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 Бухалов И.П. Инерция и гравитация. В поисках решения проблемы. Физическая модель инерции и гравитационных взаимодействий, ее обоснование и построение теории
Id: 49319
 
399 руб.

Инерция и гравитация. В поисках решения проблемы. Физическая модель инерции и гравитационных взаимодействий, ее обоснование и построение теории

URSS. 2007. 152 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-484-00915-2.
Серия: Relata Refero

 Аннотация

В предлагаемой книге показано, что явления инерции и гравитации, которые для современной физики (базирующейся на ОТО и КТП) остаются явлениями <загадочными> и <непонятными>, достаточно просто объясняются на основе идеи о материальном заполнении пространства. Представлена модель инерции и гравитационных взаимодействий (ЭФД), в рамках которой рассмотрен широкий круг вопросов: природа инертной, пассивной и активной гравитационных масс; слабые и сильные, статические и динамические гравитационные поля; гравитационное излучение и распространение света. Показано, в каких случаях уравнения ЭФД сводятся к уравнениям ТО и каковы реальные условия в сильных гравитационных полях (оказывается, они не имеют ничего общего с условиями, следующими из ОТО), представлен астрофизический аспект разбираемого вопроса. Рассмотрены возможность постановки гравитационных экспериментов и результаты некоторых из них, обсуждается соответствие с выводами в рамках принятой концепции.

Книга будет интересна физикам, занимающимся вопросами как гравитации, так и смежных с ней областей, а также всем, кто интересуется фундаментальными проблемами современного естествознания.


 Содержание

Введение
Часть 1. Силы инерции. Инертная масса
 1.1.Природа сил инерции и инертной массы
 1.2.ЭФД и СТО. Релятивистские эффекты. Смысл "энергии покоя"
Часть 2. Гравитационные силы. Гравитационные взаимодействия в макро и микромире
 2.1.Физическая сущность гравитации
 2.2.ЭФД и ОТО. Метрическая структура пространства
 2.3."Черные дыры" в ОТО и в ЭФД. Астрофизический аспект проблемы. Эфиро-гравитационные парадоксы
 2.4.Определение параметров эфирной среды
 2.5.Энергия гравитационных полей. Термодинамика процессов в статических полях гравитации
 2.6.Гравитационные эксперименты. Гравитационное взаимодействие нуклонов и проблема коллапса газово-пылевой среды в процессах звездообразования
Часть 3. Переменные гравитационные поля. Волны гравитации
 3.1.Уравнения динамической гравитации и условия излучения гравитационных волн
 3.2.Структура гравитационных волн и их энергетика
 3.3.Возможно ли экспериментальное наблюдение гравитационных волн?
Часть 4. Распространение света в гравитационных полях
 4.1.Что такое "свет"?
 4.2."Релятивистские" эффекты, связанные с распространением света в гравитационных полях
 4.3.О скорости распространения взаимодействий
Заключение
Литература
Примечания

 Введение

Проблема объединения фундаментальных взаимодействий, несмотря на огромные затраченные усилия, так и осталась нерешенной проблемой теоретической физики XX века. Два ее столпа -- общая теория относительности (ОТО) и квантовая теория поля (КТП) -- оказались несовместимыми. Ни калибровочный подход КТП (позволивший объединить три из четырех взаимодействий), ни многомерные геометрические модели типа "теорий Калуцы-Клейна", ни суперсимметричные теории (построенные на симметрии бозонных и фермионных полей), включая супергравитацию и теорию струн, не дали ожидаемого результата [1], [2]. Камнем преткновения оказалась гравитация -- универсальное взаимодействие, в котором одинаково участвуют все виды материи. Квантование гравитации, подобно квантованию других полей, оказалось невозможным ввиду неперенормируемости теории, основанной на лагранжиане ОТО. Развиваются, правда, теории, например бинарная геометрофизика, основанные на прямом межчастичном взаимодействии (в которых отсутствуют бозонные поля), гравитация при этом оказывается индуцирована другими видами взаимодействий [2]. Существуют варианты согласования ТО с принципом Маха введением дополнительных скалярно-тензорных полей [1], [3]. Однако и это не решает проблему. В силу ряда причин, прежде всего концептуально-методологического характера, ни одна из перечисленных теорий не в состоянии дать ответ на основной вопрос: какова природа гравитации, в чем ее физическая суть? На сегодняшний день гравитация, с точки зрения официальной физической науки, опирающейся на ТО, остается самой загадочной и непонятной силой природы. Представления о пустом пространстве ТО (пусть даже заполненном виртуальными частицами) в сочетании с абстрактной методологией порождают глубокое несоответствие научного знания реальности и не позволяют двигаться дальше по пути изыскания Истины. "В обыденном сознании знаменитая теория относительности считается непонятным, но непостижимо стройным продуктом человеческого разума, чем-то вроде неформулируемого божественного откровения", -- сказано в [4]. Сто лет упорной работы, полагаем, достаточно для постижения некоторых истин, почему бы не начать поиски ответа на поставленный выше основной вопрос на каком-нибудь ином, кардинально альтернативном пути?

