На самих фронтах FF и FB, в областях максимального сжатия и максимального растяжения, элементы решетки находятся в своих крайних положениях и лишены подвижности. Следовательно, они не могут передавать колебания дальше, и являются физическими ограничителями для распространения всякого рода волн (сигнала) за пределы Н-слоя.
В переходных областях, на участках вблизи О-О области, подвижность элементов пространства достаточная для частичного проникновения в эти области
Таким образом, изотропность пространства внутри H-слоя нарушается. Фактически, в этом случае можно говорить об искривлении пространства. При этом подвижность элементов пространства приближается к нулю вблизи фронтов и максимальна в середине H-слоя. Подобное свойство пространства характерно для геометрии пространства Минковского.
Понятно, что параметры Н-слоя должны проявляться в характеристиках микромира, хотя в настоящее время не ясно как. Соблазнительно было бы предположить, что толщина Н-слоя, каким- то образом, соотносится с постоянной Планка. Например, энергия частицы может быть определена количеством волновых участков, входящей во временной отрезок равный толщине Н- слоя. Грубой аналогией может быть спиральная пружина, зажатая между двумя эластичными пластинами (фронтами H-слоя). Тогда, увеличение числа волновых участков должно приводить к усилению деформации пространства-времени и, как следствие, к увеличению запасенной энергии в данной точке. Однако, такое предположение пока ничем не может быть подтверждено.
1.3 Перемещение объектов микромира внутри Н-слоя
Как будет показано ниже, объекты микромира, по характеру перемещения в Н-слое, должны быть разделены на две группы. К первой группе относятся частицы, которые имеют радиальную составляющую скорости перемещения (вдоль вектора времени) меньше скорости движения фронта расширяющейся Вселенной. Напомним, что скорость движения фронта равна скорости света.
Ко второй группе относятся частицы, у которых радиальная составляющая скорости перемещения равна скорости света.
1.3.1 Перемещение объектов микромира, у которых радиальная составляющая скорости меньше скорости света
В этом случае переходная область, примыкающая к заднему фронт Н-слоя должен «догнать» частицу и с ней взаимодействовать.
Характер взаимодействия можно проиллюстрировать методом, который в свое время использовал А. Эйнштейн для пояснения искривления пространства-времени под действием массивного тела. Тогда на натянутую резиновую мембрану помещались металлические шарики, которые под действием гравитации продавливали мембрану, изменяя ее кривизну.
В нашем случае место мембраны занимает задний фронт FB вместе со своей переходной областью. Вместо гравитации действует давление, оказываемое на частицу движущимся задним фронтом FB.
Так как в части переходной области, примыкающей к заднему фронту, элементы пространства обладают достаточной подвижностью, частица будет «вдавлена» в переходную область в направлении противоположном направлению расширения Вселенной (против вектора времени). Фронт в месте нахождения частицы будет локально искривлен и, следовательно, частица должна оказаться в энергетической яме. Чем больше глубина проникновения частицы в переходной слой, тем больше должно быть затрачено энергии для начала ее движения.
Движение частицы вдоль пространственных координат в этом случае будет движением по поверхности заднего фронта расширяющейся Вселенной. Деформация переходной области, вокруг частицы, наделяет частицу свойствами, которые обозначаются как масса частицы, а также порождает явление, называемое гравитацией.
Постоянное расширение Вселенной и, следовательно, постоянный процесс расширения линии фронта должен сопровождаться уменьшением удельной энергии в любой точке фронта. Это, в свою очередь, должно приводить к уменьшению жесткости фронта.
Такой механизм массобразования дает основание предполагать, что массовые и гравитационные характеристики объектов микромира должны изменяться со временем.
Становится наглядно понятным известное положение СТО о том, что только безмассовые частицы могут двигаться со скоростью света. Хотя более правильным (с позиции причина - следствие) является другое утверждение: только та частица, которая движется со скоростью света, не имеет массу покоя.
Из представленной выше модели становится понятным, какие физические процессы стоят за математическим формализмом, описывающим участие бозона Хигса в обретении частицами массы.
Подробное рассмотрение передвижения частиц, обладающих массой покоя, выходит за рамки данной статьи. Здесь можно только отметить, что предложенная модель дает наглядное, представление о физической причине возрастания массы частицы при увеличении ее скорости.
Из СТО известно, что переход от одной инерциальной системы отсчета к другой равносилен повороту осей координат в псевдоевклидовом пространстве. Согласно предложенной модели, это эквивалентно локальному искривлению Н-слоя. А любое искривление Н-слоя должно сопровождаться деформацией решетки пространства. И чем сильнее поворот осей координат - тем больше деформация решетки пространства и значит больше запасенная энергия решетки пространства-времени в этом месте.
1.3.2 Перемещение объектов, у которых радиальная составляющая скорости перемещения равна скорости света
Для описания распространения света обычно используется понятие светового конуса в пространстве Минковского. В данной статье, для большей наглядности будет рассматриваться распространение света в двумерном пространстве Минковского.
На плоскости Минковского гиперболический конус вырождается в две пересекающиеся прямые линии, которым соответствует уравнение: x2 - t2 = 0. В нашем случае x - линия распространяющегося фронта; t - время, вектор которого перпендикулярен линии фронта в данной точке.
То, что распространение света в пространстве Минковского описывается прямой линией, применительно к представленной модели означает, что в середине H-слоя находится некоторый, очень узкий участок с не искривленной решеткой пространства-времени и с квазисвободными элементами пространства. Пространство на этом участке должно быть изотропно, так как |x| = |t|. В рассматриваемой модели это условие выполняется, так как подвижность элементов решетки в середине H-слоя, на узком его участке, высокая. Фактически, во все время своего движения фотон не выходит за пределы тонкого слоя вблизи О-О области, двигаясь синхронно с движением фронта! А в этой области сохраняются условия свободного 4-х мерного пространства, обладающего евклидовой метрикой (решетка пространства не искажена, а элементы пространства имеют высокую подвижность). Следовательно, угол между вектором вылета фотона и вектором времени в точке вылета должен составлять 45 градусов.
Это подтверждается также тем, что полная энергия частицы с ненулевой массой покоя в собственной системе отсчета равна, а не , хотя вся энергия частицы должна переходить в кинетическую энергию разлетающихся фотонов. То есть, в действительности модуль вектора скорости света равен , а проекция вектора скорости на пространственную ось равна c.
2. Распространение света на большие расстояния
Наиболее удобным для описания распространения света на большие расстояния является использование базиса, помещенного в 4-х мерное пространстве, в точке, являющейся геометрическим центром расширяющейся Вселенной. В данном случае помещение базиса в точке, не принадлежащей нашей Вселенной (Н-слою), является обоснованным, так как сам Н-слой принадлежит 4х мерному пространству.
Исходя из изложенного в разделе 2, возможны два варианта движения фотона.
1. Вылетев под углом 45О к вектору времени, фотон и дальше, двигаясь в 4-х мерном пространстве, на протяжении всего своего пути, сохраняет прямолинейное движение. В этом случае, угол между вектором вылета фотона и вектором времени в точке вылета должен сохраняться на протяжении всей траектории движения фотона, а угол между вектором движения фотона и вектором времени в точке нахождения фотона, будет уменьшаться по мере движения фотона.
Здесь важно отметить, что двигаясь прямолинейно в 4-х мерном пространстве, фотон все время остается в 2-х мерной плоскости (пространство-время). Следовательно, траектория фотона должна лежать в плоскости сечения, как это представлено на рис. 2. Траектория распространения фотона в этом случае является прямой линией, в 4-х мерном евклидовом пространстве.
2. Угол между вектором движения фотона и любым вектором времени, который этот фотон пересекает, всегда остается равным 45 градусов.
Ниже рассмотрены оба эти варианты распространения света.
скорость свет вселенная
2.1 Прямолинейное распространение светав 4-х мерном пространстве
На рис. 2 показана часть (сектор) двумерного сечения нашей расширяющейся Вселенной. Отрезки дуг соответствуют разным моментам времени, отстоящим друг от друга на условную величину 0.1. За единицу принимается время с начала формирования Вселенной по настоящий момент.
