает уходить с оси, «срезает» время между изгибами оси (потому у него проходит меньше личного времени). Вот как можно изобразить фотон на примитивном рисунке, где синяя линия — ось времени, чёрная прямая — фотон.
Синюю линию также можно назвать проекцией нашего четырёхмерного мира, а пересечение с ней — попадание в наш мир. Правда, на этом графике проблема с осями — я не знаю какие они тут должны быть. Скорее всего, если математически точно рисовать, то диаграмма должна быть другой, но для первого, приблизительного объяснения моей идеи, идеи того, что в нашем восприятии присутствуют две когнитивные ошибки, такого рисунка достаточно. Достаточно, чтобы начать думать в этом направлении.
С массивными телами, которые двигаются медленнее света, всё несколько сложнее, так как наблюдатель есть, и не только теоретически. Такие объекты можно описать так: неподвижный объект постоянно находится на оси времени (его 4-вектор скорости совпадает с осью), чем быстрее движется объект, тем реже он пересекается с осью, синей линией. Почему так?
Конечно, я не могу утверждать, но можно предположить. Если у пространства и времени есть кванты, они квантуются, то наблюдать и измерять можно только раз в квант, не чаще, а у быстро двигающегося объекта (у которого 4-вектор сильно отклонён от оси времени, как мы это обсуждали в прошлый раз) эти кванты случаются «реже» или они «длиннее», если так можно сказать. Или так: при движении из точки t1 в точку t2 у движущегося объекта проходит меньше квантов времени (личного времени), чем у неподвижного, следовательно его наблюдений сделать можно меньше, даже чисто теоретически.
Может, и должен, возникнуть вопрос: а куда это улетает фотон, если он не находится в нашем 4-мерном мире, что там за измерения такие? Вот тут нам в помощь, как аргумент, что наш мир не четырёхмерный, может прийти моя нелюбимая теория струн, которая говорит о том, что мы живём в более многомерном мире, чем считали раньше. Точнее так: чтобы струны из теории могли существовать, нам нужен 11-мерный мир, в котором все измерения, кроме наших четырёх свёрнуты в ноль. Если я правильно пересказываю прекрасные объяснения Семихатова и другие источники. У нас нет экспериментальных доказательств теории струн, но хороший пример того, почему и как у нас может быть больше измерений, чем мы регистрируем. Фотон, можно предположить, летит, или «летит», в каких-то других измерениях, используя искривления пространства и времени, чтобы быть в моменте рождения и смерти в нашем мире, где мы можем его наблюдать, регистрировать.
Догадываюсь, что мои объяснения и описания не очень конкретны и понятны. Частично это связано с тем, что я сам не могу до конца представить всю картину, но и наш язык, как я уже не раз говорил, плохо приспособлен к разговору о перемещении во времени. Однако, такой рассказ помогает мне самому разобраться в том, что крутится у меня в голове — возможно вызовет какое-нибудь кружение и у вас.