скачать книгу бесплатно
Общая теория поля и структура вселенной
Аркадий Трофимович Серков
Исходя из диалектического закона «отрицание отрицания» предлагается единая картина физического мира, в котором узловыми точками развития являются планетарные системы макро и микро мира, отличающиеся друг от друга плотностью вещества и размерах в ~ 10[12] раз. В системах действуют обратно квадратичные законы тяготения масс, с константами тяготения соответственно 6,674.10[-8] и 1,847.10[28] см[3]/гс[2], которые задают орбитальное движение тел и элементарных частиц относительно друг друга. Орбитальные расстояния в системах выражены квантовыми уравнениями, в которых они пропорциональны квадратам целых чисел. В уравнения входят также константы тяготения, массы и скорости осевого вращения центральных тел. Кроме того, орбитальные расстояния обратно пропорциональны корню квадратному из соответствующих скоростей излучения, характерных для каждой системы. Движение тел в обеих системах подчиняются третьему закону Кеплера, который по-существу является «скрепой» макро и микро систем, связывающей изменения в характере орбитального движения в микро системах с типом агрегатных и фазовых переходов веществ в макро системах.
А. Т. Серков
Общая теория поля и структура вселенной
Введение
Как устроен мир и как он действует – вопросы, вставшие с незапамятных времён вместе с появлением человека. Ответы на них менялись во времени и зависели от стадии развития общества. Разные ответы можно было получить от первобытного человека и верующего во времена расцвета религиозного учения. Наконец, с появлением науки разнообразие взглядов возросло. Предлагаемую книгу следует рассматривать именно в этих рамках. Конечно, информация требует обновления и процесс этот непрерывный. Особенно это важно для выбранной темы – общая теория поля и структура вселенной. Настоящая книга является результатом многолетних исследований, выполненных, исходя из предположения об определяющей роли во вселенной массы и структуры. При этом согласно П. Лапласу «молекулярные (электрические) силы вследствие высокой плотности вещества в атоме рассматривалась как модифицированные гравитационные», а «силовые линии» М. Фарадея, как структурообразующие элементы электрического и гравитационного поля. Принятые предпосылки позволили преодолеть трудности, с которыми обычно сталкиваются разработчики единой теории поля.
Первые результаты исследований были опубликованы в 1998 г. в книге «Гипотезы», Москва, издательство ПИК ВИНИТИ В книге впервые утверждалось, что в зависимости от плотности вещества в окружающем пространстве действуют два вида гравитационных сил (гравитационных полей), подчиняющихся обратно квадратичному закону, но с разными константами тяготения 6,673.10
см
/гс
при плотности вещества до 20 г/см
и 1.847,10
см
/гс
при плотности вещества ~ 10
г/см
. Первое – это обычное гравитационное поле. Источником гравитационного поля второго типа являются ядра атомов и нейтронные звезды. Первое «управляет» макромиром, включая Солнечную систему, второе (микрогравитационное) ответственно за функционирование атомов, то есть микромира.
В обоих случаях наблюдается планетарная структура систем. Исходя из диалектического закона «отрицание отрицания» предлагается единая картина физического мира, в котором узловыми точками развития являются планетарные системы, отличающиеся друг от друга по плотности вещества в ~ 10
раз и по величине констант тяготения в ~ 10
раз. В обеих системах действуют обратно квадратичные законы тяготения, которые задают орбитальное движение элементарных частиц и тел относительно друга. Орбитальные расстояния в системах выражены квантовыми уравнениями, в которых они пропорциональны квадратам целых чисел. В уравнения входят также константы тяготения, массы и скорости осевого вращения центральных тел. Кроме того, орбитальные расстояния обратно пропорциональны корню квадратному из соответствующих скоростей излучения, характерных для каждой системы. Движение тел в обеих системах подчиняются третьему закону Кеплера, который по-существу является «скрепой» макро и микро систем, связывающей изменения в характере орбитального движения в микро системах с типом агрегатных и фазовых переходов веществ в макро системах.
Глава 1. Общая теория поля и структура вселенной
Несомненно, физический мир един, в нем есть нечто, что его объединяет, делает его, единим, целым. В попытке найти это объединяющее начало и возникла проблема единой теории поля. Её основным подвижником был А. Эйнштейн. Вот его высказывание на этот счёт: «Теперь особенно живо волнует умы проблема единой природы гравитационного и электромагнитного полей. Мысль, стремящаяся к единству теории, не может примириться с существованием двух полей, по своей природе совершенно независимых друг от друга. Поэтому делаются попытки построить такую математически единую теорию поля, в которой гравитационное и электромагнитное поля рассматриваются лишь как различные компоненты одного и того же единого поля, причем его уравнения, по возможности, уже не состоят из логически независимых друг от друга членов».
Однако, несмотря на многочисленные попытки, единую теорию поля создать так и не удалось. Постепенно направление мыслей стало дрейфовать в сторону «теории всего» [1]. В этой связи целесообразно возвратиться к истокам постановки проблемы [2] и проанализировать вопрос об объединяющем начале физического мира.
В основе неудач, на наш взгляд, лежал неправильный выбор исходной позиции. Что взять за первичное – источник поля, само поле или взаимодействующую систему, состоящую из источника поля, самого поля и закона их взаимодействия. Выбор в качестве исходного отдельно электрического и гравитационного поля предопределил уход в сторону от решения проблемы.
После открытий Резерфорда-Бора планетарного строения атома, который в миниатюре повторял Солнечную систему, стало ясно, что планетарный принцип строения мира носит всеобщий, универсальный характер и что в качестве основы для сравнения и построения единой физической картины мира следует взять эти две системы. Появились устойчивые понятия макро и микро мира (Солнечная система и атом).
Ниже излагается гипотеза, в которой даётся более обобщающий подход к проблеме единой теории поля. Этот подход основывается на сопоставлении свойств указанных систем и закономерностей диалектики Г. Гегеля, в частности диалектического закона «отрицание отрицания», в котором процесс развития рассматривается, как повторение в узловых точках процесса некоторых свойств на более высоком качественном уровне. Это общий философский закон и нужно обладать недюжинным абстрактным мышлением (научной фантазией) и смелостью, чтобы применить его для конкретных научных целей. Ниже делается такая попытка применения этого закона для решения рассматриваемой проблемы.
Первой узловой точкой закона отрицание отрицания будем рассматривать окружающий нас мир, Солнечную систему, имеющую планетарное строение. Тогда естественно предположить, что другой узловой точкой будет планетарная система мира атома. И здесь встаёт вопрос о направлении процесса развития материального мира. Куда направлена «стрела времени» от Солнечной системы к миру атома или наоборот. Этот вопрос о направленности эволюционного развития решается по Р. Клаузису с учётом изменения энтропии. В процессе развития материального мира его энтропия растёт. В какой узловой точке энтропия выше?
Ранее было показано, что образование космических тел со сверх высокой плотностью (~10
г/см
) происходит вследствие «падения» электронов на ядро атома и слияния ядер. Этот процесс идёт из-за потери потенциальной энергии электронов на излучение и повышение их орбитальной скорости. При этом имеет место увеличение энтропии. Таким образом, процесс развития материального мира направлен в сторону формирования более плотных космических объектов, обладающих меньшей внутренней энергией.
Теперь, чтобы убедиться в физическом единстве систем макро и микро мира, выполним сравнительный анализ обеих систем. Объединяющим началом для Солнечной системы (макро мир) является сила гравитационного тяготения F, выражаемая законом Ньютона:
F = GМ
М
/R
(1)
где: G– гравитационная постоянная, M
и M
– массы взаимодействующих тел, R– расстояние между телами. Как оказалось [3, 4, 5, 6], в мире атомов также действует обратно квадратичный закон тяготения, но с гравитационной константой g на 36 десятичных порядков большей, чем ньютоновская постоянная F:
f = gm
m
/r
(2)
где: f– сила микро гравитационного взаимодействия в атоме, m
, m
и r– массы взаимодействующих частиц и расстояние между ними.
Микро гравитационная константа g была определена несколькими методами. Прежде всего она была рассчитана – 3,84.10
см
/гс
, по уникальным прямым тензометрическим измерениям силы взаимодействия скрещенных платиновых нитей диаметром 1,0 мм, выполненным Б. В. Дерягиным [4].
При расчёте по энергии образования химических связей показано [7], что истинное значение константы лежит в пределах 0,428·10
– 2,126.10
см
/г·с
. Наиболее точное значение константы микро гравитации получено при расчёте по уравнению 3-го закона Кеплера [8] по длинам волн характеристического рентгеновского излучения для 10 химических элементов, расположенных в разных частях периодической таблицы химических элементов. Получено среднее значение константы микро гравитации, равное g = 1,847·10
± 0.045 см
/с
г.
Наглядным и убедительным для понимания является расчёт величины g по формуле орбитальной скорости, в которую она входит. Формула имеет вид:
v
= gmd/r, (3)
где v– орбитальная скорость, g– константа микрогравитации, m– атомная масса, d– дальтон, r– радиус орбиты, на которой обращается электрон.
Рассмотрим расчёт на примере атома водорода. Минимальная частота излучения у водорода наблюдается в серии Хамфри 0,02424.10
с
. Логично предположить, что эта частота относится к электрону, обращающемуся на крайней поверхностной орбите, радиус которой равен радиусу атома водорода 110 пм. Атомная масса водорода 1,008. d = 1,661.10
м. Подставив приведенные значения величин в уравнение (4), получим значение константы микрогравитации g = 1,843 см
/гс
, которое близко по величине к выше приведенному.
Микро гравитационная константа g является таким же объединяющим началом для объектов микро мира, как константа G в законе Ньютона.
Другой скрепой для Солнечной системы и системы атома является закон орбитальных расстояний, который включает в себя практически все параметры характеризующие обе системы.
Орбитальные расстояния в атоме определяются законом разрешённых орбит Бора:
r = kn
(4)
где r- радиус орбиты, k- константа характерная для данного атома, n– главное квантовое число или в развернутом виде:
r = n
(gm/c?)
, (5)
где: r — радиус разрешённых орбит атома, n – квантовое число (ряд целых чисел), g — константа микро гравитации, равная 1,847.10
см
/гс
, m- масса ядра атома, с– скорость света, ?- частота вращения ядра, с
.
Орбитальные расстояния в Солнечной и спутниковых системах выражаются [9] аналогичной формулой:
R = k
n
(6)
где R– орбитальное расстояние, k
– константа, характерная для данной планетарной макросистемы, n– ряд целых чисел (главное квантовое число) или в развёрнутом виде:
R = n
(GMT/C)
, (7)
где: R– орбитальное расстояние, n– главное квантовое число (ряд целых чисел), G– гравитационная постоянная, М и Т– масса и период осевого вращения центрального тела, С– скорость распространения гравитационного излучения, равная 0,25.10
см/с.
Идентичность уравнений (1) и (2), на наш взгляд, говорит о глубокой аналогии рассматриваемых систем и существовании единых закономерностей, лежащих в их основе.
Тела, взаимодействующие по уравнению (1) и (2) находятся во взаимном орбитальном движении и подчиняются третьему закону Кеплера:
R
/T
= GM/4?
(8)
где: М– масса центрального тела, Т– период обращения орбитального тела.
Это по-существу третья «скрепа», которая действует, как в Солнечной системе, так и в системе атома, но и тесно связывает изменения в этих системах, которые имеют место при агрегатных и фазовых переходах веществ.
В макромире возможен новый подход к проблеме агрегатных и фазовых переходов, если в основу взять предположение о том, что частицы вещества (атомы, молекулы) взаимодействуют между собой своими массами по обратно квадратичному закону тяготения. Поэтому во всех состояниях они находятся в орбитальном движении относительно друг друга [11]. В этом случае агрегатные и фазовые переходы увязываются с характером орбитального движения, изменениями орбит, по которым движутся частицы. Например, переход от реального газа (перегретого пара) к насыщенному состоянию означает изменение орбиты с гиперболической к параболической. Переход к жидкому состоянию вызван сменой разомкнутой параболической орбиты на замкнутую эллиптическую и круговую орбиту. В том и другом случае мы имеем дело с изменением агрегатного состояния, которое совпадает с фазовым переходом 1-го рода.
