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. Физика инерции и гравитации
Id: 72846
 
169 руб.

Физика инерции и гравитации

URSS. 2008. 224 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-382-00653-6. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.
Серия: Relata Refero

 Аннотация

Инерция и гравитация всегда были и в современной физике пока остаются явлениями «загадочными», выражающими некую таинственную метафизическую связь отношений материи, пространства и времени. В предлагаемой книге показано, что понять их природу в рамках традиционной концепции "тяготения", оставаясь на макроуровне этих явлений и даже спустившись на микроуровень современной (абстрактной) физики, базирующейся на ОТО и КТП, невозможно. Необходимо спуститься на следующий, более глубинный, субквантовый уровень организации материи. В книге представлена модель инерции и гравитационных взаимодействий (ЭФД), основанная на концепции вакуума как активной среды. В рамках принятой модели рассмотрен широкий круг вопросов: природа инертной и гравитационной масс; физика процессов в слабых, сильных, статических и динамических гравитационных полях, гравитационное излучение и распространение света. Показано, в каких случаях уравнения ЭФД сводятся к уравнениям ТО и каковы реальные условия в сильных гравитационных полях. Показана непригодность квантовых концепций современной физики к включению в теорию гравитационного взаимодействия и представлена квантовая модель ЭФД, в которой инерция и гравитация находят естественное место. В рамках квантовой модели решены вопросы причинности, динамики гравитон-нуклонных взаимодействий, ненаблюдаемости гравитационных волн и т.д. Помимо теории, в книге рассмотрены вопросы постановки и проведения гравитационных экспериментов, приведен ряд результатов, указывающих на принципиальную возможность управления процессами, связанными с инерцией и гравитацией.

Книга будет интересна как физикам, занимающимся вопросами гравитации, так и специалистам других направлений, а также всем, кто интересуется фундаментальными физико-философскими проблемами современного естествознания.


 Содержание

От издательства
Введение
Глава 1. Силы инерции. Инертная масса
 § 1.1. Природа сил инерции и инертной массы
 § 1.2. ЭФД и СТО. Релятивистские эффекты. Смысл "энергии покоя"
Глава 2. Гравитационные взаимодействия
 § 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 эфиродинамических параметров среды
 § 2.5. Энергия гравитационных полей. Термодинамика процессов в статических полях гравитации
 § 2.6. Концепция активной гравитации. Гравитационное взаимодействие нуклонов и проблема звездообразования в астрофизике
Глава 3. Нестатические 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?
Глава 4. Квантовая модель инерции и гравитации
 § 4.1. Принцип наименьшего действия в ЭФД
 § 4.2. Квантование субквантовой среды
 § 4.3. Причинно-следственные связи и принцип эквивалентности
 § 4.4. Геометрический и физический подходы. Гравитоны
Глава 5. Распространение света в гравитационных полях
 § 5.1. Что такое "свет"? Скорость распространения света
 § 5.2. "Релятивистские эффекты", связанные с распространением света в гравитационных полях
 § 5.3. Движение фотонов в эффективном римановом пространстве
Глава 6. Гравитационные эксперименты
 § 6.1. Обзор гравитационных экспериментов
 § 6.2. Принцип причинности и СРТ-инвариантность
 § 6.3. Скорость распространения гравитационных взаимодействий
Заключение
Примечания
Литература

 Введение

"Совершенно естественной и закономерной была попытка ученых XVIII века объяснить даже явления жизни принципами механики. Известно, что эта попытка потерпела полную неудачу. Вместе с тем этот механистический подход неправилен не в своем существе, а только потому, что принципы, установленные механикой, неполны и недостаточны для объяснения явлений Мира"
Н.А. Козырев.

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 [3]. 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]. 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 и квантовую теорию, остается самой загадочной и непонятной силой природы. Сказанное заставляет сделать вывод: представления о пустом пространстве ТО (пусть даже наполненном квантовыми флуктуациями виртуальных частиц) в сочетании с абстрактной методологией ведут к несоответствию 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 какомнибудь ином, кардинально альтернативном пути?

Вспомним, что создание ТО было обусловлено нулевым результатом опытов А.Майкельсона по определению влияния движения Земли на скорость света. Г.А.Лоренцу и Дж.Фицжеральду удалось построить теорию светового эфира, объясняющую невозможность обнаружить это движение (сокращение плеч интерферометра при движении сквозь эфир, а также выделенность системы отсчета, в которой эфир покоится), однако А.Эйнштейн в 1905 г. с целью сохранения симметрии уравнений Максвелла и стремления к простоте "электродинамики движущихся тел" предложил отказаться от "светоносного эфира" и "абсолютно покоящегося пространства" выдвинув т.н. "принцип относительности". В действительности это было идеализацией реальности. Видные физики начала XX в. призывали к разумной осторожности по отношению к поспешному признанию ТО. Так, И.И.Боргман, профессор петербургского университета, выражал надежду на сохранение концепции эфира: "Идея эфира... руководила изысканиями всех крупнейших исследователей в области физики... Вероятно, и в будущем она послужит нам..." (1911 г.). Профессор Д.А.Гольдгаммер (Казанский ун-т) в 1916  г. писал, что ТО "вносит чересчур большие изменения в наши представления о времени и пространстве и ведет к иным затруднениям, значение которых, по-видимому, весьма велико". К сожалению, к таким предупреждениям вовремя не прислушались. Сейчас известно [4], [5], [7], [21] что результаты ни опытов Майкельсона-Морли, ни последующих опытов Д.Миллера, ТроутонаНобла, Морли-Миллера, Пиккара-Стаэля и др. строго говоря не были нулевыми и если б разобраться в физике явлений и в причинах противоречий существовавших в то время эфирных теорий (спор между сторонниками неподвижного эфира Френеля (Лоренц) и увлекаемого (Герц)), в фундаментальной науке можно было бы ожидать прогрессивных сдвигов. Получилось же так, что эксперимент Майкельсона-Морли оказался сокрушителем концепции эфира, после чего приверженность ей стала рассматриваться не более как свидетельство консерватизма взглядов, порождаемого "непониманием релятивистской картины Мира".

В действительности, победа Эйнштейна "была лишь данью позитивистской моде". Действие состоялось и физика, отвернувшись от реальности, пошла по наиболее удобному, абстрагированному от действительности субъективно-идеалистическому пути. На начальном этапе такой подход еще был относительно продуктивен, однако со временем 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 отражать какую-либо из сторон реальности. Дальнейшее движение по этому пути больше ни к чему конструктивному не приведет. По-видимому, сейчас это стали понимать даже сторонники релятивизма.

В последнее время наметилась тенденция, по сути новое направление в фундаментальной физике -- исследование гипотезы т.н."релятивистского эфира" (Einstein Ether). Роль "эфира" в теориях отводится квантованным полям рождающихся и аннигилирующих частиц-античастиц флуктуирующего вакуума КТП. Теория квантованных полей берет начало в 1928 г., когда П.Дирак для устранения трудностей квантовой механики релятивистского электрона (существование решений с отрицательной полной энергией) пришел к выводу о необходимости введения электронпозитронного вакуума -- "моря" заряженных частиц, находящихся в самом низком энергетическом состоянии. Позже понятие вакуума КТП расширилось. В 1947  г. У.Э.Лэмб и Р.Резерфорд показали, что смещение уровней энергии связанных состояний электрона во внешнем поле вызвано квантовыми флуктуациями вакуума электромагнитного и электронпозитронного полей (эффект Лэмба-Резерфорда обусловлен поляризацией вакуума, т.е. изменением в распределении виртуальных пар частицантичастиц под воздействием электромагнитного поля). Поскольку вакуум КТП в современной физике в определенной мере берет на себя роль эфира, ряд исследователей-релятивистов, сознавая это и усомнившись в абсолютной справедливости ТО, ищут границы ее применимости. Например, Алан Костелеки (ун-т Индианы) выдвигает гипотезы, допускающие нарушение лоренцевой SO (1,3) и СРТ -симметрии в ряде существующих теорий (обобщения Стандартной модели, теории струн, N-бран и др.). Планируются и проводятся эксперименты по поиску предсказываемых эффектов (асимметрии свойств частиц и античастиц, их циклических изменений, связанных с вращением Земли (R.Bluhm и др.), определение ограничений на параметры Стандартной модели (J.A.Lipa), эксперименты с "часами" на борту МКС). Создаются "струнные" модели вакуума, в которых фермионы и калибровочные бозоны представлены квазичастицами -- коллективными колебаниями вакуума-эфира как некого "струнного конденсата" (M.Levin, X.-G.Wen, Массачусетский технол. ин-т). О другом направлении -- нерелятивистском эфирном подходе -- будет сказано ниже. Итак, развитие физики, в основном благодаря успехам в изучении свойств вакуума и частиц высоких энергий, диктует необходимость 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. При этом возможны два подхода. (1) Отказаться от постулатов ТО и рассматривать вакуум-эфир как классическую среду, представленную заполняющей пространство непрерывной либо дискретной неквантованной материальной субстанцией, ответственной за взаимодействия и распространение возмущений. Такой подход апеллирует к классическим понятиям пространства и времени, к детерминированности любых, не только макро, но и сколь угодно малых микроскопических процессов, а также к существованию "субквантовых" уровней организации материи. (2) Следовать методологии современных теорий и рассматривать релятивистский вакуум-эфир КТП как квантовополевое вакуумное состояние в пространстве-времени Минковского. Такой эфир предполагает кинематическую лоренц-инвариантность, недетерминированность процессов (лишь оценку вероятности), субквантовые уровни материи здесь не существуют (квантовые теории в субквантовых уровнях не нуждаются, поскольку частицы элементарны и кванты их полей неделимы). В обоих подходах мы имеем осознание того, что вакуум является особой формой материи, иначе говоря, "пустота" -- это не "ничто", а "нечто", претендующее на статус онтологического базиса материи.

Несмотря на явные успехи квантовополевых теорий в решении определенного круга задач, при наличии гравитационных полей ситуация резко меняется: для описания гравитационных взаимодействий, имеющих связь со структурой пространства и времени, методология КТП в принципе непригодна. Во-первых, если проводить аналогию с электродинамикой и считать, что аналогично фотонам переносчиками гравитационного взаимодействия являются гипотетические кванты поля -- "гравитоны" (частицы с нулевой массой покоя и спином 2), то о проблеме квантования гравитации, очевидно, можно было бы говорить лишь после экспериментального доказательства существования гравитационного излучения, причем в том его виде, который предсказывает ОТО (возможно, другая полевая теория "тяготения"), у нас же есть веские основания утверждать невозможность этого. Кроме того, если б даже существование гравитонов ОТО было доказано, квантование гравитации стандартными методами КТП все равно было бы невозможно ввиду универсальности "тяготения" и принципиальной нелинейности полевых уравнений теории (гравитон взаимодействовал бы не только, скажем, с протоном, но и с другими гравитонами, иначе говоря, "гравитация" бы "гравитировала"), квантование оказывается возможным лишь на основе линеаризованной ОТО и вдали от т.н. планковской области... Абсурдны и противоречивы попытки квантовой интерпретации инерции. В силу принципа эквивалентности ОТО инерция локально тождественна гравитационному полю, или с квантовой точки зрения -- полю гравитонов. Однако этому "полю" невозможно придать статус реального физического объекта -- если бы такое поле квантов существовало, его существование оказалось бы в зависимости от желания ускоренно движущегося наблюдателя, поскольку в ОТО поле сил инерции является координатным, а не физическим, как гравитационное. Добавим, что вследствие эффекта Фуллинга-Унру имеются трудности в определении вакуумных состояний других (негравитационных) полей материи. Во-вторых -- и это главное -- гравитационное взаимодействие качественно отлично от остальных, порождаемых веществом взаимодействий и понятие "квант поля" как берущее начало из ТО, к нему в принципе неприменимо. Действительно, ТО потребовала отказа от эфира как среды передачи взаимодействий и понятие "поле" ("энергия") стало в современной физике некой самостоятельной материальной сущностью, в таком виде оно пришло и в КТП. Гравитационное же взаимодействие, как увидим, требует другого взгляда на природу вещей, предполагающего четкое разграничение понятий "материя" и "энергия" и требующего спуститься с "вещественного" (квантового) на более глубинный, субквантовый уровень организации материи. Если же говорить о "квантах гравитации", то в субквантовой среде возможны состояния в виде локальных возбуждений -- "полей квазичастиц среды", не связанных с переносом материи.

Вакуум "виртуальных гравитонов" как "квантов поля тяготения" не существует. По этой причине "релятивистский эфир" КТП необходимо оставить, признав, что это не более чем дань моде физики XX века, и искать решение задачи в рамках другого подхода -- вернуться к классике и лишь потом двигаться дальше, но в другом, отличном от ТО и КТП направлении. Разумеется, гравитацию и родственное ей явление инерции невозможно рассматривать в отрыве от вещества и других взаимодействий -- электромагнитного, ядерного, слабого -- все они должны найти адекватное выражение в рамках такого подхода. По поводу же квантоворелятивистского подхода дополнительно отметим, что в рамках его абстрактной формализованной схемы имеет место лишь описание явлений и в этом -- причина его принципиальной физической ограниченности, лишающей его свободы и рациональности классических теорий.

У рационального взгляда на Мир есть свои метафизические корни, причем более глубокие, 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 (совершенно отсутствующий в абстрактной физике) подсказывают, что такое утверждение имеет под собой серьезные основа ния, 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 нерелятивистского эфира [5], [6], [7] как газоподобной среды, заполняющей пространство и являющейся в то же время строительным материалом элементарных частиц, всех видов вещества. Приняв такую, неприемлемую с точки зрения абстрактной физики концепцию, становится тем не менее понятным, лишенным ореола мистической таинственности практически все из того, что в современной физике принято относить к категории абстрактной феноменологии: квантовополевые эффекты (поляризация вакуума, аннигиляция частиц-античастиц и рождение частиц из вакуума, "резонансные" состояния материи, эффект Казимира, эффект ФуллингаУнру и т.д. и т.п.), искривленное пространство и эффекты ТО, физическая сущность массы, электрического заряда, спина, наконец, четырех фундаментальных взаимодействий и их полей, в том числе и гравитации. Более того, оказывается возможным невозможное в современной абстрактной физике -- сведение всех взаимодействий к одному универсальному, их объединение. В этой связи хотелось бы напомнить слова 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, если бы опираясь на разные методологии, они преследовали бы и разные цели: первый, в большей степени материалистичный, ставил бы вопрос "как устроен Мир?", в рамках же второго, склонного к поиску "идеальных начал", можно было бы ставить вопрос по-другому -- "почему Мир устроен так, а не иначе?" Постановка вопросов ценна 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, как мы выяснили, второй подход ответа не дает, обращаемся к первому.

Современная наука признав, наконец, что в физическом отношении пространство представляет собой некий сложный объект -- "физический вакуум", тем не менее в полной мере не признает за последним "вакуумного состояния материи". Вакуум-эфир недоступен нашим органам чувств и прямому приборному наблюдению, статус "эфира" не определен и под понятием "материя" в современной физике понимается "вещество" или "поле" в пустом бесструктурном пространстве. Поэтому, полагая "материей" не только вещество, но и "вакуумное состояние" пространства и оставляя квантово-релятивистские постулативные формулировки сфере "высокой науки", примем за основу эфиродинамическую модель Мира, являющуюся конструктивным обобщением газодинамических эфирных моделей, представленных в работах [5], [6], [7] и ряда др. Квантовые и релятивистские эффекты при этом возникнут как следствия принимаемой модели, а не абстрактных умозрительных постулатов ТО и КТП, возведенных современной физикой в ранг "абсолютных истин".

В кратком изложении суть модели такова. Все мировое пространство между телами от космических объектов до элементарных частиц заполнено материальной средой -- высокоэнергетической газоподобной субстанцией, пустота в природе не существует. Эта субстанция -- вакуумная среда, которую условно будем называть "вакуумом", "эфиром" или "эфирным газом", -- по предположению обладает некоторым набором свойств идеализированных вещественных газоподобных сред и при определенных условиях -- высокой степенью склонности к самоорганизации в виде вихреобразований, которые являются зачатками элементов обычной материи -- элементарных частиц. Таким образом, она является "строительным материалом" и элементарных частиц, и вещества как микро, так и макротел Вселенной. "Трансформация эфира в весомое вещество была гениальной теоретической догадкой", сказано в [7]. Вещество, все частицы и материальные тела непрерывно поглощают энергию эфира 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. Возникают, правда, вопросы: в какой мере эфирный газ можно считать "классическим" и все ли параметры вещественных газов (например, масса и массовая плотность) адекватно применимы к эфирной среде? Как увидим, вопросы эти не просты. Физическими инвариантами вакуумной, или эфирной динамики (далее сокращенно 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 (лоренц-инвариантность в ЭФД необходимо понимать лишь как локальное ограничение на скорость распространения малых возмущений в эфирной среде). 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 Е = mс2, выражающее связь материи с ее свойством - энергией. В этом заключено коренное отличие ЭФД от релятивистских теорий, где поле (энергия) 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.)

Энергия есть свойство материи. Однако эфирная материя принципиально не наблюдаема, энергетические же ее проявления в ряде случаев оказываются доступны приборному наблюдению. Иначе -- эфирная материя воспринимается как энергетическое наполнение пространства. При этом материальность эфира выражается в том, что вакуум содержит в себе все потенциально, именно это проявляется в ряде квантовополевых эффектов, наиболее наглядный пример - рождение частиц из вакуума в сильных электромагнитных полях.