Вспомним, что создание ТО было обусловлено нулевым результатом опыта Майкельсона. Сейчас известно [4]-[5], что результат ни этого, ни последующих опытов (Миллера, Морли и др.) строго говоря не был нулевым, тем не менее действие состоялось и физика, отвернувшись от реальности, пошла по субъективно-идеалистическому, абстрагированному от действительности пути, не совместимому с истинным научным знанием. На начальном этапе такой подход был продуктивным, однако впоследствии себя полностью исчерпал, и в настоящее время необходимо признать, что в своей концептуальной основе современная фундаментальная физика зашла в тупик. Вместо ясной физической картины Мира мы имеем набор абстрактно-математических моделей, призванных с той или иной степенью адекватности описывать какую-либо из сторон реальности. Дальнейшее движение по этому пути больше ни к чему конструктивному не приведет.

По этой причине представляется целесообразным вернуться к истокам -- к концепции эфира, но на современном уровне, используя достижения физики элементарных частиц, той же ТО и квантовой теории, переосмыслив их и взяв из них все положительное, рациональное. У рационального взгляда на Мир есть свои метафизические корни, причем более глубокие и объективные, нежели у постулирования симметрии электромагнитных явлений или бесструктурности элементарных частиц. Еще в XIX веке была известна классификация форм движения материи, выражающая качественную иерархию материального устройства Мира, и вместе с тем отражающая эволюцию материи Мироздания от простейшего механического перемещения до высшей формы -- мышления. Форм этих пять: механическая, физическая, химическая, биологическая и социальная. Каждая низшая форма посредством качественного скачка переходит в высшую. Каждая высшая форма содержит в себе как подчиненный элемент низшую форму, но как выражающая более высокий уровень организации материи, не сводится к ней. Не это ли есть прямое указание на то, что в основе материального устройства Мира (от "физического вакуума" до Вселенной в целом), всех его проявлений (включая феномен жизни), должна лежать некая первоматерия (субстрат), единственной формой существования которой является механическое движение? Логика и здравый смысл подсказывают, что такое утверждение имеет под собой серьезные основания, в настоящее же время к этому есть и реальные объективные предпосылки. Анализ данных физики вакуума и экспериментов с частицами высоких энергий позволяет построить непротиворечивую модель эфира [5]-[6] как газообразной среды, заполняющей пространство и являющейся в то же время строительным материалом элементарных частиц, всех видов вещества. Приняв такую концепцию, становится понятным, лишенным ореола мистической таинственности практически все из того, что в современной физике принято относить к категории абстрактной феноменологии, например квантово-полевые эффекты (поляризация вакуума, аннигиляция, взаимные превращения элементарных частиц, и т.д. и т.п.), искривленное пространство и эффекты ТО, физическая сущность массы, заряда, спина, наконец, четырех фундаментальных взаимодействий и их полей, в том числе и гравитации. Более того, оказывается возможным сведение всех взаимодействий к одному универсальному, их объединение. В этой связи хотелось бы напомнить высказывание Г.Гельмгольца: "Ее [физической науки] миссия завершится, как только удастся окончательно свести явления природы к простым силам и доказать, что такое сведение -- единственное, допускаемое этими явлениями".

Неприятие рационального взгляда на Мир современной физикой связано с его кажущимся "техническим" характером, апеллирующим к "грубым материальным элементам", в противовес принятому ею за методологическую основу "чистому концептуальному" подходу, абстрагированному от этих "элементов" и ведущему в область "высоких сфер". Теоретикам и философам такой подход представляется более глубоким и фундаментальным (хотя в действительности он оказывается просто более удобным, позволяющим строить "чистые" абстрактные конструкции, не обязанные соотноситься с физической реальностью). По всей видимости, оба подхода могли бы иметь право на жизнь, при этом не только соперничая, но и взаимно дополняя друг друга, поскольку опираются они на разные методологии и преследуют, вообще говоря, разные цели: если первый в большей степени ставит вопрос "как устроен Мир?", то второй -- "почему он устроен так, а не иначе?" Постановка вопросов ценнб уже сама по себе и потому такая взаимосвязь подходов (если бы последний ограничил свою миссию лишь постановкой вопросов) была бы плодотворна как для физической науки, так и для метафизического осмысления реальности. Нас сейчас, однако, интересует не это, а чисто физический вопрос "как?" и поскольку второй подход ответа не дает, обращаемся к первому.

Современная физическая наука признав наконец, что пространство представляет собой некий сложный объект -- "физический вакуум", не признает тем не менее за последним "вакуумного состояния материи" (под понятием "материя" в современной физике понимается "вещество" или "поле" в пустом бесструктурном пространстве). Поэтому, полагая "материей" не только вещество, но и вакуумные состояния, примем за основу (как физически корректную) эфиродинамическую модель Мира, являющуюся конструктивным обобщением представленных в работах [5], [6], [7] и [25] газодинамических эфирных моделей. В кратком изложении суть модели такова. Все мировое пространство между телами от космических объектов до элементарных частиц заполнено материальной средой -- высокоэнергетической газообразной субстанцией, пустота в природе не существует. Эфирный газ (среда, которую условно будем называть "эфиром") обладает свойствами реальных газов и при определенных условиях -- высокой степенью склонности к самоорганизации в виде вихреобразований, которые являются зачатками элементов обычной материи -- элементарных частиц, таким образом, он является "строительным материалом" и элементарных частиц материи, и вещества как микро, так и макротел Вселенной. Кроме того, все материальные тела непрерывно поглощают эфир окружающего пространства и этот процесс является необходимым условием их существования. Эфир есть первоматерия, т.е. предшествующий элементарным частицам, более глубинный уровень организации материи. Размер "атомов" эфира мал, так что даже на уровне "обычных" элементарных частиц его можно рассматривать как сплошную среду, тем не менее, по предположению к описанию эфира как среды применимы обычные методы классической физики -- гидро и газовой динамики, а также термодинамики, статистики и кинетической теории.

Физическими инвариантами эфиродинамики (ЭФД), в отличие от современной релятивистской физики, являются: трехмерное евклидово пространство, независимо текущее время и материя в двух состояниях -- в виде элементарных частиц, структурированных в "обычное" вещество, и в виде заполняющего пространство разреженного сжимаемого эфирного газа. Кинематика ЭФД (при любых скоростях движения) предполагает, поэтому, справедливость преобразований Галилея, а не Лоренца. Энергия с точки зрения ЭФД есть свойство материи (характеризующее состояние ее движения) и сама по себе не является субстанцией, масс-энергетические превращения частиц (аннигиляция, изменение массы при ядерном распаде и т.д.) определяются, поэтому, не переходом массы в энергию (или наоборот), а эфиродинамическим характером процессов -- материя из одного состояния (например, частиц вещества) полностью или частично может перейти в другое (сжимаемый эфирный газ) в полном соответствии процессов законам сохранения массы-энергии-импульса. Именно так необходимо понимать соотношение E = mc2, выражающее связь материи с ее свойством -- энергией. В этом заключено коренное отличие ЭФД от релятивистских теорий, где поле наряду с веществом объявлено самостоятельным видом материи, не нуждающемся в материальном носителе -- эфире. (Утверждения Эйнштейна о том, например, что "всякая энергия ведет себя подобно веществу; кусок железа весит больше, когда он раскален докрасна, чем когда он холоден; излучение, испускаемое Солнцем и проходящее через пространство, содержит энергию и поэтому имеет массу...", сделаны им в рамках философских концепций энергетизма.)

В работах [5] и [6] даны численные значения параметров эфирного газа, полученные на основании принятых (различающихся в указанных работах) эфиродинамических моделей. Показан процесс формирования элементарных частиц материи сжатием эфирных вихрей. Представлен ЭФД механизм основных фундаментальных взаимодействий: ядерного, слабого, электромагнитного, показана природа световых квантов (фотонов). Что касается гравитации, то этот вопрос требует уточнений, изменений и дополнений. Кроме того, в [5] полностью осталось в стороне явление инерции, а также принцип эквивалентности -- опытный факт, выражающий равенство инертной и гравитационной масс. Да и само понятие массы нуждается в уточнении, поскольку в современной физике оно отнесено к категории неопределяемых и не имеет однозначного толкования [8]. Наконец, основу ЭФД подхода, без чего невозможно объяснение и описание никаких явлений физического Мира, составляет обоснование механизмов взаимодействия плотных эфирных образований -- элементарных частиц материи -- с разреженной высокоэнергетической эфирной средой, чего также в достаточно удовлетворительной мере пока не было сделано. Этим вопросам посвящена предлагаемая работа.

Явления инерции и гравитации всегда оставались, и в современной физике пока еще остаются, "самыми загадочными и непонятными" проявлениями свойств материи. Понять их природу и их связь в рамках традиционной концепции "тяготения", оставаясь на макроуровне этих явлений и даже спустившись на "микроуровень" современной (абстрактной) физики, невозможно. Необходимо спуститься на следующий, более глубинный и рационально понимаемый, микроуровень материи. Существование такого уровня современной физикой пока не признается и, тем не менее, возвращение к истокам, к первоматерии со всей очевидностью необходимо, что и показано в данной работе. Основываясь на импульсно-энергетической модели нуклон-эфирных взаимодействий в первой части рассмотрен механизм возникновения сил инерции и инертной массы как динамической характеристики материальных тел. Далее -- "релятивистские" эффекты, возникающие при субсветовом движении (которые на самом деле (исключая относительность одновременности) есть следствия ЭФД, а не СТО), а также смысл, заложенный в энергетическом соотношении E0 = mc2 (собственная энергия частицы как мера ее "внутренних" движений и упругих деформаций).

Вторая часть посвящена гравитационным взаимодействиям. В рамках принятой концепции сжимаемой эфирной среды показана физическая суть явления гравитации, таких характеристик тел как пассивная и активная гравитационные массы, связь гравитации с явлением инерции и, как следствие ЭФД модели, -- естественным образом вытекающий из нее принцип эквивалентности. Далее рассмотрены "релятивистские" гравитационные эффекты и ограничения, при которых уравнения ЭФД формально сводятся к уравнениям ОТО. Показано, что кульминацией такого "формализма" является модель "черных дыр" ОТО, в рамках же ЭФД концепции существование таких (и даже близких к ним) объектов невозможно, более того, выводы ЭФД по этому вопросу кардинально отличаются от выводов ОТО. В разделах 2.3 и 2.4 представлен астрофизический аспект разбираемого вопроса и на основе характеристик "вырожденных" звезд -- "белых карликов" определены параметры эфирного газа (плотность, давление и т.д.), соответствующие параметрам и основным идеям нашей модели. В заключение второй части рассмотрена возможность постановки гравитационных экспериментов и результаты некоторых проведенных из них.

В третьей части рассматриваются переменные гравитационные поля, возможность генерации гравитационных волн и что эти волны из себя представляют (обсуждая структуру и энергетику волн, а также возможности гравитационных экспериментов становится ясно, почему эти волны до сих пор не обнаружены и могут ли они вообще когда-либо быть обнаружены). Четвертая часть посвящена вопросам, связанным с распространением света в гравитационных полях и гравитационно-оптическим экспериментам (в том числе и поискам "эфирного ветра"), рассмотрен ряд других вопросов. Проводимые в рамках ЭФД расчеты сопоставлены с выводами ОТО, при этом дана адекватная нашей модели трактовка пространственно-временных компонент тензорных величин. В качестве наименования среды оставлено слово "эфир", хотя можно было бы говорить о "вакууме", "полевой" или "гравитационной" материи и т.д., что, разумеется, не должно иметь принципиального значения. Под сокращением "ЭФД" в дальнейшем будем понимать представленную выше модель и развиваемую в данной работе ее теоретическую реализацию.

В доказательство необходимости ЭФД подхода (наряду с ОТО) приведем такие слова А.Эйнштейна: "...стремление к единообразию в понимании природы сил приводит к гипотезе об эфире. Впрочем, непосредственно эта гипотеза не имела влияния на развитие теории тяготения и физики вообще, так что на закон тяготения Ньютона привыкли смотреть как на некоторую аксиому, не требующую дальнейшего изучения". (1920 г.)

А дальнейшее изучение необходимо. Кстати, создатель ОТО А.Эйнштейн (в отличие от его последователей) не мыслил возможности существования римановой структуры пространства без эфира (см. [12]-[13]). В этом заключается одно из основных противоречий ТО как "логически замкнутой, окончательной теории". И даже не только потому, что "на закон тяготения привыкли смотреть как на аксиому", но хотя бы и по этой причине становится ясным, что предлагаемый альтернативный путь необходим. Необходим для того, чтобы показать -- явления инерции и гравитации, никак не объясняемые в рамках ТО, имеют на самом деле достаточно прозрачный смысл, лишенный какой бы то ни было "мистической таинственности", хотя, разумеется, и существуют определенные трудности в их понимании.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце