Красное смещение – истинная причина. Метрика Вселенной (часть 1)

Почему-то многие не знают, другие забывают то, с чего начинается механика. Например, Эйнштейн знал и понимал и поэтому свой труд начал именно с этого вопроса – понятия одновременности и синхронизации часов. Но не учел некоторые возможности. Здесь они учтены. Это позволяет оценить одностороннюю скорость света, и получить мерический тензор для описания Вселенной.

Оглавление

Красное смещение – истинная причина.

Новая координата времени. Метрика Вселенной (часть 1). Выводы

Красное смещение – истинная причина

Для начала хотелось напомнить, как Эйнштейн пришел к постулированию неизменности скорости света в любую сторону. Весь секрет в принятой синхронизации часов, которая как считалось, делает необнаружимой разницу односторонних скоростей света. Так как синхронизация сводится к отправлению из некоторой точки (с временем на часах “0”) синхронизирующего светового сигнала и с приходом этого сигнала в другую синхронизируемую точку установкой в этой точке времени на часах. Время же на часах в этой “другой” точке устанавливается равным половине времени прохождения сигналом пути до этой “другой” точки (из начальной точки) и пути возвращения отражённого сигнала в исходную точку. Поэтому становится не важно с какой односторонней скоростью двигался световой сигнал в каждую сторону, а важной становится только средняя скорость. Построенная на этой синхронизации часов процедура измерения длины позволила многие эксперименты, в которых возможны разные односторонние скорости света, свести к аналогичным экспериментам с двухсторонними скоростями света. И Эйнштейн предположил, что, раз эксперименты сводятся к двухсторонним скоростям света и зависимости от односторонних скоростей света нет, то и смысла их рассматривать нет. Тогда и был введён постулат, смысл которого в том, что все односторонние скорости света равны и равны двухсторонней скорости света.

Рис. 1.

Лучше всего видно, как при синхронизации часов изменяются характеристики движения светового сигнала на пространственновременной диаграме в координатах времени t и расстояния x. Движение светового сигнала с односторонними скоростями изображено красным и зелёным цветом. Например, берём контрольные точки 1, 2, 3, 4. При достижении этих точек сигналом время на часах устанавливается такое, как если бы сигнал шёл с двухсторонней скоростью. Поэтому по синхронизированным таким образом часам мы видим движение уже по черной линии. А эта чёрная линия в точности совпадает с движением сигнала с двухсторонней скоростью света. На этом и основан постулат Эйнштейна.

Попробуем получить с помощью разных односторонних скоростей света (“к наблюдателю” и “от наблюдателя“) общеизвестный экспериментальный факт, а именно: от удалённой галактики спектр излучения приходит смещённым в красную сторону, и чем эта галактика дальше, тем смещение больше.

Рассмотрим нашу и некую дальнюю галактику. Считаем, что двухсторонние скорости света везде неизменны, значит и излучение в этих двух галактиках с точки зрения двухсторонней скорости света неизменно и имеет одну длину волны, обозначим её AL . На самом деле, ведь двухсторонней скоростью света измеряется метр. Поэтому даже при изменении этой скорости света изменится и метр, и обнаружить это изменение, будет невозможно. Теперь считаем, что свет, идущий в нашу сторону в районе дальней галактики, движется с односторонней скоростью , где с – это двухсторонняя скорость света.

Разница во времени прихода переднего и заднего фронта волны, но, как известно, на Земле мы воспринимаем это время, как прохождение световым сигналом некоторого пути с двухсторонней скоростью света. Или на не больших расстояниях односторонние скорости света на много меньше отличаются от двухсторонних скоростей света, чем на больших расстояниях. Поэтому мы на Земле считаем, что длина волны светового сигнала . То есть длина волны увеличилась. Соответственно частота уменьшилась – получили “Красное смещение” .

Данные исследований помогут оценить одностороннюю скорость света на расстоянии в 1 мегапарсек. По оценке космологов примерно: c^-=c-70 км/сек

Теперь обозначим

h

h

Тогда найдём соотношения на пути h : T₁= c , T₂= c⁺ . Тогда средняя скорость на пути 2h :

c-c l+k~c

,

+ 2fc

1+^

или

(1 + k) = 2 - = 2 ^1 - 300000)

или, примерно, k=1 - 0,0005 .

Не получили пока зависимости смещения от расстояния. Оно выводится не многим сложнее.

Вспомним, что введённая Пуанкаре, а затем видоизменённая Эйнштейном синхронизация часов использует двухстороннюю скорость света в качестве синхронизирующего сигнала. Хоть у Эйнштейна и написано, что можно использовать любой сигнал, но скорость же должна считаться неизменной или как-то измеряться. Поэтому в любом случае установка часов в итоге сводится к синхронизации световым сигналом с двухсторонней скоростью.

Полученная так элементарно зависимость длины волны принимаемого сигнала от односторонней скорости света позволяет усомниться в том, что на результат любого эксперимента не повлияют односторонние скорости света и можно вводить в любом случае двухстороннюю скорость света. Так как это предположение может быть чревато большими просчётами, а так же возможна потеря истинных причин событий, что, видимо, и происходит в физике. А так как установление “одновременности” в двух точках – это договорённость, то определим синхронизацию следующим образом.

СИНХРОНИЗАЦИЯ: считаем, что с выходом светового сигнала (или сигнала аналогичного световому) устанавливается ноль и с приходом светового сигнала устанавливается ноль в соответствующей точке – для данного процесса.

Под процессом надо понимать движение в какую-то одну сторону. Тогда возникает необходимость рассматривать все процессы отдельно друг от друга.

Эта синхронизация меняет понятие одновременности, а вместе с этим меняет и вид координаты времени. А раз координата времени изменилась, то меняется и вид интервала, а вместе с этим вид метрического тензора. Это может означать, что меняется и пространственная метрика. Попробуем исследовать этот вопрос.

Новая координата времени. МетрикаВселенной (часть 1).

Рассматриваем с точки зрения новой синхронизации. Если обозначить материальную точку в начале координат - M 0 , а другую произвольную точку - M₁ , то координата времени точки M₁ - t_M1 будет зависеть от направления сигнала, следующим образом:

• 1)    t_M1=t_M0 X ^с - в случае отправления сигнала из M₀ в M₁ .

• 2)    t_M1=-t_M0 V с - в случае отправления сигнала из M₁ в M₀ ,

где с+ и с- соответственно скорости света в определённую сторону, tM0 - координата времени точки M0 .

НЕМНОГО ПОЯСНЮ: понятно, что в 1) из привычного рассмотрения времени в точке M₁ просто убирается время на преодоление светом расстояния между точками. Аналогично и в 2), только в этом случае привычное нам время в точке M 0 берётся с минусом, так как в случае более медленного синхронизирующего сигнала, чем световой – получаем об объекте информацию из более глубокого прошлого.

R⁺ и R^- – евклидово расстояние (длина) между рассматриваемыми точками, в единицах отложенных соответственно скоростями с⁺ и с^- .

R – длина, в единицах отложенных двухсторонней скоростью c .

Для простоты обозначим t_M1=q_x , а t_M 0 =q . Тогда

/R+\

• 1)    q=⁴  \      _ЛКТТЖРТТТТР

• 1)    q x =            движение от нуля,

• 2)    q x =      \ ^с движение к нулю.

Рассмотрим пока только движение в сторону нуля. Предположим существует зависимость односторонней скорости света от координаты x. Будем искать эту зависимость в виде:

T = f^

Координата x отложена двухсторонней скоростью света, координата х - отложена односторонней скоростью света на приближение. Для пространства Минковского в двухсторонних скоростях света известен интервал в виде dS2 = c2dt2 - dx2                                     (3)

с с" /с dx\ с    с _ dx"

dx =--dx = I---I— = — dx = ——

CC" \ с  /С"   c-        r                       (4)

X"

В выражении qx = -c для пространства событий (соответствующего пространству Минковского) буква q обозначает время в точке наблюдения, то есть t, а значит тогда в координатах односторонней скорости света время:

или

Подставим в (3) выражения (4) и (5). При этом учтём введённую

нами синхронизацию часов, которая даёт на всём пути светового сигнала неизменную Qx , поэтому иdqx-0

jS2 = c2(ljsZ)2(1_^-)2_(diZ)2

,

I ds^^^dx )^U )[(x /-f] ¹

Будем искать решение по методу бритвы Оккамы. Ясно, что наиболее простой вид интервала в случае: f' = A = const , замечу, что тогда формулуf =Ax+B, где В = const , легко представить в виде несколько изменённого закона Хаббла, но легко объяснимого для случая разных односторонних скоростей света. Этот закон выполняется в случае           и D ± , где П – постоянная

Хаббла. То есть односторонняя скорость света уменьшается с увеличением расстояния или

Скобка в формуле интервала упростится так:

Сам интервал тогда будет содержать только пространственные составляющие, то есть будет метрикой пространства по данному

направлению

Понятно, что теорема Пифагора не работает,

то есть

односторонняя метрика в односторонних координатах – неевклидова. Эта метрика имеет вид метрики пространства, описываемого геометрией Лобачевского.

Формула (1) показывает, что односторонние скорости света связаны с двухсторонней скоростью света не симметрично. Поэтому метрики будут разные по направлению “от наблюдателя” и “к наблюдателю”. Неевклидовость метрики объясняет изменения односторонней скорости света. Так как метр в пространстве с неевклидовой метрикой не является инвариантом. То есть отрезки пути светового сигнала одинаковые для пространства с неевклидовой метрикой, будут различной длины, так как длина – это евклидова метрика. А свет, конечно же, при движении может использовать только свойства самого пространства (с неевклидовой метрикой), а не глупые установки учёных, которые требуют от света неизменной скорости в метрике чужого пространства.

ВЫВОДЫ

• 1)    Из предположения, что скорость света в сторону приближения меньше, чем средняя скорость света – получено “Красное смещение”.

• 2)    Раз получили зависимость “Красного смещения” от величины односторонней скорости света в сторону приближения, значит постулировать равенство всех односторонних скоростей света двух сторонней скорости света – нельзя. Поэтому приходится ввести новую синхронизацию часов.

• 3)    Из новой синхронизации часов получаем новую координату времени. Эта координата дает новый интервал для каждой односторонней скорости света.

• 4)    Это позволяет объяснить изменение “Красного смещения с расстоянием”.

• 5)    Разные метрики для пространства при движении светового сигнала от наблюдателя и к наблюдателю говорят о том, что наше пространство в каждом случае движения описывается разной геометрией.

• 6)    Эта теория не отвергает СТО, а только ограничивает область её применения. Ведь на малых расстояниях вклад от закона Хаббла ничтожен и им можно пренебречь. Тогда модель СТО вполне может быть применима, так как разница у односторонних скоростей света на малых расстояниях становится ничтожной.