Момент времени

Для нас особенно важно, что космологический принцип так­же допускает, что Вселенная выглядит одинаково в любой мо­мент времени (выделено мною. — А.Б.), из какой бы галактики на нее ни смотрели. Из этого последнего утверждения космологического принципа следуют два фундаментальных (но различных по сути) положения: 1. Время во Вселенной однородно во всех направлениях. 2. Темп времени во Вселенной одинаков во все космологичес­кие эпохи. Последнее утверждение совсем не очевидно, и, тем не менее, современная космология как будто не сомневается в том, что темп времени, присущий Метагалактике, не претерпевает ни­каких изменений в процессе эволюции Вселенной. Как согласуются эти утверждения, принятые как аксиомы традиционно мыслящим большинством, с нашей гипотезой неоднородного времени? Казалось бы, противоречие явное и положение наше безна­дежно, ибо «совершенный космологический принцип» узако­нивает существование во Вселенной единого мирового или даже единого универсального времени, как бы изначально и навсегда присущего Вселенной. И это представляется нам, осторожно выражаясь, несколько странным.
Во всяком случае, картина получается любопытная: несмотря на почти всеми принятое положение теории относи­тельности о том, что время каждого тела, в общем случае, зави­сит от гравитации и системы отсчета (скорости), и, таким обра­зом, каждое тело обладает относительным собственным време­нем, и говорить вообще о времени каждого тела не имеет смысла (в том числе и по причине фактической неоднородности грави­тационного поля).
Несмотря на это, уживается представление о как бы едином в мировом масштабе времени, и тут уже время у всех тел принимается как бы одинаковым вне зависимости от время формирующих факторов, принятых в теории относитель­ности.
Это странно, но, будем объективны, некоторые основа­ния для такого утверждения есть, если рассматривать огромные объемы Вселенной.
В самом деле, представим себе, что некие тела, обладающие такими внутренними свойствами, как масса и энергия покоя, находятся в исчезающе слабом гравитационном поле, скорость их движения мала по сравнению со скоростью света, а выбран­ная система отсчета также находится в слабом гравитационном поле, да к тому же среди самых отдаленных галактик.
Все наши тела, рассматриваемые относительно такой системы отсчета, практически неподвижны.
Зададим себе вопрос: какое у этих тел время?
В соответствии с теорией относительности ответ, очевидно, должен быть таким: их время равно времени выбран­ной системы отсчета... И тогда как бы получается, что представление о едином вре­мени мы можем распространить на различные части Вселен­ной.
Так возрождается или, лучше сказать, продолжает теплить­ся представление о том, что время в мировом масштабе — это некоторая (как бы) субстанция, правда, теперь уже не неизмен­ная, не абсолютная в своих проявлениях, и слово «субстанция» уже не произносится, но время все еще остается как бы одина­ковым изначально (до своих проявлений через факторы относи­тельности) .
Так и тянется ниточка назад от нынешних философов-физиков до Эйнштейна, от Эйнштейна через Ньютона к Аристотелю и до Анаксимандра, жившего 2600 лет назад (какой все-таки молодец этот Анаксимандр!). Это представление и нашло отражение в космологическом принципе.
Эту же идею о том, что Вселенная однородна по вре­мени, как однородна и по веществу, Фридман и принял как допущение, когда предложил модель расширяющейся Вселенной. Как пишет проф.
Нарликар: «Фактически однородность и изо­тропия моделей Фридмана позволяет ввести (?! - А.Б.) единое мировое время.
Два наблюдателя, находящихся в разных галак­тиках, могут синхронизировать ход своих часов, сравнивая фи­зические свойства в своих окрестностях.
Например, они могут отождествить моменты времени, когда плотности материи име­ют одинаковое значение около обоих наблюдателей». Обратите внимание, что и тут говорится, по существу, о срав­нении внешних условий — о влиянии гравитации на часы двух наблюдателей - и, конечно, такого время формирующего фак­тора, как внутренняя энергия, тут нет. Казалось бы, явное про­тиворечие с нашей концепцией и, кажется, ничего не остается, кроме как поднять вверх руки, ибо противостоять такой компа­нии (от Анаксимандра до Эйнштейна) невозможно. Но противоречие это в значительной мере кажущееся, во вся­ком случае, неполное.
Космологический принцип утверждает Вселенную, однородно заполненную веществом, проявляющую одинаковые свойства во всех направлениях.
Возможно, это так, если смотреть на Вселенную как бы со стороны, если сопостав­лять огромные объемы.
Правда, с этим ограничением так уже свыклись, что само ограничение, а в нем суть принципа, начало как бы забываться. Согласимся и мы, что Вселенная однородна и изотропна в больших размерах — формально с этим прихо­дится соглашаться, ибо астрофизики (в значительной мере ус­ловно) считают однородным объемом во Вселенной куб со сто­ронами в один миллион световых лет . Как же быть с гипотезой локально-когерентного времени, если она отвергает положение космологического принципа о том, что время во
Вселенной однородно? Так ли безнадежно наша гипотеза противоречит этому положению? Да, мы теперь знаем, что время локально-когерентно, т.е. проявляет одинаковые свойства только в пределах отдельных локальностей. Но мы также знаем, что оно квазикогерентно в каждой системе, а ведь каждая система входит в систему выс­шего порядка, в которой время, в свою очередь, квазикогерент­но.
Таким образом, в конечном счете, время во Вселенной в больших объемах усредненное и в этом смысле его можно счи­тать в какой-то мере однородным и даже тем самым единым мировым, которое принял Фридман и с которым, как ни стран­но, согласился Эйнштейн. В утверждении, что время во Вселенной усредненное и в рам­ках нашей гипотезы есть, конечно, натяжка, но не большая, чем в космологическом принципе, когда его допускают к примене­нию к конечным объемам Вселенной, в нем не больше противо­речий, чем противоречив сам космологический принцип.
Зна­чительно больше противоречий у нашей гипотезы с тем след­ствием космологического принципа, где утверждается (не очень уверенно), что темп вселенского времени одинаков в любую космологическую эпоху. Точнее сказать, наша гипотеза и эта часть космологического принципа противоположны по смыслу. Прежде чем продолжить разговор о том, одинаково ли время в различные космологические эпохи, конкретизируем некото­рые понятия. Что происходит со светом, когда его источник удаляется (эф­фект Доплера) со скоростью Кот наблюдателя?
Наблюдатель реги­стрирует свет (и это мы уже знаем) с большей длиной волны, чем излучает источник, и при этом длина волны увеличивается про­порционально величине, равной 1 + Z, где — величина красного смещения, зависящая от соотношения скоростей источника света и скорости света в вакууме.
Далее, приращение длины волны,' выз­ванное движением источника, определяется соотношением V ДХ = А,"£" Известны науке и другие типы красного смещения. Например, так называемое гравитационное.
Обусловлено оно тем, что излу­чают массивные гравитирующие тела, точнее, когда испускается световой луч из области сильного гравитационного поля, а регистрируется в области с относительно слабым (такова Земля).