Le temps dans la théorie de la relativité générale

La notion du temps dans la théorie de la relativité générale est aussi embrouillée à la limite. Laquelle est cette syncronisation des montres si elle est possible seulement le long des lignes non-renfermées? Le changement du moment du compte initial de temps en cas du tour qui est fait par le chemin renfermé - c’est une contradiction évidente de la théorie de la relativité générale, parce que auprès une grande vitesse de la syncronisation on peut faire beaucoup des tours pareils et recevoir une vieillesse ou une rajeunissement arbitraire. Par exemple, imaginant le vide comme tournant (si nous même nous déplaçons dans le cercle), nous pouvons recevoir les différents résultats selon l’idée de la pensée.

Si pour un instant croire en dépendance de temps de la théorie de la relativité générale du potentiel gravitationnel et en équivalence de la gravitation et sans-inertialité (de l’accélération), il sera facile de comprendre, qu’alors le temps dépendra de l’accélération relative (l’interprétation élargie). Vraiment, les différents mouvements accélérés doivent correspondre aux potentiels différets gravitationnels et au contraire. Mais l’accélération relative a le caractère vectoriel (et "il est impossible de le cacher"), c’est à dire l’interprétation élargie de la théorie de la relativité générale - est seulement possible. Utilisant le paradoxe modifié des jumeaux [51], il est facile de démontrer l’indépendance du temps de l’accélération en interprétation élargie de la théorie de la relativité générale. Supposons que deux astronautes-jumeaux sont à une grande distance l’un de l’autre. Selon le signal d’un phare, qui est au milieu, ces astronautes commencent à se rassembler vers le phare aux mêmes accélérations (Figure 2.6).

Figure 2.6: Le vol acéléré des jumeaux.

Comme dans la théorie de la relativité générale le temps dépend de l’accélération et l’accélération a le caractère relatif, chaqun des astronautes estimera que son frère-jumeau est plus jeune. En moment de la rencontre près du phare il peuvent s’échanger de pnotos. Cependant, par suite de la symétrie du problème le résultat est évident: le temps coule dans le système accéléré de la même façon que dans celle qui n’est pas accéléré. Et en outre chaqun des astronautes (on peut même placer le troisième sur le phare) peut envoyer les signaux l’un à l’autre de chaqu’un de ses anniversaires. Avant la rencontre près du phare ils se croiseront tous par une même quantité des sphères de la lumière (il n’y a pas de places où les sphères peuvent se cacher). Est-il possible, qu’un frère, ayant reçu une minute avant la rencontre "le télégramme" du cinquantième anniversaire de l’autre frère, le félicitera avec le cinqième anniversaire (peut être faut-il s’examiner chez un oculiste)? Si croire que le champ gravitationel est équivalent à l’accélération (conformément à la théorie de la relativité générale), alors on reçoit que les intervalles du temps ne dépend pas de la présence du champs gravitationnel. Par exemple, l’interprétation élargie de la dépendance des intervalles de temps de l’accélération peut être facilement réfuter de la manière suivante. Prenons quelques hommes dans les différentes parties du globe terrestre. Si on utilise l’équivalence du champ gravitationnel et de l’accélération, alors pour l’immitation de l’attraction de la Terre ils devont s’accélérer du centre de la Terre, c’est à dire dans les différente direction (les vecteurs de l’accélération se distingueront par les directions). Par conséquent toutes les accélérations relatives seront différentes. Il est évident que par suite de la symétrie du problème l’âge des hommes choisis ne dépendera pas de leur situation.

Faisons quelques remarques relativement à la méthode de la synchronisation des temps à l’aide d’une source périodique éloignée, se trouvant perpendiculairement au mouvement du corps [48]. Commençons par les systèmes inértiels. La possibilité de la syncronisation du temps sur les parcelles limitées du chemin présente la possibilité de la syncronisation du temps le long de toute la ligne du mouvement (Figure 2.7).

Figure 2.7: La syncronisation du temps sur la ligne du mouvement.

Réellement, si pour chaque segment il y a une source arbitraire périodique éloignée $N_j$, envoyant l’information : son numéro d’ordre $N_j$, la quantité des secondes passées $n_j$ (le début du compte du temps n’est pas coordonné avec les autres sources), alors les observateurs aux joints des segments peuvent confronter le début du compte du temps de la source à gauche et de la source à droite. Transmettant successivement cette information du premier observateur au dernier on peut établir le début unique de compte de temps (le temps il-même, comme cela est montré dans le Chapitre 1 a le sens absolu [48]).

Il est évident, que la vitesse observée de la transmission des signaux de la syncronisation ne se fait pas sentir sur la définition de les durées des temps: les impulsions (par exemple les sphères et les particules lumineuses), marquant le nombre des secondes passées, rempliront équidistantement tout espace, et leur quantité que la source emettra atteindra l’observateur final. (Nous ne sommes pas les dieux pour introduire "le début des temps": le temps déjà marche dans son ordre et cette marche est régulière). Même si on estimera la vitesse visible de la propagation des signaux $c=c({\bf r})$, alors indépendament du chemin de la lumière, une telle quantité des sphères atteindra l’observateur final (ayant un componant de zéro dans la direction de la source), laquelle la source emet (les sphères tout simplement peuvent se condenser ou se raréfier espacement quelque part). Le temps, comme la durée se comprendra comme le même. Ainsi la syncronisation totale est possible même en présence des inhomogèneités spacialles (du champ gravitationnel).

Rappelons deux expériences connues, emportées en urgence par les relativistes en faveur de la théorie de la relativité générale. Dans l’expérience de Khéfél-Kitting deux paires des montres de césium voyagaient sur les avions dans les directions d'ouest et de l’est et on comparait leurs indications avec les montres en état de répos (en même temps on tenait compte d’«une ajoutation de vitesse» de la théorie de la relativité restreinte, mais dans le Chapitre 1 du livre donné son absence fut démontrée). Dans l’expérience de Päounde et de Rebka à l’aide de l’effet de Messbäouer on détermine le dèplacement des fréquences du photon en cas de son passage d’un certain chemin en direction verticale en haut comme en bas. Il n’est pas admis dans le physique de tenir compte deux fois de la même influence. Il est clair, que l’accélération et la gravitation exprime une certaine force, ayant une influence sur les processus différents. Mais cela sera le résultat total de l’action justement des forces. Par exemple, l’homme ne peut pas subir n’importe quelle surcharge, les pendules au balancier ne marcheront pas dans l’impondérabilité, mais cela ne signifit pas que le temps arrêta. C’est pourquoi l’expérience grossière de Khéfél-Kitting constate le fait trivial, que la gravitation et l’accélération influence d’une certaine manière les processus dans les montres atomiques de césium et une haute exactitude relative de ces montres pour une place fixée n’y tout à fait rien à voir. En outre l’interprétation de l’expérience de Khéfél-Kitting contredit à "l’explication" de l’expérience de Päounde et de Rebka, où on supposait, que la fréquence du rayonnement "en unités du temps propre d’un atome" [3] ne dépend pas du champ gravitationnel. En outre il faut encore avoir en vu une autre indétermination de la théorie de la relativité générale: même en cas d’absence du champ de milieu ${\bf g}$ les fluctuations rapides du champ impossibles d’être mesurées peuvent exister (à la vitesse dépassant la sans-inertialité des appareils de mesure). Une telle indétermination existera avec n'importe quel ${\bf g}$: comme selon les formules de la théorie de la relativité générale le temps dépend du potentiel gravitationnel, même si $<{\bf g}>$ est moyen de zéro le potentiel effectif se distinguera de zéro. Est-ce qu’on peut imaginer, même théoriquement les montres exactes qu’on peut porter avec vous? Peut être le volant tournant avec une marque (pour l’absence du frottement - sur une suspention superconductible) et avec l’axe, dirigé le long d’un gradient du champ gravitationnel (ou le long d’une force motrice égale pour les système accélérés) pourrait compter l’heure exacte. Au moins on ne voie pas les causes évidentes et les mécanismes du changement de la vitesse de rotation en ce cas. Bien sûr qu’à l’étape contemporaine pour les champs gravitationnels faibles ces montres seront moins exactes que celles qui sont faites de césium. En dehors de la liaison aves la critique de la théorie de la relativité exprimons une hypothèse: la désintégration des atomes séparés se passe anisotropement et cette anisotropie peut être "attachée" à la direction du moment d’atome. En ce cas on peut réglementer les moments et congeler le système des atomes. Alors les indications de telles montres "congelées" de césium dans le champ gravitationnel dépendront de leur orientation.

Revenons maintenent aux signaux syncronisants (par exemples, pour la mesure simultanée des longeurs). Pour un système accéléré se déplaçant rectilignement on peut utiliser les signaux d’une source éloignée, qui se trouve perpendiculairement à la ligne du mouvement, et pour un segment de la circonférence la source peut se trouver dans son centre. Ces cas embrassent en fait tous les mouvements non-à inertie sans gravitation. (En outre, pour le mouvement arbitraire plat on peut profiter d’une source éloignée périodique, se trouvant sur le perpendiculaire vers le plan du mouvement.) Pendant un mouvement arbitraire le long des surfaces équipotentielles (sphèriques) on peut utiliser les signaux périodiques de centre du champ gravitationnel pour un champ réel gravitationnel de corps sphèriques.

Nottons que pour la démontration de la contradiction des conclusions des théories de la relativité restreinte et générale concernant le changement des longeurs des intervalles de temps il est suffisant que l’exactitude de la mesure idéale (classique) de ces grandeurs puisse surpasser en principe la grandeur de l’effet prédise dans la théorie de la relativité restreinte et générale. Par exemple, pendant l’utilisation de la source syncronisante sur la perpendiculaire du milieu vers la ligne de mouvement pour l’exactitude de temps de la syncronisation on a: $\Delta t \approx l^2/(8Rc)$, où $l$ - la longeur du segment avec le temps syncronisé, $R$ - la distance jusqu’à la source syncronisante, c’est à dire on peut diminuer $\Delta t$ non seulement par le choix d’un plus grand rayon d’une sphère de lumière, mais aussi par le choix d’une parcelle plus petite du mouvement $l$. Selon les formules de la théorie de la relativité restreinte de la réduction du temps on a pour une grandeur pareille: $\Delta t = l(1-\sqrt{1-v^2/c^2})/v$. Si devant $R$ final et une vitesse donnée $v$ on va choisir un tel $l$, pour que l’inégalité accomplisse

$$l/(8Rc) < (1-\sqrt{1-v^2/c^2})/v,$$ (2.1)

alors les conclusions des thories relativistes se trouvent injustes.

Pour un système se déplaçant arbitrairement le long du rayon (tracé du centre du champ gravitationnel) pour la syncronisation on peut utiliser une source périodique librement tombante sur le perpendiculaire vers une ligne de mouvement. Il faut choisir un tel $R$ pour que le champ ne change pas pratiquement (à cause de l’arrondi d’une sphère équipotencielle) à cette distance et $l$ correspondant de (2.1) près du point où la perpendiculaire est baissée. Par conséquent les conclusions de la théorie de la relativité générale peuvent être réfutées en ce cas aussi. Pour les cas particuliers les plus importants les conclusions "universelles" des théories de la relativité restreinte et générale du raccourcissement des longeurs comme des propriétés d’espace lui même sont fausses. En cas le plus général il semble intuitivement tout à fait visible qu’on peut trouver une telle disposition de la source périodique pour que le signal arrive perpendiculairement à un mouvement et pour que tels $R$ et $l$ existent de (2.1) qui réfutent les résultats de la la théorie de la relativité générale. Il n’y a pas aucune nécessité en système de référence traîné en longueur et en montres marchant arbitrairement: n’importe quel changement des longeurs réelles doit être expliqué par les forces réelles; il est toujours possible d’introduire un système des corps réciproquement immobiles et le temps unique (enfin par la méthode du recompte). Ainsi, l’espace et le temps doivent être newtoniens, indépendants du mouvement du système.