Сводка формул по квантовой астрономии
реклама
Реабилитация Ньютона Часть 1. Сто лет с Эйнштейном в пустыне теории относительности Профессор ИСЗ канд. техн. наук А.М. Ильянок Физики, бойтесь метафизиков!... И. Ньютон Исполнилось 318 лет со дня публикации «Начал» Исаака Ньютона. Открытые им физические законы и разработанный им математический аппарат дифференциального/интегрального исчисления легли в основу научно технической революции. В основе методологии его исследований лежит эксперимент, как факт, переходящий в обобщенный факт, далее – в эмпирический закон и, лишь затем – в теоретический закон. При нарушении такой последовательности, как считал Ньютон, мы переходим от физики к метафизике. Созданная им механистическая картина мира и найденные законы неоднократно подвергались попыткам ревизии путем создания всевозможных метафизических теорий. Однако фундаментальность заложенных Ньютоном основ физики казалась непоколебимой. В начале XX века открытие элементарных частиц вызвало кризис в физике. Классическая физика, как наука, изучающая свойства и строение материи, и законы ее движения, не смогла описать ни форму, ни законы движения элементарных частиц. Это привело к созданию квантовой механики и специальной теории относительности. Эти теории смогли описать отдельные экспериментальные факты, но не смогли обобщить их и найти фундаментальные физические законы. Ньютоновская методология науки была поставлена с ног на голову. Во главу угла был поставлен не эксперимент, а теория. Было забыто, что базисом науки является эмпирика, а базисом математики – аксиоматика. Привнесение в физику аксиоматических идей математики, таких, как точка, бесконечность и т.п., чревато очень серьезными последствиями. «Элегантные» математические уравнения, которым приписываются некие физические явления, зачастую не позволяют нам увидеть ошибочность исходных физических моделей, которые применяются в математической физике. Произвольное толкование физических законов, которое допускает квантовая механика и теория относительности, фактически разорвала генетическую связь между классической физикой и физикой микромира. По существу, противоречия в современной науке – это результат накопленных ошибочных знаний, созданных в начале прошлого века и законсервированных к 21 веку аналогично религиозным догмам. Такой догматический подход приводит к возникновению парадоксов в физике. Парадоксы квантово-релятивистского подхода в физике Квантово-релятивистское описание окружающего мира, сформировавшееся в начале 20 века, сразу столкнулось с рядом парадоксов. Так, основатель волновой механики Луи де Бройль (Broglie L. de) [1] представлял материю с массой m в виде пакетов групповых волн, двигающихся со скоростью vg, и длиной волны в пространстве h (1) mv g где h – постоянная Планка (Planck M.). Он предположил, что групповой скорости движения должна соответствовать некая скорость v , которая определяется из условия: (2) v g v c 2 Уравнение (1) для элементарных частиц сравнительно неплохо описывало отдельные эксперименты. Поэтому оно утвердилось в квантовой механике как базовое. С другой стороны, уравнение (2) приводило к серьезному противоречию со специальной теорией относительности (СТО), так как всегда следовало, что v > с. В дальнейшем, 1 чтобы избежать противоречий со СТО, v стали приписывать значение фазовой скорости, т.е., не осуществляющей взаимодействие и принципиально не наблюдаемая. Обычно уравнение (2) просто выбрасывалось из рассмотрения как не физичное. Однако в уравнении (1) тоже оказались скрыты серьезные противоречия. Так, если vg0, то , тогда, например, для электрона, его волновой пакет растягивается в бесконечность. Или, наоборот, при 0vgc , масса тела стремиться к массе Земли, то 0. Т.е., длина волны для Земли бесконечно малая. Ясно, что приведенные выше противоречия нарушают здравый смысл. Поэтому необходимость в их устранении актуальна до сих пор. Ряд парадоксов возникает в самой СТО. Рассмотрим некоторые. Эйнштейн (Einstein A.), развивая теорию Лоренца (Lorentz H.)–Пуанкаре, сделал утверждение (постулировал), что в пространстве отсутствует эфир и свет движется в вакууме с абсолютной скоростью c, не зависящей от скорости движения источника. Увлеченный красотой преобразования Лоренца, Эйнштейн делает следующий шаг – постулирует, что все физические законы инварианты преобразованиям Лоренца. Т.е., экспериментальные результаты, полученные для элементарных частиц, он распространяет и на конденсированное вещество, т.е., и на нас с вами. Рассмотрим более подробно происхождение его ошибок. Например, динамика движения свободного электрона в пространстве, при использовании модернизированной Эйнштейном формулы Ньютона для силы, приводит к парадоксу. Так, в соответствии со специальной теорией относительности, сила F, действующая на электрон, равна: d me v , (3) F dt 1 2 где =v/c, а v – скорость движения электрона в пространстве (здесь и далее векторные величины выделены жирным). Если сила F действует в направлении движения частицы, то масса электрона me возрастает за счет релятивистского эффекта и будет равна: m// me 1 2 3 2 . (4) Эту массу называют продольной массой. Она является мерой инерции частицы в направлении ее движения. Для силы, действующей перпендикулярно движению, частицы масса электрона становится равной: 1 (5) m me 1 2 2 . Эту массу называют поперечной массой. Она является мерой инерции частицы в направлении, перпендикулярном ее движению. Зависимость поперечной и продольной масс от скорости не одинакова – они отличаются на величину: m m// m me 2 1 2 3 2 . (6) Как вытекает их этой формулы (6), масса частицы является анизотропной. В экспериментах, когда ускоряющее поле приложено параллельно направлению движения частицы, мы должны наблюдать зависимость (4), т.е. частица должна приобретать энергию. В действительности мы наблюдаем эффект, что на нее как бы воздействует поперечная сила (5), т.е. она приобретает энергию по закону (5), что противоречит теории. Кроме того, экспериментально установлено, что сами частицы двигаются вдоль векторов параллельного поля и не имеют поперечного сдвига. Кауфман ((W. Kaufmann) (1906) [2]) поставил эксперимент по определению удельного заряда электрона e/me. Им было экспериментально установлено, что достаточно быстрые электроны, двигаясь в поперечном электрическом E и магнитном H поле со скоростью v//, начинают двигаться в плоскости x,y по параболе 2 x v2 eE l 2 E l2 e 2 2 1 2// m 2v // 2v // me c (7) v2 eH l 2 H l2 e (8) 1 2// m 2cv // 2cv // me c Казалось бы, что эксперимент Кауфмана явился триумфом СТО, как подтверждающий релятивистское увеличение массы с увеличением скорости. Однако, как видно из (7), (8), движение электрона в поперечном электрическом поле происходит без увеличения кинетической энергии. Изменение массы зависит только от первоначальной скорости движения электрона v//. Таким образом, уравнение (5) в этом случае противоречит эксперименту Кауфмана. Как следует из (7), (8) нельзя физически разделять заряд и массу электрона e/me. Поэтому можно трактовать эксперимент Кауфмана как релятивистское уменьшение заряда электрона, а не увеличение его массы! Аналогичную ошибку допустил и Лоренц. У него сила, действующая на электрон в электрическом и магнитном полях равна: F eE v H Как следует из этой формулы, здесь электрон также искусственно отделен от своей массы. То есть, Эйнштейн и Лоренц совершили фундаментальную ошибку, отделив заряды от массы, что привело к разделению гравитации и электромагнетизма. Если допустить справедливость формулы (3), то мы приходим к новому парадоксу. В экспериментах по измерению спектра энергии космических электронов найдено, что этот спектр имеет два характерных излома и обрыв спектра на величине порядка 10 20эВ. В СТО не существует ограничения по увеличению энергии электрона в ускоряющем поле. Это противоречит экспериментальным данным, которые были получены уже после смерти Эйнштейна. y Рис.1. Энергетический спектр космических лучей [18] Кроме этого, Эйнштейн бездоказательно постулировал, что все взаимодействия в природе не могут распространяться со скоростью, превышающей с [1]. При такой постановке вопроса перед Эйнштейном встал очень серьезный барьер – мгновенное взаимодействие в законе всемирного тяготения Ньютона (Newton I.). Т.е., в уравнении Ньютона отсутствует запаздывающий множитель. Напомним, что для выполнения закона всемирного тяготения Ньютона и одновременно соблюдения закона сохранения энергии для гравитационного поля необходимо вводить запаздывающий член. Первым это сделал 3 Лаплас (Laplace P.) и получил, что скорость распространения гравитационного взаимодействия должна быть порядка 107 с. Это полностью противоречило СТО. Ведущие физики того времени поэтому даже серьезно не восприняли СТО, так как из нее следовал распад солнечной системы. Когда Эйнштейн узнал об этой работе Лапласа, то начал искать пути ликвидации этого парадокса. Эйнштейн, Абрагам (Abraham M.), Нордстрем (Nordsrom) и ряд других исследователей попытались с помощью волновых уравнений, инвариантных Лоренцпреобразованиям, найти решение этого противоречия [3]. Однако им это не удалось, так как скорости гравитационного взаимодействия они выбирали равной скорости света. Поэтому Эйнштейн отказался от представления гравитации в виде поля, а ввел новый вид эфира – искривленное пространство-время. Он создал общую теорию относительности (ОТО). Основным постулатом теории относительности был постулат об эквивалентности гравитационной и кинетической масс. Однако Пуанкаре утверждал: «Масса – коэффициент инерции – возрастает вместе со скоростью. Следует ли из этого заключить, что масса – коэффициент притяжения – также возрастает вместе со скоростью и остается пропорциональной коэффициенту инерции или же, что этот коэффициент притяжения остается постоянным? Это тот вопрос, решить который у нас нет никакой возможности». [4]. В дальнейшем было найдено, что только нейтральные частицы участвуют в гравитационных взаимодействиях, например, атомы, молекулы, нейтроны. В то же время никто не смог пока измерить гравитационное взаимодействие заряженных частиц. Поэтому не имеет смысла подробно останавливаться на принципе эквивалентности в силу его ограниченности по предельной скорости относительного движения взаимодействующих объектов или их заряду. Как известно, Эйнштейн в СТО отказался от теории эфира, а с другой стороны ввел новый эфир - «разумеется, можно сказать, что ОТО наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует.» [5]. В ОТО, аналогично теории Ньютона, также отсутствовал запаздывающий множитель. При таком математическом рассмотрении можно было как бы физически объяснить его отсутствие, объяснив это искривлением пространства-времени, тогда гравитационной волне можно было приписать скорость света. Отметим, что многолетние поиски гравитационных волн Эйнштейна так и ни к чему не привели. Кроме того, Эйнштейну пришлось вводить нелинейные уравнения и перейти от аддитивного мира Ньютона к мультипликативному миру. В нем массы уже не суммировались, а умножались через некоторый коэффициент. В этом случае в нелинейном пространстве-времени нарушались законы симметрии и, следовательно, условия выполнения теорем Нетер (E. Noether, 1918) [6]. Эти теоремы утверждают, что при нарушении симметрии нарушаются законы сохранения импульса. Не смотря на все противоречия ОТО, она стимулировала развитие целого нового направления в теоретической физике на основе геометрии Римана (Riemann G.) – геометрофизики. Однако все попытки применить модели геометрической физики к реальным физическим объектам, в том числе и к элементарным частицам, оказались совершено неконструктивными. Словами Бриллюэна можно обобщить альтернативное отношение к ОТО: «ОТО блестящий пример великолепной математической теории, построенной на песке и ведущей ко все большему нагромождению математики в космологии (типичный пример научной фантастики)» [7]. Практически ОТО смогла описать только два экспериментальных факта, не описываемых ньютоновскими уравнениями. Это аномальное движение перигелия Меркурия и отклонение света звезд Солнцем. В истории физики это единственный факт, когда на основании двух теоретически описанных эксперимента, дающих верные результаты, была полностью изменена картина мира – от линейной ньютоновской к нелинейной эйнштейновской. В советской науке теория относительности была признана официальной наукой и отклонение от нее строго каралось согласно Постановлению ЦК ВКБ(б) от 1934г. («По 4 дискуссии о релятивизме») и Постановлению Президиума Академии наук СССР от 1964 г., в которых запрещались публикации и защиты диссертаций в областях, противоречащих теории относительности. Уже в наше время, на страже незыблемости положений квантово-релятивистской физики в России стоит Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при Президиуме РАН. За рубежом критика теории относительности также не приветствовалась из-за этнополитических мотивов. Также, это частично оправдывалось тем, что не было найдено альтернативного пути описания аномального движения перигелия Меркурия. [8] Альтернативный путь Реабилитируем идеи Ньютона и покажем возможность описания картины мира на основе линейного мира Ньютона. Сделаем следующие предположения. Гравитация описывается с помощью поля. Скорость взаимодействия в этом поле конечна, но не ограничена скоростью света. Расширим преобразования Лоренца, введя новые критические скорости, связанные с фазовым состоянием вещества. Тогда функция Лоренца примет вид [1-(v/cn)2]1/2, где сn= nc, n=0, 1, 2, 3, 4., где - множитель, связанный с учетом формы траектории движения частицы со скоростью v, - постоянная тонкой структуры, с – скорость света. Здесь сn определяет критические скорости движения вещества в зависимости от его фазового состояния. При n=0 мы получаем обычное преобразование Лоренца. Отметим, что в СТО и ОТО сделан формальный перенос законов, найденных для движения элементарных частиц в вакууме без учета их спина на любое фазовое состояние вещества. В СТО допущена существенная методическая ошибка. Она связана с тем, что в уравнениях движения Эйнштейна не учитывается спин частиц. Правда, в момент написания СТО о спине еще не было известно. В то же время спин играет важнейшую роль при создании химических связей в конденсированном веществе. Следствием этого является тот факт, что конденсированное вещество не может двигаться в вакууме выше скорости с(n=1), так как оно просто испаряется [9]. Рис. 2. Наблюдатель Эйнштейна при скоростях выше критической. В космологическом масштабе представим систему гравитационно связанных объектов типа Солнечной системы или Галактики как некий макро конденсат. Этот конденсат не может двигаться в вакууме со скоростью, превышающей с. Этот факт подтвержден огромным количеством экспериментов, например, по движению галактик относительно реликтового фонового излучения [18]. Будем считать, что каждой скорости относительного движения между объектами (n = 1, 2, 3, 4) соответствует скорость гравитационного взаимодействия между ними, каждой из которой соответствует свой предельный радиус гравитационного взаимодействия. При n = –1, –2, –3, –4 из обобщенной функции Лоренца получается, что скорость взаимодействия между объектами выше скорости света. Покажем, из чего следует этот необычный факт. Если два тела взаимодействуют между собой посредством поля, то это 5 поле является материальным объектом и, следовательно, оно должно обладать определенной упругостью. Отметим, что здесь не