Вселенная под микроскопом

Попытка объяснить для себя устройство системы «Вселенная»

Рассматривая сложные системы, можно абстрагироваться от «мелочей», выбрать самые основные элементы и свойства системы. Число выбранных элементов можно уменьшить до минимума. В этом мысленном эксперименте не рассматриваются теории возникновения вселенной. В данном случае меня интересовал вопрос о границах вселенной. Как бы она ни возникла, как бы она не была устроена реально, граница есть… Что за этой границей? Возможно миллиарды других вселенных. Но для перехода от одной вселенной к другой у человека нет инструментов. Человек живёт в пространстве и времени. А простирается ли пространство бесконечно? Похоже, что пространство связано со своей вселенной, человек замкнут в пространстве своей вселенной.

Принятие постулатов как Специальной Теории Относительности, так и Общей Теории Относительности не позволило получить непротиворечивую физическую модель, которая могла бы объединить наблюдаемые явления из области гравитации и электромагнетизма [1]. Подобное положение существует уже более 90 лет и по мнению многих выдающихся ученых (В. Ритц, А. Пуанкаре, М. Рейхенбах, В.Ф. Миткевич, Н.П. Кастерин, А.К. Тимирязев, Л. Бриллюэн) демонстрирует глубокий упадок наших представлений об основах мироздания.

Феликс Горбацевич

Все в природе подобно, но все же различно…. В природе не существует безразмерных материальных точек, обладающих массой, и не обладающих гравитационным полем. Много общего в математическом описании различных полей, но все они различны по своей сущности. Может быть поэтому не удаётся создать единую теорию поля?

Что такое поле?

Статическое поле заряда (например, электрического) это продолжение этого заряда в пространстве. Если заряд не экранируется чем-либо, то его поле может простираться на неограниченное расстояние от заряда. При этом, экранирование возможно для отдельных объектов, но целиком «отсечь» поле заряда невозможно, если только не окружить его зарядами противоположного знака.

Подобная картина могла бы наблюдаться для магнитного поля, если бы существовали магнитные монополи. Но магнитных монополей нет, поскольку природа поля иная.

Взаимосвязь между электрическим и магнитным полем существует в виде электромагнитного поля. Но это уже волновой процесс, и поле со своей природой, отличной от статических электрического и магнитного.

Можно представить гравитационную массу как гравитационный заряд. Отсутствие в наблюдаемой природе отрицательных гравитационных зарядов исключает возможность экранирования гравитации.

У Эйнштейна гравитация связана с искривлением пространства. Т.е. гравитация рассматривается, как свойство пространства.

Но, может быть, гравитационное поле и есть поле пространства?

Снова бредовые идеи. Но из них и состоит знание 🙂 .

Микровселенная. Устройство реальной вселенной через рассмотрение крайних случаев

Аналогия

В физике гравитационный потенциал – величина скалярная. Действительно, в наблюдаемом мире источником гравитационного поля могут быть тела, или материальные точки, к которым можно свести тела при значительном удалении от них. Гравитационный потенциал прямо пропорционален массе материальной точки и обратно пропорционален расстоянию до неё (есть ещё коэффициент пропорциональности — гравитационная постоянная). Масса — величина скалярная, расстояние до точки тоже.

Похожая ситуация и для потенциала электростатического поля для точечного заряда. Правда, заряд может иметь знак, соответственно потенциал точечного заряда может менять знак.

Движение масс в гравитационном поле определяется гравитационным потенциалом, а движение заряженных частиц в электростатическом поле определяется электрическим потенциалом.

Напряжённость гравитационного поля — величина векторная. Она зависит от направления силы, действующей на материальную точку в этом поле. Для точечного источника гравитационного поля напряжённость его прямо пропорциональна массе источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него (есть ещё коэффициент пропорциональности — гравитационная постоянная).

В электростатике рассматривается не только точечный заряд, но и распределённые заряженные пластины. Потенциал заряженной пластины равен произведению напряжённости поля на расстояние до пластины.

Если рассмотреть две параллельные заряженные пластины одинаковой площади и одинакового по величине заряда, то между ними находится электростатическое поле, энергия которого определяется произведением квадрата плотности заряда на пластинах, на площадь пластины и на расстояние между пластинами.

Мысленный эксперимент

Представим себе две пластины с «гравитационным зарядом». Между пластинами будет находиться гравитационное поле с некоторой энергией, которая прямо пропорциональна квадрату плотности гравитационного заряда, площади пластин и расстоянию между ними. В общем, ничего удивительного. Пластины могут упасть друг на друга и перевести энергию поля, которое было между ними в тепло, например.

Но теперь в качестве грубого приближения рассмотрим гравитационный потенциал удалённых от нас масс вселенной, как потенциал плоских масс, условно распределенных по шести направлениям (грани куба). Мы находимся в точке компенсации напряжённостей поля, поскольку направления до пластин меняют знак, но энергия этого поля распределена во всем рассматриваемом объёме. Силы, действующие со стороны пластин на наблюдателя скомпенсированы (если нет, то компенсация наступает ввиду ускоренного движения в одном из направлений).

Для получения изотропии нашей области пространства превратим куб в сферу.

Физический вакуум

Всё пространство внутри сферы, включая маленький участок, в котором мы живём, заполнено гравитационным полем со значительной плотностью энергии. Физики говорят, что любое поле должно иметь частицу переносчика этого поля. Для электростатического поля определены бозоны — фотоны. Для гравитационного – переносчика пока не определили. Не будем предполагать природу этой частицы, но примем как постулат, что она есть. И, учитывая что плотность энергии гравитационного поля велика, плотность таких частиц в нашем пространстве тоже должна быть велика. Эта концентрация частиц может вести себя как упругая среда для электромагнитных волн, света. Можно представить себе среду, которую формируют эти частицы, и считать, что это и есть физический вакуум.

Теперь о пространстве

Всё это гравитационное поле и составляет пространство (или наоборот, но мы их отождествляем). Другие поля, существующие внутри области гравитационного пространства, «используют» метрику этого пространства. Даже для некоторой полости в центре Земли, где ощутимого воздействия сил гравитации Земли не должно наблюдаться, плотность энергии гравитационного поля останется такой же большой, как и на поверхности, ведь гравитационное поле экранировать нельзя. Соответственно и метрика пространства не изменится. Если представить себе, что наблюдаемая часть вселенной существенно меньше всей вселенной, то во всей наблюдаемой вселенной будет определена изотропия пространства.

В некоторой области пространства, где на наблюдателя будет заметно воздействие отдельной компактной массы, должно наблюдаться искажение метрики — искривление пространства (это действительно наблюдается). Величина искривления зависит от величины компактной массы (или плотности гравитационной энергии и частиц-переносчиков гравитационного поля вокруг этой массы) и общей плотности гравитационной энергии в этой области пространства.

Микро вселенная (крайний случай)

Если предположить, что вселенная пуста, но есть один единственный массивный точечный объект и наблюдатель (тоже точечный, но с массой существенно меньшей), то всё пространство будет состоять из поля точечного объекта… и поля наблюдателя. Плотность энергии неравномерно распределена по мере удаления от объектов. Свет (если он возможен в такой вселенной) должен распространяться по пути наименьшего действия – траекториям, которые определяются геодезическими линиям поля и эквипотенциальными поверхностями.

Система из двух удалённых друг от друга тел не может существовать в состоянии покоя. Обязательно наблюдатель будет вращаться вокруг единственного тела по эллиптической, вероятнее всего, орбите. Луч, направленный по мнению наблюдателя в зенит – в направлении от массивного центра вращения, за счёт этого вращения сразу «попадёт под действие» геодезических линий и эквипотенциальных поверхностей. Его траектория не должна будет выходить за пределы действия системы, как бы далеко лучу не удалось поначалу удалиться. Луч света будет отклоняться в сторону большей плотности его носителя (гравитационного поля, физического вакуума). Длина волны света будет переменной в зависимости от зоны прохождения и энергетической плотности гравитационного поля в этой зоне. Поэтому, даже при маловероятном попадании в истинный зенит, луч прекратит своё существование при попытке выйти за пределы плотности гравитации, которая обеспечивает его распространение.

