До Солнца - как до соседней страны? Условность расстояния с точки зрения физики
Самолёт, летящий со скоростью около 1000 километров в час, достиг бы Солнца примерно
через 17 лет. Изображение: Центр еврейской истории в Нью-Йорке, ок. 1920 года
«Когда мы представляем себе расстояние до Звезды, то автоматически применяем к этому расстоянию некую интуитивно-привычную нам меру». alexthunder уверен: если измерять расстояние не в километрах, а, например, в атомах - то Солнце и ближайший фонарь находятся от вас одинаково близко. У меня завтра экзамен по меенеджменту. Поэтому расскажу я сегодня о чём-нить совсем другом. Например о расстоянии.
Понятие расстояния для человека понятно интуитивно. Привычное такое понятие. Хорошо интегрируется в повседневный опыт. Шаги, ладони, локти, ступни, сажени - легко представить. Но ситуация с расстоянием радикально меняется с изменением масштаба. Вы вот представляете себе расстояние до Звезды. До любой. Сами выберите какая вам больше глянулась.
Когда мы представляем себе расстояние до Звезды, то автоматически применяем к этому расстоянию некую интуитивно-привычную нам меру. Ну там - длинну своего шага. И сопоставляем мол - дааа, далеко. Несоизмеримо далеко. Кажется по крайней мере так.
На самом деле, мне так видится теперь, что расстояние до Звезды на самом деле в материально-вещественном виде ничуть не больше чем расстояние от Окланда до Москвы. Возможно даже меньше. И вот собственно почему.
Всё дело в плотности материи. На самом деле расстояние от одного конца деревянной метровой линейки до другого имеет целый ряд различных измеряемых величин. Одна из таких величин - количество атомов вещества упакованных между двумя точками. Эта величина на самом деле самая существенная. Почему? Ну хотябы потому что если взять и удвоить расстояние между каждым атомом всей Солнечной Системы, то для наблюдателя находящегося внутри этой системы ничего не изменится. Ну тоесть совсем ничего не изменится - всё останется ровно как есть. Диагональ монитора будет ровно таже что и прежде, размер ноги останется тот же. Никакого вообще изменения не будет. Просто потому что то что измеряется и то чем оно измеряется будет изменено в равной мере. Не будет способа обнаружить изменение.
Есть правда одно туманное обстоятельство которое как бы должно разрушить идиллию. Длинна волны вяких там взаимодействий якобы останется прежней и относительно неё размеры вроде бы должны измениттся. Правда есть в этой теории одна проблема - ни у кого никогда не было способа в этом убедиться. Мы ведь и длинны волн привычно измеряем также саженями, полагаясь на то что мера измерения останется стабильной и постоянной. Так что изменится длинна волны с изменением масштаба гранулярности упаковки атомов или нет - можно только предпогалать.
Проблема масштабируемости пространства не так безобидна и не так виртуальна как может показаться. Просто представьте что наше всё пространство в обозримом диапазоне постоянно то растягивается, то сжимается пропорционально. У нас ведь не будет никакого способа это обнаружить. Ну за исключением как бы постоянной длинны волн, постоянность длинны которых тоже лишь условна и предпогалаема.
Ну а коли так, то и расстояние до Звезды - это тоже лишь вопрос в относительно числе атомов упакованных между нами и Звездой. А их-то как раз может оказаться вполне сравнимое количество с тем что отделяют Москву от Сантьяго. Свет вот к примеру в вакууме ведь быстрее якобы распространяется. Тоесть вопрос именно в частоте препятствий, а не в расстоянии как таковом.
Да и опять таки, а что есть насстояние? Если убрать все атомы вещества между двумя точками. Все совсем убрать - чистый вакуум. Что тогда есть расстояние между этими двумя точками?
Ну вот положим есть точки А, Б и Ц. И между ними чистый вакуум - ни единого атома на всём пути следования от любой точки до любой другой. Как в такой ситуации сказать какое между любыми двумя точками расстояние? В чём его измерить, чем отложить разы? Останется ведь только одна мера - время. Время за которое сигнал (свет) доберётся от А до Б в сравнении со временем за которое от доберётся от А до Ц. Сравниваем время - получаем сравнительную меру расстояния. Становится возможно сказать которое из расстояний длиннее. И это всё что можно сказать на самом деле. Даже насколько нельзя будет сказать. Почему? А потому что время - это тоже производная расстояния. Мы о времени судим лишь как о мере сопоставления преодоления расстояний. Если расстояние не известно, то и время измерить нечем.
Всё на самом деле даже ещё хуже с измерениями времени и расстояния между этими дурацкими точками в пустом пространстве. Мы ведь на самом деле не имеем фактической возможности измерять время долёта сигнала от лочки до точки в пустоте и потом сравнивать. Это только представить возможно, а выполнить такое никак нельзя. Ну просто потому что если мы с нашими измерениями есть, то пустоты значит уже нет. Стало быть и условие начальное уже не соблюдается. Значит эксперимент с измерением времени долёта света от А до Б и от А до Ц - это чистая мысленная абстракция.
Есть правда у этой абстракции одна вполне материальная конкретность. Мы сами сделаны из неких точек пространства между которыми в действительности чистый вакуум. Назовём эти точки атомами, ну или там кварками если хотите - не суть. Так вот между ними-то в действительности ничего нет. Стало быть и расстояние между любыми двумя атомами находящимися по соседству фактически не измеримо. Ну или если быть точнее - оно всегда одинаковое. Если между двумя атомами нет третьего, то расстояние между этими двумя атомами - единица. Всегда одна и таже единица. Просто в силу того что сравнительная характеристика пространства при такой диспозиции отсутствует как категория. Эйнштейн это выражал в виде постоянства скорости света между любыми двумя точками пространства независимо от их собственного поведения.
Но если так, то и расстояние до вашего глаза до Звезды вероятно равно расстоянию от этого же глаза до ближайшего фонаря. Ну просто потому что если и есть чем мерить это расстояние в каких-либо материально-выразимых единицах, то выполнить измерение возможно либо до одного объекта (Звезды) либо до другого (фонаря), но не до обоих сразу. Нет у нас способа приложить одну и туже линейку и туда и сюда. А судить о расстоянии до Звезды пифагорейски, тоесть измеряя углы и предполагая длины сторон треугольников - это работает только при равномерной плотности среды. Это пока мы в сплошной ровной атмосфере и постоянной гравитации так можно что-то отмерить. Стоит выпрыгнуть из атмосферы и всё меняется. Геометрия заканчивается там где заканчивается Гео, тоесть Земля. Вместе с ней заканчивается и привычное нам, уютное и родное понимание того что такое вообще - расстояние. А вместе с ним и время.
Вобще полная парабель у нас с пространством и временем. Слишком много одного и слишком мало другого. Пора что-то с этим делать.