ОДНА ИЗ МНОГИХ, НО ЗАТО КАКАЯ!

Вам никогда не мечталось, чтобы где-то рядом с вашим домом открылся пространственно-временной портал между мирами? Ну, чтобы как в кино: шаг во что-то синеватое таинственно колышущееся, и ты уже в ином мире. К примеру, чтобы открылась перспектива попасть на поверхность одной из планет в системе Альфа Центавра без жесткой необходимости провести десяток лет в анабиозе, в то время как твой звездолёт мчит сквозь пустоту. Мне в детстве такое мечталось - космическая фантастика была очень популярна. И ещё очень хотелось, чтобы сказка стала былью не в отдаленном будущем, а сейчас. Очень огорчал запрет, налагаемый Теорией Относительности на ограничение скорости полётов в пространстве скоростью света, которая уже не казалась такой большой. Но, удивительные люди фантасты придумали полеты в подпространстве, а потом ещё и эти самые порталы к ним добавили - стало интереснее. И физики нет-нет, да и упомянут про "кротовые норы", которые почти то же, что порталы. Огорчало, что с их реализаций ничего не выходило даже в теории - очень уж узки эти норы. Надежда оставалась на дальнейшее изучение свойств нашего пространства, на то, что найдут какой-то способ, чтобы и запрет соблюсти и до дальних миров добраться. Но, пока не нашли, приходится самим придумывать, как устроено наше пространство, какой механизм заставляет планеты вращаться вокруг светил и что старые и новые теории мироздания нам могут пообещать. Вот, что бы такое этакое придумать?

За последние триста пятьдесят лет, прошедшие со времени создания Исааком Ньютоном его знаменитой Теории Всемирного Тяготения, только ленивый не пытался придумать механизм, заставляющий материальные тела тянуться друг к другу. Незримые верёвки там что ли между планетами протянуты? Сам создатель теории от этого занятия отмахнулся фразой "Гипотез не измышляю". Возможно, лукавил, ведь любопытно же - пытался, наверное, но не смог. Пытаются и сейчас, очень многие пытаются. Но, есть такая загвоздка: обратная пропорциональность квадрату расстояния у многих получается, что не удивительно - она следует из вычисления сферического угла, под которым одно тело видно с точки зрения другого. Иначе говоря, является следствием трёхмерности нашего пространства. А вот с пропорциональностью произведения масс так легко не получается. Наверное, первым кто нашел решение, был школьный учитель Николас Фатио, который в 1690-м году придумал оригинальный способ описания притяжения через давление внешних частиц, которые летят в огромном количестве со всех сторон и во все стороны, заполняя Вселенную своими потоками. В таком случае, притяжение становится прибивной силой за счёт дефицита частиц в тени тел. Как волны в море прибивают корабли друг к другу. Фатио сообщил это решение Ньютону и тот был в полном восторге. Но, дальше Фатио понял, что тяготеющие тела должны быть пористыми, очень пористыми, ну, совсем пустыми для того, чтобы выполнилось условие пропорциональности произведению масс. Он представлял материальные тела как наборы маленьких шариков, соединенные между собой тонкими стержнями. Тогда, если каждый шарик одного тела притягивается к каждому шарику другого тела, то суммарная сила будет пропорциональна числу этих пар, а это и есть пропорциональность произведению масс. Было от чего Ньютону прийти в восторг. Однако, дальнейшее продвижение теории застопорилось: шарики со стержнями не вызывали доверия в научном сообществе и Фатио стал получать больше критики, чем одобрения. В том числе и от далеко не ангела по характеру сэра Ньютона.

Свою теорию Фатио так и не опубликовал, поэтому про неё быстро забыли и вспомнили только через полсотни лет, когда аналогичную теорию опубликовал Жорж-Луи Ле Саж, которого в прессе именуют кратко - Лесаж. В принципе, чего-то нового Лесаж к теории Фатио не добавил, но вдохнул в саму эту концепцию механизма тяготения вторую жизнь, и с тех пор теория потоков носит его имя - "теория Лесажа". Также ещё назыают "push гравитацией" в отличие от "pull грвитации" (см. ru.wikipedia.org/wiki/Теория_гравитации_Лесажа). Теория привлекла внимание многих отчасти потому, что позволяла буквально "на пальцах" вывести Закон Всемирного Тяготения, а заодно и таинственные законы Кеплера, которые "движут мирами". Однако, появились новые вопросы к теории, на которые ни у Лесажа, ни у других учёных не было ответов, в соответствии с уровнем развития науки того времени. Интерес к концепции мировых потоков то угасал, то снова возвращался - есть этот интерес и сейчас, хотя профессионалы стараются его не афишировать. Формально, концепция наукой давно опровергнута, отвергнута, отброшена и забыта. Но, только формально.

