V. S. Leonov
|
|
Vselennaya: kipyashii "bul'on" iz kvantonov
|
28.09.2007 12:37 |
|
|
Vselennaya: kipyashii bul'on iz kvantonov
Vladimir Leonov, g. Moskva
(www.quantonenergy.ru, www.quantonenergy.com, www.kvanton.land.ru ).
Soderzhanie:
1.Vvedenie
2. Bul'on iz kvantonov
3.Kak svarit' elementarnye chasticy
4.Vozvrat k svetonosnoi srede
5.Tyagotenie. Inerciya. Chernye dyry.
6.Antigravitaciya. Minus-massa. Belye dyry.
7.Problema vremeni. Hronal'nye polya.
8.Kto zazhigaet zvezdy?
9.Superstruny
10. Osnovnye problemy sovremennoi fiziki
11. Problemy inflyacionnoi teorii
1. Vvedenie
V moih rabotah voprosy kosmologii zatragivayutsya kosvenno, poskol'ku osnovnoe napravlenie
issledovanii bylo posvyasheno sozdaniyu teorii Superob'edineniya fundamental'nyh vzaimodeistvii:
gravitacii, elektromagnetizma, yadernyh i elektroslabyh sil, a takzhe issledovaniyu fiziki
elementarnyh chastic (ih struktury), kak otkrytyh kvantomehanicheskih sistem. I prikladnaya
oblast' issledovanii eto razvitie novyh energeticheskih i kosmicheskih tehnologii,
gravitacionnyh kanalov svyazi (sm. saity www.quantonenergy.ru , www.quantonenergy.com).
Vmeste s tem sozdanie teorii Superob'edineniya pozvolyaet rasprostranit' novye znaniya na
inflyacionnuyu kosmologiyu. Obrashayu vnimanie, chto v etoi oblasti rabotaet v Stanfordskom
universitete SShA izvestnyi rossiiskii uchenyi-fizik Andrei Dmitrievich Linde. Imenno ego
lekciya Inflyaciya, kvantovaya kosmologiya i antropnyi princip
(www.astronet.ru:8101/db/msg/1181084/index.html), prochitannaya na konferencii, posvyashennoi 90-
letiyu izvestnogo fizika-teoretika Dzhona Uilera, posluzhila otpravnoi tochkoi dlya moih
kommentariev v oblasti kvantovoi kosmologii. Predstavlyaetsya, chto teoriya inflyacii mozhet byt'
interesnoi pri opisanii kvantovaniya vselennoi v moment ee zarozhdeniya.
Prezhde vsego, neobhodimo bylo obratit' vnimanie ne tol'ko na raznoglasiya, no i naiti te
obshie podhody k kosmologii, kotorye svyazyvayut inflyacionnuyu i kvantovuyu teorii. Otmechu,
Andrei Linde namnogo operedil sobytiya, rassmatrivaya inflyaciyu, kak razduvanie vselennoi (ili
otdel'nyh ee fragmentov, ili mnozhestva vselennyh) v moment zachatiya, kogda eshe ne bylo ni
odnoi elementarnoi chasticy.
Inflyaciya mne napominaet process razvorachivaniya prekrasnoi rozy iz malen'koi nevidimoi pochki,
polagaya, chto do etogo informaciya o roze hranilas' na dvoinoi spirali DNK. Konechno, eto ochen'
gruboe, hotya i krasochnoe sravnenie, tem bolee, chto my ne znaem vseh mehanizmov raspuskaniya
rozy, ne govorya o vselennoi.
Tem ne menee, navernoe, nikogda my ne uznaem istinnoi kartiny rozhdeniya vselennoi, no po mere
razvitiya nauki i novyh znanii budem vydvigat' i obsuzhdat' vse novye teorii i gipotezy, davaya
razumu pishu dlya poleta fantazii. I estestvenno, pust' ochen' redko, no vse zhe, nashi
gipoteticheskie predstavleniya o vselennoi budut podtverzhdat'sya eksperimental'nymi
nablyudeniyami, naprimer, kak eto bylo s otkrytiem krasnogo smesheniya i reliktovogo
mikrovolnovogo izlucheniya. Vmeste s tem, eksperimental'no ustanovleno uskorennoe razbeganie
galaktik, no dazhe pri vsem polete fantazii, sovremennaya fizika ne imeet udovletvoritel'nogo
ob'yasneniya dannomu fenomenu.
Sozdanie teorii Superob'edineniya na rubezhe stoletii, kak fundamental'noi kvantovoi teorii,
baziruyusheisya na otkrytiyah kvanta prostranstva-vremeni (kvantona) i sverhsil'nogo
elektromagnitnogo vzaimodeistviya (SEV), razdelilo fiziku na staruyu (fiziku 20 veka) i novuyu
(fiziku 21 veka).
Novaya fizika 21 veka eto fizika otkrytyh kvantomehanicheskih sistem, a staraya fizika 20
veka eto fizika zakrytyh kvantomehanicheskih sistem, kotoryh prosto ne sushestvuet v
prirode. V etom plane fizika 20 veka sil'no stradaet metafizicheskimi predstavleniyami na
mirozdanie, nesmotrya na grubuyu materialisticheskuyu osnovu, rassmatrivaya elementarnye chasticy
i tela kak izolirovannye ob'ekty (vesh' v sebe). No eto ne soglasuetsya s principom
korpuskulyarno-volnovogo dualizma, kogda chastica (telo) odnovremenno proyavlyaet volnovye i
korpuskulyarnye svoistva, yavlyayas' neot'emlemoi i sostavnoi chast'yu kvantovannogo prostranstva-
vremeni.
Tol'ko fizika otkrytyh kvantomehanicheskih sistem pozvolila raskryt' strukturu osnovnyh
elementarnyh chastic: elektrona, pozitrona, protona, neitrona, neitrino, fotona i prirodu
yadernyh sil v ramkah teorii Superob'edineniya (www.quantonenergy.ru). No dlya etogo neobhodimo
bylo ustanovit' vakuumnuyu strukturu kvantovannogo prostranstva-vremeni kak pervorodnoi
materii, polozhennoi v osnovu nashego sushestvovaniya.
Estestvenno, chto menya interesoval vopros: Kto otkvantoval vselennuyu i kak eto
proishodilo?. Otveta ya ne imel, i prosto konstatiroval tot fakt, chto, prostranstvo-vremya
kvantovano i imeet diskretnuyu strukturu. Kosvenno eto podtverzhdaetsya bukval'no vsemi
imeyushimisya eksperimental'nymi faktami, interpretiruya ih v ramkah teorii Superob'edineniya.
Navernoe, my nikogda ne uznaem, kto otkvantoval vselennuyu i byl li v etom, chei to zamysel.
No kak eto proishodilo, po kakomu scenariyu, mozhno popytat'sya predstavit'. I v etom plane
inflyacionnaya teoriya dostatochno privlekatel'na dlya opisaniya rozhdeniya vselennoi.
Ob inflyacionnoi teorii, vpervye vydvinutoi rossiiskim fizikom A.A. Storobinskim, a zatem
intensivno razvivaemoi Andreem Linde, ya znal davno, no poskol'ku kosmologiya ne moi profil'
issledovanii, otnosilsya k etomu s prohladoi. Na napisanie etoi populyarnoi stat'i menya
pobudilo zhelanie ne stol'ko samomu otvetit' na postavlennyi vopros o tom, kak mog
razvivat'sya scenarii razvitiya kvantovaniya vselennoi, a obratit' vnimanie teh uchenyh,
kotorye, v otlichie ot menya, razbirayutsya v etom voprose znachitel'no luchshe.
Odnim iz osnovnyh nedostatkov inflyacionnoi teorii byl metafizicheskii podhod. Inflyaciya
opisyvaet razvitie vselennoi v moment ee zarozhdeniya, kogda eshe ne bylo ni odnoi iz izvestnyh
elementarnyh chastic: elektrona, pozitrona, protona, neitrona, fotona i drugih. No chto togda
moglo razduvat'sya? Teoriya Superob'edineniya daet inflyacionnoi teorii materialisticheskuyu
osnovu v vide kvantovannogo prostranstva-vremeni, poyavlenie kotorogo svyazano s rozhdeniem
vselennoi.
2. Bul'on iz kvantonov
Kak otmechalos', osnovnym voprosom mirozdaniya vsegda byl vopros o pervorodnoi materii. Chto
bylo do togo, kogda ne bylo elementarnyh chastic? Segodnya my imeem strogo nauchnyi otvet,
imeyushii neosporimye eksperimental'ny podtverzhdeniya. Pervorodnoi materiei yavlyaetsya
kvantovannoe prostranstvo-vremya.
Chtoby vdohnut' novuyu zhizn' v inflyacionnuyu teoriyu, neobhodimo posmotret', kak ona rabotaet v
kvantovannom prostranstve-vremeni. Inflyacionnoi teorii ne hvatalo materialisticheskoi osnovy.
Po logike veshei ponyatno, chto dolzhna byt' pervorodnaya materiya. Ved', chtoby chto-to
razduvalos', kogda eshe ne bylo elementarnyh chastic, eto chto-to dolzhno bylo byt'. Ya otricayu,
chto mozhno razduvat' pustotu, v polnom ponimanii pustoty, kak kategorii svobodnoi ot materii
i energii.
K sozhaleniyu, fizika 20 veka rassmatrivala kosmicheskii vakuum kak absolyutnuyu pustotu s
nulevym urovnem energii. Kvantovaya teoriya ochen' ostorozhno, no vse zhe nadelila vakuum
fluktuacionnym urovnem energii pod vliyaniem neoproverzhimyh faktov rozhdeniya iz vakuuma
elementarnyh chastic. Ved' iz nichego chasticy ne mogut rozhdat'sya. I tol'ko teoriya
Superob'edineniya vernula kosmicheskomu prostranstvu ego istinnoe polozhenie pervorodnoi
materii. Kvantovannoe prostranstvo-vremya eto vysokopotencial'naya vakuumnaya sreda,
harakterizuyushayasya maksimal'nym gravitacionnym potencialom (a ne nulevym kak prinyato) i
maksimal'nym urovnem energii.
Osnovnaya zasluga Einshteina v tom, chto on pervym vydvinul koncepciyu Edinogo Polya, zameniv
ustarevshii i ne imeyushii eksperimental'nogo podtverzhdeniya mehanisticheskii efir chetyrehmernym
prostranstvom vremenem. No na tot moment, krome apparata obshei teorii otnositel'nosti (OTO),
Einshtein ne imel pod rukoi nichego drugogo. Odnako, na protyazhenii poslednih 30 let zhizni,
nesmotrya na kritiku i otsutstvie rezul'tatov, napryazhenno bilsya nad sozdaniem teorii Edinogo
Polya, i v konce zhizni prishel k idei kvantovaniya prostranstva-vremeni (sm. stat'yu V.
Leonov Posmertnaya fraza Einshteina, 2006, www. kvanton.land.ru).
Analiziruya neudachi Einshteina na puti k teorii Edinogo Polya, udalos' ustanovit', chto byl
propushen vazhnyi etap na puti ob'edineniya gravitacii i elektromagnetizma. Prezhde neobhodimo
bylo ob'edinit' elektrichestvo i magnetizm v edinuyu koncepciyu elektromagnetizm,
predpolagaya, chto etot novyi ob'edinennyi elektromagnetizm i est' v realii einshteinovskoe
Edinoe Pole, kotoroe yavlyaetsya ne tol'ko nositelem elektromagnetizma, no i gravitacii. Chtoby
eto sdelat', nuzhny byli stroitel'nye kirpichiki dlya osnovaniya Edinogo Polya.
V fizike, v kachestve stroitel'nyh kirpichikov prinyaty kvarki nevesomye zaryady. K sozhaleniyu,
prekrasnaya koncepciya kvarkov, kak ishodnogo materiala, byla oshibochno napravlena ne na
formirovanie pervomaterii, a na ob'yasnenie struktury yadernoi materii v kvantovoi
hromodinamike (KHD). Eto byla popytka v ocherednoi raz pereprygnut' cherez neissledovannyi
etap. Nauka ne proshaet neposledovatel'nyh deistvii. Segodnya KHD stalkivaetsya s mnozhestvom
nereshennyh problem, i dazhe blizko ne mozhet priblizit'sya k ob'yasneniyu rozhdeniya massy u
nuklonov, ne govorya o drugih elementarnyh chasticah. No glavnoe, KHD operiruet drobnymi
kvarkami drobnymi elektricheskimi zaryadami otnositel'no celogo elementarnogo zaryada e,
kotorye ne obnaruzheny eksperimental'no. Yakoby nablyudaemye kosvennye proyavleniya drobnyh
zaryadov, mogut imet' drugoe ob'yasnenie.
Itak, chtoby podoiti vplotnuyu k strukture pervomaterii, neobhodimy byli novye kvarki, no
tol'ko kvarki celye. Eto snimalo vse protivorechiya, poskol'ku nalichie celogo elektricheskogo
zaryada e kak polozhitel'noi, tak i otricatel'noi polyarnosti, bylo eksperimental'no dokazannym
faktom s tochnost'yu do 1020 e. Elementarnyi elektricheskii zaryad e yavlyaetsya samoi stabil'noi
konstantoi v prirode i luchshego bazisa dlya postroeniya novoi teorii trudno pridumat'.
Itak, dva celyh kvarka (1e i +1e) uzhe imelis' v fizike v vide elektricheskih nositelei
zaryadov u elektrona i pozitrona. No dvuh celyh kvarkov ne hvatalo dlya postroeniya pervogo
kirpichika pervomaterii kvanta prostranstva-vremeni kak nekogo elementarnogo ego nositelya.
Deistvitel'no, chtoby vydelit' kvant prostranstva-vremeni, neobhodimo vydelit' ego
minimal'nyi ob'em, nedelimyi dalee. Dlya etogo trebuetsya vsego chetyre koordinatnyh tochki 1,
2, 3, 4. Odna tochka prosto tochka, dve tochki pozvolyayut provesti liniyu, tri nakryt'
poverhnost', chetyre vydelit' ob'em. Chetyre koordinatnyh tochki eto geometriya. Pri
perehode ot geometrii k fizike, tochki neobhodimo zamenit' fizicheskimi ob'ektami, to est'
kvarkami. I eti chetyre kvarka zaplanirovala sama priroda v vide chetyreh nevesomyh (ne
imeyushih massy) monopol'nyh zaryadov: dvuh elektricheskih (+1e i 1e) i dvuh magnitnyh (+1g i
1g), svyazannyh vnutri elektromagnitnogo kvadrupolya (ris. 1). Monopol'nye elementarnye zaryady
predstavleny uprugimi sharikami 5 razlichnoi okraski, v centre kotoryh pomeshen istok (stok)
elektricheskogo (magnitnogo) polya.
Risunki i formuly smotrite na saite www.qwantonenergy.ru
Predstavlennyi na ris. 1 elektromagnitnyi kvadrupol', eshe ne sformirovalsya kak kvant
prostranstva-vremeni. Ochevidno, chto pod deistviem kolossal'nyh sil vzaimnogo prityazheniya
mezhdu monopol'nymi zaryadami, elektromagnitnyi kvadrupol' dolzhen szhat'sya v sharovuyu chasticu,
formiruya kvanton kak kvant prostranstva-vremeni (ris. 2). Ot kollapsa v tochku kvanton
ogranichivayut svoistva monopolei: ih konechnye razmery i uprugost'. Imenno vnutri kvantona
elektrichestvo i magnetizm svyazany sverhsil'nym elektromagnitnym vzaimodeistviem (SEV),
ob'edinyayas' v edinuyu substanciyu. Rasstanovka centrov monopol'nyh zaryadov po vershinam
tetraedra vnutri kvantona obrazuet superupruguyu i ustoichivuyu konstrukciyu
(www.quantonenergy.ru, www.kvanton.land.ru).
Kak vidno, k dvum celym elektricheskim kvarkam (+1e i 1e) dobavleny dva magnitnyh kvarka
(+1g i 1g), tak nazyvaemyh monopolya Diraka, svyazannyh sootnosheniem:
(1)
gdeSo = 3.108 skorost' sveta v nevozmushennom gravitaciei kvantovannom prostranstve-
vremeni;
e = 1,6.1019 Kl elementarnyi elektricheskii zaryad.
V teorii Superob'edineniya vse raschety vedutsya v sisteme SI. Poetomu v SI razmernost'
magnitnogo zaryada opredelena v Amperah na metr [Am], poskol'ku magnitnyi moment imeet
razmernost' [Am2]. U Diraka magnitnyi i elektricheskii zaryady imeyut odinakovuyu razmernost'
[Kulon]. Eto ochen' udobno, poskol'ku opredelyaet simmetriyu mezhdu elektrichestvom i
magnetizmom, kotoraya v ideal'nom sluchae vyrazilas' by v polnom ravenstve velichiny magnitnogo
i elektricheskogo monopolei. No v raschetah Dirak dopustil oshibku, poskol'ku neverno vybral
ishodnye polozheniya, poluchiv g=68,5e. I tol'ko analiziruya uravneniya Maksvella v vakuume,
udalos' poluchit' istinnoe sootnoshenie (1) mezhdu magnitnym i elektricheskim zaryadom.
V sisteme SI razmernosti magnetizma obuslovleny elektricheskimi tokami. Poetomu ravenstvo
mezhdu magnitnym i elektricheskim zaryadami v (1) svyazano razmernym mnozhitelem So. Uchityvaya
pionerskie raboty Diraka v oblasti magnitnogo monopolya, razmernost' magnitnogo zaryada v SI
[Am], mnoyu nazvana Dirakom [Dk]. Poka eto vnesistemnaya razmernost', no polagayu, chto so
vremenem ona budet prinyata oficial'no.
Imeya kvanton iz chetyreh kvarkov mozhno svarit' bul'on pervorodnoi materii, zapolniv ob'em
kvantonami (ris. 3). Blagodarya tetraedricheskoi rasstanovke zaryadov vnutri kvantona, vnutri
vydelennogo ob'ema (ris. 3) tvoritsya, kazalos' by, polneishii haos. Protivopolozhnye po znaku
zaryady budut starat'sya prityagivat'sya drug k drugu, a odnopolyarnye zaryady ottalkivat'sya.
Raschetnyi diametr kvantona ochen' mal poryadka 1025 m.
Ris. 3. Bul'on iz kvantonov kvantovannoe prostranstvo-vremya.
Esli by udalos' zaglyanut' v oblast' ul'tramikromira kvantonov, to uvideli by, chto kvantony
podverzheny fluktuacii. Eti haoticheskie kolebaniyam kvantonov podobny kipeniyu. Vozmozhno, eti
fluktuacii i zadayut ton reliktovomu izlucheniyu, i ono yavlyaetsya ne kak ostatochnyi otgolosok
Bol'shogo vzryva, a est' estestvennyi fluktuacionnyi fon kvantovannogo prostranstva-vremeni.
Blagodarya tetraedricheskoi rasstanovke zaryadov vnutri kvantona, kvantovannaya struktura
prostranstva-vremeni imeet tot minimal'nyi uroven' haosa, kotoryi isklyuchaet v prostranstve
vydelenie opredelennogo elektricheskogo ili magnitnogo napravleniya, to est' isklyuchaet
anizotropiyu. Pri etom elektricheskie i magnitnye zaryady uravnoveshivayut drug druga. Poetomu v
oblasti makromira prostranstvo-vremya vosprinimaetsya kak odnorodnaya, izotropnaya i neitral'naya
vakuumnaya sreda.
Kvantovannoe prostranstvo-vremya eto i est' nevesomaya pervorodnaya materiya, poka svobodnaya
ot veshestva (elementarnyh chastic). I kak pokazano v teorii Superob'edineniya kvantovannoe
prostranstvo-vremya yavlyaetsya nositelem sverhsil'nogo elektromagnitnogo vzaimodeistviya (SEV),
toi pyatoi sily, poiski kotoroi velis' na protyazhenie 20 veka. Chtoby ob'edinit' izvestnye
chetyre sily (elektromagnetizm, gravitaciyu, yadernye i slabye sily) nuzhna byla Supersila
SEV. Tol'ko Supersila mozhet podchinit' sebe drugie, bolee slabye sily. Eto zolotoe pravilo
fiziki, o kotorom ne nado zabyvat'.
Raschety pokazali, chto kvantovannoe prostranstvo-vremya, kak nositel' SEV, obladaet
kolossal'noi energoemkost'yu, poryadka 1073 Dzh/m3. Esli aktivirovat' vsego odin kubometr
energii kosmicheskogo vakuuma, to etogo dostatochno dlya rozhdeniya eshe odnoi vselennoi v
rezul'tate Bol'shogo vzryva. Segodnya fizicheskaya nauka raspolagaet dannymi, chto energiya,
sootvetstvuyushaya Bol'shomu vzryvu sushestvuet prirode, prichem ryadom s nami (i vnutri nas). No
byl li Bol'shoi vzryv na samom dele eto vopros trebuet postoyannogo izucheniya. Osvobodit'
energiyu kvantonov, rasshepiv ego na otdel'nye zaryady, ne predstavlyaetsya vozmozhnym, poskol'ku
v prirode ne sushestvuet sil, sposobnyh eto sdelat'. Otsutstvie svobodnyh magnitnyh zaryadov
(monopolei Diraka) eto podtverzhdaet. Odnako chem ob'yasnit' nalichie v prirode svobodnyh
elektricheskih zaryadov?
Imenno nalichie svobodnyh elektricheskih zaryadov opredelyaet vse mnogoobrazie vesomoi
(veshestvennoi) materii. Eto vozmozhno tol'ko v sluchae elektricheskoi asimmetrii kvantovannogo
prostranstva-vremeni. Struktura zhe kvantona obladaet elektromagnitnoi simmetriei, to est'
dvumya parami elektricheskih i magnitnyh zaryadov, uravnoveshivayushih drug druga. Navernoe, na
vopros o rozhdenii elektricheskoi asimmetrii vselennoi takzhe mozhet otvetit' inflyacionnaya
teoriya, kogda odnovremenno ili vsled za vybrosom kvantonov v period razbuhaniya vselennoi
vbrasyvalis' elektronnye neitrino, ne imeyushie massy, no yavlyayushiesya nositelem pary
elektricheskih kvarkov (zaryadov) (www.quantonenergy.ru).
3. Kak svarit' elementarnye chasticy
Bul'on iz kvantonov, predstavlennyi na ris. 3 eshe ne soderzhit ni odnoi elementarnoi chasticy,
v privychnom ponimanii. Kvarki, kak osnova pervorodnoi materii, ne schitayutsya elementarnymi
chasticami, hotya na samom dele elementarnye chasticy ne stol' elementarny, a kvarki
elementarny v svoei osnove. No tak slozhilas' terminologiya v oblasti elementarnyh chastic eshe
v tot period, kogda slozhnaya struktura elementarnyh chastic bylo neizvestna.
Imeya kipyashii bul'on iz kvantonov uzhe neslozhno svarit' elementarnuyu chasticu, naprimer,
elektron. Dlya etogo neobhodimo dannyi bul'on zapravit' kvarkom otricatel'noi polyarnosti,
nalichie kotorogo opredeleno elektricheskoi asimmetriei vselennoi. Deistvitel'no, esli
vbrosit' v kvantovannoe prostranstvo-vremya nevesomyi elektricheskii vozmushayushii zaryad, to
kvantony nachnut styagivat'sya k central'nomu elektricheskomu zaryadu. Tochno takzhe styagivayutsya
pylinki k naelektrizovannoi rascheske.
No chto proishodit s kvantovannym prostranstvom-vremenem? Ochevidno, chto vblizi vozmushayushego
central'nogo zaryada ono sozhmetsya, buduchi uprugoi sredoi. No eto vozmozhno za schet rastyazheniya
pri udalenii ot central'nogo zaryada. Zony szhatiya i rastyazheniya razdeleny nekoi gravitacionnoi
granicei. Proizoshel process sfericheskoi deformacii kvantovannoi sredy. Energiya etoi
deformacii est' ekvivalent massy chasticy. Pri sfericheskoi deformacii sredy (nashego bul'ona)
kvark priobrel massu m i pererodilsya v elementarnuyu chasticu elektron nositel'
elementarnogo elektricheskogo zaryada e i massy m.
Energiya E sfericheskoi deformacii sredy pri rozhdenii massy pokoya m elementarnoi chasticy
opredelyaetsya rabotoi (integralom) po perenosu massy m iz oblasti s nulevym gravitacionnym
potencialom v kvantovannoe prostranstvo-vremya, kotoroe, kak otmechalos', yavlyaetsya
vysokopotencial'noi sredoi i harakterizuetsya gravitacionnym potencialom φ= :
(2)
Integral (2) predstavlyaet soboi samyi prostoi i ponyatnyi vyvod formuly Einshteina ,
ustanavlivayushii ekvivalentnost' energii i massy. Chtoby ne putat' E (2) s napryazhennost'
elektricheskogo polya E, v teorii Superob'edineniya energiya oboznachena simvolom W. Obratnym
deistviem iz (2) dokazyvaetsya, chto kvantovannoe prostranstvo-vremya harakterizuetsya
gravitacionnym potencialom φ= . Esli eto ne tak, to stavitsya pod somnenie formula Einshteina,
kotoraya imeet neosporimoe eksperimental'no podtverzhdenie.
Takim obrazom, ekvivalentnost' massy i energii dokazyvaet, chto massa eto i est' energiya,
tol'ko izmeryaemaya v proizvodnyh edinicah izmereniya slozhivshihsya ranee, kogda massu opredelyali
na vesah, to est' vesom.
Paradoksal'no, no, rassmatrivaya massu kak energiyu sfericheskoi deformacii kvantovannogo
prostranstva-vremeni, prihodim k osoznaniyu togo, chto massa yavlyaetsya vtorichnym obrazovanie v
pervorodnoi materii. No vsya sovremennaya fizika uchit, chto massa, kak osnova veshestvennoi
materii, pervichna. Segodnya teoriya Superob'edineniya ustranyaet odno iz glavnyh zabluzhdenii
sovremennoi fiziki, rassmatrivaya dvizhenie massy, kak volnovoi perenos sfericheskoi deformacii
kvantovannogo prostranstva-vremeni. Massy, kak takovoi, prosto ne sushestvuet v prirode. Est'
tol'ko energiya deformacii kvantovannogo prostranstva-vremeni, kotoruyu my prinimaem za massu.
Po Einshteinu, sfericheskaya deformaciya kvantovannogo prostranstva-vremeni eto lish' ego
iskrivlenie, kotoroe mozhno predstavit' sferami Lobachevskogo razlichnoi krivizny, nanizannyh
odna na druguyu. Esli idti po etomu napravleniyu, to pridem k dovol'no slozhnoi geometricheskoi
teorii gravitacii, predstavlennoi v obshei teorii otnositel'nosti (OTO).
No kvantovannoe prostranstvo-vremya mozhno harakterizovat' i kak nekoe skalyarnoe pole s
raspredeleniem kvantovoi plotnosti sredy ρ (x, y, z). Kvantovaya plotnost' sredy eto
koncentraciya kvantonov v edinice ob'ema. Togda opisannyi vyshe process rozhdeniya elementarnoi
chasticy v rezul'tate szhatiya-rastyazheniya sredy s pozicii vektornogo analiza est' ne chto inoe,
kak divergenciya gradienta kvantovoi plotnosti sredy. Tak my podoshli k novomu ponimaniyu
gravitacionnogo uravneniya Puassona, harakterizuyushego elementarnuyu chasticu v kvantovannom
prostranstve-vremeni:
(3)
gdeko koefficient proporcional'nosti;
ρm plotnost' veshestva, kg/m3.
V (3) vhodit vektor deformacii D sredy, kogda skalyarnoe pole ρ (x, y, z) pri deformacii
perehodit v vektornoe pole, harakterizuya vozniknovenii gravitacii:
(4)
Itak, (4) ubeditel'no dokazyvaet, chto v osnove gravitacii lezhit deformirovannoe kvantovannoe
prostranstvo-vremya (ris. 3), yavlyayushiesya nositelem sverhsil'nogo elektromagnitnogo
vzaimodeistviya (SEV). V svoei osnove gravitacii imeet elektromagnitnuyu prirodu. Po mere
opisaniya budet raskryvat'sya gravitacionnaya sushnost' uravneniya Puassona (3) i (4)
Dvuhkomponentnoe reshenie gravitacionnogo uravneniya Puassona (3) v statike dlya sfericheski
deformirovannogo prostranstva-vremeni vpervye polucheno v teorii Superob'edineniya dlya
raspredeleniya kvantovoi plotnosti sredy ρ1 (oblast' rastyazheniya) i ρ2 (oblast' szhatiya):
(4)
gdeRS radius gravitacionnoi granicy (radius chasticy), m;
r rasstoyanie ot centra chasticy v oblasti ρ1, m;
Rg gravitacionnyi radius chasticy bez mnozhitelya 2, m:
Ρo kvantovaya plotnost' nedeformirovannoi sredy.
(5)
gdeG gravitacionnaya postoyannaya.
Neobhodimo otmetit', chto v uravnenie Puassona (3) i ego reshenie (4) vhodit takzhe faktor
vremeni (t), no v skrytoi forme. Eto budet pokazano dalee. Uravnenie (3) i ego reshenie (4)
opisyvaet gravitacionnoe sostoyanie chasticy v chetyrehmernom prostranstve-vremeni. Delo v tom,
chto kvanton (ris. 2) predstavlyaet soboi uprugii ob'emnyi elektromagnitnyi rezonator,
zadayushii hod vremeni v kazhdoi tochke prostranstva-vremeni (ris. 3). Pri deformacii sredy,
sootvetstvenno menyaetsya i prostranstvennyi hod vremeni. No ob etom potom.
Na ris. 4 predstavlena obobshennaya model' elementarnoi chasticy s massoi v kvantovannom
prostranstve-vremeni, sootvetstvuyushaya gravitacionnomu uravneniyu Puassona (3) i ego
dvuhkomponentnomu resheniyu (4). Nedeformirovannoe prostranstvo-vremya, kak uzhe otmechalos',
harakterizuetsya kvantovoi plotnost'yu ρo. Vvodim sferu radiusom Ro i nachinaem ee ravnomerno
szhimat' vmeste so sredoi do radiusa gravitacionnoi granicy RS. Vnutri gravitacionnoi granicy
kvantovannoe prostranstvo-vremya sozhmetsya do kvantovoi plotnosti ρ2 (krasnaya oblast'). Vo
vneshnei oblasti prostranstvo-vremya rastyanetsya do kvantovoi plotnosti ρ1 (sinyaya oblast'). Pri
udalenii ot chasticy ρ1→ ρo pole oslabevaet, harakterizuya raspredelenie ρ1=f(r) (4)
otnositel'noi kriviznoi Rg/r prostranstva-vremeni.
Neobhodimo otmetit', chto gravitacionnaya granica eto ne kakoi-to zhestkii razmer chasticy, a
eto granica, kotoraya formiruetsya v rezul'tate sfericheskoi deformacii kvantovannogo
prostranstva-vremeni, svobodno propuskaya vnutr' sebya kvantony i osvobozhdaya ih pri volnovom
perenose massy. Tochno takzhe perenositsya lyubaya volna. Ona ne perenosit svoe soderzhanie, ona
perenosit deformaciyu. Po suti dela, gravitacionnaya granica eto volnovaya granica.
Elementarnaya chastica eto odinochnaya ob'emnaya volna v nashem bul'one iz kvantonov, grubym
analogom kotoroi mozhet sluzhit' soliton.
Massa lyuboi elementarnoi chasticy velichina peremennaya i zavisit ot kvantovoi plotnosti
sredy, v kotoroi ona nahoditsya, i skorosti dvizheniya v srede. S uvelicheniem skorosti volnovaya
gravitacionnaya granica zahvatyvaet vse bol'shee kolichestvo kvantonov iz vneshnei sredy,
uvelichivaya vnutri kvantovuyu plotnost' ρ2 (krasnaya oblast') i umen'shaya ρ1 snaruzhi (sinyaya
oblast'). Eto ravnosil'no uvelicheniyu energii sfericheskoi deformacii kvantovannoi sredy, a
sootvetstvenno i massy chasticy.
Obychno, uvelichenie massy chasticy ot skorosti v uchityvaetsya klassicheskim relyativistskim
faktorom γ, kotoryi privodit k beskonechnym resheniyam massy i energii chasticy pri dostizhenii
eyu skorosti sveta. Spravit'sya s problemoi beskonechnosti udalos' v teorii Superob'edineniya
vvedeniem normalizovannogo relyativistskogo faktora γn, ogranichivayushego predel'nye parametry
chasticy:
(6)
Vvedenie normalizovannogo relyativistskogo faktora γn (6) v (3) perevodit uravnenie Puassona
i ego reshenie (4) iz staticheskogo sostoyaniya v dinamicheskoe, vklyuchaya dvizhenie so skorost'yu
sveta. Polucheny predel'nye parametry massy mmax i energii Wmax relyativistskoi chasticy pri
v=So:
(7)
(8)
V sootvetstvii s (7), esli uskorit' proton do skorosti sveta, ego massa budet konechnoi i ne
prevysit massu zheleznogo asteroida diametrom 1 km.
Uravnenie Puassona (3) i ego dvuhkomponentnoe reshenie privyazano k kvantovoi plotnosti sredy,
kotoraya yavlyaetsya analogom gravitacionnogo potenciala (ρo→ ; ρ1→φ1=S2; ρ2→ φ2). Eto pozvolyaet
obespechit' perehod k gravitacionnomu uravneniyu Puassona i ego dvuhkomponentnomu resheniyu,
predstaviv parametry chasticy cherez gravitacionnye potencialy s uchetom normalizovannogo
relyativistskogo faktora γn (6):
(9)
(10)
Uravnenie Puassona (9) i ego dvuhkomponentnoe reshenie (10) harakterizuyut dinamicheskoe
sostoyanie chasticy v chetyrehmernom kvantovannom prostranstve-vremeni vo vsem diapazone
skorostei, vklyuchaya svetovye. Otlichitel'noi osobennost'yu chetyrehmernogo uravneniya Puassona
(9) i ego resheniya (10) yavlyaetsya otsutstvie v uravnenii i ego reshenii yavno vyrazhennoi
koordinaty vremeni (t), kak eto prinyato v chetyreh mernom predstavlenii. Vremennaya komponenta
uzhe zalozhena v (9) i (10) i razrabotana sootvetstvuyushaya metodika raschetov, kotoraya pozvolyaet
iz (9) i (10) vytashit' parametr vremeni, kak samostoyatel'nuyu funkciyu raspredeleniya
vremennogo skalyarnogo polya dlya dvizhusheisya chasticy vo vsem diapazone skorostei.
V svoe vremya, perehod k chetyrehmernoi gravitacii pozvolil poluchit' principial'no novye
rezul'taty, osnovnym iz kotoryh bylo osoznanie, chto gravitaciya iskrivlyaet prostranstvo-
vremya. No vvedenie kazhdogo dopolnitel'nogo izmereniya v uravneniya uslozhnyaet ih nastol'ko, chto
oni stanovyatsya dostupnymi dlya ochen' uzkogo kruga specialistov. Mnoyu byla postavlena zadacha
naiti te metodiki raschetov, kotorye pozvolyayut svernut' mnogomernye sistemy k privychnoi
trehmernoi sisteme. No dlya etogo nado bylo vvesti dopolnitel'nye gravitacionnye potencialy:
1. gravitacionnyi potencial nevozmushennogo kvantovannogo prostranstva-vremeni;
2.S2 gravitacionnyi potencial deistviya (zamenil n'yutonovskii potencial φn;
3.φ2 gravitacionnyi potencial vnutri gravitacionnoi granicy;
4.φn n'yutonovskii potencial (kak mnimyi potencial).
Ranee teoriya gravitacii operirovala tol'ko odnim n'yutonovskim potencialom φn, raschetnye
vozmozhnosti kotorogo ogranicheny. Chtoby poluchit' tochnoe sostoyanie chasticy (4) vo vse
diapazone skorostei, ne pribegaya k , S2 i φ2, nuzhno bylo podgonyat' kazhdyi raz
vychislitel'nyi apparat nastol'ko, chto on stanovilsya tyazhelovesnym i vse ravno ne daval
tochnogo resheniya.
Iz (10) poluchaem balans gravitacionnyh potencialov cherez potencial deistviya S2 dlya
elementarnoi chasticy vo vneshnei oblasti prostranstva-vremeni (ris. 4, sinyaya oblast'):
(11)
Umnozhaya balans gravitacionnyh potencialov iz (11) na RS/G pri r= RS poluchaem balans
dinamicheskoi massy m chasticy vo vsem diapazone skorostei, vklyuchaya skorost' sveta:
(12)
V (12) vhodit predel'naya massa mmax (7) chasticy, ee skrytaya massa ms i relyativistskaya massa
m:
(13)
(14)
C uchetom (13) i (14) zapishem balans massy (12) v bolee prostom vide
(15)
Umnozhaya balans massy (15) na poluchaem dinamicheskii balans energii chasticy vo vsem
diapazone skorostei, vklyuchaya skorost' sveta
(16)
V (16) vhodit skrytaya energiya Ws=ms chasticy, kak komponenta kvantovannogo prostranstva-
vremeni i ee predel'naya energiya Wmax (8)
V oblasti malyh skorostei v
|
|
V. S. Leonov
|
|
Re: Vselennaya: kipyashii "bul'on" iz kvantonov
|
28.09.2007 12:41 |
|
|
Einshteina popravili na dva slova
Al'bert Valentinov
Rossiiskaya gazeta i Belarus' segodnya
ot 26 iyulya 2007 goda, prilozhenie Soyuz
Bryansk - Minsk
Dvuhtomnik trudov Kvantovaya energetika laureata premii Pravitel'stva RF po nauke i
tehnike, nauchnogo rukovoditelya i general'nogo konstruktora bryanskogo NPO Kvanton Vladimira
Leonova, obshim ob'emom bolee 1000 stranic, gotovitsya k izdaniyu v Kembridzhe. Pervyi
tom Teoriya Superob'edineniya vyhodit uzhe v etom godu. Razumeetsya, na angliiskom yazyke, tak
chto v Rossii i Belorussii daleko ne kazhdyi sumeet ego prochitat' i poznakomit'sya s novym
original'nym vzglyadom na okruzhayushii nas fizicheskii mir, v osnove kotorogo davnee otkrytie
belorusskogo issledovatelya Sergeya Usherenko.
My uzhe znakomili nashego chitatelya (SOYuZ ot 14 iyunya 2001 g.) s novoi fundamental'noi teoriei
kvanta prostranstva-vremeni i sverhsil'nogo elektromagnitnogo vzaimodeistviya, razrabotannoi
Vladimirom Leonovym. A nachalos' vse v 1974 godu, kogda sotrudnik minskogo
koncerna Poroshkovaya metallurgiya, direktor vhodyashego v koncern Instituta impul'snyh
processov Sergei Usherenko, reshaya problemu uprochneniya poverhnosti metallicheskih izdelii,
obnaruzhil unikal'nyi fakt: pri bombardirovke s pomosh'yu vzryva poverhnosti metalla
kremnezemom (obyknovennym peskom) vydelyaetsya kolossal'noe kolichestvo energii, gorazdo
bol'shee, chem kineticheskaya energiya peschinok.
Eto protivorechilo vsem izvestnym fizicheskim zakonam, schitavshimisya nezyblemymi. V tom chisle i
zakonu sohraneniya energii, na kotorom, v chisle prochih, zizhdetsya sovremennaya fizika.
Nemudreno, chto ortodoksal'naya nauka vstretila soobshenie Usherenko v shtyki. Ego dazhe uvolili
iz instituta. V nastoyashee vremya professor Usherenko zhivet v Izraile.
Vprochem, odin chelovek podoshel k etomu yavleniyu, nyne izvestnomu v mire kak Effekt Usherenko,
s konstruktivnyh pozicii rossiiskii uchenyi, kandidat tehnicheskih nauk, konstruktor v
oblasti vysokih tehnologii Vladimir Leonov, prozhivavshii togda v Belorussii. Otkrytie
Usherenko, s kotorym, on byl horosho znakom, podtolknulo ego zanyat'sya teoreticheskimi
issledovaniyami, i cherez shest' let rodilas' teoriya uprugoi kvantovannoi sredy (UKS),
raskryvayushaya elektromagnitnuyu strukturu vakuuma, vakuumnogo polya. Sam on tak ob'yasnyaet
prichiny, zastavivshie ego zanyat'sya teoriei.
- Delo v tom, chto vysokie tehnologii podoshli k svoemu porogu: dal'neishee ih razvitie
nevozmozhno bez novyh fundamental'nyh issledovanii i otkrytii. Inymi slovami, nuzhny novye
znaniya o svoistvah materii, o skrytyh sostoyaniyah veshestva, o yavleniyah prirody, kotorye
pozvolyayut sdelat' obydennost'yu to, chto segodnya kazalos' by bezuderzhnoi fantastikoi. V pervuyu
ochered' eto kasaetsya energetiki, nazemnogo i kosmicheskogo transporta. Zapasy iskopaemogo
topliva na Zemle ogranicheny, vklyuchaya uranovye mestorozhdeniya. Istoshim ih i dal'she chto?
Kakoi epitafiei pomyanut nas potomki, ostavshiesya na razorennoi planete? A ved' im s ih
tehnikoi, o kotoroi my ne imeet segodnya ni maleishego predstavleniya, energii ponadobitsya kuda
bol'she. Tak chto energetika budushego dolzhna bazirovat'sya na principial'no inoi osnove. A
mezhdu tem my okruzheny okeanom energii energiei vakuuma. Vot otkuda predstoit cherpat'
toplivo dlya elektrostancii, dlya dvigatelei, mashin i stankov. Eto i stalo otpravnoi tochkoi v
moei rabote.
To, chto vakuum bezbrezhnyi okean energii, izvestno davno. No v kakom vide ona tam
soderzhitsya? Leonov vvel ponyatie chasticy, akkumuliruyushei etu energiyu kvanta prostranstva-
vremeni, nazvav etu chasticu kvantonom. Po ego teorii kvanton iznachal'no ob'edinyaet v sebe
elektrichestvo i magnetizm v dosele nevedomuyu substanciyu elektromagnetizm i odnovremenno v
gravitaciyu. Poetomu teoriya UKS eto teoriya edinogo polya, a ne edinaya teoriya polya, kotoruyu
bezuspeshno pytalsya sozdat' Einshtein. Perestanovka vsego dvuh slov v nazvanii oboznachila
sovsem drugoi fizicheskii smysl.
Ne budem uglublyat'sya v teoriyu, ona slozhna dlya neposvyashennyh. Obratimsya k vytekayushei iz
teorii praktike. Leonov pokazal, chto na baze effekta Usherenko mozhno sozdavat' principial'no
novye kvantovye reaktory dlya polucheniya teplovoi energii. Po mysli avtora eti ekologicheski
chistye reaktory pridut na smenu yadernym na uranovom toplive. A toplivom dlya nih posluzhit
obyknovennyi pesok, zapasy kotorogo v zemnoi kore ogromny.
Drugim napravleniem v kvantovoi energetike yavlyayutsya kvantovye teplogeneratory,
razrabatyvaemye minskoi firmoi Yurle pod rukovodstvom Leonarda Radyno. Oni osnovany na
ispol'zovanii kavitacionnogo effekta v zhidkosti s vydeleniem izbytochnoi energii. Eto bylo
podtverzhdeno gosudarstvennymi ispytaniyami v minskom Institute masso- i teploobmena im.
Lykova NANB: teplogenerator vydaet tepla bol'she, chem potreblyaet elektroenergiyu iz seti.
- Samoe paradoksal'noe v etoi istorii, - govorit Vladimir Leonov, - chto v svoih poiskah ya
okazalsya ne odinok. S udivleniem obnaruzhil, chto neskol'ko desyatkov issledovatelei v raznyh
stranah natalkivalis' na fakty, protivorechashie izvestnym fizicheskim zakonam i ne mogli ih
ob'yasnit'. A to i prosto boyalis', chto ortodoksy prilepyat im yarlyk bezotvetstvennogo
fantazera ili chego-nibud' pohuzhe. Poka eshe nam postoyanno prihoditsya probivat' stenu
nedoveriya, no ya nadeyus', chto kogda v Kembridzhe vyidet moi dvuhtomnik Kvantovaya energetika,
vklyuchaya tom 2 Novye energeticheskie i kosmicheskie tehnologii, stanet gorazdo men'she lyudei v
nauke, somnevayushihsya v pol'ze nashih rabot.
|
|