Вопрос о фундаментальности вакуума ЭФД, т.е. вопрос "Что находится в промежутках между эфирными частицами и из чего состоят сами эти частицы?" - остается, вообще говоря, открытым. Для определенности будем считать, что частицы погружены в некий бесструктурный физический континуум, отождествляемый с физическим пространством. Что касается самих частиц, то имеют место два варианта. (1) Частицы бесструктурны, т.е. фундаментальны. (2) Частицы имеют структуру и представимы в виде струн, нитей, тороидальных вихрей и т.д., возможно состоят из более мелких частиц эфира-2, как это допускается в [5]. В этом варианте материя не имеет "дна" и ее можно дробить вглубь до бесконечности. Нас в дальнейшем будет интересовать физически бесконечно малый объем, содержащий большое число частиц, достаточное для того, чтобы среду считать непрерывной и указанным вопросом не интересоваться. В "квазичастичном" подходе, при квантовании среды с целью выделения структурных единиц на уровне элементарных частиц вещества, квазичастицы, разумеется, не будут фундаментальны, однако такое же положение имеет место и в отношении "обычных" элементарных частиц, так что сложностей концептуального характера здесь также не возникает.

Современная наука не располагает информацией о строении материи на субквантовом уровне, поэтому в дальнейшем будем использовать ряд результатов, прежде всего касающихся строения вещества, представлен ных в указанных выше работах. Элементарные частицы в соответствии с [5], [6], [7] являются протяженными плотными объектами, представляющими собой квазизамкнутые тороидальные эфирные вихри, образующие устойчивые динамические структуры. Их взаимодействие обусловлено вихревыми вакуумными потоками. Разумеется, представленные модели приближенны и далеки от завершения и, как сказано в [7], "...для познания невидимых процессов микромира потребуются многочисленные и долговременные исследования". Тем не менее представленные результаты все же ближе к истине, нежели это может быть предложено современной абстрактной физикой, постулирующей в соответствии с требованиями ТО и принципом неопределенности точечность (бесструктурность, недеформируемость) элементарных частиц вещества. Такой вывод можно сделать уже хотя бы потому, что на основе указанных моделей оказалось возможным понять природу и построить непротиворечивую модель инерции и гравитационных взаимодействий.

В работах [5] и [6] даны численные значения параметров эфирного газа, полученные на основании принятых эфиродинамических моделей. Показан процесс формирования элементарных частиц вещества сжатием эфирных вихрей. Представлена эфиродинамическая модель основных фундаментальных взаимодействий: ядерного, слабого, электромагнитного, показана структура 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 [19]. Наконец, основу подхода ЭФД, без чего невозможно объяснение и описание никаких явлений физического Мира, составляет обоснование механизмов взаимодействия плотных эфирных образований -- элементарных частиц вещества -- с разреженной высокоэнергетической эфирной средой, чего также в достаточно удовлетворительной мере пока не было сделано. Этим вопросам, а также многим другим, связанным с ними, посвящена предлагаемая работа.

Основываясь на классической гидродинамике и импульсно-энергетической модели нуклон-эфирных взаимодействий в первой главе рассмотрен механизм возникновения сил инерции и инертной массы как динамической характеристики материальных тел. Введение понятия "масса", как становится ясно из § 1.1, связано с определенными трудностями концептуального характера. Далее, в § 1.2, рассмотрены "релятивистские" эффекты, возникающие при субсветовом движении тел (частиц), которые на самом деле (исключая относительность одновременности) есть следствия ЭФД, а не ТО. Выяснен смысл, заложенный в энергетическом соотношении Е0 = mс2 -- собственная энергия частицы как мера "внутренних движений материи" и "внутренних упругих деформаций".

Вторая глава посвящена гравитационным взаимодействиям. В рамках принятой концепции вакуума как сжимаемой среды показана физическая суть явления гравитации, таких характеристик тел как пассивная и активная гравитационные массы, связь гравитации с явлением инерции и, как следствие модели ЭФД, -- естественным образом вытекающий из нее принцип эквивалентности, который, тем не менее, в § 2.1 и в последующих главах подвергнут жесткому анализу. 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 подхода ЭФД существование таких объектов невозможно, более того, выводы ЭФД по этому вопросу кардинально отличаются от выводов ОТО. В § 2.3 и § 2.4 представлен астрофизический аспект вопроса и на основе характеристик "вырожденных" звезд -- "белых карликов" определены классические газодинамические параметры среды (плотность, давление и т.д.). Если их понимать как эфиродинамические "вещественные" параметры, то в соответствии с моделью нуклон-эфирных взаимодействий можно говорить о чисто гидродинамическом описании и об эффективной несжимаемой среде с плотностью порядка ядерной. В заключение 2-й главы представлен термодинамический подход к расчету энергии гравитационных полей и дана концепция активной гравитации, вскрывающая связь гравитационных и ядерных сил и единство природы взаимодействий.

В третьей главе рассматриваются нестатические гравитационные поля и возможность существования гравитационных волн. Обсуждая структуру и энергетику волн, а также направления и возможности гравитационных экспериментов становится ясно, почему эти волны до сих пор не обнаружены и могут ли они вообще когда-либо быть обнаружены. Параллельно обсуждаются вопросы физических модельных предпосылок и структурного анализа метрических (ОТО) и других полевых теорий гравитации, в основе которых лежит концепция "тяготения".

В четвертой главе излагается суть квантового подхода к построению модели инерции и гравитации в рамках ЭФД. Основой подхода является предположение о существовании квазичастиц эфирной среды. Показано, что необходима иная, отличная от вероятностной, интерпретация квантовых явлений. Индетерминизм современных квантовых теорий есть следствие неверных исходных положений -- отсутствия среды и фундаментальной "элементарности" (бесструктурности, точечности) частиц, что в локальной КТП с неизбежностью ведет к сингулярностям и расходимостям. Принцип неопределенности КТП с этой точки зрения является лишь удобной для расчетов схемой, допускающей нарушение законов сохранения ("неопределенность" возникает при локализации частиц вследствие "энергетичности" потоков). В § 4.3 вновь обсуждается принцип эквивалентности, где доказывается его полная несостоятельность ввиду нарушения причинности при формальной замене гравитации силами инерции. Необходимость учета причинноследственных связей является важным выводом ЭФД, позволяющим построить модель взаимодействий с участием сил инерции и гравитации. § 4.4 посвящен квантово-полевому описанию среды, установлена связь с подходом метрических теорий гравитации. Обсуждаются "гравитоны" -- чем они являются с точки зрения ЭФД. В гл. 3 доказано, что поперечные гравитационные волны не существуют, вследствие чего модель "гравитонов" ОТО -- КТП оказывается несостоятельной.

Пятая глава посвящена вопросам, связанным с распространением света в гравитационных полях и гравитационно-оптическим экспериментам (в том числе поискам неуловимого "эфирного ветра"), рассмотрен ряд других вопросов.

В последней главе обсуждаются гравитационные эксперименты -- осуществленные и планируемые, реальные и нереальные, за исключением гравитационноволновых и оптических, обсуждаемых в предыдущих главах. Следует сказать, что несмотря на непрерывно растущий уровень чувствительности измерительной техники, прогресса здесь пока мало. Необходимо совершенствовать как методику, так и идеологический аспект постановки экспериментов. Сильные гравитационные поля для экспериментов недоступны, интерпретация астрофизических наблюдений достаточно произвольна, поэтому на "гравитацию" привыкли смотреть как на сугубо теоретическую область, отсюда -- канонизация ОТО, а также обилие иных "теорий гравитации". Поэтому экспериментальный аспект гравитационных исследований крайне важен.

Представленные в тексте расчеты, выполняемые в рамках ЭФД, сопоставлены с выводами ОТО и КТП, при этом дана адекватная нашей модели трактовка используемых величин. В качестве наименования среды оставлено слово "эфир", хотя можно было бы говорить о "полевой" материи, "энергетической плотности вакуума" 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. Предлагаемая книга является продолжением и развитием идей, изложенных в первой книге автора "Инерция и гравитация. В поисках решения проблемы". М.: КомКнига, 2007. Для удобства чтения в нее включены необходимые материалы (существенно переработанные и дополненные) из указанной первой книги.

Явления инерции и гравитации всегда оставались, и в современной физике пока еще остаются, "самыми загадочными и непонятными" проявлениями свойств материи. Понять их природу 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, субквантовый уровень организации материи.

В доказательство необходимости подхода ЭФД (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. [11] -- [12]). В этом заключено одно из основных противоречий ТО как "логически замкнутой, окончательной теории". 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.


 Уточнения и опечатки

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце