URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Янчилин В.Л. Неопределенность, гравитация, космос
Id: 100025
 
199 руб.

Неопределенность, гравитация, космос. Изд.2

URSS. 2009. 248 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-354-01186-5. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.
Серия: Relata Refero

 Аннотация

В книге изложены основы новой теории --- квантовой теории гравитации. Впервые гравитационное взаимодействие рассматривается как исключительно квантовый эффект. Предлагается новая интерпретация квантовой механики, а также объясняется, почему пространство-время искривляется вблизи больших масс. Приводится описание простого эксперимента по проверке новой теории.

Для студентов, преподавателей и научных работников.


 Оглавление

От редактора
Три проблемы фундаментальной физики
Глава 1. Гравитация и современная физика
 § 1.1.Тяготение
 § 1.2.Гравитационный потенциал Вселенной
 § 1.3.Однородность гравитационного потенциала
 § 1.4.Особенности гравитации
 § 1.5.Закон инерции
 § 1.6.Принцип Маха
 § 1.7.Специальная теория относительности
 § 1.8.Масса и энергия
 § 1.9.Общая теория относительности
 § 1.10.Квантовая механика
 § 1.11.Фундаментальные постоянные
 § 1.12.Вопросы современной физики
Глава 2. Построение Новой теории
 § 2.1.Постановка задачи
 § 2.2.Эксперимент за пределами Вселенной
 § 2.3.Виртуальный кирпич
 § 2.4.Набросок новой картины Мира
 § 2.5.Необходимое замечание
 § 2.6.Новый закон природы
 § 2.7.Постоянство скорости света
 § 2.8.Экспериментальная проверка Нового закона
 § 2.9.Постоянная тонкой структуры
 § 2.10.Постоянная Планка в гравитационном поле
Глава 3. Основы Новой теории
 § 3.1.Новая модель пространства-времени
 § 3.2.Инерция и гравитация
 § 3.3.Формула Эйнштейна
 § 3.4.Масса в гравитационном поле
 § 3.5.Чему равна потенциальная энергия?
 § 3.6.Масса элементарной частицы
 § 3.7.Современная физика и принцип Маха
 § 3.8.Резюме
Глава 4. Новая интерпретация общей теории относительности
 § 4.1.Основы общей теории относительности
 § 4.2.Кривизна пространства-времени
 § 4.3.Расстояние и время
 § 4.4.Релятивистские гравитационные эффекты
 § 4.5.Границы общей теории относительности
 § 4.6.Принцип эквивалентности
 § 4.7.Отклонение световых лучей
 § 4.8.Распространение электромагнитных волн
 § 4.9.Показатель преломления
 § 4.10.Смещение спектральных линий
 § 4.11.Черные дыры
 § 4.12.Задержка радиосигнала
Глава 5. Парадоксы квантовой механики
 § 5.1.История квантовой механики
 § 5.2.Волновая Y-функция
 § 5.3.Две интерпретации квантовой механики
 § 5.4.Интерференция электронов
 § 5.5.Спор Эйнштейна и Бора
 § 5.6.Виртуальные фотоны
 § 5.7.Квантовая механика и здравый смысл
Глава 6. Новая интерпретация квантовой механики
 § 6.1.Хаос -- граница пространства и времени
 § 6.2.Дискретное движение
 § 6.3.Соотношение неопределснностей
 § 6.4.Модель электрона
 § 6.5.Редукция волновой Y-функции
 § 6.6.Расщепление волнового пакета
 § 6.7.Нелокальность квантовой механики
 § 6.8.Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена
 § 6.9.Почему время необратимо?
 § 6.10.Корпускулярно-волновой дуализм
Глава 7. Квантовая теория гравитации
 § 7.1.Главный недостаток общей теории относительности с точки зрения квантовой механики
 § 7.2.Что означает "квантовая теория гравитации"?
