Pinojong Anidon – Гром и волны (страница 6)

Мы делимся с шаром энергией – но именно это усиливает его обмен со средой. И он всё равно остывает быстрее.

Теперь посмотрим, что происходит со всеми тремя временами.

Внешнее время: второй шар быстрее проходит путь от горячего до холодного. Для наблюдателя его внешнее время ускорилось.

Мгновенное внутреннее время: пока второй шар горячий, его внутренние процессы идут так же интенсивно, даже чуть интенсивнее из-за добавленной энергии. Но он быстрее становится холодным – и его мгновенная внутренняя интенсивность быстрее падает.

Суммарное внутреннее время: за сутки второй шар бо́льшую часть времени провёл холодным и почти неподвижным внутри. Первый шар дольше оставался горячим, дольше поддерживал интенсивные внутренние процессы. Суммарно первый шар прожил богаче.

Контринтуитивный, но логичный вывод:

Ускоряя внешнее время шара – мы обеднили его суммарное внутреннее время. Шар, проживший быстро снаружи, прожил беднее внутри.

3.4 Свеча на сквозняке

Различие между мгновенным и суммарным внутренним временем лучше всего показывают две свечи.

Одну поставили на сквозняк – она сгорела за час, ярко и бурно.

Другую – в закрытой комнате. Она горела десять часов, тихо и ровно.

Мгновенно первая жила ярче. Её пламя было сильнее, её мгновенная внутренняя интенсивность – выше.

Но суммарно за десять часов вторая свеча совершила несравнимо больше внутренних событий. Больше молекул преобразовалось. Больше тепла отдано. Больше изменений произошло.

Яркая короткая вспышка против долгого ровного горения – вот разница между мгновенным и суммарным внутренним временем.

Это различие пронизывает всё – от атома до звезды, от нейрона до галактики.

3.5 Зеркальный случай: холодный шар в горячей среде

Рассмотрим обратное.

Холодный шар помещён в горячую среду. Начинаем его активно перемещать.

Он нагреется быстрее, чем лежащий неподвижно. Движение обновляет контакт с горячей средой – энергия поступает интенсивнее.

Здесь – в отличие от первого случая – энергия не уходит из шара, а поступает в него. Молекулы разгоняются. Внутренние процессы ускоряются.

Все три времени:

Внешнее – ускорилось: шар быстро проходит от холодного к горячему.

Мгновенное внутреннее – ускоряется по мере нагрева.

Суммарное внутреннее – обогащается: шар долго находится в горячей среде, активно взаимодействует, накапливает много внутренних событий.

Зеркальный вывод:

Интенсивное взаимодействие с системой меньшей энергии – ускоряет внешнее время, но сокращает и обедняет внутреннее.

Интенсивное взаимодействие с системой большей энергии – ускоряет внешнее время и одновременно обогащает внутреннее.

Один и тот же внешний эффект – ускорение – но противоположные внутренние последствия, в зависимости от направления потока энергии.

3.6 Свобода реализации

Теперь добавим самый тонкий слой.

До сих пор мы говорили об объектах, которые свободно обмениваются энергией со средой. Но что, если среда мешает?

Горячий атом. Много внутренней энергии. Он стремится её отдать – потому что среда холоднее. Это естественное направление: от горячего к холодному.

Но поместим его в среду, насыщенную энергией, – например, в плотное гравитационное поле Земли, где пространство пронизано волновыми взаимодействиями.

Среда тоже богата энергией. Отдать свою – сложнее: некуда сливать, если вокруг и так насыщено. Среда частично блокирует свободное рассеивание. Внешние переходы атома – излучение, обмен с окружением – происходят чуть медленнее.

Его внешнее время замедляется.

Но – и это принципиально – его внутренняя энергия никуда не делась. Она работает внутри. Внутренних событий не меньше, а возможно, даже больше – энергия остаётся в системе и поддерживает интенсивные внутренние процессы.

Теперь выносим тот же атом в космос – в разреженную среду.

Градиент большой. Ничто не мешает отдавать энергию. Внешние взаимодействия ускоряются. Внешнее время ускоряется. Но внутренняя энергия теперь уходит наружу – внутренние процессы постепенно замедляются.

3.7 Атомные часы: что они показывают на самом деле

Это измеренный факт: атомные часы на орбите показывают больше прошедшего времени, чем такие же часы на Земле, за один и тот же период.

Стандартная интерпретация: время на орбите идёт быстрее. Земля замедляет время.

Но что именно измеряют атомные часы?

Они считают переходы атома между энергетическими состояниями. Чем больше переходов за период наблюдения – тем больше показывают часы.

Атом на Земле находится в насыщенной волновой среде. Ему сложнее совершать переходы – сложнее излучить энергию туда, где её и так много. Он совершает чуть меньше переходов. Часы показывают меньше.

Атом на орбите – в менее насыщенной среде. Ему легче совершать переходы. Он делает их чуть больше. Часы показывают больше.

Часы показывают свободу внешнего взаимодействия атома со средой – насколько беспрепятственно он может реализовывать свои переходы.

Это не то же самое, что внутренняя интенсивность процессов атома. Атом на Земле, в богатой среде, возможно, имеет более активную внутреннюю жизнь – потому что его энергия не уходит наружу и работает внутри.

Часы показывают внешнее время. Не внутреннее. Это разные вещи – и путать их значит путать карту с территорией.

Именно это смешение создало десятилетия путаницы в популяризации теории относительности. Физики-теоретики понимают различие. Но в популярных книгах и статьях оно регулярно стирается – и читатель остаётся с ощущением, что время «замедляется» в каком-то абсолютном смысле. Тогда как на самом деле замедляется конкретный вид взаимодействия со средой.

3.8 Полная формулировка

Теперь можно сформулировать закон, объединяющий всё это.

Мгновенное внутреннее время определяется текущим запасом внутренней энергии объекта. Независимо от среды. Горячее тело прямо сейчас живёт интенсивнее холодного.

Суммарное внутреннее время определяется тем, как долго объект сохранял внутреннюю энергию и насколько среда позволяла или не позволяла ей уходить. Объект в богатой среде дольше сохраняет свою энергию – и суммарно проживает богаче.

Внешнее время определяется свободой реализации градиента между объектом и средой. Чем свободнее объект может взаимодействовать со средой меньшей энергии – тем быстрее его внешнее время. Чем плотнее среда блокирует эту свободу – тем медленнее. Это то, что показывают часы.

Отсюда следует:

Объект с большой внутренней энергией в богатой среде – внешнее время замедлено, но внутренняя жизнь богата.

Тот же объект в бедной среде – внешнее время ускоряется, но внутренняя энергия уходит, и внутренняя жизнь беднеет.

Холодный объект в горячей среде – получает энергию, внутренняя жизнь ускоряется и обогащается.

3.9 Скорость: особый случай изоляции

Когда объект движется с очень высокой скоростью, происходит нечто неочевидное.

На низкой скорости объект успевает взаимодействовать с элементами среды, через которую проходит. Его волновые обмены полноценны. Он участвует в общем потоке.

На высокой скорости он проскакивает мимо – не успевая развернуть взаимодействие. Как пуля, пролетающая через воздух: контакт есть, но слишком краток, чтобы развернуться.

На скорости, близкой к скорости света, объект оказывается в почти полной изоляции от среды. Не потому что среды нет – а потому что скорость движения больше, чем скорость, с которой успевают развернуться волновые обмены.

По нашему закону изолированный объект:

не отдаёт энергию вовне – некому;