Страница 45 из 57
Независимо от решения вопроса расширяется вселенная в настоящее время или нет, нет оснований отвергать предположение о том, что вселенная могла быть создана в том же виде, в каком она существует сегодня. Расширение вселенной не имеет прямого отношения к ее возрасту. Тем более необоснованна экстраполяция процесса расширения вселенной с последующим выводом о возникновении вселенной в результате Большого взрыва.
Результаты научных наблюдений за объектами мегамира свидетельствуют в пользу библейской модели сотворения. «Чем больше астрономы узнают о происхождении и развитии Вселенной, тем больше они накапливают доказательств существования библейского Бога. Интересно, что те ученые, которые с наибольшим усердием боролись против Бога Творца космоса, зачастую представляли наиболее весомые доказательства в Его пользу...
Хотя далеко не все, кто пишет об этих новых измерениях, принимают Иисуса Христа как Господа и Спасителя, но все они обычно утверждают, что единственное объяснение наблюдаемой нами Вселенной — это акт, совершенный сущностью, находящейся за пределами пространственно-временных измерений Вселенной, и эта сущность в состоянии планировать и претворять в жизнь этот план.
Все эти ученые обычно не принимают теологическое толкование вещей, либо у них не хватает смелости признать, что в своих исследованиях они свидетельствуют не о ком ином, как о библейском Боге», — пишет Хью Росс [54]. Глава 3 ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ В СВЕТЕ СОВРЕМЕННЫХ НАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ Понятия пространства и времени Понятия пространства и времени сформировались для количественного описания движения материи.
В физике движение в самом общем виде рассматривается как изменение состояния системы. Для описания состояния вводится набор измеряемых параметров, к которым со времен Декарта относятся пространственно-временные координаты. Время выражает порядок смены физических состояний и является объективной характеристикой любого физического процесса или явления, оно универсально [44].
Ньютон различал абсолютное и относительное время. В «Математических началах натуральной философии» он писал: «Абсолютное или истинно математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год...
Течение абсолютного времени изменяться не может. Длительность или продолжительность существования вещей одна и та же, быстры ли движения (по которым измеряется время), медленны ли, или их совсем нет... Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего». Абсолютное время не имеет физического смысла, оно лишь идеальное математическое представление, ибо в природе нет реального физического процесса, пригодного для измерения абсолютного времени.
Во-первых, в связи с тем, что течение времени зависит от скорости движения системы отсчета. При достаточно большой скорости, близкой к скорости света, время замедляется, т. с. возникает релятивистское замедление времени. Во-вторых, поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени и можно говорить только о локальном времени в некоторой системе отсчета.
В этой связи время не есть сущность, не зависящая от материи, и оно течет с различной скоростью в различных физических условиях, т. е. время всегда относительно. Существенная особенность времени выражена в постулате времени. Одинаковые во всех отношениях явления происходят за одинаковое время. Иначе можно сказать, что длительности повторяющихся периодов хороших часов при неизменных условиях совершенно одинаковы.
Однако этот постулат справедлив лишь в пределах определенной точности. Его нельзя проверить на опыте даже с помощью совершенных, но реальных часов, так как: 1) любые часы не идеальны и характеризуются своей мерой точности; 2) нет абсолютной уверенности в возможности создания совершенно одинаковых условий в природе в разное время. Пространство выражает порядок сосуществования физических тел.
Подобное определение вытекает из теории пространства, создателем которой явился Эвклид 2000 лет назад. Геометрия Эвклида оперирует идеальными математическими объектами, которые существуют как бы вне времени, и в этом смысле пространство в этой геометрии — идеальное математическое пространство. Вплоть до середины XIX в., когда были созданы неэвклидовы геометрии, никто из естествоиспытателей не сомневался в тождественности реального физического и Эвклидова пространств.
По аналогии с абсолютным временем Ньютон ввел понятие абсолютного пространства, которое может быть совершенно пустым и существует независимо от наличия в нем физических тел, являясь как бы мировой сферой, где разыгрываются физические процессы. Свойства такого пространства определяются Эвклидовой геометрией. Специальная теория относительности объединила пространство и время в единый континуум пространство-время.
Основанием для такого объединения послужил постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных тел — скорости света, равной в вакууме примерно 300000 км/сек, и принцип относительности. В целом теория относительности основывалась на том, что — в отличие от механики И. Ньютона — пространство и время не абсолютны. Они органически связаны с материей и между собой.
Из данной теории следует относительность одновременности двух событий, происшедших в различных точках пространства, а также относительность измерений длин и интервалов времени, произведенных в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга. Вес это означает, что для реального мира пространство и время имеют не абсолютный, а относительный характер.
Общая теория относительности показала, что Эвклидова геометрия не является абсолютной и единственно пригодной для описания явлений природы. В соответствии с данной теорией материя формирует свойства пространства и времени. Любая масса искривляет пространство и время. Количественной мерой искривленности служит безразмерное отношение гравитационного потенциала к квадрату скорости света. Если такое отношение равно нулю (массы отсутствуют)
, то пространство-время становится псевдоэвклидовым, плоским, а истинное пространство (без време-ни) — Эвклидовым, которое представляет собой предельный случай — пустое пространство. В другом предельном случае, когда данное отношение стремится к единице (больше оно быть не может), пространство-время искривляется и замыкается само на себя, образуя локальную пространственно- временную границу физического мира, который при этом разделяется на две несвязанные области.
Предполагается, что такая возможность создается на горизонте событий черных дыр, реальное существование которых экспериментально не установлено. Многомерное пространство представить сложно, поскольку мы живем и дейстсвуем в трехмерном пространстве. Трехмерность доступного нам пространства является выражением антропного принципа, о котором мы уже упоминали в первой части книги.
Современная физическая теория пространства и времени В основе специальной теории относительности, иначе называемой релятивистской, лежат принципы относительности и инвариантности, которые определяют современные представления о свойствах пространства и времени. Принцип относительности состоит в том, что никакие опыты (механические, электрические, оптические)
, проведенные в данной инерциальной системе отсчета, не дают возможности обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно; все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерциальной системы к другой. Впервые принцип относительности сформулирован Галилеем для механического движения. Механическое движение относительно, и его характер зависит от системы отсчета.
Та система, по отношению к которой выполняется первый закон Ньютона, называется инерциальной системой отсчета. Это такая система, которая либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно относительно какой-то другой инерциальной системы. Первый закон Ньютона утверждает существование инерциальных систем отсчета. Механический принцип относительности Галилея означает, что уравнения динамики при переходе от одной инерциальной системы к другой не изменяются, т. е.