 § 7.3.Механизм Всемирного тяготения
 § 7.4.Принцип наименьшего действия
 § 7.5.Уравнение движения в квантовой теории гравитации
 § 7.6.Закон тяготения Ньютона
 § 7.7.Теория тяготения Эйнштейна
 § 7.8.Отличие квантовой теории гравитации от общей теории относительности
 § 7.9.Гравитационные аномалии
 § 7.10.Атом в гравитационном поле
 § 7.11.Преимущества квантовой теории гравитации
Глава 8. Время и гравитация
 § 8.1.Пространственно-временной масштаб
 § 8.2.Неоднородность времени
 § 8.3.Эксперимент по проверке квантовой теории гравитации
 § 8.4.Эксперименты с движущимися часами
 § 8.5.Фотоны в гравитационном поле
 § 8.6.Время и общая теория относительности
 § 8.7.Частица в гравитационном поле
 § 8.8.Физический смысл интервала
 § 8.9.Как расставить пределы интегрирования в уравнении движения?
 § 8.10.Две интерпретации красного смещения
 § 8.11.Новая интерпретация красного смещения
 § 8.12.Скорость времени
Глава 9. Проблемы современной космологии
 § 9.1.Измерение расстояний
 § 9.2.Расширение Вселенной
 § 9.3.L-член
 § 9.4.Скрытая масса
 § 9.5.Возраст Вселенной
 § 9.6.Барионная асимметрия Вселенной
 § 9.7.Квазары
 § 9.8.Ускорение галактик
 § 9.9.Инфляция
Глава 10. Космология и квантовая теория гравитации
 § 10.1.Эволюция Вселенной
 § 10.2.Куда исчезло антивещество?
 § 10.3.Источник энергии квазаров
 § 10.4.Происхождение радиоактивных элементов
 § 10.5.Плотность материи во Вселенной
 § 10.6.Космологическое красное смещение
 § 10.7.Постоянная Хаббла
 § 10.8.Физический вакуум
 § 10.9.Масса и размеры Вселенной
 § 10.10.Эксперимент по измерению скорости расширения Вселенной
 § 10.11.Экспериментальная астрофизика
Глава 11. Эксперименты с часами в гравитационном поле
 § 11.1.Предисловие
 § 11.2.Создание и хранение времени
 § 11.3.Global Positioning System и общая теория относительности
 § 11.4.Недостающее звено в интерпретации красного смещения
 § 11.5.Две частоты электромагнитной волны
 § 11.6.Отличие квантовой частоты от классической
 § 11.7.Трудности проведения экспериментов с часами
 § 11.8.Выводы
Глава 12. Критический обзор общей теории относительности
 § 12.1.Принцип общековариантности
 § 12.2.Безосновательность принципа эквивалентности
 § 12.3.Основные принципы физики
 § 12.4.Максимум интервала в специальной теории относительности
 § 12.5.Максимум интервала в гравитационном поле
 § 12.6.Ошибки при запуске космических кораблей
 § 12.7.Искривление или сжатие?
 § 12.8.Когда говорится, что общая теория относительности подтверждена экспериментально, то что имеется в виду?
 § 12.9.Атом и проблемы с энергией
 § 12.10.Основные ошибки, содержащиеся в общей теории относительности
Приложение
Глава 13. Возражения, высказанные против квантовой теории гравитации, и ответы на них
Глава 14. Вопросы, возникшие при знакомстве с квантовой теорией гравитации, и ответы на них
Хаос и Время
Список литературы

 Предисловие рецензента

Я полагаю эту книгу большим событием в теоретической физике.

Наряду с большой научной значимостью книге свойственны литературные достоинства -- глубокие проблемы теоретической физики автор излагает просто и ясно. Автор владеет современным математическим аппаратом настолько, что для читателя представляет проблемы и их решения "нормальным человеческим языком", не загромождая текст сложными формулами.

В книге впервые на основе "Принципа Маха" объединены теория гравитации и квантовая механика. Замечательно, что предложен вполне выполнимый эксперимент для проверки основных положений теории.

У книги образуется широкий круг читателей -- студентов, профессоров, любознательных людей разного возраста. Она вызовет дискуссию -- и это очень хорошо.

Второе издание лучше первого. Очень уместна глава, где автор формулирует основные возражения против его теории и дает ответы на эти возражения.

Смело рекомендую эту книгу к изданию.

Профессор Физического факультета МГУ Симон Эльевич Шноль

Наше пространство можно сравнить с экраном монитора. На мониторе высокого качества различимы линии на расстоянии долей миллиметра. В то время как на плохом мониторе такие линии "размываются" в одну. Наше пространство -- это "монитор" высочайшего класса. Но все же оно не идеально. На малых расстояниях (порядка размера атома) траектории движения частиц размазываются. Вследствие этого электрон (который является неделимой частицей) может пройти через два близко расположенных отверстия одновременно! Именно поэтому микромир называют странным.

Качество монитора определяется работой фокусирующих систем, направляющих пучки электронов на экран. В пространстве роль таких систем играют звезды и галактики, заполняющие нашу Вселенную. Воздействуя своей огромной массой на элементарные частицы, звезды и галактики ограничивают неопределенность и произвол в их движении. И благодаря этому протоны, нейтроны и электроны, из которых состоит все (в том числе и мы с вами), не размазываются по пространству, как по экрану плохого монитора.

Эффект гравитации -- это исключительно квантовый эффект: большая масса ограничивает неопределенность в движении частицы и в результате притягивает ее.


 От редактора

Мы живем во Вселенной, наполненной неисчислимым количеством звезд. Глядя по ночам в бездонную глубину неба, таинственно мигающую мириадами далеких светил, невольно задумываешься о вечных вопросах бытия. Звезды всегда манят и волнуют нас.

Но влияют ли как-то эти далекие звезды на нашу жизнь? Я говорю о прямой зависимости звезд и нашей с вами жизни. Влияют ли звезды на законы, которые управляют нашим миром; на законы, которые можно записать в виде строгих формул физики и математики?

Человек так устроен, что всегда пытается сделать неизвестное -- известным, непонятное -- понятным. Снимая таким образом некий романтический ореол с таинственного и непознанного. И те закономерности, которые лежат в основе самых фундаментальных явлений, оказываются на самом деле очень простыми и понятными даже школьникам. Кому, например, сейчас не известны три закона механики Ньютона? Многие знают, что невозможно достичь скорости выше световой.

Но, тем не менее, было бы неразумным считать, что человечество теперь знает все, и ему известны все законы мироздания. Может, тем и интересна жизнь, что мы постоянно что-то постигаем.

Еще в девятнадцатом веке австрийский физик Эрнст Мах выдвинул гипотезу о том, что невероятно огромный массив звезд должен влиять на физические законы, управляющие нашим миром. Эта гипотеза заинтересовала многих ученых. Альберт Эйнштейн, создавая общую теорию относительности, надеялся, что гипотеза Маха найдет в ней свое воплощение. Но когда теория была построена, великий гений признал, что сделать ему это не удалось. Вскоре гипотеза Маха почти забылась, и ее почти перестали упоминать в научной литературе.

А все-таки, влияют ли звезды на законы физики? И что стало бы с нашим миром, если бы все звезды неожиданно, каким-то непонятным образом вдруг исчезли? Неужели мы продолжали бы по-прежнему жить, разве что отметив для себя, что Вселенная стала пустой? Интуиция подсказывает, что это не так. Не может исчезновение всех звезд и галактик не сказаться на нас. Может быть, даже, звезды и есть в каком-то смысле то, что удерживает наш мир в том состоянии, в котором он находится.

Но ведь должен же у этого таинственного глобального явления быть какой-то базис в виде строгих математических формул, физических законов. Иначе все это останется лишь на уровне не совсем понятных философских рассуждений. И более того, эти законы, как скажем, и законы Ньютона, должны быть просты. Потому что, как выясняется, чем фундаментальнее законы, тем они проще.

И, оказывается, теория, связывающая далекие звезды и законы физики, все-таки существует!

Еще в школе Василий Янчилин заинтересовался этой темой. Влияют ли звезды на законы физики? Что будет, если вдруг каким-то образом исчезнут из пространства инерциальные системы отсчета? Эти вопросы продолжали его волновать и когда он был студентом физического факультета Новосибирского Государственного Университета.

В какой-то миг пришло прояснение. Та самая причинная связь между всеми звездами и физическими процессами в мире вылилась в виде трех очень простых и в то же время фундаментальных формул. Формул, которые могут объяснить многое, ответить на многие вопросы, которые существуют в современной физике и астрономии. В результате появилась идея написать книгу с описанием новой фундаментальной теории и рядом следствий из нее, а также ответами на некоторые важные вопросы физики и космологии.

Можно, конечно, не читая книги, сказать, что подобных теорий много. И вообще, создать теорию очень просто. Но так ли это? Можете ли вы действительно назвать теорию, которая воплощала бы в себе такую грандиозную гипотезу, как принцип Маха? Могу с уверенностью сказать, что это было бы революцией в физике. С другой стороны, если теория ошибочна, обнаружить это будет достаточно просто: будут видны какие-либо логические несоответствия, "несостыковки" с уже существующими, признанными и экспериментально проверенными теориями. Кроме того, нужно отметить, что теория Василия Янчилина допускает простую экспериментальную проверку в земных условиях. И такой эксперимент, возможно, будет осуществлен уже в ближайшее время.

Одним из самых существенных выводов новой теории является существование Хаоса за пределами Вселенной. Это слово, наверно, лучше всего отражает это необычное состояние пространства-времени. Это, скорее, разрушенное, или вырожденное, пространство, в котором не действуют никакие законы физики. Это пространство, в котором нет инерциальных систем отсчета. Это пространство, в котором останавливается даже свет. Конечно, это все трудно представить нам, ведь мы живем в мире, где есть некий всемирный Порядок. А в Хаосе этого Порядка нет. С другой же стороны, существование Хаоса вполне логично. Даже некоторые древнегреческие мыслители считали, что за пределами нашей Вселенной находится Хаос.

Одна из изюминок теории Василия Янчилина -- это открытие так называемого дискретного (хаотического) движения, которое есть следствие влияния Хаоса на наш мир. Это совершенно новый тип движения, принципиально отличающийся от знакомого нам непрерывного движения. Так движутся частицы микромира. Дискретное движение -- это ключ к разгадке самых странных квантово-механических парадоксов. Используя дискретное движение, можно легко, с помощью простых рисунков, объяснить и описать парадоксальное поведение самых маленьких частиц. Например, можно объяснить (и даже нарисовать!), как неделимый электрон проходит одновременно через два отверстия! А такой трудный для понимания эксперимент Уилера с отложенным выбором (вокруг которого до сих пор не утихают споры в научном мире) теперь сможет понять и объяснить даже школьник. Новая интерпретация квантовой механики, основанная на понятии дискретного движения, позволяет без сложных математических выкладок сразу предсказать, как будет протекать тот или иной процесс в микромире.

Кроме того, в книге вы найдете теоретическое обоснование равенства инертной и гравитационной масс, которое ранее считалось экспериментальным фактом и легло в основу принципа эквивалентности общей теории относительности. Не менее интересными являются разделы, где рассматриваются проблемы астрофизики и космологии. Если теория Василия Янчилина верна, то черные дыры -- это не совсем черные дыры. Это нечто другое.

Но самое главное в предлагаемой теории (которая также является и новой моделью пространства-времени) -- это то, что такие фундаментальные величины, как скорость света и постоянная Планка зависят от величины гравитационного потенциала, создаваемого всеми массами, существующими во Вселенной.

Новая теория гравитации основана на принципах и уравнениях квантовой механики. Но даже не это самое главное. Самое главное -- это то, что с новой точки зрения гравитационное взаимодействие является исключительно квантовым эффектом! Поэтому новая теория гравитации является по своей сути квантовой теорией гравитации.

Можно еще отметить, что квантовая теория гравитации создана совершенно независимо от существующих теорий гравитации -- теории тяготения Ньютона и общей теории относительности. То есть, создавая новую теорию, Василий Янчилин не опирался и не оглядывался на старые теории. И лишь после создания теории стало ясно, что противоречий с имеющимися экспериментальными данными нет. Более того, квантовая теория гравитации ушла на несколько шагов вперед. Она смогла объяснить многие темные пятна, нерешенные проблемы современной фундаментальной физики. И, что очень важно, наконец-то появилось объяснение механизму гравитации. Ведь известно, что ни теория Ньютона, ни теория Эйнштейна не смогли раскрыть механизм гравитации. Кроме того, квантовая теория гравитации наглядно и просто объясняет эффект искривления пространства-времени вблизи больших масс.

Прочитав книгу, вы сможете узнать также о том, могли ли в ранней Вселенной существовать стабильные трансурановые элементы. Или почему в мире существует только вещество, а антивещества в нем нет? И откуда берут такую колоссальную энергию квазары -- эти далекие загадочные объекты нашей Вселенной?

Конечно, новое никогда не воспринималось быстро. Одни принимают новое быстрее, другие -- медленнее. Поэтому вполне естественно, что мнения прочитавших эту книгу будут самыми разными. Но если эта теория действительно достойная, она найдет своих сторонников и свое место в науке.


 Три проблемы фундаментальной физики

Для того чтобы лучше понять, о чем пойдет речь в книге, давайте ознакомимся с тремя очень интересными и нерешенными проблемами фундаментальной физики.

Проблема 1. Принцип Маха

Еще Ньютон обратил внимание на тот факт, что существует два вида движений: относительное и абсолютное. Прямолинейное движение тела является относительным движением, а вращательное -- абсолютным. Мы не сможем сказать, с какой скоростью мы движемся (например, с какой скоростью движется планета Земля), если не укажем другое тело, относительно которого будем рассматривать наше движение. Но мы всегда сможем узнать, с какой скоростью мы вращаемся (например, с какой скоростью вращается Земля). Это возможно потому, что во вращающемся теле возникают центробежные силы, которые деформируют тело. По величине центробежных сил или по вызванной ими деформации всегда можно определить скорость вращения тела.

При этом возникает вопрос: а относительно чего, собственно говоря, тело вращается?

В конце девятнадцатого века австрийский физик Эрнст Мах выдвинул интересную гипотезу (названную впоследствии принципом Маха): тело вращается относительно неподвижных звезд. И вследствие какой-то пока невыясненной связи между огромной массой звезд и вращающимся телом и возникают центробежные силы. Но как проверить такое предположение? Вот что писал об этом, например, такой известный физик, как Ричард Фейнман: "В настоящее время у нас нет способа узнать, существовала бы центробежная сила, если бы не было звезд и туманностей. Не в наших силах сделать такой эксперимент -- убрать все туманности, а затем измерить наше вращение; значит, тут мы ничего сказать не можем" [7, с.286]. В 1979 году в Берлине состоялась международная научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Альберта Эйнштейна. На ней обсуждались наиболее фундаментальные проблемы современной физики. В том числе говорилось и об отношении принципа Маха к общей теории относительности. Вот несколько строк из резюме по данному вопросу: "Известно, что Эйнштейн не только принимал этот неортодоксальный принцип и восхищался им, но и надеялся привести свою теорию в согласие с системой идей Маха. Эйнштейн пытался всеми возможными средствами включить общую теорию относительности в принцип Маха, или наоборот. Поэтому он видоизменил первую классическую формулировку общей теории относительности. В этом направлении и по сей день предпринимаются попытки, -- неустанно, порой с обескураживающими результатами, часто с помощью весьма остроумных манипуляций, -- достичь цели, к которой стремился Эйнштейн" [15; с.293].

И все-таки проблему, связанную с принципом Маха, можно решить! Но для этого нужно проделать следующее.

Во-первых, раскрыть его физическое содержание (которое пока не ясно). Во-вторых, построить новую физическую теорию, которая содержала бы в себе, кроме известных физических законов, также и принцип Маха. До настоящего времени такой теории не было. В-третьих, рассчитать (а значит, и предсказать) принципиально новые следствия, которые вытекают из новой теории и которые можно экспериментально проверить в земных условиях (естественно, не трогая неподвижные звезды). И в результате определить, верен или нет принцип Маха.

Проблема 2. Корпускулярно-волновой дуализм

В физике существуют такие понятия как частица и волна. Эти понятия -- антагонисты. Свойства частицы и свойства волны взаимоисключают друг друга. Тем не менее, квантовые объекты ведут себя то как волны, а то как частицы. Например, электрон, с одной стороны (то есть при одних условиях проведения эксперимента), является частицей. Более того, неделимой частицей. Никто никогда не наблюдал, скажем, пол-электрона или какую-либо его часть. Но, с другой стороны (то есть при других условиях проведения эксперимента), электрон запросто может пройти сразу через два (и более) отверстия! Тот, кто этого еще не знает, скорее всего, в это не поверит. Ничего удивительного! В свое время такой выдающийся физик как Альберт Эйнштейн (который, кстати, очень много сделал для создания квантовой механики) так и не принял до конца квантовую механику. Он считал, что физическая теория не должна так радикально расходиться со здравым смыслом.

В настоящее время волновая природа электрона -- хорошо проверенный экспериментальный факт. Желающие прочитать четкий и ясный рассказ об этом могут обратиться к Фейнмановским лекциям по физике. Нужно отметить, что квантовая механика прекрасно описывает "странное" поведение квантовых объектов. Но описать -- не означает объяснить. До сих пор никто не знает, откуда в микромире взялась неопределенность, и как неделимый электрон ухитряется пройти через два отверстия одновременно. Вот что писал о таком "странном" поведении квантовых объектов Ричард Фейнман: "Но мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает" [11; с.117].

Проблема 3. Гравитация и квантовая механика

Все, что существует в природе, притягивается друг к другу. С другой стороны, все, что существует в природе, подчиняется законам квантовой механики, в основе которой лежит принцип неопределенности. Благодаря этому принципу каждая частица обладает волновыми свойствами. Но в современной теории гравитации -- теории тяготения Эйнштейна (впрочем, как и в теории тяготения Ньютона) -- нисколько не учитывается этот фундаментальный принцип, то есть совсем не учитывается то, что частицы обладают волновыми свойствами. Поэтому естественным образом возникает следующий вопрос. Можно ли объединить теорию гравитации и квантовую механику таким образом, чтобы при гравитационном взаимодействии учитывались волновые свойства частиц? На сегодняшний день такой квантовой теории гравитации не существует.

Как будет видно в дальнейшем, все эти три проблемы связаны между собой. И когда нам удастся понять физический смысл принципа Маха, мы поймем, откуда взялась неопределенность в микромире. А, поняв причину происхождения неопределенности в микромире, мы поймем, почему тела притягиваются друг к другу. Решению этих проблем и посвящена эта книга. Забегая вперед, можно сказать, что, оказывается, в основе гравитационного взаимодействия лежит принцип неопределенности, то есть гравитация -- это исключительно квантовый эффект!

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце