Машина времени

Возможно ли покорить время?  
Когда это станет возможным?  
Существует несколько проблем которые отодвигают от нас проблему покорения пространства-времени. Именно «пространства-времени», потому что это взаимосвязанные категории как в философском, так и техническом смысле.   

Сейчас человечество покоряет пространство ближайшее вокруг нас. Причем возможности покорения  пространства растут одновременно с  ростом энерговооруженности современной  цивилизации. Пока еще много неизученного на планете нашего обитания — Земле. Но уже начинаем покорять околоземное пространство, замахиваемся на всю Солнечную систему. Приближается время когда человечество обратит свои взоры за пределы Солнечной системы. А пока только фантасты пишут о покорении человеком пространства и времени.  

Связь пространства и времени.

Пространство - время  это взаимосвязанные категории как в философском, так и техническом смысле.

Простым примером связи  пространства — времени, известным  и понятным уже сейчас, является эффект замедления времени в движущейся системе отсчета вытекающий из специальной  теории относительности (СТО). Когда  время в движущейся системе отсчёта  течёт медленнее, тем медленнее чем быстрее движется эта система:  

  

Где:

t — время на движущемся объекте,

T — абсолютное  время,

c — скорость света,

V — скорость объекта.

Время на объекте движущемся со скоростью V идет в N раз медленнее чем на неподвижном объекте, и тем медленнее чем ближе скорость системы к скорости света.  

И еще.

Самое наглядное  объяснение связи пространства —  времени и перемещений в них.

Например мы имеем две координаты точек A_{2(t2,X2,Y2,Z2)}, A_{1(t1,X1,Y1,Z1)} – однозначно определяющих положение обоих точек в 4х мерной системе координат.  

Рис. 2  

Поэтому перемещение  в 4 мерном пространстве из точки А1 в точку А2 или в любую другую точку пространства, предполагает одновременное изменение всех четырех координат.  

Что сейчас ограничивает возможности человечества в покорении  пространства - времени?

Понятно, что покорение  пространств за пределами Солнечной  системы возможно только на соответствующем  уровне развития науки (знания) и энерговооруженности, которые позволят попытаться покорить еще и время.

Две главные причины  ограничивают возможности в покорении  пространства — времени:

Энерговооруженность,

Уровень знания.  

Уровень энерговооруженности  покорителей пространства.

Попробуем оценить  энергозатраты необходимые для покорения окружающего нас пространства, а в будущем и времени.

Оценить можно только порядок величины необходимый для  перемещения в пространстве, да и  то весьма приближенно.

Эти затраты энергии  можно оценить по хорошо известной  формуле:  

E = (m * V²)/2  

Она описывает кинетическую энергию которую приобретет тело массой m движущееся со скоростью V, а значит и энергию затраченную на его разгон. Причем учитывая необходимость погасить эту скорость у точки назначения, затраты энергии увеличиваются вдвое и формула приобретает вид:  

E = m * V²

Эта формула может  служить для приблизительной  оценки величины энергии затраченной  на разгон в открытом космосе. При  подъеме массы в поле тяготения  и атмосфере эта величина многократно  больше. Потому что в разгоне участвуют  не указанные в таблице 1 массы, а  на начальном участке многократно  большие. см. формулу Циолковского или дифференциального уравнения Мещерского для материальной точки переменной массы для запроса "формула Циолковского".

Попробуем свести нашу оценку в таблицу 1. 
 

Таблица 1.  

По моим представлениям, энергия необходимая для перемещения  физических тел в пространственно-временных  координатах, на нашем сегодняшнем  уровне состояния энергетики — недостижимы.

Здесь выполнена  оценка только энергии необходимой  для движения, затраты энергии  для обеспечения жизнедеятельности  могут быть, в некоторых случаях, соизмеримы с этими затратами, а  иногда и больше.

Для сравнения энергия выделившаяся при взрыве метеорита в районе Подкаменной Тунгуски оценивается на уровне 5*10¹⁶ - 2*10¹⁷ Дж (эквивалент - водородная бомба 10 - 40 мегатонн), что более чем в 1 000 000 меньше энергии необходимой для межзвездных перелетов.

Поэтому говорить о  покорении пространства - времени  можно говорить только при наличии  на летательных аппаратах энергоустановок  производительностью более 10²³ -10³⁰ Дж, а возможно и еще больших.

Это энергетические установки не паро — газового цикла (которые составляют основу современной энергетики), а основанные на новых принципах прямого преобразования энергии заключенной в веществе в чистую энергии.

Энергия необходимая  для пространственно — временных  перемещений оценена исходя из необходимости  перемещения транспортной капсулы. Хотя в этом случае можно говорить только о возможности наблюдения из "капсулы времени", но никак не о возможности существования физического тела за ее пределами.