Интересно рассмотреть создание эталона длины в нашей микро вселенной. Если эталон длины может быть определён как расстояние, равное некоторому число полуволн распространяющегося в вакууме и имеющего определённую частоту когерентного света, то на схематической структуре этой вселенной с нашей точки зрения эталон длины не будет постоянным во всех областях пространства. А с точки зрения наблюдателя пространство вокруг массивного объекта будет иметь большую протяжённость при приближении к нему. Тем не менее, в некоторой микрообласти микровселенной можно будет использовать обычную евклидову метрику. При этом наблюдения должны показать (а наблюдать можно только одно массивное тело), что поверхность этого тела занимает значительную часть небосвода, если не весь! Должна быть видна даже обратная сторона массивного тела, но с искажениями. Объекты в зените будут видны на фоне искаженной поверхности центрального тела.

Для выбора астрономической единицы времени для наблюдателя возможен только один вариант — период его обращения вокруг собственной оси. При этом видимый период будет отличаться от истинного, как впрочем и на Земле.

Что имеем

Гравитационное поле, что собственно мы и видим на практике, глобально властвует во вселенной. При этом само пространство формируется гравитационным полем. Независимое пустое пространство не может существовать.

Метрика пространства зависит от равномерности распределения плотности энергии гравитационного поля. Это распределение плотности внутри более обширной метрики, как в случае с нашей реальной вселенной. Если более обширной метрики нет, как в рассматриваемой микровселенной, будет заметна глобальная анизотропия пространства.

Граница дальности действия гравитации связана с уменьшением плотности энергии гравитационного поля до уровня, когда распространение света становится невозможным. Если в ограниченной вселенной есть наблюдатель, способный рассмотреть как центральную часть вселенной, так и её периферийные части, то за счёт неравномерной метрики он обнаружит, что периферийные части имеют структуру микромира, а центральные части структуру мегамира.

Мир устроен противоречиво, подобно стране чудес, – для того, чтобы преодолеть границы вселенной необходимо преодолеть область микромира… Стремясь в визуально внешние части вселенной, всегда окажемся около её реального ядра.

Время часто определяется, как процесс, а не какая-то независимая сущность. Можно себе представить, что темп энергетических процессов идущих в среде частиц переносчиков гравитации определяет темп всех остальных процессов, включая и процесс распространения света. Для наблюдателя ход его часов никогда не меняется, поскольку все его процессы «синхронизированы» с «несущей гравитационной частотой». Вблизи значительных масс эта частота снижается, что становится заметно только внешнему наблюдателю.

Ни пространство, ни время не могут существовать без гравитации.

Гравитация – свойство материальных объектов.

Ни пространство, ни время не могут существовать без материальных объектов.

Нематериальное – вне пространства и вне времени.

А что с теорией относительности?

А ничего. Преобразования Лоренца также действительны, уравнения Максвела тоже. Эффекты СТО и ОТО имеют место и в этой вселенной.

Только немного бальзама на душу приверженцев теории эфира, и немного скепсиса по поводу возможности создания единой теории поля.

Возможны ли предсказания на основе этой гипотезы?

1. Единой теории поля не будет.

2. Пространство-время останется математической абстракцией, облегчающей расчёты. Тем не менее, время – атрибут физического гравитационного пространства, и отражает динамичность пространства, которая воспринимается нами как длительность.

3. Квант пространства — подобно квантам электрического поля фотонам, квантом гравитационного поля должен быть его переносчик, но гравитационное поле и пространство одно и тоже. Обнаружить минимальную длину механического перемещения (квант длины) скорее всего не удастся, как и минимальное изменение (ступеньку) электростатического поля.

4. Время не квантовано, точнее оно всегда в некотором роде квантовано периодичностью процессов, но эта квантованность в каждом случае своя и не имеет фундаментальной минимальной величины. Это связано с тем, что нет сущности — «Время», а есть время, как атрибут пространства, которое не может быть статичным. Течение времени зависит от несущей частоты.

5. На окраинах вселенной скорость света меньше, чем в центральных областях, если ее измерять из точки наблюдателя (эталон времени наблюдателя). Это приведет к кажущемуся расширению вселенной, если она заполнится светящимися объектами. При наличии массивного тела, в его поле будет снижаться частота света, как обычно.

(Visited 45 times, 1 visits today)

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *