Просторово часовий інтервал Правити
У теорії відносності, (СТО і ОТО), час нерозривно зв'язується з просторовими координатами. Природно, що будь-яке відбувається в світі подія може бути однозначно задано тільки з зазначенням, де і коли воно сталося, т. Е. Коли відомі чотири координати Х, У, Z, t. У 1908 р Герман Мінковський в своїй лекції «Простір і час» запропонував об'єднати обидва поняття в одне просторово-тимчасове різноманіття. Справа в тому, що ні просторові, ні тимчасові інтервали самі по собі не є інваріантними щодо перетворень Лоренца. (5) [3]
Але якщо прийняти за інтервал їх комбінацію, то її інваріантність щодо перетворень Лоренца відновлюється. Отримана таким чином комбінація являє собою самоочевидне тотожне вираз. Радіус хвильового фронту dr електромагнітної хвилі можна виразити через координати dx, dy, dz і можна виразити через її швидкість «c» і час поширення dt.
Останній вираз переписується і позначається як квадрат просторово-часового інтервалу ds².
Якщо «з» у всіх інерційних системах залишається постійною, тобто є інваріантом, то самоочевидне
Тобто, штучно складена величина, що стоїть ліворуч і праворуч (1), є інваріантною величиною, її Мінковський назвав просторово - часовим інтервалом, який є «математичним виразом сталості швидкості світла».
Перейдемо до запису з фундаментальним метричним тензором gik
При i ≠ k коефіцієнти приймають значення нуль, а при i = k значення g11 = g22 = g33 = 1, g44 = - 1, що відповідає просторово - часового інтервалу в чотиривимірному псевдоевклідовом просторі.
Таким чином, математизація фізики витісняє з неї колишні «метафізичні» поняття, такі як, незалежно існували, «простір» і «час». З точки зору математичного формалізму спосіб опису подій в чотиривимірному різноманітті призводить до інваріантності всіх законів природи щодо перетворень Лоренца, в результаті, теорія відносності приймає математично витончену і закінчену форму. (3), [1] (12) [2] Однак саме поняття просторово-часового різноманіття не розкриває фізичної сутності його тимчасової компоненти. Справа в тому, що на рівні рефлексії нашу свідомість сприймає простір і час незалежно, як дві окремі сутності.
Чотиривимірний просторово-тимчасове різноманіття було запропоновано Мінковським для опису гравітаційного поля, об'єкта, що представляє собою безмежний просторово протяжний континуум. При цьому, тимчасової компонентою різноманіття є практичне метрологічне час, (що вимірюється земними годинами), яке з просторовими координатами точок фізично абсолютно не пов'язано, а значить і не може становити з ними єдиного різноманіття.
У інерційних системах синхронізацію годин, що знаходяться в кожній точці простору, пропонується проводити за допомогою світлового сигналу. Нехай з точки О, коли годинник знаходяться в ній, показують час tО. випускається світловий сигнал в напрямок точки А. При подачі вхідного сигналу прийде в точку А, то годинник знаходяться в ній, повинні показувати час:
Де RОА - відстань між точками О і А, а «з» - швидкість світлового сигналу. Однак подібна синхронізація можлива тільки в стаціонарному світі, де відстані до всіх точок простору залишаються постійними і точно виміряними. Знаючи відстань між точками О і А, можна свідомо підрахувати поправку - ΔtА = RОА / c і коли в неї прийде світловий сигнал, додати її до tО. яке, до речі, має бути наперед відомо спостерігачеві знаходиться в точці А. Нехай tО = 0. Якщо завчасно виставити всі годинники на значення їх поправок Δt і запустити їх хід при надходження світлового сигналу, то синхронізація ходу всіх годинників буде забезпечена.
Таким чином, по крайней мере в принципі, як би існує абстрактна можливість синхронізації годин. Однак в реальному динамічному світі такий алгоритм синхронізації годин принципово неможливий, оскільки всі відстані безперервно змінюються. Взагалі кажучи саме поняття світової точки не має під собою жодного фізичного сенсу, реально є фізичні об'єкти. Точка - це математична абстракція, деталь евристичного апарату математики. Тому математичне час, тобто практичне метрологічне час, тільки формально можна прив'язати до координати будь-якої точки простору, бо фізично воно ніяк з нею не пов'язане. Реальне фізичний час для будь - якої точки А, фізичного об'єкта О, визначається темпом, (швидкістю), які реально відбуваються в ній необоротних фізичних процесів і тому воно природно пов'язано з точкою А фізичного об'єкта О.
Оскільки всі процеси відбуваються щодо нас, пізнають суб'єктів, (ПС), то вони повинні бути співвіднесені з тим часом за яким ми живемо. Реляційна операція співвідношення природно, що відбуваються в навколишньому світі зі штучно створеними змінами показань наших годин, дозволяє нам, ПС, орієнтуватися і пізнавати наш динамічно еволюціонує світ.
Для опису локалізованих просторово обмежених об'єктів чотиривимірний просторово-часовий різноманіття втрачає сенс і розпадається на тривимірну просторову координацію і одновимірну координацію на тимчасової осі. Мінсковскій, коли говорить про чотиривимірному просторово-часовому різноманітті, має на увазі зовнішнє математичне, (метрологічне), час вимірюється по годинах лабораторії, яке, як параметр співвідносять з кожною точкою простору. Але цей час, що вимірюється ПС по годинах лабораторії, є зовнішнім по відношенню до координати довільної точки простору, а значить не може становити з нею просторово-часового єдності. Реальне фізичний час визначається не по уявних годинах зовнішнього спостерігача, подумки розміщеним їм в кожній точці простору, а реальними фізичними процесами, що протікають в кожній точці і, в принципі, з різними швидкостями, відповідними особливостям кожної точки, які, головним чином, визначаються потенціалами гравітаційного і електромагнітного поля. Можливо, що для утворення просторово-часового єдності необхідно об'єднувати координати точок простору ні з уявним метрологічним часом, що вимірюється земними годинами, а з реальним фізичним часом відповідному кожній точці?
У теоремі Е.Нетер закон збереження енергії інтерпретується як наслідок «однорідності часу» тобто інваріантності щодо зрушень на осі часу. У роботі (11) [3] "Основи сучасного природознавства" читаємо: "... закон збереження енергії є наслідком однорідності часу ... однорідність часу грає важливу самостійну роль в природознавстві, оскільки є фактором, що забезпечує стабільність фізичних законів". У наведеному висловлюванні час передбачається як метрологічне, тобто вимірюється по годинах лабораторії, яке однорідно вже за визначенням. але воно зовні по відношенню до всіх об'єктів нашого Світу і тому, з реально протікають в ньому процесами, ні як не пов'язане. Таким чином, з однорідності метрологічного часу абсолютно нічого не слід. Чи не «однорідність» метрологічного часу «забезпечує стабільність фізичних законів». а на оборот - фізичні закони «забезпечують» однорідність метрологічного часу наших часов.В наведеному висловлюванні переплутані причина і наслідок. Закони збереження, як втім і всі інші закони природи, є первинними, фундаментальними взаємозв'язками об'єктів і явищ нашого динамічного Миру, які визначаються його фізичним статусом (характерними особливостями), який об'єктивно складається на кожному новому етапі його еволюції і ні як не залежить від ходу наших годин. Реальне фізичний час це реальний еволюційний процес, що відбувається в результаті закономірних фізичних взаємодій, але на відміну від метрологічного часу, реальне фізичне час в принципі не є однорідним, але це ніяк не впливає на закони збереження. Втім, крім рівнянь, що описують механічні рухи, метрологічне час, явно, ні в які рівняння не входить, але воно входить в оператор швидкості змін різних фізичних величин
і в цій якості характеризує реально відбуваються процеси, тобто реальне фізичне час. Всі основні рівняння фізики, що містять оператори швидкості зміни станів, добре працюють завдяки тому, що вони відображають реально відбуваються зміни об'єктів в координованому просторі.
У безмежних просторах нестаціонарної Всесвіту, неможливо одночасно визначити координати всіх спостережуваних об'єктів і час відбуваються там подій. Чи можна з упевненістю стверджувати, що така подія як спалах наднової в сузір'ї Тельця, (пізніше названа Крабовидной туманністю), зазначене в літописах 1054 р відбулося точно там і тоді, де і коли його вперше виявили китайські і японські астрономи? У динамічно еволюціонує світі, де «все тече і все змінюється» просто не може бути точної координації. На жаль ми змушені реєструвати тільки давно минулі події у яких немає точних і взаємопов'язаних «просторово-часових» координат, які до того ж продовжують невпинно змінюватися. Ейнштейн, як і Маньківського, також мав на увазі «математичне» час, коли говорив, що «поділ на час і простір не має об'єктивного сенсу, так як час більше не є" абсолютним "». Але «Абсолютна» час, що не має «об'єктивного сенсу» це і є математичне або метрологічне час, яким ми користуємося у своїй практичній повсякденності. Що ж являє собою «фікція» одновимірного фізичного часу, і чи існує воно, взяте «саме по собі»?
Її Величність - Природа «не користується» нашим метрологічним часом - Вона існує, еволюціонуючи за власним - фізичній часу, яке на різних ієрархічних рівнях має свій різний темп. Але говорити про темп можна тільки в реляционном порівняння. На мікрорівні: в світі елементарних частинок, атомів і молекул темп фізичного часу, в порівняння з темпом на макрорівні, найбільш високий, тобто все еволюційні процеси на цьому рівні йдуть швидше, швидше накопичується число незворотних, послідовно змінюють станів. У міру накопичення незворотних змін на мікрорівні, вони починають міняти параметри на наступному, ієрархічно більш високому рівні, тобто на макрорівні. Еволюційні зміни на мегауровне, в порівнянні зі змінами на макрорівні, відбуваються значно повільніше, розтягуючись на сотні мільйонів і мільярдів наших земних років. Тривалість еволюційних циклів зірок визначаються їх масою. Масивні зірки еволюціонують швидше ніж менш масивні. ( «Зірки їх народження життя і смерть» І. С. Шкловський). Еволюційний процес - це і є реальне, власне фізичне час індивідуальне для кожного об'єкта, яке і представляє його реальну «життя», тривалість якої визначається природними законами Природи.