Что касается перемещения  во времени, то это действие по отношению  к физическими телам, по ряду причин, которые могут быть предметом  отдельного обсуждения, по моему мнению, пока нереально.  
Физическое тело находящееся в ограниченном объеме — капсуле, требует много меньших энергетических затрат для перемещения. Но и эти энергозатраты тоже пока недостижимыми, но вполне реальными в далеком будущем.

Исходя из оценок, энергия необходимая для перемещения  физических тел в пространственно-временных  координатах, на нашем сегодняшнем  уровне состояния энергетики — недостижимы.

Поэтому главная  основа покорения пространства —  времени - это энергетика и новые  источники энергии.  

Уровень знания.

Это в том числе  уровень технического знания, без  которого требуемые для покорения  пространства-времени энергетические ресурсы, недоступны.

Но мы рассмотрим другой вопрос, это и знание окружающего  нас мира.

Без него можно только мечтать о прокладке маршрутов  за пределы Солнечной системы.

Для пространственных перемещений, а тем более временных  мы обязаны знать координаты исходной и точки назначения и состояние  среды по трассе перемещения и  в этих точках.

Что мы знаем сейчас о таком для ПВ перемещений  немаловажном факторе как положение  физического тела в системе координат?   

Система координат.

Существует множество  систем координат:

Прямоугольная (Декартова), Аффинная (косоугольная), Барицентрическая, Полярная, Цилиндрическая, Сферическая, Тороидальная, Параболическая, Биполярная, Бицилиндрическая, Эллипсоидальная, Коническая, .......  

Этот список можно  продолжить.

Думаю Вас утомило простое перечисление всех систем координат.

Но их всех объединяет одно — все они относительные  координаты.

Они применяются  в разных системах отсчета относительно какой-то условной точки — центра координат.   

А относительно какой  точки строить и рассчитывать трассу перелета к не ближайшей к  нам звездной системе и прогнозировать положение космических объектов как в конечной точке маршрута, так и по трассе движения?  

При скоростях даже составляющих тысячные доли скорости света, обнаружив пылевое облако и тем более более крупное образование, избежать столкновения не удастся.

Изучаемые физикой  явления рассматриваются в относительной  системе координат или системе  координат привязанной к какой-то, принятой за центр координат, точке. При изучении законов движения, система  координат привязывается к определенной области объекта, относительно которого и рассматривается движение.

Физика, которую мы изучаем, рассматривает движение на поверхности Земли или в прилегающем  к ней пространстве в Декартовой системе координат.

Напрашивается необходимость  системы координат для Мира или  его области которая исследуется, полностью описывающая положение всех космических объектов (Мира), в том числе и в дальнем космосе. Центром такой системы будет, увы, не Солнце, и не центр Млечного пути.

Я бы назвал эту систему  координат — абсолютной системой координат.

Это знание позволит связать все объекты (звезды, галактики, ...) в единую систему и просчитывать положение всех их объектов.

Без этого невозможно покорять скорость, пространство и  время.  

Многомерность пространства.

Когда-то мир рисовали на плоскости, это чертежи, схемы, рисунки. Точки на этих изображениях описывались  двумя координатами X и Y.

Потом художники  для представления объема была использована перспектива – это сознательное искажение изображаемых объектов для  придания им объемности при изображении  на плоскости.

В чертежах для представления  объема детали сначала применялись  три проекции ее на плоскости, которые  давали полное представление о ее объеме.

Сейчас для представления  детали в объеме из этих трех проекций используется изометрическая проекция. Где для представления объема предмета была использована третья координата - Z. Три координаты X,Y,Z, позволили  полностью описать положение  предмета в пространстве через положение всей совокупности точек его образующих, в том числе на его поверхности.

Координаты отображают статическое положение точек, в  том числе и на поверхности  предметов.

Потом стали говорить о еще одной координате - времени. О четырех мерности мира окружающего  нас.

Есть рассуждения  многомерности мира. 3, 4, .. , 11 мерные миры. Существует мнение, что все  измерения больше 4, имеют место  быть только в микромире.

Есть ли предел?

Н не будем пока рассматривать 5 и более мерные миры .

Пока попробуем  разобраться с четырех мерным пространством. Похоже, мы толком не понимаем и его.

Это пространство с  координатами — X, Y, Z, t.

Эти четыре координаты однозначно описывают положение  любого тела в пространстве (в абсолютной системе координат).  

Динамическое  пространство.

Прежде всего Вы должны знать, что даже лежа на диване Вы не находитесь в статическом состоянии (неподвижном). Даже лежа, Вы несетесь в пространстве по сложной траектории.

Ваше движение в  пространстве происходит за счет:

Вращения  Земли вокруг собственной  оси,

Вращения  Земли вокруг Солнца,

Движения  Солнечной системы  около центра галактики,

И еще множество  движений, неизвестных  нам.

Это еще одно подтверждение, что наш мир это динамическая система. А именно динамические системы  полностью характеризуются четырехмерной  системой координат.