Физичката суштина на гравитационата електромагнетна силна слаба. Фундаментални интеракции. Трендови во спојување на интеракции
Интеракциите на материјалните објекти и системи забележани во природата се многу разновидни. Сепак, како што покажаа физичките студии, може да се припишат сите интеракции четири типа на фундаментални интеракции:
– гравитациски;
– електромагнетни;
– силен;
- слаб.
Гравитациската интеракција се манифестира во меѓусебното привлекување на какви било материјални објекти што имаат маса. Тој се пренесува преку гравитационото поле и е одреден со основниот закон на природата - законот за универзална гравитација, формулиран од I. Њутн: помеѓу две материјални точки со маса m1 и m2 лоцирани на растојание редни од други, силата дејствува F,директно пропорционален на производот на нивните маси и обратно пропорционален на квадратот на растојанието меѓу нив:
F = G? (m1m2)/r2. Каде Г-гравитациска константа. Според квантната теорија Г"полиња, носители на гравитациската интеракција се гравитоните - честички со нулта маса, кванти на гравитационото поле.
Електромагнетната интеракција е предизвикана од електрични полнежи и се пренесува преку електрични и магнетни полиња. Електрично поле се појавува во присуство на електрични полнежи, а магнетно поле се јавува кога тие се движат. Променливото магнетно поле генерира наизменично електрично поле, кое пак е извор на наизменично магнетно поле.
Електромагнетната интеракција е опишана со основните закони на електростатиката и електродинамиката: законот приврзок,со закон Ампери други - и во генерализирана форма - електромагнетна теорија Максвел,поврзување на електрични и магнетни полиња. Производството, трансформацијата и примената на електрични и магнетни полиња служат како основа за создавање на различни современи технички средства.
Според квантната електродинамика, носители на електромагнетната интеракција се фотоните - кванти на електромагнетното поле со нулта маса.
Силната интеракција обезбедува поврзување на нуклеоните во јадрото. Тоа е одредено од нуклеарни сили кои имаат независност на полнежот, дејство на краток дострел, заситеност и други својства. Силната интеракција е одговорна за стабилноста на атомските јадра. Колку е посилна интеракцијата на нуклеоните во јадрото, толку е постабилно јадрото. Како што се зголемува бројот на нуклеоните во јадрото и, следствено, големината на јадрото, специфичната енергија на врзување се намалува и јадрото може да се распадне.
Се претпоставува дека силната интеракција ја пренесуваат глуони - честички кои „лепат“ кваркови кои се дел од протони, неутрони и други честички.
Сите елементарни честички освен фотонот учествуваат во слабата интеракција. Ги одредува повеќето од распаѓањата на елементарните честички, интеракцијата на неутрината со материјата и другите процеси. Слабата интеракција се манифестира главно во процесите на бета распаѓање на атомските јадра. Носители на слабата интеракција се средни, или векторски, бозони - честички со маса приближно 100 пати поголема од масата на протоните и неутроните.
Поглавје III. Главни теоретски резултати. 3.1. Теоријата на унифицирана поле е теорија на физички вакуум.
Дедуктивен методизградбата на физички теории му овозможи на авторот прво да ги геометризира равенките на електродинамиката (да ја реши минималната програма), а потоа да ги геометризира полињата на материјата и на тој начин да ја заврши максималната програма на Ајнштајн за да создаде унифицирана теорија на поле. Сепак, се покажа дека конечното завршување на програмата за обединета теорија на теренот е изградбата на теоријата на физички вакуум.
Првото нешто што мора да го бараме од унифицираната теорија на теренот е:
а) геометриски пристап кон проблемот на комбинирање на гравитациски, електромагнетни, силни и слаби интеракции врз основа на точни решенија на равенки (вакуумски равенки);
б) предвидување на нови видови интеракции;
в) обединување на теоријата на релативност и квантната теорија, т.е. изградба на совршена (во согласност со мислењето на Ајнштајн) квантна теорија;
Дозволете ни накратко да покажеме како теоријата на физички вакуум ги задоволува овие барања.
3.2. Обединување на електро-гравитационите интеракции.
Да речеме дека треба да создадеме физичка теорија која опишува таква елементарна честичка како протон. Оваа честичка има маса, електричен полнеж, нуклеарен полнеж, спин и други физички карактеристики. Ова значи дека протонот има суперинтеракција и бара надобединување на интеракциите за неговиот теоретски опис.
Со суперобединување на интеракциите, физичарите го разбираат обединувањето на гравитационите, електромагнетните, силните и слабите интеракции. Во моментов, оваа работа се изведува врз основа на индуктивен пристап, кога теоријата се гради со опишување голем бројекспериментални податоци. И покрај значителното трошење на материјални и ментални ресурси, решението на овој проблем е далеку од целосно. Според А.
Покрај тоа, теориите како електродинамиката на Максвел-Дирак или Ајнштајновата теорија за гравитација припаѓаат на класата на фундаментални. Решавањето на равенките на теренот на овие теории води до фундаментален потенцијал на Кулом-Њутновата форма:
Во регионот каде што се валидни горенаведените фундаментални теории, потенцијалите на Кулон и Њутн апсолутно точно ги опишуваат електромагнетните и гравитационите феномени. За разлика од теоријата на електромагнетизмот и гравитацијата, силните и слабите интеракции се опишани врз основа на феноменолошки теории. Во таквите теории, потенцијалите за интеракција не се наоѓаат од решенијата на равенките, туку се воведени од нивните создавачи, како што велат, „рачно“. На пример, за да се опише нуклеарната интеракција на протоните или неутроните со јадрата на различни елементи (железо, бакар, злато, итн.) во современата научна литература има околу десетина рачно напишани нуклеарни потенцијали.
Секој истражувач со здрав разум разбира дека комбинирањето на фундаментална теорија со феноменолошка е како да се вкрсти крава со мотор! Затоа, пред сè, неопходно е да се изгради фундаментална теорија на силни и слаби интеракции, а дури потоа станува возможно неформално да се обединат.
Но, дури и во случај кога имаме две фундаментални теории, како што е, на пример, класичната електродинамика на Максвел-Лоренц и Ајнштајновата теорија за гравитација, нивното неформално обединување е невозможно. Навистина, теоријата на Максвел-Лоренц го разгледува електромагнетното поле на позадината на рамниот простор, додека во теоријата на Ајнштајн гравитационото поле има геометриска природа и се смета како искривување на просторот. За да се комбинираат овие две теории, неопходно е: или да се земат предвид двете полиња како дадени на позадината на рамен простор (како електромагнетното поле во електродинамиката Максвел-Лоренц), или да се сведат двете полиња до искривување на просторот (како гравитационото поле во Ајнштајновата теорија за гравитација).
Од равенките на физичкиот вакуум следат целосно геометризирани Ајнштајнови равенки (Б.1), кои формално не ги комбинираат гравитационите и електромагнетните интеракции, бидејќи во овие равенки и гравитационите и електромагнетните полиња се геометризирани. Точното решение на овие равенки резултира со унифициран електро-гравитациски потенцијал, кој ги опишува унифицираните електро-гравитациски интеракции на неформален начин.
Решение кое опишува сферично симетрично стабилно вакуумско возбудување со маса Ми наплаќаат Зе(т.е. честичка со овие карактеристики) содржи две константи: нејзиниот гравитациски радиус r gи електромагнетниот радиус р е. Овие радиуси ја одредуваат торзијата на Ричи и Римановата кривина генерирани од масата и полнежот на честичката. Ако масата и полнежот станат нула (честичката оди во вакуум), тогаш двата радиуси исчезнуваат. Во овој случај исчезнуваат и торзијата и искривувањето на просторот Вајзенбек, т.е. просторот на настаните станува рамен (апсолутен вакуум).
