IV. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ

Плотность времени зависит от происходящих процессов, поэтому она может быть различной в разных точках пространства. Благодаря этому, наряду со скалярным свойством времени - его плотностью, следует ожидать существования еще и векторного свойства, отвечающего градиенту плотности, направленному к процессу или наоборот в противоположную от него сторону. Соответственно этим направлением в материальных системах могут появиться дополнительные напряжения. Это будет означать, что у времени, кроме его течения и плотности, существует еще и другое свойство, которое может быть названо действием времени. Обнаружить действие времени должны крутильные весы соответствующей конструкции.

Поиски этой конструкции привели нас с инженером В.В.Насоновым к простой идее несимметричных крутильных весов, показавших, что действие времени существует реально. Эти крутильные весы отличаются от обычных только тем, что одно их плечо во много раз короче другого. Соответственно этому, на коротком плече укреплялся тяжелый груз, уравновешивающий малыйгруз, расположенный на длинном плече. Весы помещались под стеклянной крышкой в футляре цилиндрической формы. В результате многочисленных проб была найдена следующая оптимальная конструкция весов.

Коромысло, длиной около 10см, может быть тонкой деревянной палочкой или легкой металлической проволокой, немагнитного материала. Длинное плечо коромысла, т.е. расстояние легкого груза до точки подвеса коромысла, былораз в 3-10 длиннее короткого плеча с тяжелым грузом. Грузы надо делатьиз тяжелого материала. Были испробованы висмут, золото, но оказалось достаточным делать их просто из свинца. В качестве крутильных нитей подвеса были изучены нити кварца, стекла, вольфрама и капрона. Наиболее удобными в обращении оказались нитииз капрона. Употреблявшиеся нити имели длину около 5-10 см. Весы сравнительно малой чувствительности, служившие для измерения сил воздействия, подвешивалась на капроновой нити диаметром порядка 30мк или на нити из вольфрама диаметром 5мк . Для наглядности демонстрации или же для улавливания очень слабых воздействий, применялись весы из тонкойкапроновой нити диаметром 15мк.Нормальное положение таких весов обычно устанавливалось уже не кручением нити подвеса, а некоторой результирующей всех внешних воздействий.

Основной характеристикой чувствительности крутильных весов является периодих колебаний T. Если через F обозначить силу, действующую на конце длинного плеча коромысла L ,а через f противоположную силу на коротком плече l , то, при известном периоде, угол отклонения весов j может быть вычислен по формуле

j = (T ²*(F*l+f*L))/(4*p *(m*L²+M*l²)) (1)

где через M и m обозначены массы большого и малого грузов. Условие равновесия весов, т.е. равенство моментов: m*L=M*lпозволяет, при L ” l, привести стоящее в знаменателе выражение для момента инерции а простому виду: М*l*L. Таким образом, если на весы действует, например, только одна сила F на длинном плече коромысла, то ее значение может быть определенопо углу вызванного ею отклонения весов, согласно простой формуле:

F = 4*p ²*m*L*j /T² (2)

Употреблявшиеся нами весы малой чувствительности имели период колебаний около 3-х минут, а чувствительные весы - порядка 10 минут.Из формулы (2) следует, что типичные отклонения весов в 10°, в первом случае создавали силы порядка 10^--3, а во втором случае 10^-4дины. Приведенные оценки сил показывают, что применявшиеся системы были сравнительно малой чувствительности. Действительно, наблюдавшиеся на этих весах отклонения могла создать гравитационным воздействием с расстояния в один метр лишь масса в одну тонну или в 100 кг на весах большой чувствительности. Поэтому при работе с весами можно было совершенно не учитывать гравитационное действие на них со стороны окружающих тел. Опасные же ошибки и ложные эффекты могут получиться из-за электростатических полей и тепловых воздействий со стороны исследуемых процессов.

Для устранения наведенных электростатических полей необходимо совершенно исключить применение органического стекла и других синтетических материалов. Весы должны находиться в металлическом футляре, так как внутри проводника исчезает электростатическое поле. Контролем успешности такой изоляции служило отсутствие реакции весов на приближение наэлектризованной палочки.

Значительно труднее гарантировать отсутствие устойчивой конвекции, которая может появиться уже при небольшом различии температур внутри сосуда с весами. Действительно, давление D p, вызванное током воздуха со скоростью V , должно быть порядка r *V²/2 , где r -плотность воздуха. Давление D p можно считать равным всей силе, поворачивающей весы, поскольку сечение коромысла с грузом порядка 1 см². Таким образом, уже при скоростях порядка 1 см/сек конвекционные токи могут вызывать наблюдавшиеся повороты весов. Разгон тока вызывается силами Архимеда, которые создают ускорение g*D T/T, где D T - разность температур тока и окружающего воздуха. Полученная в результате скорость определяется соотношением V² = 2*g*h*D T/T, где h - высота сосуда. Таким образом, при одностороннем нагреве воздуха в сосуде на D T градусов на весы может действовать конвекционный ток с силой:

D p = g*r *h*D T/T (3)

Согласно этой формуле, при h » 10 см наблюдавшиеся силы порядка 10^-3 дины могут возникнуть при разности температур в 0,03°. На самом деле конвекция развивается не так легко, как было принято при выводе формулы (3). Поэтому, скорее всего, из нашей оценки следует, что систематическое различие температур в сосуде с весами не должно превышать 0,1°.

В сосуде с сильно откачанным воздухом конвекция уже не может иметь значения, но на весы будут действовать разности скоростей молекул, которые могут вызвать эффект радиометрического поворота весов. Давление этого радиометрического эффекта может быть, очевидно, рассчитано по следующей формуле:

D p = p*D T/4*T (4)

Радиометрический эффект начинает действовать, когда длина свободного пробега молекул становится порядка размеров сосуда, т.е. когда давление р меньше 10^-6 - атмосферы. Тогда сила, действующая на коромысло весов, достигнет значения IO^-3 дины лишь при разности температур около 1°. Несмотря на приближенный характер формул (3) и (4), они все же дают возможность оценить степень тепловых воздействий, что совершенно необходимо из-за качественного сходства с ними многих наблюдавшихся реальных эффектов.

Несимметричные крутильные весы, в той или иной степени, реагируют на любой необратимый процесс, происходящий в их близости. Длинное плечо коромысла - стрелка весов, в зависимости от характера процесса либо поворачивается к нему, либо наоборот, отворачивается от него. Для понимания работы весов были осуществлены весы, позволяющие раздельно действовать на большой и малый грузы. Для этого болышой груз в закрытой трубе помещался приблизительно на метр ниже коромысла. Стрелка реагировала на процессы с тем же знаком, как и на обычных весах, независимо от того, где осуществлялся процесс - у большого или у малого груза. Величина реакции зависела от расстояния процесса до ближайшей к нему точки весов. Это обстоятельство позволило уже на обычных весах уточнить заключение о том, что действие времени убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Наибольший поворот получается, когда направление на процесс перпендикулярно к коромыслу. Значит, возникающие на весах силы сразу ориентируются на процесс. Время не переносит импульса. Поэтому на весах должна быть пара противоположно направленных сил. Опыты над направленностью времени показали, что точки приложения противоположных сил пары определяются положением в системе причин и следствий. Следствие находится там, где происходит диссипация энергии. Поэтому, для устойчивой ориентации пары сил на крутильных весах, существенное значение должно иметь их демпфирование. В первых опытах специально вводился искусственный масляный демпфер, связанный с перемещением большого груза. Потом оказалось, что и без этого достаточное демпфирование дает сопротивление воздуха, в основном за счет движения длинного плеча коромысла. Значит сила, знак которой определяется следствием, действует на коромысло, а сила противоположног о направления действует в системе подвеса. Для проверки этого заключения были проведены опыты над крутильными весами в вакууме. Оказалось, что начиная с давления в несколько миллиметров, при действии тех же процессов, меняется направление поворота весов. Этот противоположный обычному поворот весов сохраняется и при дальнейшей откачке воздуха до 10^{-2 мм. В вакууме демпфирование может происходить только в системе подвеса. Поэтому силы следствия действуют не на коромысло, а на подвес, что и приводит к изменению знака поворота весов, в вакууме весы реагировали на процессы слабее, чем в воздухе. Однако их реакция значительно улучшилась, когда для увеличения трения нить подвеса была пропущена через узкую трубочку, заполненную липкой вакуумной смазкой.}

Из приведенных опытов можно заключить, что по всему коромыслу действуют силы одного знака. Если эти силы пропорциональны массам грузов, то они не смогут повернуть весы, потому что на весах выполнетс равенство моментов сил тжести. Значит силы действи времени не просто массовые силы, а завист еще и от распределени вещества в пространстве. Такую особенность может создать поглощение сил времени веществом грузов. Уже само существование реакци весов на действие времени показывает, что вещество поглощает врем и, следовательно, может служить экраном от действи времени.