Теория относительности и сверхсветовая скорость - Владимир Иванович Моренко Страница 18

показатель преломления вакуума.

Обратим внимание, что наблюдатель, расположенный в любой точке Вселенной, всегда находится в центре сферы с радиусом, определяемым величиной длины волны микроволнового изотропного фона. Тем самым, снимается проблема единственности выделенной системы координат, которая строится с привязкой к радиусу микроволнового фона. Таких систем будет неопределенное множество, а их центры будут всегда привязаны к месту расположения наблюдателя.

Есть еще один момент, который сопутствует космологическому красному смещению длин волн в спектрах излучений удаленных объектов – это изменение частоты излучения этих объектов. Это является прямым следствием зависимости величины скорости света от показателя преломления вакуума. Таким образом, должно наблюдаться не только красное космологическое увеличение длины волны электромагнитного излучения, но и аномальное для классического определения изменение частоты этого излучения, но не в сторону ее уменьшения, а наоборот – в сторону ее увеличения. Последнее обстоятельство может быть вполне убедительным объяснением существования изотропного рентгеновского фона.

Действительно, наблюдаемое микроволновое излучение имеет температуру

, что соответствует длине волны м в максимуме потока излучения.

Если считать, что самыми удаленными еще обнаруживаемыми объектами являются объекты с температурой Солнца, то источники наблюдаемого микроволнового излучения имеют максимум потока при длине

м.

Тогда наблюдаемая частота излучения самых удаленных источников:

Указанные частоты относятся именно к рентгеновскому излучению, соответствующего превышению скорости света в вакууме при отсутствии гравитационного поля примерно на четыре порядка.

Изотропный рентгеновский фон определяется, как правило, по энергии (частоте) вторичного излучения, зависящего от эффективной энергии первичного (внешнего) излучения. В то же время микроволновой фон определяется по длине волны максимума энергии (температуре) в спектре равновесного излучения с помощью спектрального анализа «реликтового» излучения. И из-за различия в скоростях света у сигнала и на приемном устройстве возникает желание рассматривать две резонансные частоты (две длины волны) у одного и того же сигнала. При этом различие между ними столь велико, что изотропный рентгеновский фон и реликтовое излучение воспринимаются как два самостоятельных физических явления. В то же время чувствительность современных физических приборов позволяет [9] с уверенностью обнаружить только уширение линий спектров поглощения и излучения для далеких звезд, а не разделение одной линии на две самостоятельные для еще более далеких звезд. Да, собственно, такую задачу никто никогда и не ставил. Но вот уширение спектральных линий в зависимости от лоренцева эффекта в известной степени нивелируется ростом скорости света и изменения показателя преломления вакуума по мере увеличения расстояния до источника света. Однако данный эффект должен был бы проявляться значительно более заметно, если бы мы имели дело с космологическим «расширением пространства». Приходится еще раз обращать внимание на тот факт, что используемое в физике понятие пространства представляет собой нематериальную сущность, которая не может быть «искривлена», и ее надо отличать от математического понятия о некоторой системе параметров (координат), позволяющей адекватно описывать явления, события и эффекты реально существующего физического многообразия, то есть материи. Следовательно, представление о расширении (сжатии), тем более «инфляционном расширении» пространства не более чем уловка для объяснения физического (материального!) процесса с помощью вовсе не материального понятия.

Интересно, что, поскольку радиус предельной видимости зависит от величины плотности материи, могут существовать отдельно взятые объекты, размеры которых меньше или равны радиусу вырождения вакуума, который можно считать радиусом предельной видимости, то есть черные дыры. Минимальную массу такого объекта можно оценить следующим образом.

Прежде всего, отметим, что интерес для такой оценки представляют объекты, в которых вещество имеет конечные размеры и плотность, а не является сингулярным образованием. В этом случае можно считать содержимое объекта сжатым сгустком нейтронов. Данное предположение совершенно условно и необходимо только для того, чтобы определить возможность несингулярного состояния материи внутри черной дыры. Тогда можно записать очевидные соотношения:

сли расстояние между соседними нейтронами равно их радиусу и составляет м, минимальная масса, при которой образуется черная дыра, составит кг, а радиус км. Эти величины вполне соответствуют современным представлениям о размерах и массе черных дыр. Статическое давление в центре такой дыры составляет , то есть равно давлению в центре масс протона.

Рассмотрим падение в трехмерном пространстве некоторой массы на черную дыру в условиях отсутствия влияния на ее падение каких-либо иных взаимодействий, кроме гравитационного. Но прежде, чем приступить к рассмотрению, обратим внимание на следующее.

Функцию Лагранжа принято считать равной разности кинетической и потенциальной энергий тела. В классической механике это е обеспечивает закон сохранения полной энергии тела, равной сумме указанных энергий, при движении тела в потенциальном поле. Однако данное условие не может быть применено к формулировке функции Лагранжа для релятивистских скоростей, в чем можно легко убедиться, если подставить разность кинетической и потенциальной энергий вместо функции Лагранжа в выражение

. В этом случае в качестве сохраняющейся величины мы будем иметь выражение . Движение тела в стационарном центральном потенциальном поле можно рассматривать как его свободное падение по тангенциальному и радиальному направлениям. При тангенциальном свободном падении скорость тела по модулю не меняет своего значения, чего не скажешь о радиальном свободном падении. То есть, в последнем случае либо потенциальная энергия зависит от скорости падения тела (что невозможно по определению), либо полная энергия замкнутой системы будет зависеть от внутренней скорости движения тела, а это уже прямой путь к созданию вечного двигателя. Таким образом, определение функции Лагранжа при релятивистском движении как разности кинетической и потенциальной энергии является неправомерным и при рассмотрении падения тела на черную дыру следует руководствоваться принципом сохранения полной энергии падающего тела вне зависимости от скорости его движения.

Во время свободного падения тела изменение его кинетической энергии происходит только за счет изменения его положения по отношению к источнику гравитации, то есть за счет изменения потенциала гравитационного поля. Тогда, с учетом граничных условий, будут справедливы выражения: