Влияние неравновесных процессов на плотность времени Текст научной статьи по специальности «Физика»

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОВЕСНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПЛОТНОСТЬ

ВРЕМЕНИ Бовин А.А.

Бовин Александр Александрович - учитель физики, Средняя общеобразовательная школа № 63, г. Краснодар

Аннотация: в работе описаны эксперименты, выполненные с целью проверки гипотезы Н.А. Козырева о влиянии неравновесных процессов на плотность времени. Согласно «теории времени» Н.А. Козырева, при протекании неравновесных физических процессов изменяется плотность времени. Изменение плотности времени должно приводить к изменению скорости протекания физических процессов, в частности, к изменению скорости света. Для регистрации изменения скорости света в данной работе использовался интерферометр Майкельсона. Была соответственно разработана методика эксперимента и собрана экспериментальная установка. Вблизи одного из плеч интерферометра располагалась кювета, в которой производили неравновесный процесс. При протекании неравновесного процесса (растворения в воде кристаллического вещества) на выходе интерферометра было визуально зарегистрировано смещение интерференционных полос, что свидетельствовало об изменении скорости света в плече с кюветой. Эксперимент проводился неоднократно с различными кристаллическими веществами. Ход экспериментов фиксировался с помощью видеосъёмки и представлен в приложении на компакт-диске.

Результаты всех экспериментов приводят к выводу о том, что время активно взаимодействует с веществами, находящимися в неравновесном состоянии. Таким образом, гипотеза Н.А. Козырева экспериментально подтверждена. В данной работе впервые для её проверки использован интерферометрический метод.

Ключевые слова: плотность времени, неравновесный процесс, теория времени Козырева, интерферометр.

Время является важнейшим и самым загадочным явлением природы. Осмыслению сущности времени посвящено множество работ, начиная с философов античности до учёных-физиков современности. Однако до сих пор ясного понимания сущности времени не существует.

Одним из активных исследователей проблемы времени является доктор физико-математических наук астроном-астрофизик Николай Александрович Козырев. Он является автором «теории времени», согласно которой время, помимо пассивного, геометрического свойства, измеряемого часами, обладает еще и активными, физическими свойствами, благодаря которым время может взаимодействовать с материальными системами и препятствовать переходу их в равновесное состояние [1]. Свою теорию времени Н.А. Козырев подтверждает разнообразными экспериментами [2, 3, 4, 5]. Проверке теории Козырева посвящены эксперименты, выполненные и другими авторами [6-9].

Кроме постоянного хода у времени существует ещё и переменное свойство, которое можно назвать плотностью или интенсивностью времени. При малой плотности время слабо воздействует на материальные системы. Н.А. Козырев утверждает, что препятствуя переходу материальных систем в равновесное состояние, время излучается, и плотность его возрастает.

При изменении плотности времени должна изменяться скорость света. Наиболее чувствительным методом для измерения изменения скорости света является интерференционный метод. Реализовать этот метод можно с помощью, например, интерферометра Майкельсона.

Поэтому целью данной работы является экспериментальная проверка влияния неравновесных процессов на плотность времени.

1.Методика эксперимента.

В основе эксперимента, рассматриваемого в данной работе, лежат следующие факторы:

1) при протекании неравновесных процессов, согласно теории Н.А. Козырева возрастает плотность времени, которую можно трактовать как темп времени;

2) изменение плотности времени происходит локально и убывает обратно пропорционально первой степени расстояния;

3) при изменении плотности времени должны изменяться скорости протекания физических процессов, в частности, должна изменяться скорость света;

4) наиболее чувствительным прибором для измерения изменения скорости света является интерферометр, в частности, интерферометр Майкельсона.

Изменение скорости света в данном случае не противоречит теории относительности, так как оно связано не с движением источников или приёмников света, а с изменением свойств пространства-времени, а именно, плотности времени.

При достаточной длине плеч интерферометра Майкельсона в одно из плеч, рядом со световым лучом можно поместить объект, в котором в определённый момент начнёт протекать неравновесный процесс. Например, растворение в воде кристаллического вещества или испарение жидкости. При этом, согласно проверяемой теории, должна измениться плотность времени и, следовательно, измениться скорость света в этом плече интерферометра. Это изменение скорости света должно привести к сдвигу наблюдаемых на выходе интерферометра интерференционных полос.

Обычно интерференционные полосы наблюдают через зрительную трубу, установленную на выходе интерферометра. В данном случае необходимо было предусмотреть одновременное наблюдение неравновесного процесса и интерференционных полос, чтобы в случае их сдвига, с помощью видеокамеры документально зафиксировать влияние неравновесного процесса на их сдвиг. Для этого на выходе интерферометра было предложено установить сферическое зеркало, отражающее интерференционные полосы в увеличенном масштабе на экран.

2. Оценка чувствительности интерференционного метода.

Оценим чувствительность данного метода к изменению скорости света. Пусть неравновесный процесс осуществляется на длине I рядом с лучом в одном из плечей интерферометра. Будем полагать, что изменение скорости света с при этом составит Дс. Время прохождения света вдоль пути, где происходит неравновесный процесс, будет равно

I

1 = —ГГ . (2-1)

с ± Ас

где „плюс" соответствует уменьшению плотности времени, а „минус" - её увеличению. Следует отметить, что это время £ рассматривается в системе отсчёта внешнего наблюдателя, в которой плотность времени не изменяется. Тогда оптическая разность хода лучей в плечах изменится на

2/Дс

А1 = НАс =-. (2.2)

с ± Дс

при длине световой волны А это приведет к относительному сдвигу интерференционных полос на

Дх _ ДI _ 2/Дс

~ ~ Т ~ Л(с ± Ас) ' <<2'Т>

где х - расстояние между двумя ближайшими интерференционными полосами.

Неравновесный процесс растворения кристаллического вещества в воде предполагалось осуществлять в кювете длиной I = 0,24 м, а в качестве источника света использовать гелий-неоновый лазер с длиной волны А = 633 нм. Известно из практических наблюдений, что визуально можно заметить сдвиг интерференционных полос, если они смещаются не менее, чем на одну десятую долю от расстояния х, между ближайшими интерференционными

полосами, т.е. Ax/x > 0,1. Из формулы (2.3) найдём примерную чувствительность интерференционного метода, равную относительной величине изменения скорости света, которую ещё можно будет зарегистрировать интерферометром:

' с ± Дс _ 21 с _ 21 _ 21 _ Ас _ Ä Ах

~~Дс~~= ^Дх' ^ = ^ Z = ~ = Tl~' (2'4)

х хх

Численно в процентах получается: Дс 63 3 ■ 1 0 "9.м

е = — = --ОД ■ 100% « 1,3 ■ 10"5%. (2.5)

с 2 ■ 0, 2 4 .

Это очень высокая чувствительность, так как при скорости света с = 3 • 108 м/с интерферометр способен зарегистрировать отклонения от этой скорости на 40 м/с.

Сравним относительное изменение параметров свойств вещества в опытах Н.А. Козырева при изменения плотности времени. В работе [3] Козырев пишет об «измерении проводимости электрического тока резистора, введенного в мост Уинстона и находящегося вблизи некоторого выбранного процесса. У резистора, находящегося рядом с лабораторным процессом, таким, как испарение ацетона на вате, растворение сахара в воде и т.п., наблюдалось относительное изменение сопротивления в шестом или пятом знаке или даже в четвертом, в случае резистора с особо высоким температурным коэффициентом».

Таким образом, и в опытах Козырева относительное изменение параметров вещества было незначительным, но составляло в среднем не менее £ = 10-4 %. Сопоставляя эти данные с расчётным значением чувствительности интерференционного метода (2.5), можно с уверенностью считать, что с помощью интерферометра Майкельсона все предсказанные Н.А. Козыревым явления могут быть зарегистрированы.

3. Описание экспериментальной установки.

Для проведения эксперимента был собран интерферометр Майкельсона по классической схеме [10]. Для компактного расположения элементов интерферометра в оптическую схему были введены два поворотных зеркала. Для проецирования на экран интерференционных полос применено сферическое зеркало. При этом на экране интерференционные полосы отображаются в увеличенном виде. Световые лучи от сферического зеркала идут над зеркалами основной схемы. Оптическая схема интерферометра приведена на рис. 1.

Рис. 1. Оптическая схема интерферометра: 1 - лазерный источник света; 2, 3 - поворотные зеркала; 4 - полупрозрачное зеркало; 5, 6 - зеркала; 7 - сферическое зеркало; 8 - экран; 9 - кювета с неравновесным процессом

В качестве источника света использовался Не - № лазер ЛГН-111 с длиной волны 633 нм. Внешний вид установки показан на рис.2. Для визуального контроля смещения интерференционных полос на экране были укреплены миллиметровая линейка и бумага с параллельными чёрными полосками.

4. Результаты экспериментов.

После тщательной юстировки оптической системы на экране наблюдались интерференционные полосы. Расстояние между полосами и их наклон можно было регулировать при помощи винтов юстировочных столиков с основными зеркалами интерферометра. Был выбран оптимальный с точки зрения необходимых наблюдений вариант с расстоянием между интерференционными полосами х ~ 1,5 см.

Опыты по растворению кристаллических тел в воде проводились с тремя веществами -сахаром, пищевой содой (гидрокарбонат натрия МаНС03) и поваренной солью (№С1). При этом масса кристаллических веществ составляла 10 - 12 г, а объём воды - примерно 400 мл. Кристаллические вещества засыпались в прозрачную кювету с водой с помощью столовой ложки. Кювета располагалась параллельно лучу света на расстоянии 3 - 4 см от него.

Опыты проводились с участием ассистента, который по команде, синхронизированной с запуском видеозаписи, начинал сыпать мелкокристаллическое вещество в воду. Видеозапись продолжалась примерно минуту. За это время стадия интенсивного растворения кристаллов завершалась.

На рис. 3 представлена интерференционная картина перед растворением (а) и во время растворения (б). Стрелкой отмечен максимум интерференционной полосы. При растворении сахара на экране отчётливо было отмечено смещение интерференционных полос влево на расстояние примерно 5 - 6 мм. Затем, когда интенсивное растворение

Рис. 2. Внешний вид экспериментальной установки

а)

Рис. 3. Кадры видеосъёмки эксперимента

завершилось, интерференционные полосы возвратились на исходное место. Опыт с растворением сахара проводился неоднократно и каждый раз смещение интерференционных полос одинаково повторялось. Это свидетельствует о том, что наблюдаемое явление было не случайным, а закономерным. Данное явление документально зафиксировано с помощью видеозаписи.

Опыты по растворению соды и поваренной соли также показывали, что происходит смещение интерференционных полос, но значительно в меньшей степени. Эти опыты также запечатлены на видеозаписи. При малых смещениях полос сложнее определять параметры смещения.

Из химии известно, что при 20°С сахар в воде растворяется не только быстрее, а главное, в гораздо большем количестве - более 200 г сахара в 100 г воды, в то время как соль - только около 35,9 г в 100 г воды, а питьевая сода - 9,6 г в 100 г воды. С этим связана активность растворения указанных веществ, что и объясняет наблюдаемые в данных опытах результаты.

Рассмотрим опыты по растворению сахара. Смещение интерференционных полос в этом случае составило примерно Ах ~ 5 - 6 мм. Учитывая, что расстояние между интерференционными полосами при этом было равно х ~ 1,5 см, приходим к выводу, что параметры неравновесной системы (кристаллическое вещество - раствор) изменились согласно формуле (2.4) на

Ас 632,8 ■ 1 0 " 9м 6

е = — = --— ■ Ю0% * 5 ■ 10"5% ~ 10"4%. (4.1)

с 2 ■ 0, 2 4 м 1 5

Такого же порядка значение изменения параметров вещества отмечено и у Козырева (см. п. 2). Таким образом, данные опыты подтверждают теорию Н.А. Козырева, согласно которой неравновесные процессы приводят к изменению плотности времени.

5. Выводы.

Эксперименты по проверке теории Н.А. Козырева, впервые проведённые с помощью интерферометра Майкельсона, позволяют сделать следующие выводы:

1. При растворении кристаллических веществ в воде вблизи светового луча в одном из плеч интерферометра на выходе наблюдается сдвиг интерференционных полос на 20 -30% от расстояния между ними.

2. Результаты опытов подтвердили предсказания теории Н.А. Козырева о том, что при протекании неравновесных процессов изменяется плотность времени, и что время активно воздействует на вещество.

3. В данных опытах изменение параметров вещества (системы) при этом составило ~ 10 -4%, что хорошо согласуется с экспериментами Н.А. Козырева.

Заключение.

Теория времени Николая Александровича Козырева столь необычна и столь далека от наших повседневных представлений о пространстве и времени, что чаще всего её отвергают, не задумываясь о её сущности. Но многочисленные эксперименты, выполненные и Козыревым и другими исследователями, приводят к неожиданным подтверждениям этой теории.

При выполнении данной работы было больше расчёта на опровержение этой теории, нежели на её подтверждение. Вполне возможно, что найдутся и другие объяснения исследованного явления.

Обнаружение связи между протеканием неравновесного процесса и изменением свойств окружающего пространства-времени, проявляющегося в сдвиге интерференционных полос, предполагает дальнейшие исследования, связанные с определением влияния расстояния от источника неравновесного процесса до интерферометра, зависимости проявления эффекта от массы и интенсивности растворения вещества и т.п. Возможно применение фотоэлектрических методов регистрации сдвига интерференционных полос.

В данной работе исследовано фундаментальное физическое явление - время.

Исследование феномена времени является не только актуальной задачей, но и глобальной

для познания человеком окружающего мира.

Список литературы

1. Козырев Н.А. Человек и Природа. Избранные труды. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1991.

2. Kozyrev N.A. On the possibility of experimental investigation of the properties of time // Time in Science and Philosophy. Prague, 1971. P. 111-132.

3. Козырев Н.А. Время как физическое явление. «Моделирование и прогнозирование в биоэкологи». Латвийский госуниверситет им. П. Стучки. Рига, 1982.

4. Козырев Н.А. О воздействии времени на вещество // Физические аспекты современной астрономии. Л., 1985. С. 82-91 (Пробл. иссл. Вселенной; Вып. 11).

5. Козырев Н.А. О возможности уменьшения массы и веса тел под воздействием активных свойств времени // Еганова И.А. Аналитический обзор идей и экспериментов современной хронометрии. Новосибирск, 1984. С. 92-98. Деп. в ВИНИТИ 27.09.84, 642384 Деп.

6. Лаврентьев М.М., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. О дистанционном воздействии звезд на резистор // ДАН СССР, 1990. Т. 314. № 2. С. 352-355.

7. Лаврентьев М.М., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. О регистрации истинного положения Солнца // ДАН СССР, 1990. Т. 315. № 2. С. 368-370.

8. Лаврентьев М.М., Еганова И.А., Луцет М.К., Фоминых С.Ф. О регистрации реакции вещества на внешний необратимый процесс // ДАН СССР, 1991. Т. 317. № 3. С. 635-639.

9. Коротаев С.М. Эксперимент по проверке существования козыревского взаимодействия естественных процессов. Тезисы доклада на Семинаре «Изучение феномена времени». МГУ, 1998.

10. Бутиков Е.И. Оптика: Учебное пособие для вузов / Под ред. Н.И. Калитеевского. М.: Высш. шк., 1986.