CC BY
26
УДК 53 01
Трутнев А.Ф.
Кандидат сельскохозяйственных наук, пенсионер
Россия, Самара
К ВОПРОСУ, О ДИСКРЕТНОСТИ ПРОСТРАНСТВА
Аннотация
Сделан литературный обзор теоретических разработок пространства времени. На основании смоделированной системы проведены исследования непрерывности и дискретности пространства. Полученные результаты свидетельствуют о теоретически обоснованной возможности реального существовании дискретного пространства. В виде ячеек, образованных из силовых нитей. Представлен механизм движения гравитационных волн и электромагнитных излучений в дискретном пространстве. Сделан прогноз о неизменности скорости фотонов, несущих различное количество энергии при движении в квантованном пространстве.
Ключевые слова:
дискретность; пространство; материя, силовая нить: энергия; Мировая сеть; амплитуда; фотон; гравитон; простон.
A literary review of theoretical developments of space-time is made. On the basis of the simulated system, studies of the continuity and discreteness of space are carried out. The results obtained indicate the theoretically justified possibility of the real existence of a discrete space. In the form of cells formed from power threads. The mechanism of motion of gravitational waves and electromagnetic radiation in discrete space is presented. A prediction is made about the immutability of the speed of photons carrying different amounts of energy when moving in quantized space.
Keywords:
discreteness; space; matter, force thread: energy ;World network; amplitude; photon; graviton; groan.
Введение
Ещё в древние времена люди, пытались понять и осмыслить, что собой представляет пространство. В ходе развития этих понятий выдвигались различные гипотезы, Одни отрицали возможность существования пустого пространства, а другие, наоборот, считали пространство пустотой.
Весомый вклад в физический смысл понятия пространства внес И. Ньютон [1.с.107].0н разработал концепцию пространства и времени, в которой представил три независимые категории: материю, пространство и время. Две последние он выделял, как абсолютные и относительные Абсолютное пространство по Ньютону неподвижно и бесконечно, а относительное пространство является его частью. Концепция продержалась до конца 19 века.
В начале 20 века в физическую картину мира было введено понятие поля как особой формы материи. Все тела — это системы заряженных частиц, связанных между собой полем. Действия от одной частицы к другой передаются со скоростью света. При этом поле считалось как состояние эфира. Эфир же представлялся как абсолютно неподвижная среда, заполняющее мировое пространство. Затем в эту концепцию Лоренц внес преобразования. Согласно этим преобразованиям, при движении тел с субсветовыми скоростями, происходят изменения пространственных и временных свойств тел, это приводит к сокращению длины тела в направлении их движения и замедлению происходящих в них физических процессов. Опираясь на эти преобразования, Эйнштейн разработал специальную теорию относительности, основанную на предельности скорости света и равноправности всех инерциальных
систем отсчёта[4.с.156].. Согласно этой теории, пространство и время являются не абсолютными, а относительными величинами, поэтому понятие эфира потеряло всякий смысл. Все, что раньше, считалось свойствами эфира, сделалось, кинематикой СТО. А все физические поля теперь рассматривались не как процессы, проходящие в эфире, а как физические объекты особого состояния материи. Следует отметить, что не все ученые разделяли и разделяют до сих пор эту точку зрения. Часть ученых продолжает поддерживать, концепцию светоносного эфира.
В настоящее время общепринято считать, что пространство представляет собой физический вакуум. Он пронизывает все пространство и материю. Даже внутри твердого тела пространства неизмеримо больше, чем вещества. У него самая высокая плотность энергии. Это неисчерпаемый резервуар экологически чистой энергии. В нем беспрестанно образуются и исчезают пары частиц-античастиц. Он буквально наполнен ими. И в определенных условиях виртуальные частицы становятся реальными. Его нельзя наблюдать. Это делает физический вакуум парадоксальным объектом. Во Вселенной доминируют законы физического вакуума, которые науке ещё неизвестны. Как заявил американский физик Мартин Боджовалд исследование вариаций реликтового излучения, с помощью телескопа Хаббла, дают ученым шанс обнаружить первые признаки «нитей», составляющих ткань Вселенной[2.с.42-56].. По его мнению «Структура пространства - времени — это новый, возможно последний рубеж на пути к полному пониманию природы. Петр Зенчиковский из Института ядерной физики Польской академии наук считает, что пространство состоит из дискретных частиц[2.с.24-28]..
Несмотря на столь длительный период проведенных исследований многочисленными авторами, физическая сущность пространства ещё полностью не раскрыта. По этому вопросу у современных ученых нет единого мнения. Одни из них воспринимают пространство как физический вакуум. А другие рассматривают его в виде светоносного эфира. В данной статье, сделана попытка получить в этом плане определенную ясность по некоторым вопросам с помощью смоделированной системы базирующейся на следующих принципах.
Методика моделирования
Реалии окружающего мира являются результатом взаимодействия материи и пространства (Р).
R = W + Р где W—материя, Р--пространство
В смоделированной системе материя и пространство были разделены на неделимые (гипотетических) частицы и обозначены следующим образом: g -положительно заряженная частица -гравитон, р -отрицательно заряженная частица пространства - простон.
Пространство в смоделированной системе представлено совокупностями простонов, собранных в «силовые нити», которые, в свою очередь, образуют своеобразную «сеть», равномерно напряженную во всех направлениях за счет сил отталкивания одноименных зарядов.
Материя в смоделированной системе представляет собой совокупность гравитонов, размещенных определенным образом в силовых нитях. Способы этих размещений определяют все многообразие физического мира.
Энергия в системе является формой взаимосвязи материи с пространством. В ней она представлена в двух видах: энергии материи и энергии пространства. Они взаимно переходят друг в друга и служат основой для формирования всего многообразия различных видов материальной энергии и способов их перехода одного вида в другой.
Результаты исследований
1. Непрерывно или дискретно пространство?
Согласно общей теории относительности пространство и время образуют единую ткань Вселенной. Структура ткани описывается с помощью метрического тензора, определяющего расстояние между точками пространства во всех направлениях. В пространстве нет промежутков. Оно непрерывное и гладкое. Квантовая механика напротив, основывается на теориях, что все в физическом мире квантуется:
материя, энергия, импульс и другие свойства материи. Поэтому с точки её зрения вполне можно предположить, что пространство также может квантоваться. Рассмотрим эти вопросы в рамках смоделированной системы взаимодействия материи с пространством и попробуем дать на них логически обоснованные ответы.
Базовым принципом системы является постулат о том, что пространство Вселенной представляет собой отрицательно заряженную Мировую «сеть» из силовых нитей простра1ства (Рис.1. b). Силовые нити состоят из неделимых отрицательно заряженных частиц простонов. Простон это сгусток энергии пространства с различной плотностью заряда (w0 и w1) на полюсах (Рис.1.а).
Можно предположить, что Мировая «сеть» состоит из ячеек, образованных из силовых нитей пространства. Космические объекты (звезды, планеты, спутники планет и др.) обладающие массами вращаются и натягивают на себя окружающее их пространство. При этом они образуют гравитационные поля и сжимают ячейки силовых нитей. Чем массивнее тело, тем большая степень этого сжатия. Причем степень сжатия вблизи космических тел существенно выше, чем на значительном от них удалении. Рассмотрим это на примере Солнца. Солнце сжимает окружающее его пространство. При этом, чем ближе к его поверхности, тем больше сжаты силовые нити и тем меньше площадь ячеек составленных из них (Рис.2.Ь).
Искривление пространства, то есть сжатие силовых нитей требует затрат энергии. Для её получения необходимо, чтобы часть массы перешла в энергию. Общепринято измерять массу в граммах. Из этого следует, чтобы тело смогло деформировать силовые нити окружающего его пространство, оно должно »потерять» определенное» количество своей массы. Потеря массы тела в 1грамм на сжатие силовых нитей составляет 0,6 10-16 грамма. В таблице 1 приведены затраты энергии на сжатие силовых нитей окружающего объекты пространства, за счет потери объектом массы
Согласно современным теоретическим представлениям, переносчиками взаимодействия, радиус действия которых бесконечный, являются частицы без массы. Гравитационное взаимодействие одно из них. Его переносчиком является степень сжатия силовых нитей. У неё нет массы покоя. Это кванты тепловой энергии, преобразованные в энергию пространства и законсервированные в силовых нитях.
Рисунок 1 - Схемы строения Мировых сетей из силовых нитей и изменение их амплитуды в зависимости от расстояний между ними. а - структура силовой нити Ь - Мировая сеть, состоящая из простонов в различных плоскостях с - изменение амплитуды силовых нитей. S - силовая нить, А - амплитуда
колебаний силовых нитей, г - расстояние между силовыми нитями, р - простон, А1 А2, г 2 ^ г1
Таблица 1
Наименование объекта Масса объекта, грамм Степень сжатия силовых нитей на поверхности объекта, см Затраты энергии на сжатие силовых нитей, ГэВ Границы эффективного гравитационного влияния объекта, км.
нейтрон 1,71 10-24 2,5 10-29 1,71 10-39 6.7 10-170
протон 1,6510-24 1,910-29 1,6510-39 6.1 10-170
Земля 6 1027 7,2 10-24 6 1012 1,08 106
Солнце 2 1033 2,3 10-27 2 1021 3.6 1011
2. Смогут ли двигаться гравитационные волны в квантованном пространстве?
Альберт Эйнштейн высказал мысль о возможности физического существования гравитационных волн в 1918 году. Впервые гравитационные волны были зафиксированы на детекторах LIGO в обсерваториях в Хенфорде и Ливингстоне как прямое доказательство физического существования гравитационных волн. Сигнал, который обнаружили детекторы обсерваторий, был получен в результате слияния двух черных дыр на расстоянии 1.3 миллиарда световых лет от Земли. Масса одной составляла 36, а другой 29 масс Солнца. При их столкновении высвободилась энергия равная трем массам Солнца. Это породило мощную гравитационную волну, прохождение которой удалось зафиксировать земным исследователям через детекторы LIGO. Считается, что при движении гравитационные волны воздействуют на метрику пространства — времени. Они деформируют встречающиеся им на пути, все тела и объекты, но величина их растяжения и сжатия незначительная и в среднем составляет10-21 от их первоначальных размеров.
При создании обшей теории относительности, Эйнштейн ввел понятие ткани пространства — времени и описал её, как гладкую и непрерывную субстанцию. Квантовая механика не исключает дискретности пространства. Создатели теории струн и петлевой квантовой гравитации в своих расчетах предсказывают некоторую форму дискретного пространства -времени. Гравитационные волны обнаружены и зафиксированы. Попробуем с позиции смоделированной системы предсказать возможность движения гравитационных волн в квантованном пространстве в виде силовых нитей.
Пространство Вселенной в смоделированной системе представляет собой отрицательно заряженную Мировую «сеть» из силовых нитей, равномерно напряженную во всех направлениях за счет сил отталкивания одноименных зарядов. Силовые нити пространства — это волны. Скорость их колебания зависит от расстояний между ними, которые в свою очередь определяются физическими условиями среды их распространения. Наибольшее расстояние между ними (r0) находится в вакууме и составляет 10 -18м. Амплитуда колебаний силовых нитей пространства пропорциональна расстоянию между ними. Чем меньше расстояние, тем больше амплитуда и наоборот (Рис.1.с). При столкновении двух черных дыр с массами 36 и 29 солнечных масс произошло их слияние, при этом за десятые доли секунды слиянии была излучена энергия эквивалентная 3 солнечным массам. Она вызвала изменение амплитуды колебаний силовых нитей пространства и расстояний между ними, которое распространилось по Мировой «сети» во все стороны на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет от источника слияния. Гравитационные волны распространяются по пространству Вселенной заполненной по предположению силовыми нитями. Следовательно, они движутся по ним. Можно предположить, что расширение и сжатие силовых нитей, то есть уменьшение, и увеличение расстояния между ними будет происходить в перпендикулярных плоскостях. Гравитационная волна — это энергия, то есть движущаяся масса, переносимая силовыми нитями. При движении она переменно, сжимает и расширяет расстояние между силовыми нитями и на это затрачивается определенное количество энергии. Поэтому по мере удаления волн от источника возникновения амплитуды колебаний силовых нитей гаснут и соответственно уменьшаются расстояния между ними. При встрече с материальными объектами можно предположить, что они, не теряя скорости,
свободно будут проникать сквозь них. При этом будут периодически изменяться расстояние между телами и углы между кривыми на эту безразмерную величину.
3. Изменится ли скорость движения в вакууме фотонов различных энергий при их движении в дискретном пространстве?
Некоторые физики теоретики выдвигают гипотезы и в них высказывают предположения, что, если пространство дискретно, то фотоны различных энергий при движении в нем должны иметь разную скорость. С целью проверки этих гипотез группа астрономов разработала проект Grail Quest по проверки дискретности пространства - времени и представила его в Европейское космическое агентство. Суть этого проекта заключается в попытке сбора огромное количество фотонов света с самой высокой энергией. Подготовка к запуску проекта в настоящее время идет по намеченному плану. Попытаемся теоретически обосновать его результаты, используя базовые положения системы взаимодействия материи и пространства.
Свет это электромагнитная волна, представляющая собой поток, фотонов различных энергий, движущихся в вакууме с одинаковой скоростью, 3 10 5 км/сек. Фотон это квант (порция) энергии. Он переносится по силовым нитям пространства, при этом материальная энергия фотона периодически преобразуется в пространственную энергию и, наоборот. Каждый фотон занимает определенное количество силовых нитей. Различаются они только расстояниями между силовыми нитями, по которым они переносятся. Чем большую энергию несет фотон, тем меньшее у него расстояние между силовыми нитями и, наоборот. Неизменность скорости распространения в вакууме световых волн различных энергий обусловлена тем, что с увеличением количества переносимой ими энергии степень сжатия ими силовых нитей пространства увеличивается, а это приводит к уменьшению расстояния между ними, то есть уменьшению длины волны. При этом амплитуды колебаний силовых нитей увеличивается, и возрастает частота перехода энергии материи в энергию пространства, то есть увеличением частоты фотона. В итоге, скорость их движения остается постоянной.
Таким образом, в выше изложенных материалах представлено теоретически обоснованное доказательство того, что фотоны световых волн различных энергий при движении в дискретном пространстве не меняют своей скорости. Поэтому можно предположить, что исполнение проекта Grail Quest не принесет исследователям запланированных результатов наблюдаться превышение скорости.
Рисунок 2 - Предполагаемые схемы сжатия силовых нитей Солнцем
Выводы
1. Вселенная представляет собой отрицательно заряженную Мировую сеть. Сеть состоит из ячеек, образованных из силовых нитей. Космические объекты, обладающие массой, сжимают окружающую их сеть. При этом у поверхности объекта ячейки имеют наименьшие размеры. По мере удаления от него размеры их существенно возрастают.
2. Предполагается, что размеры самых крупных ячеек Мировой сети, более чем в миллиард раз меньше, чем тот размер, который можно увидеть сегодня в самых мощных микроскопах, поэтому они, и не обнаружены.
3. Гравитационные волны в настоящее время достоверно обнаружены и зафиксированы. Они сформировались при столкновении двух массивных черных дыр. При этом излучилось колоссальное количество энергии, всколыхнувшее ткань пространства на расстояние миллиарда световых лет. С позиции смоделированной системы гравитационные волны распространялись по Мировой сети по силовым нитям в двух перпендикулярных плоскостях. В одной плоскости расстояние между силовыми нитями уменьшалась, а в другой увеличивалась. Затем повторялось наоборот. При встрече с препятствием гравитационные волны свободно проходили через него, сжимая его в одной и расширяя в другой плоскости. Из этого можно теоретически предположить, что гравитационные волны могут беспрепятственно распространяться в дискретном пространстве.
4. Фотон квант порция энергии материи. Предполагается, что фотоны всех электромагнитных излучений содержат одинаковое количество силовых нитей. Различаются они только расстояниями между ними. Чем большую энергию несет фотон, тем меньше у него расстояние между силовыми нитями, по которым он переносится и, наоборот. При уменьшении расстояния между силовыми нитями уменьшается длина волны, но увеличивается амплитуда их колебаний. При этом возрастает частота перехода энергии материи в энергию пространства и, наоборот, В результате увеличивает частота, поэтому скорость электромагнитных излучений остается прежней.
Список использованной литературы:
1.Вавилов С. И. Исаак Ньютон. — М.: Наука, 1989, (4-е издание). — с. 107
2. Зенчиковский П.Е Величайшая загадка Вселенной: из чего состоит пространство-время? Статья в Foundations of Science, август 2018,с.24-28
З.Мартин Бойовальд Петлевая квантовая космология «Живые обзоры по теории относительности», Vol. 11, №4; 2 июля 2008 г с.42-56
4. Эйнштейн А Сущность теории относительности —М. из-во ин. лит. 1955, с.156
© Трутнев А.Ф., 2023