Чтобы сохранить видимость объективности, добавлю, что существует множество других концепций, объясняющих механизм гравитации, и интересующиеся могут их легко найти по поиску в Интернете. Но, практически все они имеют пару недостатков: а) с натугой выходит объяснение пропорциональности силы произведению масс взаимодействующих тел и б) совсем не выходит объяснение однополярности силы и чрезвычайной слабости гравитации по сравнению, скажем, с электромагнитным взаимодействием. Чтобы было понятнее, скажу, что сила гравитации во столько раз слабее силы электромагнетизма, во сколько раз электрон меньше всей Вселенной - вот так-то! Но, если электромагнитные силы уравновешены положительными и отрицательными зарядами, то силы гравитации уравновешены разве что вращением одних тел вокруг других по замкнутым орбитам и в очень больших масштабах. К этой паре очевидных недостатков следует добавить ещё один, менее очевидный, но зато самый существенный: большинство этих концепций ничего толком не предсказывают из того, что не было предсказано и затем подтверждено в экспериментах теориями Ньютона и Эйнштейна. А если теория не предсказывает ничего нового, то зачем она нужна и кому? Поэтому, не вдаваясь в дискуссию, почему на самом деле движущееся тело не тормозится и не нагревается в потоках этих загадочных частиц, в соответствии с законами термодинамики (при чём тут термодинамика вообще?) - вопросы к теории, на которые указывали Максвелл, Пуанкаре, позднее Фейнман, перейдём к поиску интересных выводов и возможных предсказаний. То есть, сразу к десерту.

Для упрощения восприятия концепции, дадим этим мировым "сверхтонким" частицам имя - корпускулы. И даже более того, сделаем очень смелое предположение, что этими частицами являются давно всем известные нейтрино. При этом не утверждаю ни в коем случае, что корпускулы - это именно нейтрино. Я лишь говорю, что очень похоже на свойства нейтрино, и для наших рассмотрений как рабочий вариант такое допущение вполне подойдёт. Найдутся новые претенденты, тогда заменим на них.
Нейтрино действительно, как и те корпускулы, пронизывают всю Вселенную во всех направлениях, при этом крайне редко взаимодействуя (ремарка удалена автором) с веществом. Настолько редко, что Земля или Солнце, или тысяча таких объектов поставь в ряд одно за другим - пролетит насквозь и не заметит. Из чего следует, что если какое-то давление на массивные тела при пролёте нейтрино всё же оказывает, типа легких толчков с потерей импульса, то почти незаметное. А уже из этого следует, что потоки нейтрино могут порождать прибивную (push) силу тяготения, пропорциональную произведению масс и обратно пропорциональную квадрату расстояния. Чего ещё не хватает для полноты картины, так это оценки величины гравитационной постоянной.
Про свойства нейтрино мы знаем мало по той причине, что они крайне неохотно регистрируются. Нейтринные детекторы, содержащие тысячи тонн дистиллированной воды глубоко под землёй, окруженные сотнями или даже тысячами фотоэлектронных умножителей для регистрации Черенковского излучения - вся эта огромная и дорогая техника примерно раз в неделю регистрируют одно событие. Этого мало, очень мало. Причём, регистрируется в основном нейтрино высоких энергий от ядерных реакторов, или от Солнца, или вот недавно от блазара пришла весточка. А рассеянные космические нейтрино с энергиями меньше половинки мегаэлектронвольта не регистрируются вообще. Основная реакция при регистрации - это превращение протона в пару нейтрон плюс позитрон. Положительно заряженный позитрон при торможении в воде порождает Черенковское свечение, которое фиксируется приборами. Также регистрируются события выбивания протонов из молекул воды, которые сопровождающиеся свечением от торможения протона. И то и другое событие требует большой энергии. А что делают массы нейтрино низких подпороговых энергий, которых может быть невероятно много, и которые никакими приборами не регистрируются? Про них даже не пишут.

Закономерный вопрос, который задавали многие: Если есть потоки нейтрино, и они какую-то малую часть своего импульса отдают массам, сквозь которые пролетают, то почему мы не наблюдаем торможение равномерно летящих тел и планеты не сходят со своих орбит миллиардами лет? Действительно, вопрос... Возможно, ответ находится в слове "не наблюдаем". Как так?

Мы не совсем понимаем, что такое время в физическом его смысле. Но при этом без проблем пользуемся его измерением. Пользуемся, каким образом? - Берём равномерный процесс и сравниваем его с изучаемым процессом. Но, что если с точки зрения какого-то совсем внешнего наблюдателя все наши равномерные процессы на самом деле неравномерны? Как в случае с просмотром видео, которое с каждым кадром идёт всё медленнее и медленнее. В том числе и часы в кадре на стене тикают медленнее и медленнее - для внутреннего наблюдателя это будет ненаблюдаемая неравномерность, не с чем сравнивать. Представим, что все свободно летящие тела действительно тормозятся, но при этом и часы тоже замедляют свой ход - такое вот глобальное всемирное замедление. Возможно такое? Почему бы нет - ну, опять же в качестве рабочей гипотезы.

Ненаблюдаемость может иметь какое-то проявление в странностях этого мира. Вот, хотя бы такое, что для сохранения равенства давлений в потоках, видимое по факту давление на тело встречного потока должно пропорционально в "ка" раз уменьшиться, а попутного в те же "ка" раз возрасти. Нелепости в этой мысли никакой нет - у тех же гама-квантов сечение взаимодействия с веществом ведёт себя примерно так же: падает при возрастании энергии-импульса и возрастает при его убывании. Попробуем определить, чему будет равен этот коэффициент "ка". Задача несложная - приравняли потоки, один деленный на "ка", а другой на "ка" умноженный и нашли. Скажу сразу, что если скорость нейтрино равна скорости света, то он будет равен в точности коэффициенту Лоренца, хорошо всем знакомому из курса Специальной Теории Относительности. И ещё, в качестве бонуса: тождество инерционной и гравитационной масс из этой теории вытекает как само собой разумеющееся. Тоже ведь впечатляет.

Следует ли из этого, что наш мир глобально тормозится, и, соответственно, уменьшается в размерах относительно какого-то "внешнего наблюдателя"? Возможно, почему бы нет? Чему это противоречит, каким признанным теориям?
Вот, это было, что называется, первое предсказание. Однако, оно теоретическое и не проверяемое, а хотелось бы более практическое. Можно и практическое: глобальным источником нейтрино является само пространство, но нейтрино также образуются в недрах звезд как результат распада свободных нейтронов. А это значит, что Солнце не только образует "тень" в потоках нейтрино, но оно ими же и "светит", причем весьма энергичными. Отсюда следствие: возможно, что Солнце на самом деле тяжелее, чем это следует из оценки силы его притяжения по движению планет. Для физиков и астрофизиков это может быть интересным доводом для пересмотра своих теорий строения Солнца как плазменного шара со сравнительно небольшим гелиевым ядром. Второе следствие: центр нашей Галактики является мощным источником нейтрино, поток которых спадает с расстоянием по квадратичному закону. Вследствие чего возникает недооценка массы в центре галактики, которая ведёт к её переоценке на периферии. Внутреннему наблюдателю будет представляться, что периферия слишком утяжелена, как будто в ней присутствует скрытая "тёмная материя". Так оно астрофизикам и представляется. Дополнительно, такое представление позволит оценить соотношение межгалактической плотности нейтрино и той её части, что испускает насыщенный звёздами центр Галактики - это было бы крайне любопытно.

Чтобы показать третье следствие, немного отвлечемся - вспомним про метрику. В математике метрика - это функция расстояния между двумя точками. В школе нас учат евклидовой метрике, которая сводится к нахождению гипотенузы по двум катетам с использованием теоремы Пифагора. Бывают метрики сложнее - риманова, к примеру, которой пользуется Общая Теория Относительности. В этой метрике в треугольнике сумма углов не всегда сто восемьдесят градусов, зато она хорошо подходит для описания свойств "искривлённых пространств". Не все дружат с понятием искривления пространства, ругают за него Эйнштейна. Но, если искривление воспринимать как отход от евклидовой метрики в сторону римановой в силу необходимости, то кривизна будет выглядеть уже не так страшно - просто описание наблюдаемого факта не всегда прямолинейного распространения световых лучей. Такое "искривление пространства" можно представить как разлинованную в клеточку школьную тетрадку, в которой линии кривоватые и клеточки то больше, то меньше. То они гуще, то они реже. Если каждую клеточку трактовать как единицу метрики, то можно сказать, что с точки зрения внешнего наблюдателя где-то пространства может быть больше (клеточки мельче), а где-то меньше (клеточки крупнее). И время тоже течет то медленнее, то быстрее: согласно постулату СТО свет должен проходить одну единицу метрики (клеточку) за одну единицу времени. А это значит, что для внешнего наблюдателя его скорость то меньше, то больше, хотя для внутреннего наблюдателя скорость света постоянна, часы тикают равномерно и все линии прямые - он не наблюдает искривление пространства, поскольку сам кривой.

Теперь представим, что метрика пространства прямо зависит от плотности потока нейтрино в данной области. Количество предположений, которое можно из этого представления сделать, зашкаливает. Но, мы сосредоточимся на расширении пространства. Если мириады звёзд производят потоки нейтрино, то нашего пространства становится всё больше и больше - больше становится клеточек и с точки зрения внутреннего наблюдателя оно расширяется. При этом, разлетаются галактики или нет, не имеет большого значения - это лишь вопрос интерпретации наблюдаемого. Расширение будет происходить, очевидно, не совсем по законам Ньютона - потоки нейтрино от звёзд обладают дополнительной расталкивающей силой. Объясняет ли это феномен "тёмной энергии" не возьмусь утверждать наверняка, но вроде бы допустить такое логично. Это третье следствие. Будет и четвёртое.

Обратим внимание на такие популярные у астрофизиков объекты как чёрные дыры. Примем за факт, что они есть, тем более они присутствуют, это считается доказанным, в центрах массивных галактик. В отличие от звезды, которая прозрачна для нейтрино, чёрная дыра по определению не прозрачна. Из чего следует, что не только разного рода вещество туда безвозвратно падает, но также туда безвозвратно падает и нейтрино в больших количествах. А нейтрино, как мы указывали, порождает пространство - те самые мелкие квадраты, которые со временем всё мельче и мельче, и которых всё больше и больше. Вы уже поняли, к чему я веду? Я веду к тому, что в ограниченных размерах черной дыры может родиться, уместиться и далее развиваться целая вселенная неограниченных размеров.

Но, сначала вернемся к нашей Вселенной и её геометрии. Если за пределами основных масс, сосредоточенных в видимой части, находится "пустота", свободная от масс, то плотность потоков нейтрино с расстоянием должна линейно падать (обратно пропорционально расстоянию), стремясь на бесконечности к нулю. То есть, получатся, что на бесконечности пространства нет или совсем нет. И, если два космонавта отправятся в бесконечность в разных направлениях, то там, на бесконечности они обязательно встретятся. Причем, пройдя бесконечность за конечное время! С точки зрения топологии, такая конструкция трёхмерного пространства, в котором бесконечность стягивается в точку, представляет собой замкнутое многообразие, гомеоморфное трёхмерной сфере - как раз тот объект, над которым долго и плодотворно трудился несостоявшийся миллионер Григорий Перельман. И по этой сфере, не имеющей ни конца, ни края, носятся туда-сюда потоки нейтрино. Хотя, наверное, это будет не совсем сфера, а сфера с небольшим клапаном, через который в нашу вселенную, возможно даже сейчас, не перестаёт что-то влетать, но ничего из неё не вылетает - топологи такую возможность в своих конструкциях многообразий не предусмотрели.

А теперь назад к чёрной дыре. Как она образовалась? Сначала это была просто звезда, сквозь которую свободно пролетали нейтрино. Затем внутри начала расти сфера Шварцшильда, в которую безвозвратно падало вещество и туда же безвозвратно уходили потоки нейтрино. Заглянув внутрь, отметим, что на этом этапе пространства там было очень мало и всё оно было плотно заполнено веществом. Затем, расширяясь, сфера поглотила звезду, пространства стало больше, и всё оно было равномерно заполнено поглощенным веществом звезды. А дальше с полным поглощением звезды, вещество перестало поступать, дальше поступали только потоки нейтрино, создавая всё больше и больше пространства, при этом расталкивая по нему вещество. Если вы интересовались работами Алана Гута или Андрея Линде, то можете без наводящих объяснений понять, почему мне пришло в голову сравнение с их инфляционной теорией, объясняющей странную однородность реликтового излучения. Вот именно потому - по инфляционной модели это был невероятный взрыв, мгновенно раздувший вещество по всей вновь образовавшейся вселенной. И только потом началось известное нам по теории Большого Взрыва инерционное расширение.