имеется в виду сам вакуум как упругая среда, а только само поле. Тогда уравнения движения упругой среды можно описать широко известными уравнениями для смещений сжатия и сдвига и изгиба жесткой пластинки [10]: 2u 2 (9) cl graddiv u ct2 rotrotu bcd2 (divgrad ) 2 u F 2 t где u вектор смещения поля, F – вектор внешней по отношению к упругой среде силы, ct скорость распространения поперечной волны, cl - скорость распространения продольной волны упругой среды, cd – скорость распространения изгибных колебаний, связанных с цилиндрической жесткостью пластинки, b –размерный множитель. В общем случае скорости продольной и поперечной волн в (9) связаны между собой через коэффициент Пуассона (Poisson S.) : c 2 , (10) cl t 1 2 где для реальной упругой, физически реализуемой среды 0 < 0.5. Если в упругой среде существует поперечная волна, то в ней всегда cl 2ct .Отметим, что для сред типа резины или желе коэффициент 0.5. В этом случае скорость продольной волны многократно превышает скорость поперечной волны. Будем считать поле упругой средой с 0.5 а скорость поперечной волны ctc, где c – скорость света. В свое время Максвелл, не смог определить природу продольной волны в своих уравнениях. Он получил, что скорость поперечной электромагнитной волны равнялась скорости света, и, следовательно, скорость продольной волны превосходила скорость света. Максвелл по этому поводу очень осторожно высказался: «Науки об электромагнетизме и оптике бессильны, когда к ним обращаются с вопросом о подтверждении или об отрицании существования продольных колебаний. Для продольных волн должна быть «электрическая жидкость» определенной плотности, параметры которой невозможно вывести из эксперимента» [11, стр. 323]. Но последующие исследователи постоянно исключали продольную волну из рассмотрения как не имеющую физического смысла. Покажем, что на современном уровне развития физики можно найти физический смысл и для продольной волны. Докажем, что именно этот тип волн описывает кулоновские и ньютоновские силы. Решим уравнение (9) с краевыми условиями, определяемыми движениями волн вдоль поля, имеющего вид плоского диска. Рис 3. Модель электромагнитного взаимодействия 6 Взаимодействующие тела находятся на диаметрально противоположных краях такого диска. Из теории упругости известно, что внутренние напряжения в линейном приближении связаны с внешними силами, которые действуют на однородную круглую пластину для сжатия/растяжения, как 1/R2, а изгиба пластины - 1/R3 [10]. С помощью такой силы можно описать законы взаимодействия между зарядами и между магнитными диполями. Т.е. Законы Кулона (Coulomb Ch.), Ампера (Ampere A.) и Ньютона вытекают из такой модели естественным образом. Именно по этим круговым слоям происходит распространение волн при условии, что 0.5. Из (1) следует, что свободная поперечная волна типа электромагнитной не может описать притяжение между объектами – как между зарядами, так и между массами. Подводя итоги, будем считать, что гравитационное поле отдельных атомов в пространстве не непрерывно, а дискретно. Оно имеет вид конечного числа, равного 861, слоев – дисков, соединенных наподобие развернутой книги. Эти слои независимо суммируются в пространстве произвольным образом. В этом случае ощущаемый нами трехмерный «непрерывный» мир как бы формируется из суперпозиции двухмерных миров. В таком мире движение волн по слоям может осуществляться со скоростью, выше скорости света, а движение волн и элементарных частиц между слоями в принципе не может превышать скорость света. Рис. 4. Топология солнечной системы Часто не замечают фактов, лежащих на поверхности. Известно из эксперимента, что заряд и массу у электрона e/me и у протона e/mp нельзя разделить физически. Но во всей учебной и справочной литературе они представлены как отдельно существующие величины. Во времена Ньютона и Кулона не было известно об элементарных частицах и связи между их массами и зарядами. Поэтому и свои законы они записали для мира, который знали. Для современного представления о мире необходимо ввести в уравнения Ньютона заряды, а в уравнения Кулона – массы. Отсюда сразу будет видно, что гравитация и электромагнетизм неразделимы и имеют одинаковую природу. В этом случае гравитационное поле можно представить как не полностью скомпенсированное поле центрально симметричного диполя, состоящего из положительного и отрицательного зарядов (рис. 3). Впервые аналогичную модель предложил Массотти (P.F. Mossotti, 1836) в начале 19 века [3]. Естественно, чтобы описать гравитационные взаимодействия через электромагнитные поля, надо вводить эквивалент скалярного электрического поля и эквивалент векторного магнитного поля. Впервые на это указал Хевисайд (Heavisude O.). Он доказал, что гравитационное поле в принципе можно выразить через электромагнитное, если представить его в виде двух связанных полей [12] Представим силу взаимодействия между объектами в общем виде: F ar 2 br 3 , (11) Здесь первый член описывает статическую кулоновскую составляющую силы, а второй член описывает динамическую магнитную компоненту, связанную с движением зарядов. 7 Следовательно, и гравитационному полю должна соответствовать компонента, связанная с движением масс. В астрономии есть очень серьезная проблема. Она заключается в том, что галактики вращаются как твердотельные объекты – связанные коротационные объекты. А уравнения Ньютона и уравнения Эйнштейна не описывают эти движения. Для правильного их описания требуется еще как минимум один интеграл движения. Причем должно выполняться условие, что скорости гравитационного взаимодействия не вносят искажающего запаздывания. Такой интеграл естественным образом вытекает из уравнения (11). Рассмотрим, можно ли на основании теории Ньютона решить эти проблемы. Во времена Ньютона еще не было известно о галактиках, поэтому Ньютон не исследовал коротационных движений галактик, но он исследовал условия устойчивого движения планет при разных законах действующих между ними сил. Он доказал, что уравнение (11) является единственным случаем, описывающем устойчивое движение спутников и устойчивое вращение их перигелия (теорема XIV , Предложение XLIV, Задача XXXI. Ньютон “Начала”). Но никто не обратил внимание, что это уравнение описывает и движение перигелия Меркурия при условии, что надо учесть вращение Солнца. Поэтому, нельзя рассматривать статическое гравитационное поле без учета относительного движения двух масс, т.е., без учета динамической части. Т.е., к закону «падающего» яблока Ньютона ar 2 добавим закон «летящей» груши br 3 – силой, связанной с относительной скоростью движения объектов. Например, динамическая часть всемирного тяготения будет проявляться при воздействии на планеты гравитационного поля Солнца, которое вращается вместе с ним как одно целое. Это особенно хорошо видно при движении солнечного ветра вокруг Солнца или при движении звезд вокруг центра галактики, а также при движении перигелия планет, имеющих большой эксцентриситет орбиты. Например, для Меркурия ускорение свободного падения на его орбите с радиусом R1 будет зависеть от экваториальной скорости вращения поверхности Солнца v вокруг своей оси: GM v 2 R (12) g 1 , c R1 R12 а вековое движение перигелия составит 2 1 b = 43,05//, (13) v 2 R где b = 1.6002 10-7. Эксперимент дает =42,6//0.9//. c R1 Таким образом, видно, что на основе теории Ньютона, при учете вращения Солнца и его гравитационного поля, можно описать аномальное движение перигелия Меркурия с высокой точностью, не привлекая общую теорию относительности. Отметим, что Зоммерфельд в свое время нашел, что в «расчетах Эйнштейна по движению перигелия Меркурия однозначность решения остается сомнительной из-за использования им начала расходящегося ряда.» [13]. Другим аргументом ОТО считается расчет отклонения луча света гравитационным полем Солнца (рис. 5) Ньютон считал, что свет, как и любое тело, будет участвовать в гравитационных взаимодействиях. Через 100 лет Зольднер (Soldner J.G., 1802) рассчитал это взаимодействие. Он нашел, что луч света звезды, проходя около Солнца, должен отклониться им на угол 2GM 0,83'' [14]. Не зная этих работ, Эйнштейн на Rc 2 основе ОТО рассчитал такое же отклонение. Позднее, экспериментально было найдено, что луч света действительно отклоняется Солнцем, но в 1,5-2 раза больше. Эйнштейну пришлось уточнить свои расчеты, которые дали результат, превышающий предыдущий 8 ровно в 2 раза [3]. Но так как очень высока погрешность экспериментальных данных, то аргумент в пользу ОТО является спорным. Рис. 5. Отклонение луча света гравитационным полем Солнца. Последние исследования метагалактики по данным спутников привели к новым открытиям. Исследования пространственной плотности микроволнового «реликтового» излучения показали, что в Метагалактике распространяются волны с конечной длиной волны. Кроме того, исследования пространственной плотности распределения галактик в Метагалактике показала, что плотность тоже имеет волновой характер. Все это свидетельствует о конечности Метагалактики [15]. Исследования с помощью орбитального телескопа Хаббл показали, что Метагалактика ограничена стенкой и вращается. Эти новые эксперименты полностью противоречат ОТО, из которой следует теория «Большого взрыва» [16]. Как сказал в 1979 г. нобелевский лауреат Х. Альвен – «Теория большого взрыва является оскорблением здравого смысла». [17]. И как показали современные эксперименты, он оказался совершенно прав. Наша модель Метагалактики полностью соответствует экспериментальным данным (Табл. 1, п.22) Рис. 6. Модель Метагалактики [9] Снова вернемся к проблемам де Бройля. Для этого в уравнение (1) введем обобщенный квант действия h =-zh, где z=0,1,2,3… - масштабный показатель степени. В результате получаем обобщенное уравнение де Бройля для дискретных состояний относительного движения взаимодействующих объектов, выраженное только через электромагнитные константы: h e2 0 z 1 , (14) mc 2m где m – масса протона (нейтрона) или электрона, 0 – магнитная постоянная вакуума. Постоянная Планка h в общем виде не является фундаментальной константой, а является комбинацией электромагнитных мировых констант. С помощью уравнения (14) можно 9 связать микромир и макромир. В обобщенное уравнение де Бройля нельзя ставить массу конденсированного вещества. Здесь роль массы играет масса элементарных частиц. Учитывая вышеизложенное, представим гравитационное и кулоновское взаимодействие в виде волн поля, связанных с зарядом и массой. Причем дифференциальное уравнение (9) имеет решения для устойчивого движения только на слоях, связанных с шагом -1=137,0360547255. Эта константа равна постоянной тонкой структуры и находится из геометрических соображений по формуле (Табл.1, п.1). Анализируя полученные экспериментальные и теоретические результаты можно сделать вывод, что обобщенное уравнение де Бройля напрямую связывает микро и макромир. Теперь исследуем второе уравнение де Бройля (2). Рассмотрим взаимодействие двух частиц. Будем считать, что групповой скорости соответствует поперечная волна и с этой волной связано относительное движение двух объектов. А фазовой скорости соответствует продольная волна. В этом случае векторное произведение скоростей продольной и поперечной волн в плоской упругой среде (поле) определяется неравенством: -ncl+n ct 1c2 или clct 1c2 (15) где - постоянная тонкой структуры, n = 0,1,2,3,4. 1 – единичный вектор. Подробные выводы пока для краткости опускаем. Например, если компоненты ядра Галактики вращаются с экваториальной скоростью ct = 4c, то скорость гравитационных взаимодействия равна cl=-4c. Это совпадает с экспериментальным значением скорости распространения гравитационных взаимодействий в Галактике, определяемому по коротационному (corotation) вращению диска Галактики на расстояниях до 10.3 кпк [18,9] (рис. 7.). Описать коротационное вращение Галактики как твердотельного объекта можно только при отсутствии запаздывания между звездами и ядром Галактики. В таком представлении Солнце запаздывает относительно вектора обменного взаимодействия с ядром Галактики всего на один свой радиус. Т.е., Солнце достаточно жестко связано с ядром Галактики. Рис. 7. Коротационное вращение Галактики. Кроме того, предлагаемая модель описывает два максимума в спектре скоростей движения звезд. Нами показано, что эти максимумы связаны только с полями электронов и протонов, которые составляют основную массу Галактики. Кроме того, наша скорость гравитационного взаимодействия близка к оценке Лапласа (>7 .106 с) [3]. В космосе взаимодействие объектов происходит при разных масштабах. Следовательно, относительные скорости взаимодействующих объектов будут тоже разными. Например, наиболее быстро двигающейся планетой в солнечной системе является Меркурий. Вследствие этого у него будет минимальная скорость 10 гравитационного взаимодействия. Выразим его орбитальную скорость через радиусвектор орбиты Меркурия R1 в виде ct = 2cdivR1= 32c. (16) Тогда скорость его гравитационных взаимодействий равна cl= -2 c= 1.878.104 c. (17) Это значение лежит ниже оценки Лапласа. Но эта скорость является критической скоростью в солнечной системе, при которой сохраняется устойчивое орбитальное движение в солнечной системе – макроконденсата. Естественно, для других тел солнечной системы скорости гравитационных взаимодействий будут выше, так как они двигаются с меньшей скоростью. Например, для Плутона скорость гравитационного взаимодействия составляет уже 1.89.105с. В нашем представлении однозначно интерпретируем уравнение (2), приписывая ему конкретные физические свойства в виде скорости движения объекта и скорости его гравитационного взаимодействия. Сверхскоростные взаимодействия существуют не только в гравитации, но и при других взаимодействиях. Например, чтобы правильно описать эффект Месбауэра в кристаллических структурах или дифракцию нейтронов на кристаллах требуются скорости, как минимум в 100 раз большие скорости света. Последние эксперименты по передаче информации с помощью фотонов, так называемая телепортация фотонов, показывают, что скорости передачи информации значительно превышают скорость света [19,20]. Но страх перед догматикой постулатов СТО тормозит развитие этих исследований. В заключение скажем еще об одной серьезной проблеме гравитации. В последние годы было проведено большое количество экспериментов по уточнению закона Всемирного тяготения Ньютона. Было достоверно установлено, что величина гравитационной постоянной G зависит от расстояния между объектами [21]. Так, при изменении расстояния от нескольких сантиметров между объектами до нескольких метров G возрастает на 1.1%. Этот эффект пытаются связать с наличием новой «пятой» силы взаимодействия. В нашем представлении необходимость привлечение «пятой» силы отпадает. Для этого представим, что на малых расстояниях необходимо также учитывать динамическую часть в законе Всемирного тяготения, что, по-видимому, связано с тепловыми колебаниями молекул взаимодействующих объектов. Поэтому, для расчета орбит планет надо брать G с учетом больших расстояний (Табл.1. п.2.), которая была выведена первоначально [9]. Заключение. Подводя итоги, нужно в первую очередь понять и определить, что же такое наука. И только после этого можно будет сформулировать понятие лженауки. Так, например, Ричард Фейнман определял науку, как область человеческой деятельности, базирующейся на экспериментах. В его понимании математика не является наукой. Знаменитый математик Вейль, учитель и соратник Нетер, писал: «Необходимо вывести математику из культурной изоляции, содействуя установлению ее связей с физикой и техникой». Он утверждал, что догматическая дремота не позволяет развивать науку. В этом плане возникает нравственная проблема - либо закрыть глаза на экспериментальные факты, либо, рискуя своей репутацией, карьерой и финансовым положением, попытаться изменить сложившуюся в физике ситуацию. Как утверждает известный философ Холтон [25, стр.24]: - антинаука представляет собой… заявку на ясное, четкое, конструктивное и функциональное миропонимание, в рамках которого декларируется возможность «науки» весьма отличающейся от той, которая известна нам сегодня4 - псевдонаука – бессмыслица, которая выдает себя за альтернативную науку, например, астрология, наука о паранормальных явлениях; - патологическая наука – занятие людей, убежденных в том, что они творят подлинную науку, но на самом деле находятся в плену своих болезненных фантазий и иллюзий. 11 Холтон не определяет понятие лженауки. Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при Президиуме РАН также не дает такого определения. Попытаемся самостоятельно дать такое определение. Современное понятие лженауки можно разбить на две части – классическую (маргинальную) и нео (элитарную) лженауку. Маргинальная лженаука пытается простыми методами, словами или на пальцах, объяснить все физические явления, не привлекая серьезный матаппарат. Элитарная лженаука наоборот, в основу своих исследований кладет математические теории, для подтверждения верности которых затем подгоняются под отдельные экспериментальные данные с помощью физических аксиом – в виде гипотез или постулатов. Но при этом теряется вся полнота картины, не описывается вся совокупность экспериментальных фактов, относящихся к данному физическому явлению. Часто приходится создавать несколько противоречащих друг другу теорий, чтобы всесторонне описать одно и то же физическое явление. Чтобы избежать такого метафизического подхода следует, подобно Ньютону, который создал интегральное/дифференциальное исчисление, чтобы описать законы всемирного тяготения, под каждое физическое явление создавать свой математический аппарат, а не под математический аппарат подгонять экспериментальные данные, подобно тому, что сделал Эйнштейн, использовав риманову геометрию в ОТО. Вслед за Ньютоном повторим – физики, бойтесь метафизиков, которые измышляют гипотезы, не соответствующие экспериментальным данным, и создают элитарную лженауку типа теории относительности. Конечно, критиковать на порядок проще, чем создать альтернативный путь решения. Мы предлагаем свой альтернативный путь теории относительности, который базируется на теории Ньютона и де Бройля, начала которого описаны в Квантовой астрономии [9]. Основные проблемы существующей квантовой релятивистской картины мира можно решить, связав воедино электромагнетизм и гравитацию. Для этого пришлось реанимировать и доработать забытые идеи Ньютона, Лапласа, Массотти (P.F. Mossotti), Максвелла, Хевисайда. Также было необходимо придать новый физический смысл уравнениям де Бройля и пересмотреть принципы относительности и релятивизма. В нашей модели именно наличие материи в абсолютном вакууме определяет структуру пространства. Так, у Ньютона пространство является гладким и линейным, у Эйнштейна оно гладкое и нелинейное. В предлагаемой модели пространство является дискретным и линейным, и оно не противоречит теоремам Нетер. Для описания гравитационного поля потребовалось представить его в пространстве как суперпозицию двухмерных объектов – слоев-дисков без использования понятия эфира. В таком представлении взаимодействие между объектами осуществляется посредством волн, двигающихся по слоям поля. Для описания этих волн используются линейные дифференциальные уравнения. Из этих уравнений следует, что скорость гравитационного взаимодействия является функцией скорости относительного движения объектов. В пределе при скорости движения объектов 4с скорость гравитационного взаимодействия по плоскостям поля составляет -4с = 3,526 108с. Предельная скорость движения конденсированного вещества (космического корабля) в пространстве не превышает с, что не позволяет осуществить межзвездные космические полеты. Однако есть принципиальная возможность общаться с другими цивилизациями посредством волн, распространяющихся со скоростями, значительно большими скорости света. Теоретические расчеты в большинстве случаев полностью совпадают с экспериментальными данными (См. Табл.1). Из анализа уравнений следует, что макромир квантуется аналогично микромиру, а гравитация является одним из проявлений электромагнетизма. Таким образом, основы физики Ньютона остаются непоколебимыми. Ее просто необходимо расширить на основе новых экспериментальных данных. Надо прекратить блуждания по пустыне теории относительности. 12 Таблица 1 Сводка формул по квантовой астрономии N Название Теоретическая формула Теоретическ ое значение Автор Эксперимента льное значение Ли тер ату ра Справочное значение Фундаментальные константы 1 Постоянная тонкой структуры 2 Гравитационная постоянная на больших расстояниях 3 Средняя орбитальная скорость Меркурия Максимальное значение большой полуоси орбиты Меркурия Максимальное значение большой полуоси орбиты Юпитера Отношение значений больших полуосей орбит Юпитера и Меркурия 137.03605472… 137.0360(2) 9,18 6. 74599110-11 м3/кгс2 (6.7460.0024)1011 3 м /кгс2 21 v1 = 32c 47.89307 км/с 47.89 км/с 18,9 z0e 2 h = R1 12 m p c 2 13 m p c 5.795 1010 м 5.7911010 м 18,9 z0e 2 h R5 11 = mec 2 12 m e c 7.7647 1011 м 7.7831011 м 18,9 mp R5 R1 me 13.3987 13.442 18,9 436.381 км/с 436,78 км/с 18,9 6282.1К 6270.0К 18,9 160.43 мин 160.01 мин 9, 22 5.00 мин 5.00 мин 9, 22 v = 2с/8 1.995525 км/с 1.9968 км/с 18,9 2 R 16 R v 2c Планеты 3 v 4 c 25.364 суток 25.38 суток 18,9 465.981 м/с 465.10 м/с 18,9 7.16326 . 104 км 7.16326 . 104 км. 18,9 12.5383 км/с 12.55 км/с 18,9 2 N 1 , где N=861 2 1 e2 G 2 0 8 4 (m m ) p e 2 Солнечная система 4 5 6 7 Первая космическая скорость для Солнца 8 Температура в центре диска Солнца 9 Период продольных гелиосейсмических волн на поверхности Солнца Период поперечных гелиосейсмических волн на поверхности Солнца Экваториальная скорость вращения поверхности Солнца Период вращения Солнца вокруг собственной оси 10 11 12 13 14 15 Экваториальная скорость вращения поверхности Земли Радиус Юпитера Экваториальная скорость вращения поверхности Юпитера vI c 8 Солнце m v2 m c T e I = e 2k 8 2k 2 t1 2 R 1 3 v -1I 2 2 t2 5 3 R v -11 P GM 5 N c r5 4 4 v 5 2 2c 2 8 13 16 17 18 19 Максимальная скорость движения звезд относительно центра Галактики Максимальная скорость движения близлежащих звезд в галактиках относительно друг друга Расстояние до первого максимума в спектре скоростей движения звезд относительно центра Галактики Расстояние до второго максимума в спектре скоростей движения звезд относительно центра Галактики V1 Галактика c RGe 273 км/с 18,9 15.964 км/с 15.5 км/с 18,9 0.5-0.8 кпк 18,9 8 V2=2c RGp 273.46 км/с R1 2.0431019м =0.6622 кпк R5 2.7381020 м =8.87 кпк 8 –10 кпк 23 82.489кмс-1Мпк-1 50100кмс-1Мпк-1 18,9 1.1214 1023 км = =11,8535109 св. лет 11109 св. лет 18,9 , 24 h 4 16 mpc h 4 15 me c = Метагалактика 20 Постоянная Хаббла 21 Радиус Метагалактики H0 me c 18 2 c RM 18 H 0 mec - постоянная тонкой структуры или продольное квантовое число; e – заряд электрона; h – постоянная Планка; с – скорость света; me - масса электрона; mp - масса протона; 2 k – постоянная Больцмана (Boltsman L.), G – гравитационная постоянная, z0- волновое сопротивление вакуума. 14 Литература 1. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики. Киев: Наукова Думка, 1989. 2. Зоммерфельд А. Строение атома и спектры. Т.1. ГИТЛЛ, Москва. 1956, с.26 3. Визгин В.П. Релятивистская теория тяготения. Истоки и формирование 1900-1915. М.: Наука. 1981. _ Концепция Массотти-Целльнера-Вебера. (Weber, Zollner F., P.F. Mossotti) 4. Пуанкаре. А. Избранные труды Т.3 М.: Наука, 1974, с.507 5. Эйнштейн. А. Собрание научных трудов. М. Наука. 1965. Т.1, стр.689 6. Траутман А. Законы сохранения в ОТО. Эйнштейновский сб. 1967. с.308 7. Бриллюэн Л. Новый взгляд на теорию относительности. М. Мир. 1972, стр. 28 8. Роузвер Н.Т. Перигелий Меркурия от Леверье до Эйнштейна. М. Мир. 1985. 9. http://xxx.lanl.gov (astro-ph 00 01 059) Ilyanok A.M. Quantum Astronomy. Part II (In Russian) or Ilyanok A.M. “Quantum Astronomy II, Macroquantum Laws in astronomy”, Journal of New Energy, Summer 2001, V.6, No1, pp.55-79 (In Engl.); http://xxx.lanl.gov (physics/0111183) Ilyanok A.M. Macroquantum Effects in Astronomy 10. Morse P.M., Feshbach H. Methods of Theoretical Physics. Part 1-2. New York a.o. , McGraw-Hill. 1953. 11. Максвелл Д.К. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. 1954. 12. Heavisude O. A Gravitational and Electromagnetic Analogy. Electrician. V.31. 1893. P.938965 13. Зоммерфельд А. Пути познания в физике. Сб. статей. М. Наука. 1973. Стр. 146 14. Von Soldner J.G. Berlines Astron. Jahrh. –1804.-P.161 15. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/micro_probe.html http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2003/10/10/149872 16. Троицкий В.С. Экспериментальное свидетельство против космологического Большого взрыва. УФН. Т.155. №6. 1995, стр.703-707 17. Альвен. Х. Будущее науки. М. Наука, 1979, стр.64 18. Allen C.W. Astrophysical quantities. The Athlone Press, 1973. 19. www.nec.co.jp/press/en/0007/images/1901.pdf Lijun Wang, Alexander Kuzmich, and Arthur Dogariu Detailed statement on faster-than-c light pulse propagation 20. http://www.quantum-teleport.org/7.html Квантовая телепортация 21. Thomas J., Vogel P. Testing the Inverse-Square Law of Gravity in Boreholes at the Nevada Test Site. Phys. Rev. Lett. V.65, N10, 1990. P.1173. 22. Северный А.Б. Некоторые проблемы физики Солнца. М.: Наука, 1988. С.126. 23. Физические величины: Справочник. Ф.П. Бабичев и др., М.: Энергоатомиздат, 1991. 24. Nature, V. 425. p.593.; http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994250 (Tantalising evidence hints Universe is finite. 8.09.03 ). 25. Дынич. В.И., Ельяшевич М.А., Томильчик Л. М. Наука и вненаучные знания. Препринт, г. Минск. 1993. ИФ АН БССР. СПОР НЬЮТОНА И ЭЙНШТЕЙНА РАЗРЕШЕН Теория о параллельных мирах отправлена в мир иной Сергей ЛЕСКОВ http://www.inauka.ru/discovery/article51264.html 15
