CC BY
7
ИСААК НЬЮТОН И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА Цветков Е.П. (Российская Федерация)
Цветков Евгений Павлович - кандидат физико-математических наук, г. Сергиев Посад
Аннотация. решается проблема единого поля на масштабах меньше планковских. Показана ключевая роль четвертого измерения пространства в физике Большого взрыва. Объяснена природа темной материи. Ключевые слова: вакуум, частица, заряд, сверхпроводимость, сверхтекучесть, материя, вязкость, перенормировка.
ISAAC NEWTON AND MODERN PHYSICS Tsvetkov E.P. (Russian Federation)
Tsvetkov Evgeniy Pavlovich - candidate of physical and mathematical sciences,
SERGIEV POSAD
Abstract: the problem of the unifiedfield on scales smaller than the Planck scale is addressed. The key role of the fourth dimension of space in the Big Bang physics is shown. The nature of dark matter is explained. Keywords: vacuum, particle, charge, superconductivity, superfluidity, matter, viscosity, renormalisation.
Ньютону известно была только сила тяжести, гравитация. Сила притяжения между телами. Позже него началось интенсивное исследование второй фундаментальной силы - электричества. Свойство тел и зарядов притягивать друг друга красноречиво говорит о единстве природы сил: гравитация и электричество - два вида единой силы. Глюонной. Два тела соединяются друг с другом, создавая общую массу, количественную меру гравитационной их энергии. То же самое наблюдается и у зарядов: два однонаправленных тока приводят к увеличению общего. Проблема единого глюонного поля, его кванта - глюона, механизма возникновения частицы, ее массы, и стоит поэтому на острие современной науки.
В физике частиц общепринят ныне Хиггсовский механизм обретения ими масс. Однако сам эксперимент, в котором и получена была частица Хиггса, противоречит предложенному Хиггсом механизму: коллайдер увеличивал кинетическую энергию протона и антипротона, оставляя неизменными массы их покоя. Коллайдер работал по Ньютону, а не по Хиггсу. Поэтому не понятно, почему «степень, с которой поле Хиггса сопротивляется ускорению частицы, интерпретируется как масса частицы (инертная)» [1]. Ведь поле Хиггса скалярное, а частица Хиггса не обладает нужной поляризацией. Нужную поляризацию имеет проглоченный ею бозон Намбу-Голдстоуна, который неизбежно, по Ньютону, будет менять кинетическую свою энергию, но, опять-таки, не массу покоя. На это обратил внимание и С.Вайнберг, в предисловии к [1], выразив своё недоумение, что «в массе частицы Хиггса... есть нечто непонятное. Чаще всего это называют проблемой иерархии масс. Поскольку именно масса частицы Хиггса задает величину масс всех остальных известных экспериментальных частиц, можно предположить, что она должна быть аналогична другой массе, играющей фундаментальную роль в физике: так называемой планковской массе, которая представляет собой фундаментальную единицу массы в теории гравитации (это масса гипотетических частиц, у которых сила гравитационного притяжения друг к другу равна силе электрического взаимодействия между двумя электронами, находящимися на одном и том же расстоянии друг от друга). Но планковская масса примерно в 100 тысяч триллионов раз больше массы частицы Хиггса. Следовательно, перед нами опять встает вопрос: хотя частица Хиггса так массивна: почему же ее масса так мала?» [1]. «Так и должно быть», - говорит суперсимметрия, хотя и не в состоянии объяснить почему.
Исходя из плотности р~1093г/см3, которой обладает планковская частица с массой
M = 2.2 x 10-5г и радиусом 1р = 1.5 x 10-33 см, монолитной будем считать и среду, которой такая частица принадлежит. Постулируем еще, что вакуум состоит из «видимой» гравитационной и «невидимой», темной, электрической энергий, разлитых в нем изотропно с гравитационной G , для «видимой», и электрической е0 , для темной, энергий, постоянными. Энергии эти монолитны внутренними глюонными связями в них, статичны и не взаимодействуют друг с другом по причине отсутствия общего для них центра связи. Энергии эти не имеют и внутренних своих центров. Хаотичны, хотя и обладают потенциями векторов сверхтекучести (гравитация) и сверхпроводимости (электричество). Объединение полей, следовательно, и происходит с появлением центра их взаимосвязи и упорядочения на этом центре. Уяснение природы этого процесса и составляет цель данного исследования.
Пространство вакуума имеет восемь хаотичных потенциальных направлений. Это общепринято. Шесть из них линейные: верх-низ, вперед-назад, правое-левое. Две искривленные по и против часовой стрелки. Относительность пространственных направлений позволяет объединить верх, вперед и правое в одну группу, а низ, назад и левое - в другую и свести ради упрощения материала восемь координатных направлений к четырем. Энергия вакуума включает в себя шесть линейных и два ротационных потенциальных поля. Линейные поля цветные, хаотичные относительно друг друга, хотя и имеют
собственные вектора необходимых направлений: красное (г) - антикрасное (аг), зеленое (§), антизеленое (а#), синее (Ь), антисинее (аЬ). Ротационные поля характеризуются векторами спинов по и против часовой стрелки. Электрические поля отличаются друг от друга полярностью своих зарядов.
Хотя поля и не взаимодействуют друг с другом напрямую, слабое взаимное возмущение между ними все-таки существует, создавая хаотичные быстро возникающие и исчезающие локальные флуктуации плотности энергии гравитации и пространства вакуума. Сверхтекучесть гравитации инициирует растекание флуктуаций, но электрическая вязкость энергии пространства будет противодействовать этому.
Ньютон в теории вязкости ввел понятие скорости сдвига К; , связанную с вязкостью среды и характеризующую внутренние трения в ней. Отождествляя скорость радиального растекания флуктуации со скоростью сдвига К; , при значении К; = 102 см/с за квант времени = 5 х 10-44 с = (й х С/с5 )1/2 , где й - постоянная Планка, с - скорость света, флуктуация достигает размера = 5 х 10-42 см, становясь квантовым предшественником частицы, затравочной её формой. Энергия Ш диссипации частицы, движущейся в среде с вязкостью определяет зону связей частицы со средой: Ш = ^К;2. Следовательно, вязкость играет роль массы зоны связи, которая, в свою очередь, есть область единства полей.
Противодействуя друг другу гравитация и электричество создают оболочки флуктуаций, на которых формируются направления динамики. Сохраняя сверхтекучесть, гравитационная флуктуация сворачивается в вихрь в четвертом искривленном пространстве, свободном от линейной вязкости, приобретая вектор тангенциальной скорости. Но локализованный оболочкой как начальный элемент частицы, вихрь получает свободу движения со скоростью К; в линейном, ортогональном вектору своей ротации, пространстве. Во внешнем силовом поле именно К; будет определять кинетическую энергию частицы и инерциальность системы. Так на в вакууме формируется сингулярность, не имеющая в себе ни пространства, ни времени, но заполненная гравитационной энергией и локализованная от остального пространства двуслойной оболочкой. Поверхностная плотность гравитационной энергии внутренней оболочки флуктуации оказывается при этом уравновешенной поверхностной плотностью электрической энергии внешней её оболочки. Оболочки же разделяет друг от друга релятивистский разрыв, на котором и формируются квантовые масштабы пространства и времени.
Обладая конфайнментом, оболочка сингулярности локализует в себе порцию гравитационной энергии, не зависящую от внешнего силового поля. Это так называемая энергия покоя. Количественной мерой энергии покоя служит масса М = ( й хс/С)1/2 = 2 х 10-5 г. Величина же энергии покоя, отвечающая этой массе ес = 2 х 1016эрг = 1.25 х 1028 эv. В зависимости от направления ротации вихря сингулярность может либо генерировать в пространстве энергию вакуума (белая дыра), либо поглощать энергию пространства (черная дыра). Смена ротации вихря внутри сингулярности на линейное движение её как целого во внешнем поле вызовет переход на оболочке скорости света к К; и снижение энергии от ес до е^ , что позволяет рассматривать сингулярность в качестве затравочного гравитационного заряда с кинетической энергией = ес хУ^ / с2 = 0,2 эрг = 1.25 х 1011 эу и с эквивалентной массой = 2.2 х 10-22г.
В двух предельных случаях, реализующихся в четвертом искривленном пространстве, при е0 = 0 (сверхтекучее расширение флуктуации) и С = 0 (движение электрического заряда в условиях сверхпроводимости) радиус пространства, захваченного вихрем за оказывается одинаковым: = 1.5 х 10-33 см. На этом масштабе возникает ключевая структура Вселенной - локус пространства-времени с оболочкой сферы Калуцы-Клейна (Рис. 1).
Рис. 1. Внутренняя структура сферы Калуцы-Клейна.
Значение локуса для Большого взрыва невозможно переоценить. Во-первых, в локусе формируются профили гравитационного и кулоновского полей (Рис. 2).
Рис. 2. Профили силовых полей перенормировки на радиусе локуса 1р.
Во-вторых, на оболочке локуса поверхностная плотность энергии ек = ес х (1^/с)2 = 0.2 эрг создает эквивалентный гравитационный тк или электрический заряд . Электрическая оболочка у кварка тк поляризуется в поле заряда Q электрической оболочки локуса, формируя бозон Намбу-Голдстоуна. А в центре локуса на базе заряда возникает бозон Янга-Миллса. Силы гравитационного и кулоновского полей запустят процессы переноса бозонов с оболочки на центр и с центра на оболочку [2]. Эти процессы сопровождаются адронизацией, детально рассмотренной в работе [3], к которой мы и отсылаем интересующегося читателя. Взаимодействие бозонов включает затем на радиусе г^ перенормировку полей гравитации и электричества (Рис.2), объединяя их в единое глюонное поле: Q ^М, тк . Но
релятивистский барьер на ц разделит единое поле по величинам энергий и масс на поле Планка с ес = 2 х 1016 эрг и поле Хиггса с £к = 0,2 эрг, существование которых предсказывает и суперсимметрия. В этом и состоит суть коэффициента иерархии масс 1017= М/тк = ес/ек = (с/у8)2 = (1р/1ш)2. Причем частицы с массой М калибруют все частицы поля Планка, а частицы с массой тк калибруют частицы поля Хиггса. Квантовая флуктуация имеет, конечно же, широкий спектр энергии. Возникновение, однако, кванта времени отселектирует их и сформирует поле Хиггса. Это поле отселектированных квантовых флуктуаций с
энергией 0.2 эрг создает на сфере Калуцы-Клейна оболочечные сингулярности на концах её диаметров (Рис.1), инициирующие пробой цветных и кулоновских полей на вакуум основного состояния и связывая их друг с другом в локусе (Рис.2). Гравитация - энергия искривленного пространства. Проигнорировав четвертое пространственное измерение, запирающее поле Хиггса в сферу Калуцы-Клейна, его разработчики лишили себя возможности создания реального механизма обретения частицей массы. Каким же должен быть не противоречащий первому закону Ньютона механизм?
Пространство как ёмкость энергии должно быть монолитным. Все его направления должны иметь общий центр и общий порядок. «Сшивает» искривленное четвертое измерение с тремя линейными частица пространства нейтрино (V). Нейтрино - это оболочка сингулярности с энергией х = 2 х 10-18 эрг и массой mv « х (К;/с)2 « 2 х 10-39г. Нейтрино должно иметь отличную от нуля массу не только по мотивам нейтринной осцилляции, но и, главное, по причине существования Вселенной вообще. Без mv, как затравки массы, не будет иметь массу никакая частица. Не возникнет единого пространства-времени. Как частица пространства нейтрино обладает ёмкостью, позволяющей ему поглощать порцию энергии и превращать её в кварк. Как частица пространства оно несет на себе вектор изоспина (в схеме обозначен цифрой). Поглощенная же порция энергии, обладающая квантом действия, несет на себе метку своего поля (буква и дробь на схеме) и вектор времени (стрелка). При захвате порции энергии, между нейтрино и энергией происходит обмен (перенормировка) параметров, при котором локальные пространство и время создают обобщенное точечное пространство-время.
Цветная энергия
(V1 + V) ^ - V'1)
Электричество
(V1 + Ь^-1/з) ^ (у^1 - Ь^1"1).
Так возникает частица силового поля. Главным при этом является приобретение ею вектора времени, а не массы. Движение частицы внутри локуса сообщает ей энергию покоя, массу, а движение вне локуса -энергию кинетическую.
Центральная сингулярность локуса генерирует стерильное нейтрино, оболочечные сингулярности -оболочечные нейтрино , и (Рис.1). Двигаясь от оболочки в центр локуса (цветные кварки) или вне локуса (кулоновские кварки), нейтрино фокусирует все поля на центральной сингулярности локуса, создавая единое в нем пространство-время. Цветной кварк в гравитационном поле локуса движется со световой скоростью, увеличивая при сверхтекучем растекании радиус своей оболочки, т.е. радиус нейтрино, поглощающей в себя гравитационную энергию локуса и увеличивая в процессе поглощения его ненулевую начальную массу (если бы нейтрино не имело зачатка массы, то и частицы остались бы безмассовыми). В центре локуса масса кварка достигает величины М = 2 х 10-5г, но, преодолев центр во встречном гравитационном поле, оно вернет ему захваченную массу, сохранив в себе лишь массу = 0,2 эрг. Но это будет уже гравитационная его масса. Кулоновский же заряд ^ реагирует на внешнее только электрическое поле, увеличивая кинетическую свою энергию при сохранении внутренней своей массы покоя.
Поле Хиггса инициирует, как мы писали выше, пробой цветных и кулоновских полей на поле вакуума во всех сингулярностях локуса, объединяя их энергии на локусе как на центре связи. На рис.3 это отчетливо видно.
Рис. 3. Схема связей в обобщенном поле энергии вакуума.
Видно, что локус пространства-времени, ограниченный сферой Калуцы-Клейна, ответственен за инициирование Большого взрыва: циркуляция энергий вакуума возникает впервые на масштабе 1р . Точечное же пространство-время кварка при его движении в локусе становится пространством-временем Большого взрыва и всей Вселенной.
Расширение зоны связи полей на сфере Калуцы-Клейна не прекращается, но меняет свой характер: в глюонном поле вакуума локусы слипаются между собой, создавая сферу Шварцшильда (Рис.3). На масштабе сферы Шварцшильда, радиус которой rs = 2 lp , совершается вторичная перенормировка кварковых структур, о чем речь пойдет ниже, приводящая к разделению материи и антиматерии при сохранении интегральной СР - инвариантности. В интеграле барионной асимметрии нет. Локальная же барионная асимметрия проявляется в сфере Шварцшильда на сверхмалых лишь масштабах. Механизм этого процесса следующий.
Из Рис. 1 видно, что электрон, мюон и тауон - составные частицы. Этот же вывод следует и из работы Янга-Миллса, с помощью U(1) и SU(2) - симметрий показавших, что ротации двух частиц в экваториальной плоскости единичного круга, ортогонального радиусу, на котором находится третья частица, аналогична электромагнетизму. Видимо, электромагнетизм имеет ту же природу, что и синхротронное излучение на ускорителях частиц. И вот почему. Электромагнетизм - энергия кривизны пространства. То есть, как и писал Т.Калуца, имеет геометрическую природу. Взаимодействие трех частиц в локусе, а тем более вне его, происходит в цилиндрической системе координат. Ротация те и т^ кварков относительно оси vT генерирует тауон, ротация тд и тТ относительно оси ve генерирует электрон, а ротация те и тТ кварков относительно оси v^ генерирует мюон. Ротации двух кварков по диаметральному кругу и создают излучение в плоскости, перпендикулярной линейному движению третьего кварка. Внутренние же ротации осей локуса создают эффект нейтринной осцилляции.
Порция энергии вакуума, поглощенная локусом, разделяется по его радиусам на три доли. Поэтому на каждой из линейных координат пространства будет находиться по одному нижнему кварку (как в цветной, так и в электрической видах энергии). Верхние же кварки возникают на связи двух линейных координат в четвертом искривленном пространстве. Поэтому верхние кварки - составные, а именно:
Ur dag dab > У-д dar dab , Ufo dar dag ,
uar dgdb , uag drdb , иаь drdg u2/3 - ¿1/3 ¿1/3 . tfi/3 - d-H3d-H3
v0 = v0 — d0d0 - частицы Майораны,
распад
п ^ р + е + т/е невозможен по причине кваркового в нем дефицита (набора кварков не хватит на синтез протона и электрона):
¿1/3 ¿1/3 сГ1/3 ¿-1/3 ^ d1/3d1/3d1/3d1/3d-1/3 + d-1/3d-1/3d-1/3 + V иад иаЬ ид иг ^ иаг иаЬ иад иаг иг + иг ид иЬ + 1/е
Возможным оказывается лишь процесс распада бинейтронов, имеющий достаточный набор кварков:
(nfi)- dH3 d^3 d^3 dr1/3 db1/3 + (i1c/r3db1/3d-1/3dr1/3 +
dla(?diai3dlj3d-bl/3+ <1^д3<1^Ь3а-ь1/3+ d-1/3d--1/3d-b1/3 +e -H
(Па) - d^d^d-^d-13 + d^d^d^d^3 +
Состав известных барионов, атомов водорода и антиводорода, определяется связью d0d0 с позитроном или электроном:
dlfd^dli3 ^ d0 d0 + d-1/3d-1/3d-1/3 -р + е - Н
d-1/3d-1/3dg1/3 ^ d0d0 + d^d^d1^3 - ё = Pi
— н-1/3н-1/3¿1/3¿1/3 ~ = ¿1/3¿1/3 ,-1/3,-1/3 п = ar ад aab aar п aar аад ar аь
Разделение же материи и антиматерии происходит в процессе перенормировки в сфере Шварцшильда. Заключается же она не в простой перемене мест кварков и антикварков, а в смене
симметрии электрона на симметрию позитрона, требующих поворота на 180 градусов диаметра, и(1)-симметрия, и поворота на 180 градусов ортогональной ему экваториальной плоскости единичного круга, SU(2)-cимметрия. Вселенная оказывается бинарной, состоящей из материи и антиматерии, разделенных релятивистским переходом. Антиматерия разделена от материи не «по горизонтали», а по глубине, как погруженная в связи с этим на сверхмалые масштабы четвертого пространственного измерения тяжелыми частицами больших масс (коэффициент иерархии масс - 1017). То, что наблюдают астрономы [4], есть лишь проявление поля (и частиц) Планка в обычной материи на привычных нам масштабах. Вот почему в бинарной Вселенной и сохраняется в интеграле СР-инвариантность: барионная асимметрия проявляет себя на масштабах сверхмалых.
Возникает вопрос: а существуют ли в космосе наблюдаемые объекты, связанные с активностью сфер Калуцы-Клейна и Шварцшильда? Да, существуют. Такими объектами, полагаем, являются черные дыры и пульсары, интенсивно ныне исследуемые. Да и в Солнечной системе существуют планеты с необъяснимыми странностями. До сих пор на Меркурии существует металлическое жидкое ядро, хотя по современным космологическим представлениям оно должно было закристаллизоваться в первые полтора миллиарда лет существования планеты. Возможно, что его подогревает энергия вакуума через белую дыру в ядре. Необъяснимы до сих пор встречные по отношению к другим планетам Солнечной системы осевые вращения Венеры и Урана, что может быть связанным со встречными относительно ротаций прочих планет Солнечной системы ротациями сингулярности.
У планет с малой металличностью, то есть у планет по составу подобных Солнцу, тоже обнаружены необъяснимые явления. На Юпитере зарегистрирован мощный источник теплового излучения неизвестной природы. На Сатурне сфотографирован американским аппаратом в районе северного полюса шестигранник с размером более 27 тысяч километров, вращающийся синхронно с планетой и генерирующий радиоизлучение. Поток энергии, излучаемой планетой, в 1.9 - 2.5 раза превышает поток тепла от Солнца на орбите Сатурна. На Нептуне зарегистрировано радиоизлучение, состоящее из непрерывного фона и нерегулярных вспышек, механизм которых неясен. Излучение в 2.6 раза превышает тепловой поток от Солнца на орбите планеты. Все эти явления могут быть объяснены наличием на планетах источников энергии типа пульсара.
В работе [5] приведены результаты многолетних наблюдений за температурой воздуха Земли в 12-00 дня. Оказалось, что температура воздуха имеет четко выраженный импульсный характер, коррелирующий с солнечными сутками (Рис. 4).
Рис. 4. Профиль температур воздуха Земли. Зима 2023-2024 гг. 12-00. Пунктирная линия - фоновая температура, обусловленная светимостью Солнца.
Мощные импульсы энергии, согревающие воздух среди зимы (и даже ночью), мы объясняем активностью микропульсара, расположенного в ядре Солнца. Происхождение этого пульсара связано, как мы полагаем, с локусом в ядре Солнца с размерами несколько меньшими полутора километров, возникшим при слипании элементарных локусов пространства-времени. Это и является, полагаем, причиной отсутствия на Солнце сферы Шварцшильда: не хватило энергии интегрального локуса расшириться до гх (см. Рис.3). Известные астрономам пульсары - генераторы потоков электронов и позитронов из областей своих полюсов [6]. Плотность вещества в ядрах пульсаров близка к 5 х 1014 грамм/см3. Ядра пульсаров состоят из сверхтекучих нейтронов и сверхпроводящих протонов,
синтезирующих водород, который они теряют при быстром их вращении вокруг своей оси. Солнечные же сутки длятся 27 земных, поэтому Солнце и смогло одеть себя водородной шубой. Мы не сомневаемся, что с помощью температурных импульсов мы регистрировали работу микропульсара Солнца, расположенного в его ядре и заполненного сверхпроводящими протонами, сверхтекучими нейтронами, электронами и позитронами. Не исключено, что и в недрах Солнца имеется достаточное количество кварковой материи, существование которой предполагается в недрах нейтронных звезд [7]. Кварковая материя, по мнению автора [7], на порядки эффективнее термоядерного синтеза. Если это так, то и происхождение Солнечной системы может быть связанным с белой дырой в ядре самого Солнца, сохранившейся после взрыва сверхновой.
1. Для объединения полей ключевое значение имеет четвертое измерение пространства на сверхмалых масштабах.
2. Радиус первой перенормировки г,е = 7.5 х 10-34см.
3. На радиусе г,е поле Планка с энергией порядка 1016эрг разделяется от поля Хиггса, имеющего энергию 0.2 эрг.
4. Обыкновенная материя разделяется от темной на сверхмалых масштабах в процессе перенормировки в сфере Шварцшильда.
5. Темная материя бинейтронная. Атом водорода обыкновенной материи является стабильной формой бинейтрона.
6. CP-инвариантность нарушается на сверхмалых масштабах сферы Шварцшильда. В бинарной вселенной, включающей как темную так и обыкновенную материю, барионной асимметрии нет.
7. На сверхмалых масштабах постулат теории гравитации по связи энергии с кривизной пространства подтверждается с очевидностью.
8. Солнце - микропульсар с подпиткой энергии из вакуума через сингулярности.
Список литературы /References
1. Baggott Jim. Higgs: The inventation and discovery of the "God particle". Oxford University Press. 2012.
2. Tsvetkov E.P., Tsvetkov Y.P. Report on section HO.2, N°WT-359, Pasadena, California, USA, Cospar 42-nd, assembly, 2018.
3. Tsvetkov E.P. DOI 10.24411/2410-2865-2024-10101.
4. Zwicky F. Astrophysical Journal, 86, P. 217, (1937)
5. Tsvetkov E.P. DOI 10.24411/2410-2865-2024-10102.
6. Гуревич А.В. Физика магнитосферы пульсара. Научное сообщение в Президиуме Академии Наук СССР, 1986 г., Бескин В.С., Гуревич А.В., Истомин Я.М., Успехи физических наук СССР, т.150, вып.2, с.257, 1986г.
7. Edward Witten. Cosmic separation of phases. Phis.Rev.D30, 272-published 15 july 1984.