Итак, нейтрино проходит через поверхность черной дыры, новая вселенная растёт. Затем в ней рождаются звёзды, которые порождают потоки внутренних нейтрино, которые, в свою очередь, за пределы черной дыры не выходят, но порождают всё больше и больше пространства. Это пространство выглядит как огромная трёхмерная сфера с маленькой входной дырочкой в виде черной дыры. Что происходит дальше? Дальше в молодой вселенной появляются новые чёрные дыры, через которые избыток нейтрино уходит к новым вселенным - там их видится бесконечная цепочка. А сама вселенная выглядит (в модели двумерных поверхностей) как сфера, к которой приклеены сферы поменьше, а к ним ещё сферы - гроздь слепленных друг с другом разного размера сфер.

Можно ли предсказать, что случится с нашей Вселенной в далёком будущем? Как говорят космологи, звезды будут гаснуть, черные дыры будут расти, следовательно, плотность нейтрино будет падать, и пространство будет постепенно исчезать - наша трёхмерная сфера сдуется как шарик, возможно даже сморщенный и перекрученный. А черные дыры? - Они превратятся в полностью сформированные трёхмерные сферы, и входные отверстия закроются - вблизи черных дыр снаружи не останется нейтрино, следовательно, они станут бесконечно маленькими и исчезнут из пространства. По другому сценарию, черные дыры сольются вместе, а заодно сольются и их вселенные в новую вселенную, в которой разные части разнесены на большие расстояния. Интересный вопрос: а что если прямо сейчас наша Вселенная сливается с какой-то другой вселенной? Как это могло бы выглядеть и как может проявляться на нашем ночном звёздном небе? Я не знаю как, и не вижу никаких свидетельств этому слиянию, но это очередное предсказание, которое в будущем хотелось бы как-то проверить. Не знаю как, не знаю, хотя...- есть о чём подумать.

Наверное, этот краткий отчасти рекламный обзор будет неполным если не продолжить то с чего начал, и не обнадёжить перспективами будущих полетов сквозь подпространство и время, а ещё лучше путешествий через пространственно-временные порталы, как это делается в фантастических романах и фильмах. Ну, есть же "кротовые норы" - "мосты Эйнштейна - Розена", возможность существования которых современная наука не отрицает. Я предложу нечто иное. Во-первых, если плотность нейтрино во Вселенной подвержена большим флуктуациям, что вполне возможно, то в некоторых её местах космические расстояния могут оказаться не столь пугающими. Во-вторых, если каким-то образом построить туннель от Земли до одной из планет в системе Альфа Центавра, таким образом, чтобы в этом туннеле не было ни одного нейтрино, то едва войдя в этот туннель, мы одновременно окажемся и в его начале, и в его конце. Так будет потому, что в самом туннеле пространства нет - вообще нет. Шаг и... одна нога на Земле, а другая уже в мире ином. Чем вам не портал?

Заключение. Вы заметили, что в статье совсем нет формул и ссылок на источники тоже нет? Так было задумано - статья принципиально не научная. В ней кратко описана лишь одна концепция из великого множества концепций механизма гравитации и строения ткани материи. Эту я выделил потому, что она мне нравится больше чем другие. Ну, хотя бы тем, что в ней каждый атом во вселенной связан с каждым - это же просто фантастика! Впрочем, как оно там на самом деле происходит, тянет гравитация тела за невидимые нити или толкает корпускулами - да кто знает? Эта идея рождалась, умирала и как птица Феникс возрождалась вновь независимо многими людьми, в том числе людьми с известными всем именами. Моей задачей было показать, что она способна пробудить далеко идущую фантазию, а ещё позволяет увидеть окружающий нас глобальный мир под совершенно нешкольным углом зрения - это её большой плюс. Может кого-то ещё она заинтересует, буду только рад. И, кстати, на всякий случай: как построить пространственно-временной портал я так ещё и не придумал. Но не теряйте надежду, что-нибудь да придумаю.