6.4. Связь хода времени с величиной энергии

Согласно СТО, интервалы времени At в движущейся системе меньше, чем в покоящейся, причем лоренцев фактор сокращения равен (1 - v /с ) . С другой стороны, энергия Е движущегося тела точно в такое же число раз больше энергии этого же тела в состоянии покоя. Таким образом, произведение факторов энергии тела и интервала времени в теолрии относительности оказывается инвариантом.

"Энергетические" аргументы, связанные с разностью потенциалов гравитационного поля и изменяющие, например, энергию пролетающего через него фотона, фигурировали, как мы помним, при установлении эквивалентности ускоренных систем и систем, находящихся в поле

6. Тяготение и неинерциальное движение

93

тяготения. Когда речь идет о реальном поле тяготения, такая аргументация выглядит вполне убедительной и связана с характеристиками этого реального поля. Однако в случае произвольных неравномерно движущихся объектов реально наблюдаемым феноменом является лишь изменение энергии самих этих объектов. В самом деле, как мы видели в главе 2, относительный суммарный "скачок" времени, вызванный изменением скорости Космонавта, составил (АТсумм / т') = v /с (где т' - длительность этапа торможения). Поэтому изменение энергии, определяющее относительный эффект, не зависит ни от ускорения, ни от расстояния

¦у

между Космонавтом и Землянином, а зависит лишь от величины v . Заменяя потенциал фиктивного (искусственно вводимого) гравитационного поля реальным изменением (удельной, т.е. на единицу массы) кинетической энергии и именно с ним связывая изменение хода времени, мы изгоняем, как мне кажется, из физики ненужные призраки.

Что же собой представляет ход времени? Неожиданный, но интуитивно содержательный ответ на этот вопрос мы находим в квантовой механике. Всякий квантовый объект несет в себе свои собственные "встроенные" часы, характеризующиеся частотой колебаний де Бройля, которая прямо пропорциональна энергии этого объекта. При этом коэффициент пропорциональности представляет собой единицу, деленную на постоянную Планка.

Макроскопическое тело представляет собой определенную совокупность квантовых объектов, каждый из которых характеризуется своей де-Бройлевой частотой или набором соответствующих частот. Различие частот не играет роли, т.к. при постоянной скорости движения и энергии тела соотношение между ними всегда одинаково. В самом деле, в жизни мы пользуемся часами с различным механизмом и продолжительностью колебаний (песочными, механическими, атомными), но всегда приводим их показания к тому или иному выбранному нами эталону. Если теперь мы изменим скорость тела, то тем самым изменим его энергию и частоты всех колебаний, причем в одно и то же числораз

Я думаю, этот пример наилучшим образом и объясняет нам, что такое ход времени. Сам процесс изменения скорости есть переходной процесс от колебаний с одной частотой (энергией) к колебаниям с другой частотой (энергией) и, естественно, связан с результирующей вариацией суммарного времени движения. Замечу, что аналогичные рассуждения можно провести и для размеров тел в связи с длиной волны де Бройля.