Рассмотрим, из каких точек пространства-времени должен вылететь фотон, распространяющийся прямолинейно, чтобы сигнал попал наблюдателю, находящемуся в современный момент (t = 1.0), в точке B, на векторе времени T3. Этому условию соответствует, например, точка A, так как направление вылета фотона из точки A под углом 45° к вектору времени T1, на котором находится эта точка, совпадает с направлением, необходимым, чтобы попасть в точку B. Таким же условиям соответствует точка C, находящаяся на векторе времени T2. Этим условиям соответствуют и бесконечное множество других точек, которые образуют некую гиперповерхность вращения, двухмерное сечение которой обозначено на рисунке двумя последовательностями точек слева и справа от вектора времени T3.
Понятно, что с увеличением угла между вектором T3 и любым другим вектором точка вылета, для того чтобы фотон попал в точку B, сдвигается все глубже и глубже по времени. Так вектору T2 (угол 15°) соответствует точка C и время t = 0.7. Вектору T1 (угол 24°) соответствует точка A и время t = 0.5. Вектора TL и TR, отстоящие от вектора T3 на 45°, являются предельными векторами времени, которые ограничивают такое движение. Действительно, так как вектор движения фотона, вылетевшего под углом 45° из любой точки вектора TL будет параллелен вектору T3 то, следовательно, такой фотон никогда не достигнет вектора T3. То же можно сказать и про вектор TR. Таким образом, вся та часть Вселенной, которая находится за пределами векторов TL и TR, для наблюдателя, находящегося на векторе времени T3, недоступна для наблюдения во всем интервале времени от t = 0.0 до t = 1.0.
Из данных, представленных на рис. 2, следует также, что длительность принимаемого сигнала всегда больше длительности отправленного сигнала. При этом увеличение длительности усиливается неколлинеарностью векторов времени, на которых находятся точка отправления сигнала и точка приема. Действительно, если отрезок AM это - длительность сигнала, отправленного из источника, расположенного на векторе времени T1, то отрезок BF, расположенный на векторе T3, соответствует длительности принимаемого сигнала. Коэффициент увеличения длительности сигнала KTL может быть определен, как отношение отрезков BF к отрезку AM. Используя построения, приведенные на рисунке, можно убедиться, что , где - угол между вектором времени, откуда вылетает фотон и вектором времени, где осуществляется его прием. То есть, коэффициент увеличения длительности принимаемого сигнала зависит от угла между векторами времени и, следовательно, от глубины нахождения, по времени, точки вылета.
Увеличение длительности принимаемого сигнала в точке приема, по сравнению с длительностью этого же сигнала в точке отправления, должно проявляться также в виде увеличения длины волны л кванта света.
В табл. 1 приведены результаты расчета величины KTL и относительного изменения длины волны z = Дл/л для разных значений угла и, соответственно, для разных значений времени t нахождения точек вылета. Количество знаков для каждого рассчитанного параметра определяется достижением значимой величины.
Данные, представленные в табл. 1, прекрасно согласуются с результатами астрономических наблюдений. Так, например, известно9, что вспышка сверхновой в галактике с z = 0,5 наблюдается три недели, а в галактике с z = 1 - один месяц. В представленной таблице 1 значениям z = 0,5 и z = 1 соответствуют KTL = 1.5 и KTL = 2. Отношения этих коэффициентов соответствует пропорциям длительностей, полученным из астрономических наблюдений.
Имеются и другие важные следствия увеличения длительности сигнала в точке приема, которые следует учитывать при астрономических наблюдениях. В частности, это снижение интенсивности светового потока при увеличении расстояния. В данном случае, в месте приема происходит снижение интенсивности светового потока за счет увеличения времени поступления энергии в точку приема. Происходит рассеяние энергии во времени. Коэффициент KSL уменьшения светового потока за счет увеличения длительности сигнала является величиной обратной коэффициенту KTL. Данные, приведенные в табл. 1, находятся в прекрасном соответствии с результатами астрономических наблюдений10 за сверхновыми Ia, у которых z = 1. Эти результаты указывают на то, что причиной так называемого «аномального» снижения светимости сверхновых типа Ia, расположенных на больших расстояниях, является не ускоренное расширение Вселенной, а особенность распространения света в условиях расширяющейся Вселенной. Отсюда следует, что использовать сверхновые типа Ia для оценки больших расстояний можно только с учетом коэффициента уменьшения светимости KSL.