Тайны пространства и времени

Для сравнения можно привести расходящиеся круговые волны на поверхности воды. Каждый не раз наблюдал их возникновение при падении в воду какого-либо предмета. Но никто никогда не видел, чтобы на водной поверхности самопроизвольно возникали круговые волны, сходящиеся в одну точку и выталкивающие вверх какие-либо предметы.

Однако в отличие от термодинамики с ее вторым началом, в теоретической электродинамике никакого всеобщего принципа расходимости и затухания электромагнитных волн не существует. Более того, признается полное равноправие волновых процессов, расходящихся и сходящихся, затухающих и самовозбуждающихся. Это нашло отражение в теоретическом равноправии уравнений с так называемыми запаздывающими и опережающими потенциалами.

Однако течение природных процессов обуславливается не только законами и уравнениями, но и так называемыми начальными условиями. Чтобы возникла расходящаяся затухающая волна, необходимо и достаточно наличие всего одного точечного источника излучения. А для того, чтобы образовалась самовозбуждающаяся когерентная сходящаяся волна, в природе должны реализоваться условия неизмеримо более сложные. Необходимо наличие множества источников, расположенных в определенных местах и синхронизированных таким образом, чтобы они в совокупности порождали сходящееся в одну точку излучение. Согласно расчетам К. Поппера, вероятность самопроизвольного возникновения подобной ситуации практически равна нулю.

Вряд ли, однако, ее удалось бы осуществить и искусственным путем, поскольку задача синхронизации источников, расположенных на огромных расстояниях друг от друга, практически неразрешима из-за конечной скорости распространения физических взаимодействий.

Но если бы даже подобную ситуацию и можно было сконструировать, надо было бы обеспечить еще одно условие: чтобы интенсивность волновых процессов усиливалась по мере приближения к точке схода, то есть по мере удаления от своего источника. А это вряд ли осуществимо…

Видимо, не столько расходимость волновых процессов, сколько затухание является главным признаком их необратимости. Именно тем признаком, с которым можно попытаться связать необратимость времени.

Поэтому контрпримером расходящемуся затухающему волновому процессу должен служить не процесс «всасывания» неким источником когерентного электромагнитного излучения, притекающего из глубин Вселенной, а процесс расходящегося из одного центра волнового излучения, интенсивность которого возрастает по мере удаления от источника.

Нетрудно понять, что невозможность реализации подобного процесса обусловлена отнюдь не отсутствием соответствующих начальных условий, а более фундаментальными свойствами природы, в частности, законами сохранения. Ведь в таких процессах энергия должна была бы либо черпаться из ничего, либо концентрироваться из окружающей среды путем самопроизвольного повышения ее организации, что опять-таки противоречит второму началу термодинамики и закону возрастания «энтропии».

Но поскольку универсальный принцип, запрещающий обращение волновых процессов, нам еще неизвестен, электромагнитная стрела времени также не может считаться теоретически строго обоснованной.

Стрела – космологическая

Можно предпринять еще одну попытку – связать однонаправленность времени с фактом расширения Вселенной.

Очевидно, с каждым состоянием расширяющейся Метагалактики можно сопоставить определенный момент времени, характеризующий временной интервал, отделяющий это состояние от начала расширения. И поскольку взаимные расстояния между галактиками непрерывно изменяются только в сторону увеличения – этому соответствует и единое направление времени – «космологическая стрела времени».

Однако и при обосновании космологической стрелы времени мы также сталкиваемся с серьезными трудностями. Дело в том, что нам неизвестен какой-либо общий закон или принцип, запрещающий «сбегание» космических объектов, то есть сжатие Вселенной.

С точки зрения общей теории относительности, возможность смены расширения сжатием зависит от средней плотности материи во Вселенной, а ее точное значение нам пока неизвестно.

Все же некоторые исследователи считают определяющей именно космологическую стрелу времени, поскольку существующее направление статистических и электродинамических процессов является следствием расширения Вселенной. Подобная точка зрения имеет довольно веские основания. В самом деле, как по пространственным, так и по энергетическим масштабам разбегание галактик – процесс неизмеримо более мощный, чем мелкомасштабные статистические и электродинамические процессы…

Но все это только предположения. Ни взаимосвязь трех упомянутых стрел времени, ни определяющая роль космологических процессов пока не доказаны. Поэтому можно предположить, что и космологический фактор не является тем главным фактором, который определяет необратимость времени.