Гравитациски r gи електромагнетни р ерадиусите формираат тридимензионални сфери од кои започнуваат гравитационите и електромагнетните полиња на честичките ( види сл. 24). За сите елементарни честички, електромагнетниот радиус е многу поголем од гравитациониот радиус. На пример, за електрон r g= 9,84xl0 -56, и р е= 5,6x10 -13 cm Иако овие радиуси имаат конечна вредност, густината на гравитационата и електромагнетната материја на честичката (ова произлегува од точното решение на вакуумските равенки) е концентрирана во точка. Затоа, во повеќето експерименти, електронот се однесува како точкаста честичка.
Ориз. 24.Сферично симетрична честичка со маса и полнеж родени од вакуум се состои од две сфери со радиуси р g и р е. Писма ГИ Еозначуваат статичко гравитационо и електромагнетно поле, соодветно.
3.3. Обединување на гравитациони, електромагнетни и силни интеракции.
Големо достигнување на теоријата на физичкиот вакуум е цела низа нови потенцијали за интеракција добиени од решавањето на вакуумските равенки (А) и (Б). Овие потенцијали се појавуваат како дополнување на Кулон-Њутновата интеракција. Еден од овие потенцијали се намалува со растојание побрзо од 1/r, т.е. силите генерирани од него дејствуваат (како нуклеарните) на кратки растојанија. Покрај тоа, овој потенцијал е не-нула, дури и кога полнењето на честичката е нула ( оризот. 25). Слично својство на независност на полнежот на нуклеарните сили беше откриено експериментално одамна.
Ориз. 25. Потенцијалната енергија на нуклеарната интеракција пронајдена од решавањето на вакуумските равенки. Врска помеѓу нуклеарни и електромагнетни радиуси р N = | р е|/2,8.
Ориз. 26. Теоретските пресметки добиени од решавањето на вакуумските равенки (цврста крива) се доста добро потврдени со експерименти за електронуклеарната интеракција на протоните и бакарните јадра.
На оризот. 25претставена е потенцијалната енергија на заемно дејство на неутрон (неутронското полнење е нула) и протонот со јадро. За споредба, дадена е Кулоновата потенцијална енергија на одбивање помеѓу протонот и јадрото. Сликата покажува дека на мали растојанија од јадрото, Кулоновата одбивност се заменува со нуклеарна привлечност, која е опишана со нова константа r Н- нуклеарен радиус. Од експерименталните податоци беше можно да се утврди дека вредноста на оваа константа е околу 10 -14 см. Според тоа, силите генерирани од новата константа и новиот потенцијал почнуваат да дејствуваат на растојанија ( r Јас) од центарот на јадрото. Токму на овие растојанија почнуваат да дејствуваат нуклеарните сили.
r Јас = (100 - 200)r Н= 10 -12 см.
На оризот. 25нуклеарниот радиус се определува со релацијата r Н = |р е|/2.8 каде што вредноста на модулот на електромагнетниот радиус пресметан за процесот на заемодејство помеѓу протон и бакарно јадро е еднаква на: | р е| = 8,9x10 -15 cm.
На. оризот. 26Претставена е експериментална крива која го опишува расејувањето на протоните со енергија од 17 MeV на бакарните јадра. Цврстата линија на истата слика ја означува теоретската крива добиена врз основа на решенија на вакуумските равенки. Добриот договор помеѓу кривите сугерира дека потенцијалот на интеракција со краток дострел со нуклеарниот радиус пронајден од решението на вакуумските равенки r Н= 10 -15 см Овде ништо не беше кажано за гравитационите интеракции, бидејќи за елементарните честички тие се многу послаби од нуклеарните и електромагнетните.
Предноста на вакуумскиот пристап во унифицираниот опис на гравитационите, електромагнетните и нуклеарните интеракции во однос на моментално прифатените е дека нашиот пристап е фундаментален и не бара воведување нуклеарни потенцијали „рачно“.
3.4. Врска помеѓу слабите и торзионите интеракции.
Слабите интеракции обично значат процеси кои вклучуваат една од најмистериозните елементарни честички - неутрина. Неутрините немаат маса или полнење, туку само вртење - сопствена ротација. Оваа честичка не толерира ништо друго освен ротација. Така, неутриното е една од сортите на динамичко торзионо поле во чиста форма.
Наједноставниот од процесите во кои се манифестираат слабите интеракции е распаѓањето на неутронот (неутронот е нестабилен и има просечен животен век од 12 минути) според шемата:
n® p + + e - + v
Каде p+- протон, е-- електрон, v- антинеутрино. Модерна наукаверува дека електронот и протонот комуницираат едни со други според законот на Кулон како честички со спротивни полнежи. Тие не можат да формираат долготрајна неутрална честичка - неутрон со димензии од редот од 10 -13 см, бидејќи електронот, под влијание на гравитацијата, мора веднаш да „падне на протонот“. Покрај тоа, дури и да може да се претпостави дека неутронот се состои од спротивно наелектризирани честички, тогаш за време на неговото распаѓање треба да се набљудува електромагнетното зрачење, што би довело до кршење на законот за зачувување на спин. Факт е дека неутронот, протонот и електронот имаат спин од +1/2 или -1/2.
Да претпоставиме дека почетниот спин на неутронот бил -1/2. Тогаш вкупниот спин на електронот, протонот и фотонот исто така треба да биде еднаков на -1/2. Но, вкупниот спин на електрон и протон може да има вредности -1, 0, +1, а фотонот може да има спин од -1 или +1. Следствено, спинот на системот електрон-протон-фотон може да земе вредности 0, 1, 2, но не -1/2.
Решенијата на вакуумските равенки за честичките со спин покажаа дека за нив постои нова константа р с- радиус на вртење, кој го опишува полето на торзија на ротирачка честичка. Ова поле генерира торзиони интеракции на кратки растојанија и овозможува нов пристап кон проблемот на формирање на неутрон од протон, електрон и антинеутрино.
На оризот. 27Презентирани се квалитативни графикони на потенцијалната енергија на интеракција на протон со спин со електрон и позитрон, добиени од решавање на вакуумски равенки. Графиконот покажува дека на растојание од околу
р с = |р е|/3 = 1,9x10 -13 cm.
Од центарот на протонот има „торзионо бунар“ во кое електронот може да остане доста долго кога тој, заедно со протон, формира неутрон. Електронот не може да падне на ротирачки протон, бидејќи торзионата одбивна сила на кратки растојанија ја надминува Кулоновата сила на привлекување. Од друга страна, торзионото додавање на Кулоновата потенцијална енергија има аксијална симетрија и многу силно зависи од ориентацијата на спинот на протонот. Оваа ориентација е дадена од аголот qпомеѓу насоката на спинот на протонот и векторот на радиусот повлечен до точката на набљудување,
Ха оризот. 27ориентацијата на протонскиот спин е избрана така што аголот qеднаква на нула. Под агол q= 90° торзионото собирање станува нула и во рамнина нормална на правецот на спинот на протонот, електронот и протонот комуницираат според законот на Кулон.
Постоењето на торзионо поле во близина на ротирачки протон и торзиона бунар за време на интеракцијата на протонот и електронот сугерира дека кога неутронот „се распаѓа“ на протон и електрон, се испушта торзионо поле, кое нема полнење и маса и пренесува само спин. Токму тоа е својството што го имаат антинеутрините (или неутрините).
Од анализата на потенцијалната енергија прикажана во оризот. 27, следува дека кога во него нема електромагнетна интеракција ( р е= 0) и останува само торзионата интеракција ( р сбр. 0), тогаш потенцијалната енергија станува нула. Ова значи дека слободното торзионо зрачење, кое носи само спин, не комуницира (или слабо комуницира) со обичната материја. Ова, очигледно, ја објаснува забележаната висока продорна способност на торзионото зрачење - неутрина.
Ориз. 27. Потенцијална енергија на интеракција на протон кој се врти, добиена од решението на вакуумските равенки: а) - електрон со протон на | р e |/ р с, б) - истото со позитронот.
Кога електронот е во „торзиона бунар“ во близина на протон, неговата енергија е негативна. За да се распадне неутронот во протон и електрон, потребно е неутронот да апсорбира позитивна енергија на торзија, т.е. неутрино според шемата:
v+n® p + + e -
Оваа шема е целосно аналогна на процесот на јонизација на атомот под влијание на надворешно електромагнетно зрачењее
g + a ® a + + e -
Каде a+- јонизиран атом и е-- електрон. Разликата е во тоа што електронот во атомот се наоѓа во бунарот Кулон, а електронот во неутронот го држи потенцијалот на торзија.
Така, во теоријата на вакуум постои длабока врска помеѓу торзионото поле и слабите интеракции.
3.5. Кризата во спин физиката и можен излез од неа.
Модерна теоријаелементарните честички припаѓаат на класата на индуктивни честички. Се заснова на експериментални податоци добиени со помош на акцелератори. Индуктивните теории имаат описен карактер и мора да се прилагодуваат секој пат кога ќе станат достапни нови податоци.
Пред околу 40 години, на Универзитетот во Рочестер беа започнати експерименти за расејување на спин-поларизирани протони на поларизирани цели што се состојат од протони. Последователно, целата оваа насока во теоријата на елементарните честички беше наречена спин физика.
Ориз. 28. Експериментални податоци за торзионата интеракција на поларизираните нуклеони во зависност од меѓусебната ориентација на нивните вртења. Хоризонталните стрелки ја покажуваат насоката и големината (дебелина на стрелката) на торзионата интеракција. Вертикалната стрелка ја означува насоката на орбиталниот импулс на расеаната честичка.
Главниот резултат што го добива спин физиката е дека за време на интеракции на мали растојанија (околу 10 -12 cm), вртењето на честичките почнува да игра значајна улога. Откриено е дека интеракциите на торзија (или спин-спин) ја одредуваат големината и природата на силите што дејствуваат помеѓу поларизираните честички (види. оризот. 28).
Ориз. 29. Суперпотенцијална енергија добиена од решавање на вакуумските равенки. Зависноста од ориентацијата на целниот спин е прикажана: а) - интеракција на протони и поларизирано јадро кај р е/р N = -2, r Н/р с= 1,5; б) - истото за неутроните кај р е/r Н = 0, r Н/р с= 1,5. Катче qсе мери од спинот на јадрото до векторот на радиусот повлечен до точката на набљудување.
Природата на торзионите интеракции на нуклеоните откриени во експериментот се покажа дека е толку сложена што измените направени во теоријата ја направија теоријата бесмислена. Стигна до точка каде што на теоретичарите им недостасуваат идеи за да ги опишат новите експериментални податоци. Оваа „ментална криза“ на теоријата дополнително се влошува со фактот што цената на експериментот во спин физиката расте како што станува посложена и сега се приближува до цената на акцелератор, што доведе до материјална криза. Последица на ваквата состојба беше замрзнувањето на средствата за изградба на нови акцелератори во некои земји.
Може да има само еден излез од сегашната критична ситуација - во изградбата на дедуктивна теорија на елементарните честички. Токму тоа е можноста што ни ја дава теоријата на физичкиот вакуум. Решенијата на неговите равенки доведуваат до потенцијал на интеракција - суперпотенцијал, кој вклучува:
r g- гравитациски радиус,
р е- електромагнетен радиус,
r Н- нуклеарен радиус и
р с- радиус на центрифугирање,
одговорен за гравитацијата ( r g), електромагнетни ( р е), нуклеарна ( r Н) и спин-торзија ( р с) интеракции.
На оризот. 29се прикажани квалитативни графикони на суперпотенцијална енергија добиена од решавање на вакуумските равенки.
Графиконот покажува силна зависност на интеракцијата на честичките од ориентацијата на спиновите, што е забележано во експериментите со спин-физика. Се разбира, конечниот одговор ќе биде даден кога ќе се изврши темелно истражување врз основа на решенија на вакуумските равенки.
3.6. Скаларно електромагнетно поле и пренос на електромагнетна енергија преку една жица.
Вакуумските равенки, како што доликуваат на равенките на унифицираната теорија на поле, се трансформираат во познати физички равенки во различни посебни случаи. Ако се ограничиме на разгледување на слабите електромагнетни полиња и движењето на полнежите со не премногу големи брзини, тогаш од вакуумската равенка (Б.1) ќе следат равенки слични на Максвеловите равенки за електродинамика. Под слаби полиња во во овој случајсе подразбираат како електромагнетни полиња чија јачина ја задоволува нееднаквоста E, H<< 10 -16 ед. СГСЕ. Такие слабые электромагнитные поля встречаются на расстояниях порядка r >> 10 -13 cm од елементарните честички, т.е. на растојанија каде ефектот на нуклеарните и слабите интеракции станува незначителен. Може да се смета дека во нашата Секојдневниот животсекогаш имаме работа со слаби електромагнетни полиња. Од друга страна, движењето на честичките со не премногу големи брзини значи дека енергиите на наелектризираните честички не се премногу високи и поради недостаток на енергија тие не влегуваат, на пример, во нуклеарни реакции.
Ако се ограничиме на случајот кога полнежите на честичките се константни ( e = конст), тогаш слабите електромагнетни полиња во теоријата на вакуум се опишани со векторски потенцијал (ист како и во електродинамиката на Максвел), преку кој се одредуваат шест независни компоненти на електромагнетното поле: три компоненти електрично полеЕ и три компоненти на магнетното поле H.
Во општиот случај, потенцијалот на електромагнетното поле во вакуумската електродинамика се покажува како симетричен тензор од втор ранг, што доведува до дополнителни компоненти на електромагнетното поле. Точно решение на равенките на вакуумска електродинамика за полнежи за кои e Бр.конст, предвидува постоење на ново скаларно електромагнетно поле од формата:
S = - de(t) / rc dt
Каде р- растојание од полнењето до точката на набљудување, Со- брзина на светлината, e(t)- променливо полнење.
Во обичната електродинамика, таквото скаларно поле е отсутно поради фактот што потенцијалот во него е вектор. Ако наелектризирана честичка дсе движи со брзина Ви паѓа во скаларно електромагнетно поле С, тогаш на него дејствува сила Ф С:
F S = eSV = - e V
Бидејќи движењето на полнежите претставува електрична струја, тоа значи дека скаларното поле и силата генерирана од ова поле треба да се откријат во експериментите со струите.
Горенаведените формули се добиени под претпоставка дека обвиненијата на честичките се менуваат со текот на времето и, се чини, немаат врска со реалните појави, бидејќи полнежите на елементарните честички се константни. Сепак, овие формули се сосема применливи за систем кој се состои од голем број постојани полнежи, кога бројот на овие давачки се менува со текот на времето. Експерименти од овој вид беа спроведени од Никола Тесла на почетокот на 20 век. За да ги проучува електродинамичките системи со променливо полнење, Тесла користел наелектризирана сфера (види Сл. Сл. 29 а). Кога сферата се испушти на земја, околу сферата се појави скаларно поле S. Покрај тоа, струја што јас течеше низ еден проводник, која не ги почитуваше законите на Кирхоф, бидејќи колото се покажа дека е отворено. Во исто време, беше применета сила на проводникот Ф С, насочени долж проводникот (за разлика од обичните магнетни сили кои делуваат нормално на струјата).
Постоењето на сили кои делуваат на спроводник што носи струја и насочени по спроводникот го открил А.М. Ампер. Последователно, надолжните сили беа експериментално потврдени во експериментите на многу истражувачи, имено во експериментите на Р. Сигалов, Г. Николаев и други. Покрај тоа, во делата на Г. на надолжните сили најпрво е воспоставена. Сепак, Г. Николаев никогаш не поврзал скаларно поле со променлив полнеж.
Ориз. 29 а. Во електродинамиката со променливо полнење, струјата тече низ една жица.
Едножичен пренос на електрична енергија го доби своето понатамошно развивањево делата на С.В. Авраменко. Наместо наелектризирана сфера, С.В. Авраменко предложи да се користи трансформатор Тесла, во кој секундарното намотување на излезот на трансформаторот има само еден крај. Вториот крај е едноставно изолиран и останува внатре во трансформаторот. Ако на примарното намотување се примени наизменичен напон со фреквенција од неколку стотици Херци, тогаш на секундарното намотување се појавува наизменично полнење, кое генерира скаларно поле и надолжна сила Ф С. С.В. Авраменко поставува специјален уред на една жица што излегува од трансформаторот - Авраменко приклучок, кој прави два од една жица. Ако сега поврзете нормално оптоварување во форма на сијалица или електричен мотор на две жици, сијалицата свети, а моторот почнува да ротира поради електричната енергија што се пренесува преку една жица. Слична инсталација, која пренесува 1 kW моќ преку една жица, беше развиена и патентирана во Серускиот истражувачки институт за електрификација Земјоделство. Таму се работи и за создавање на едножична линија со капацитет од 5 kW или повеќе.
3.7. Торзионото зрачење во електродинамиката.
Веќе забележавме дека неутриното е торзионо зрачење, кое, како што следува од решавањето на вакуумските равенки, го придружува излезот на електрон од торзиониот бунар за време на распаѓањето на неутронот. Во овој поглед, веднаш се поставува прашањето: дали нема торзионо зрачење за време на забрзаното движење на електронот, генерирано од неговиот сопствен спин?
Вакуумската теорија позитивно одговара на ова прашање. Факт е дека полето што го емитува забрзан електрон е поврзано со третиот дериват на координатата во однос на времето. Теоријата на вакуум овозможува да се земе предвид сопствената ротација на електронот - неговиот спин - во класичните равенки на движење и да се покаже дека полето на зрачење се состои од три дела:
E rad = E e + T et + T t
Првиот дел од емисијата на електрони Е егенериран од полнежот на електронот, т.е. има чисто електромагнетна природа. Овој дел е доста добро проучен од модерната физика. Втор дел Т etима мешана електро-торзија природа, бидејќи се генерира и од полнежот на електронот и од неговиот спин. Конечно, третиот дел од зрачењето Т тсоздаден само од спинот на електронот. Во однос на второто, можеме да кажеме дека електрон испушта неутрина при забрзано движење, но со многу ниски енергии!
Пред неколку години, во Русија беа создадени и патентирани уреди кои ги потврдија теоретските предвидувања на вакуумската теорија во врска со постоењето на торзионо зрачење во електродинамиката генерирана од спинот на електронот. Овие уреди беа наречени генератори на торзија.
Ориз. триесет.Шематски дијаграм на генератор на торзија на Акимов.
На оризот. триесетпокажува шематски дијаграм на патентираниот генератор на торзија на Акимов. Се состои од цилиндричен кондензатор 3, чија внатрешна плоча се напојува со негативен напон, а надворешната плоча се напојува со позитивен напон од извор на постојан напон 2. Внатре во цилиндричниот кондензатор е поставен магнет, кој е извор на не само статичко магнетно поле, туку и статичко торзионо поле. Ова поле се генерира (како и магнетното) од вкупниот спин на електроните. Покрај тоа, чисто спин (статичко неутрино) вакуумска поларизација се јавува помеѓу плочите на кондензаторот, создадена од потенцијалната разлика. За да се создаде торзионо зрачење со дадена фреквенција, на кондензаторските плочи ќе се примени наизменично електромагнетно поле (контролен сигнал) 1.
Ориз. 31. Акимов генератор на торзија.
Под влијание на наизменичното електромагнетно поле 1 од дадена фреквенција, се менува ориентацијата на вртењата (со иста фреквенција) на електроните во магнетот и поларизираните вртења помеѓу плочите на кондензаторот. Резултатот е динамично торзионо зрачење со висока продорна способност.
На оризот. 31Претставена е внатрешната структура на генераторот Акимов. Од гледна точка на електромагнетизмот, дизајнот на генератор на торзија изгледа парадоксално, бидејќи неговата елементарна основа е изградена на сосема различни принципи. На пример, торзиониот сигнал може да се пренесе по една метална жица.
Генератори на торзија од типот прикажан на оризот. 31се широко користени во Русија во различни експерименти, па дури и технологии, за кои ќе се дискутира подолу.
3.8. Пронајдена е квантната теорија за која сонувал Ајнштајн.
Современата квантна теорија на материјата исто така припаѓа на индуктивната класа. Според Нобеловец, креаторот на теоријата за кваркови М. Гел-Ман, квантната теорија е наука која знаеме да ја користиме, но не ја разбираме целосно. А. Ајнштајн исто така сподели слично мислење, сметајќи дека тоа е нецелосно. Според А. Ајнштајн, „совршената квантна теорија“ ќе се најде на патот на подобрување општа теоријарелативноста, т.е. на патот кон конструирање на дедуктивна теорија. Токму оваа квантна теорија произлегува од равенките на физичкиот вакуум.
Главните разлики помеѓу квантната теорија и класичната теорија се дека:
а) теоријата содржи нова константа h - Планкова константа;
б) постојат неподвижни состојби и квантната природа на движењето на честичките;
в) за опишување на квантните појави, се користи универзална физичка величина - комплексна бранова функција која ја задоволува Шредингеровата равенка и има веројатност за толкување;
г) постои дуализам на честички-бранови и оптичко-механичка аналогија;
д) врската на несигурност на Хајзенберг е задоволена;
ѓ) се појавува простор на Хилбертовата состојба.
Сите овие својства (освен специфичната вредност на Планковата константа) се појавуваат во теоријата на физичкиот вакуумпри проучување на проблемот со движењето на материјата во целосно геометризирани Ајнштајнови равенки (Б.1).
Решението на равенките (Б.1), кое опишува стабилна сферично симетрична масивна (наполнета или не) честичка, истовремено води до две идеи за густината на дистрибуцијата на нејзината материја:
а) како густина на материјата на точкаста честичка и
б) како поле замрсеност формирана од сложено торзионо поле (поле на инерција).
Дуализам поле-честичка, што произлегува во теоријата на вакуумот, е целосно аналогно на дуализмот на модерната квантна теорија. Сепак, постои разлика во физичката интерпретација на брановата функција во вакуумската теорија. Прво, таа ја задоволува Шредингеровата равенка само во линеарна апроксимација и со произволна квантна константа (генерализиран аналог на Планковата константа). Второ, во теоријата на вакуум, брановата функција се одредува преку вистинско физичко поле - поле на инерција, но, нормализирано до единство, добива веројатностичко толкување слично на брановата функција на модерната квантна теорија.
Стационарни состојбичестичките во вакуумската теорија се последица на проширено толкување на принципот на инерција при користење на локално инерцијални референтни рамки. Како што беше забележано претходно (види оризот. 6), во општата релативистичка електродинамика, електронот во атомот може забрзано да се движи во Кулоновото поле на јадрото, но без зрачење, ако референтната рамка поврзана со него е локално инерцијална.
Квантизацијастационарни состојби во теоријата на вакуум се објаснува со фактот дека во неа честичката е чисто поле формација проширена во вселената. Кога полето, продолжен објект се наоѓа во ограничен простор, неговите физички карактеристики, како што се енергијата, моментумот итн., добиваат дискретни вредности. Ако честичката е слободна, тогаш спектарот на нејзините физички карактеристики станува континуиран.
Главните потешкотии на модерната квантна теорија произлегуваат од погрешното разбирање на физичката природа на брановата функција и обидот да се претстави продолжен објект како точка или како рамен бран. Точка во класичната теорија на полето опишува тест честичка која нема свое поле. Затоа, квантната теорија, која произлегува од теоријата на вакуум, мора да се смета како начин да се опише движењето на честичката земајќи го предвид сопственото поле. Ова не може да се направи во старата квантна теорија од едноставна причина што густината на материјата на честичката и густината на полето создадено од неа се од различна природа. Немаше универзална физичка карактеристика за рамномерно да се опишат двете густини. Сега таквата физичка карактеристика се појави во форма на поле на инерција - поле на торзија, што се покажува како навистина универзално, бидејќи сите видови материја се предмет на феноменот на инерција.
На оризот. 32се прикажува како инерциското поле ја одредува густината на материјата на честичката земајќи го предвид сопственото поле.
Ориз. 32. Вакуум квантна механикаго напушта концептот на тест честичка и ја опишува честичката земајќи го предвид сопственото поле, користејќи го универзалното физичко поле - полето на инерција.
Што се однесува до специфичната вредност на Планковата константа, таа очигледно треба да се смета како емпириски факт што ги карактеризира геометриските димензии на атомот на водород.
Интересно се покажа дека вакуум квантната теорија овозможува и веројатностичко толкување, задоволувајќи го принципот на кореспонденција со старата теорија. Веројатното толкување на движењето на продолжен објект првпат се појави во физиката во класичната механика на Лиувил. Во оваа механика, кога се разгледува движењето на капка течност како единствена целина, се идентификува посебна точка на капката - нејзиниот центар на маса. Како што се менува обликот на капката, се менува и положбата на центарот на маса во него. Ако густината на падот е променлива, тогаш центарот на масата најверојатно се наоѓа во регионот каде што густината на падот е максимална. Затоа, густината на супстанцијата на капката се покажува пропорционална со густината на веројатноста да се најде центар на маса во одредена точка во просторот во внатрешноста на капката.
Во квантната теорија, наместо капка течност, имаме згрутчување на полето формирано од инерциското поле на честичката. Исто како капка, овој згрутчување на полето може да ја промени формата, што, пак, доведува до промена на положбата на центарот на масата на згрутчувањето во него. Опишувајќи го движењето на згрутчувањето на полето како единствена целина низ неговиот центар на маса, неизбежно доаѓаме до веројатен опис на движењето.
Проширениот пад може да се смета како збир на точкести честички, од кои секоја се карактеризира со три координати x, y, z и моментум со три компоненти p x, p y, p z. Во механиката на Лиувил, се формираат координатите на точките во капка простор за конфигурација(општо кажано, бесконечно димензионални). Ако дополнително ги поврземе импулсите со секоја точка од конфигурацискиот простор на падот, добиваме фазен простор. Во механиката на Лиувил, докажана е теорема за зачувување на фазниот волумен, што доведува до однос на несигурност на формата:
D pDx = конст
Еве Dxсе смета како расејување на координати на точки во внатрешноста на капката, и Дпкако ширење на нивните соодветни импулси. Да претпоставиме дека капката има форма на линија (се протега во линија), тогаш нејзиниот моментум е строго дефиниран, бидејќи расејувањето Дп= 0. Но, секоја точка од правата станува еднаква, па координатата на падот не се одредува поради релацијата Dx = Ґ , што произлегува од теоремата за зачувување на фазниот волумен на капка.
Во теоријата на теренот за збир на поле што се состои од збир на рамни бранови, теоремата за зачувување на фазниот волумен е напишана како:
DpDx = стр
Каде Dxе расејувањето на координатите на кластерот на полето, и Дп- расејување на бранови вектори на рамни бранови што формираат сноп поле. Ако ги помножиме двете страни на равенката со чи внесете ја ознаката р = hk, тогаш ја добиваме добро познатата релација на несигурност Хајзенберг:
DpDx = p h
Овој однос е исто така вистинит за збир на поле формиран од збир на рамни бранови на инерцијалното поле во квантната теорија, што следи од теоријата на физички вакуум.
3.9. Квантизација во Сончевиот систем.
Новата квантна теорија ни овозможува да го прошириме нашето разбирање за опсегот на квантните феномени. Во моментов, се верува дека квантната теорија е применлива само за описот на феномените на микросветот. За да се опишат таквите макрофеномени како движењето на планетите околу Сонцето, сè уште се користи идејата за планета како тест честичка што нема свое поле. Сепак, попрецизен опис на движењето на планетите се постигнува кога ќе се земе предвид сопственото поле на планетата. Токму оваа можност ни ја дава новата квантна теорија, користејќи го полето на инерција како бранова функција во Шредингеровата равенка.
Табела 3.
Наједноставното полукласично разгледување на проблемот со движењето на планетите околу Сонцето, земајќи го предвид сопственото поле, доведува до формула за квантизирање на просечните растојанија од Сонцето до планетите (и астероидните појаси) според формулата:
r = r 0 (n + 1/2), каде што n = 1, 2, 3 ...
Еве r 0= 0,2851 a.u. = const - нова „планетарна константа“. Потсетиме дека растојанието од Сонцето до Земјата е 1 АЕ. = 150000000 км. ВО табела бр.3дадена е споредба на теоретските пресметки добиени со горната формула со експерименталните резултати.
Како што може да се види од табелата, супстанцијата во сончев системформира систем на дискретни нивоа, прилично добро опишан со формула која произлегува од новата идеја за природата на брановата функција на квантната теорија.
Интензитетот на секоја интеракција обично се карактеризира со константата на интеракцијата, која е бездимензионален параметар кој ја одредува веројатноста за процеси предизвикани од овој тип на интеракција.
Гравитациска интеракција.Константата на оваа интеракција е од редот на . Опсегот не е ограничен. Гравитациската интеракција е универзална; сите честички, без исклучок, се предмет на неа. Меѓутоа, во процесите на микросветот оваа интеракција не игра значајна улога. Постои претпоставка дека оваа интеракција се пренесува со гравитони (кванти на гравитационото поле). Сепак, до денес, не се откриени експериментални факти кои би го потврдиле нивното постоење.
Електромагнетна интеракција.Константата на интеракцијата е приближно , опсегот на дејство не е ограничен.
Силна интеракција. Овој тип на интеракција обезбедува поврзување на нуклеоните во јадрото. Константата на интеракцијата има вредност од редот 10. Најголемото растојание на кое се манифестира силната интеракција е вредност од редот на m.
Слаба интеракција.Оваа интеракција е одговорна за сите видови на распаѓање на јадрата, вклучувајќи го и заробувањето на електрони К, за процесите на распаѓање на елементарните честички и за процесите на заемно дејство на неутрината со материјата. Редоследот на големината на константата на оваа интеракција е . Слабата интеракција, како силната, е на краток дострел.
Да се вратиме на честичката Јукава. Според неговата теорија, постои честичка која ја пренесува силната интеракција, исто како што фотонот е носител на електромагнетната интеракција, тој бил наречен мезон (средно). Оваа честичка мора да има маса меѓу масите на електронот и протонот и да биде . Бидејќи фотоните не само што пренесуваат електромагнетна интеракција, туку постојат и во слободна состојба, затоа, мора да постојат и слободни мезони.
Во 1937 година, во космичките зраци бил откриен мезон (муон), кој, сепак, не покажувал силна интеракција со материјата. Посакуваната честичка била откриена и во космичките зраци 10 години подоцна од Пауел и Окиалини и ја нарекле мезон (пион).
Постојат позитивни, негативни и неутрални мезони.
Полнењето на мезоните е еднакво на елементарното полнење. Масата на наелектризираните мезони е иста и е еднаква на 273, масата на електрично неутралниот мезон е нешто помала и е 264. Спинот на сите три мезони е нула; Животниот век на наелектризираните мезони е 2,6 секунди, а животниот век на мезоните е 0,8 секунди.
Сите три честички не се стабилни.
Елементарните честички обично се поделени во четири класи:
1. Фотони(кванти на електромагнетно поле). Тие учествуваат во електромагнетната интеракција, но не се манифестираат на кој било начин во силни или слаби интеракции.
2. Лептони. Тие вклучуваат честички кои немаат силна интеракција: електрони и позитрони, миони, како и сите видови неутрина. Сите лептони имаат спин еднаков на ½. Сите лептони се носители на слабата интеракција. Наполнетите лептони учествуваат и во електромагнетната интеракција. Лептоните се сметаат за вистински елементарни честички. Тие не се распаѓаат во нивните составни делови, немаат внатрешна структура и немаат забележлива горна граница (m).
Последните две класи сочинуваат сложени честички кои имаат внатрешна структура: мезони и бариони. Тие често се групирани во едно семејство и се нарекуваат хадрони.
Сите три мезони, како и К-мезоните, припаѓаат на ова семејство. Класата бариони вклучува нуклеони, кои се носители на силната интеракција.
Како што веќе беше споменато, равенката на Шредингер не ги задоволува барањата на принципот на релативност - таа не е непроменлива во однос на трансформациите на Лоренц.
Во 1928 година, Англичанецот Дирак добил релативистичка квантно-механичка равенка за електронот, од која природно следело постоењето на спин и сопствениот магнетен момент на електронот. Оваа равенка овозможи да се предвиди постоењето на античестичка во однос на електронот - позитронот.
Од Дираковата равенка се покажа дека енергијата на слободната честичка може да има и позитивни и негативни вредности.
Помеѓу најголемата негативна енергија и најмалата позитивна енергија постои интервал на енергии што не може да се реализираат. Ширината на овој интервал е . Следствено, се добиваат два региони на енергетски сопствени вредности: едниот започнува од и се протега до +, другиот почнува од и се протега до . Според Дирак, вакуум е простор во кој сите дозволени нивоа со негативни енергетски вредности се целосно исполнети со електрони (според принципот на Паули), а оние со позитивни се слободни. Бидејќи сите нивоа под забранетата лента, без исклучок, се зафатени, електроните лоцирани на овие нивоа не се манифестираат на кој било начин. Ако на еден од електроните на негативно ниво му се даде енергија, тогаш овој електрон ќе оди во состојба со позитивна енергија, тогаш таму ќе се однесува како обична честичка со негативен полнеж и позитивна маса. Слободното место (дупка) формирано во комбинација на негативни нивоа ќе се перцепира како честичка со позитивен полнеж и маса. Оваа прва теоретски предвидена честичка беше наречена позитрон.
Раѓањето на пар електрон-позитрон се случува кога -фотоните минуваат низ материјата. Ова е еден од процесите што доведуваат до апсорпција - зрачење од материјата. Минималната квантна енергија потребна за раѓање на пар електрон-позитрон е 1,02 MeV (што се совпадна со пресметките на Дирак) и равенката за таква реакција има форма:
Каде што X е јадрото во полето на силата од кое се раѓа пар електрон-позитрон; Токму тоа го прима вишокот импулс - квантот.
Теоријата на Дирак изгледаше премногу „луда“ за неговите современици и беше препознаена дури откако Андерсон го откри позитронот во космичкото зрачење во 1932 година. Кога електрон ќе се сретне со позитрон, доаѓа до уништување, т.е. електронот повторно се враќа на негативното ниво.
Во малку изменета форма, Дираковата равенка е применлива за други честички со спин од половина цел број. Следствено, за секоја таква честичка има своја античестичка.
Речиси сите елементарни честички, како што веќе споменавме, припаѓаат на една од двете семејства:
1. Лептони.
2. Хадрони.
Главната разлика меѓу нив е што хадроните учествуваат во силните и електромагнетни интеракции, додека лептоните не.
Лептонисе сметаат за вистински елементарни честички. Имаше само четири од нив: електрон (), мион (), електронско неутрино (), мионско неутрино. Лептонот и неговото неутрино беа подоцна откриени. Тие не се распаѓаат на нивните составни делови; не откривајте никаква внатрешна структура; немаат дефинирани димензии.
Хадронипосложени честички; тие имаат внатрешна структура и учествуваат во силни нуклеарни интеракции. Ова семејство на честички може да се подели во две класи:
мезони и бариони(протон, неутрон, -бариони). Последните четири типа бариони на крајот може да се распаднат во протони и неутрони.
Во 1963 година, Гел-Ман и, независно, Цвајг ја изразија идејата дека сите познати хадрони се изградени од три вистински елементарни честички - кваркови, кои имаат фракционо полнење.
u-кварк q = + ; d – кварк q = - ; s – кварк q = - .
До 1974 година, сите познати хадрони можеа да се претстават како комбинација од овие три хипотетички честички, но тешкиот мезон откриен таа година не се вклопува во шемата со три кваркови.
Врз основа на длабоката симетрија на природата, некои физичари претпоставуваа постоење на четврти кварк, кој се нарекува кварк „шарм“; неговиот полнеж е еднаков на q = +. Овој кварк се разликува од другите во присуство на својство или квантен број C = +1 - наречен „шарм“ или „шарм“.
Новооткриениот мезон се покажа дека е комбинација од кварк „шарм“ и неговиот антикварк.
Понатамошни откритија на нови хадрони бараа воведување на петтиот (c) и шестиот (t) кварк. Разликата помеѓу кварковите почна да се нарекува „боја“ и „вкус“.
1. Фундаментални физички интеракции: гравитациски, електромагнетни, силни и слаби; главни карактеристики и значење во природата. Посебната улога на електромагнетните интеракции.
Фундаментални интеракции– квалитативно различни видови на интеракција помеѓу елементарните честички и телата составени од нив
Еволуција на теориите за фундаментални интеракции:
Пред 19 век:
Гравитациски (Галилео, Њутн-1687);
Електрични (Гилберт, Кевендиш-1773 и Кулом-1785);
Магнетна (Гилберт, Епинус-1759 и Кулон-1789)
Пресврт на 19 и 20 век:
Електромагнетна (електромагнетна теорија на Максвел-1863);
Гравитациона (Ајнштајновата општа теорија на релативноста-1915)
Улогата на гравитационите интеракции во природата:
Гравитациони интеракции:
Закон за универзална гравитација;
Силата на привлекување помеѓу планетите на Сончевиот систем;
гравитација
Улогата на електромагнетните интеракции во природата: Електромагнетни интеракции:
Кулонов закон;
Интра- и меѓуатомски интеракции;
Сила на триење, сила на еластичност,...;
Електромагнетни бранови (светлина) Улогата на силните интеракции во природата: Силни интеракции:
Краток опсег (~10 -13 m);
Околу 1000 пати посилни од електромагнетните;
Тие се намалуваат приближно експоненцијално;
Се заситени;
Одговорен за стабилноста на атомското јадро
Улогата на слабите интеракции во природата Слаби интеракции:
Многу краток опсег (~10 -18 m);
Околу 100 пати послаби од електромагнетните;
Се заситени;
Одговорен за меѓусебните трансформации на елементарните честички
2. Електричниот полнеж и неговите основни својства: биполарност, дискретност, непроменливост; микроскопски носители на електрични полнежи, концепт на кваркови; закон за зачувување на електричен полнеж; физички модели на наелектризирани тела.
Електрично полнење - ова е физичка скаларна величина која го карактеризира својството на честичките или телата да влегуваат во интеракции на електромагнетни сили;
*означено со q или Q;
*мерено во SI единици во кулони
Основни својства на електричното полнење:
Биполарност:
има електрични полнежи од два знака - позитивен (стаклена прачка) и негативна (абонос прачка);
* како обвиненијата одбиваат, а за разлика од обвиненијата привлекуваат Адитивност:
*електричното полнење на физичкото тело е еднакво на алгебарскиот збир на електричните полнежи на наелектризираните честички лоцирани во него - микроскопски носители на електричен полнеж Дискретност:
Основни својства на електричниот полнеж
Еднаквост на модули на позитивни и негативни елементарни електрични полнежи:
модулите на полнење на електронот и протонот се еднакви со голема точност
Инваријантност:
големината на електричниот полнеж не зависи од референтната рамка во која се мери
ова го разликува од телесната тежина
Закон за заштита:
*алгебарскиот збир на електричните полнежи на телата (делови од телото, елементарните честички) што го сочинуваат затворениот систем останува непроменет за време на какви било интеракции меѓу нив; вклучително и уништување (исчезнување) на материјата
електрон - носител на негативен елементарен електричен полнеж (
протон – носител на позитивен елементарен електричен полнеж ()
кварк- хипотетичка фундаментална честичка во Стандардниот модел која има електричен полнеж кој е множител на e/3
3. Кулонов закон: физичка суштина и значење во електродинамиката; векторска форма на запишување на законот и принципот на суперпозиција на електростатските сили; методи на експериментална верификација на законот и границите на неговата применливост.
Кулонов закон - Два стационарни точкасти електрични полнежи сместени во вакуум комуницираат едни со други со сили пропорционални на големината на овие полнежи и обратно пропорционални на квадратот на растојанието меѓу нив
Векторска форма на пишување на Кулонов закон
Методи за експериментална верификација на Кулонов закон
1. Метод на Кевендиш (1773):
2. Метод на Радерфорд:
Експериментите на Радерфорд за расејување на алфа честички од златни јадра (1906)
експерименти за еластично расејување на електрони со енергија од редот 10 +9 eV
ГРАВИТАЦИЈАТА И НЕЈЗИНАТА ФИЗИЧКА СУШТИНА
Гаџиев С.Ш., доктор на технички науки, проф.
Невладина образовна институција за високо стручно образование „Социјален педагошки институт“, Дербент
Апстракт: Статијата ги испитува феномените на движење на природните сили, а според овие сили и други феномени кои ни овозможуваат да ја откриеме суштината на знаењето за природните феномени воопшто, и, особено, мистериите на „гравитацијата“ и (или) физичката суштина на гравитацијата. Универзалниот закон за интеракција на системските сили и универзалниот метод заснован на него служат како клуч за разбирање на природните феномени и процеси. Од сеопфатната анализа на интеракцијата на системските тела, произлегува дека причината за необјавувањето физички субјектСе покажа дека законот за универзална гравитација е отсуството во природата на гравитационата сила на телата едни кон други.
Клучни зборови: познавање на природните појави, закон, метод, интеракција на телата.
Апстракт: Оваа статија го испитува феноменот на движење на силите на природата, а тие ги принудуваат другите феномени, овозможувајќи да се открие суштината на знаењето за природните феномени воопшто и, особено, загатката на „гравитација“ и (или) физичката природа. на гравитацијата. Универзалниот закон за интеракција на силите и системите засновани на него се клучниот универзален метод за познавање на природните појави и процеси. Од спроведената сеопфатна анализа на интеракцијата на физичките тела, се чини дека причината не е решена, суштината на законот за универзална гравитација беше во природата на отсуството на гравитација како такви тела едни со други.
Клучни зборови: познавање на природните појави, закон, метод, тела кои содејствуваат.
Историјата на потеклото на идејата за универзална гравитација
Академик С.И. Вавилов во својата книга „Изак Њутн“ ја наведува добро познатата приказна дека откритието на Њутн за универзалната гравитација било поттикнато од неочекуваниот пад на јаболко од дрво во Вулсторп. Оваа приказна е очигледно сигурна и не е легенда. Стекли ја пренесува следнава сцена поврзана со староста на Њутн: „Времето беше жешко во Лондон (кај Њутн) после вечерата; отидовме во градината и пиевме чај во сенката на неколку јаболкници; имаше само
ние двајца. Патем, Сер Исак ми кажа дека бил во таква ситуација кога првпат му се појавила идејата за гравитација. Тоа било предизвикано од паѓање на јаболко додека тој седел длабоко во мисли. Зошто јаболката паѓаат вертикално, си помисли, зошто не на страна, но секогаш до центарот на Земјата. Мора да има привлечна сила во материјата концентрирана во центарот на Земјата. Ако материјата влече друга материја на овој начин, тогаш мора да има пропорционалност на нејзината количина. Затоа, јаболкото ја привлекува Земјата исто како што Земјата го привлекува јаболкото. Затоа, мора да постои сила слична на онаа што ја нарекуваме гравитација, која се протега низ целиот универзум“.
Поради некоја причина, приказната на Стекелеи остана малку позната, но слично прераскажување на Волтер од зборовите на внуката на Њутн се прошири низ целиот свет. Ми се допадна приказната, почнаа да покажуваат јаболко, кое наводно послужило како причина за појавата на „Принципи“, поетите и филозофите користеа благодарна метафора, споредувајќи го Њутновото јаболко со јаболкото што го уби Адам или со јаболкото на Париз. ; на луѓето далеку од науката им се допадна едноставната механика на појавата на сложена научна идеја. Има и други фиктивни легенди. Како што гледаме, овде Њутн ја даде својата претпоставка за феноменот што се случува без да го открие неговиот физички механизам и, природно, тоа му се чинеше вистинска претпоставка за суштината на природниот феномен.
Иако гравитацијата е најјасно забележлива од сите четири фундаментални сили на природата, која дејствува на сè и на сите нас, почнувајќи од детството, кога едвај станавме и паднавме, не можејќи да останеме на нозе. Сепак, сè уште останува нерешена мистерија на природата.
Поминаа повеќе од триста години од откривањето на законот за универзална гравитација, воспоставен од Њутн во форма математичка формула, а физичкиот механизам на гравитациско привлекување на телата едни кон други сè уште не е идентификуван.
Причината за сè е отсуството како такво на законот за универзална гравитација воопшто, и поради отсуството на гравитација на било кои тела едни кон други во природата. Сите процеси што се случуваат и се припишуваат на „гравитацијата“ се изведуваат од гравитационото поле, а не од гравитацијата, припишана на природата на силите на гравитационото поле. Гравитацијата не е гравитација. Ништо не може да создаде привлечност на телата едни кон други, вклучувајќи ја и гравитацијата. Секое физичко поле си ја врши работата. Дали го припишуваме концептот на „гравитација“ на дејството на познатото магнетно поле? бр. Бидејќи во исто време се забележува и одбивност. Целата причина лежи во интеракцијата, односно во насоката на движење на овие (разгледани) магнетни полиња.
Се верува дека според Ајнштајн просторот и времето се форма на постоење на материјата. Во реалноста, никој не може да расправа или да се сомнева дека просторот и времето ја одредуваат локацијата и времетраењето на постоењето на материјата, вклучувајќи ги и сите видови физички полиња. Основата на целиот универзум е просторот, каде што се одвиваат материјалните компоненти, како и сите познати и сè уште неидентификувани физички полиња, и
времето го одредува времетраењето на постоењето на материјалните тела и времетраењето на природните појави и процеси.
Идеите кои се појавија за искривување на просторот и уште полошо, кога веруваат дека материјата е закривен простор. Тогаш излегува дека материјата е отсутна во природата, таа станува простор, односно материјата се претвора во закривен простор. Од ова произлегува дека просторот постои во две состојби: закривен и некривен. Тие едноставно не можат да укажат на локацијата и трансформацијата или транзицијата на материјата во закривен простор. Распределбата (или присуството) на енергија во просторот не може да се земе како искривување на самиот простор. Изјавата дека не е зракот што го менува својот правец при минување покрај Сонцето, туку закривениот простор што го насочува на овој начин, треба да се смета за неоснована. За да се промени правецот на движење, мора да се примени одредена сила, која би можела да даде причина за оправдување на овој или оној феномен. Со други зборови, ваквите неосновани изјави не предизвикуваат ништо повеќе од иронија на трезвен ум. Излегува дека во природата нема материја, останува само закривен и незакривен простор.
Времето беше непотребно „заглавено“ за вселената и, „по налог на штука“, беше наречено четиридимензионален простор. Како резултат на тоа, од трите фундаментални компоненти на Универзумот, останува само еден простор, на кој му се припишуваат многу хипотетички претпоставки, кои веќе влегле во секојдневниот живот на научниците, без да имаат вистинска физичка идеја за таква мултидимензионална простори. Меѓутоа, таквите мултидимензионалности на просторот се само шпекулативни конструкции, не засновани на пракса, кои доведуваат во заблуда многу генерации.
Во секој случај, останува очигледно дека природата се заснова на три основни компоненти: простор, време, материја. Без нивното самостојно постоење, природно, појавата на какви било појави и процеси е незамислива. Наједноставниот пример. Телото се движи. Ова бара простор, време, а исто така и самото тело (материја). Кој од нив може да се исклучи од оваа појава? Синкретизмот, односно единството, им го обезбеди самата Природа. Зошто да ги обединиме во делови: простор-време, простор-тело (материја) или да го обединиме времето со материјата? Тие се обединети без нас и засекогаш. Ова е „Света Троица“, без која ништо не може да постои.
Ако материјата исчезне (отстране), тогаш времето и просторот ќе останат неподигнати. Не е можно да се ослободиме од просторот и времето. Тие се апсолутни, односно вечни и непроменливи основни принципи, како материјата, за сè што постои во универзумот. Природно, за присуството (постоењето) на материјата, просторот е неопходен како контејнер, а времето е неопходно за времетраењето на постоењето. Следствено, сите овие три компоненти на самиот универзум влегуваат во нивните функции, обезбедувајќи ги сите природни феномени и процеси. Задачата на науката е да го разбере физичкиот механизам и
причината за појавата на појавите и процесите, односно да се дојде до суштината на овие обрасци на појави и да се одговори на прашањето: зошто тоа се случува вака, а не поинаку?
Материјата (масата) не може да ја промени геометријата на просторот. Тој само го концентрира протокот на гравитоните, а гравитационото поле не припаѓа на ниту една планета или други космички тела, исто како што светлината не припаѓа на леќата за фокусирање. Сосема поинаква работа е кога ќе го земеме предвид магнетното поле создадено од самиот магнет. Со други зборови, магнетот го емитира своето поле во вселената, а светлото и гравитационото поле во феномените што се разгледуваат не припаѓаат на овие тела. Тие доаѓаат однадвор од други емитери. На пример. Светлината може да влезе во објективот од кој било извор. Не велиме дека леќата го свиткува просторот, иако постои вистинска сличност во заобленоста, односно промена на насоката на протокот на светлината. Слична слика е забележана и со гравитационото поле при минување низ масивни космички тела.
Овде наоѓаме аналогија помеѓу протокот на светлината и гравитационото поле. Кога насоката на светлината низ леќата е свиткана, ние го набљудуваме прекршувањето на светлината и на кој било начин не можеме да тврдиме дека светлината влегува во закривениот простор во близина на леќата. Спротивно на тоа, магнетното поле создадено од самиот магнет припаѓа на магнетот, а гравитационото поле не припаѓа на ниту едно тело со кое тие комуницираат. Објективот само се концентрира или може, во зависност од обликот на леќата (оптичко стакло), да го распрсне светлосниот флукс. Истото може да се каже и за концентрацијата на протокот на гравитационото поле, спроведено од голема маса на сферични тела во вселената.
Гравитационото поле не се создава од гравитацијата, туку од туркањето на телата
Сеопфатната анализа на интеракцијата на системските сили покажува дека привлечноста е привидна појава, исто како што претходно се чинеше дека е ротацијата на Сонцето, ѕвездите и планетите околу нашата Земја.
Познато е дека потрагата по основните закони на природата останува уште една грандиозна задача на науката. Природата на силите се препознава по појавите на движење, кога со време се случува промена во количината на движење. За да се идентификува природата на физичката суштина на гравитационите сили, која ја одредува тежината на телото, неопходно е да се бара причината за појавата на таква тежина со феномените на движење на меѓусебните материјални тела на системот што се разгледува.
Нема сомнение дека сите обиди да се разбере физичката природа на гравитацијата
неизбежно заврши со неуспех. Дури и Г. Галилео за ова прашање дошол до заклучок дека не знаеме ништо освен името, кое за овој посебен случај е познато како „гравитација“.
I. Newton, соочен со проблемот да ја објасни природата на гравитацијата, беше принуден да признае дека не може да ја изведе причината за гравитацијата од феномени.
Клајн пишува дека Њутн го објаснил ограничениот успех на неговата програма на следниов начин: „Таа гравитација треба да биде внатрешен, својствен и суштински атрибут на материјата, со што ќе му овозможи на секое тело да дејствува на друго на растојание преку вакуум, без никаков посредник. со кој и преку кој дејството и силата би можеле да се пренесат од едно тело на друго, ми се чини таков бесрамен апсурд што, според мое длабоко убедување, ниту една личност која е воопшто искусна во филозофски работи и обдарена со способност да мислам дека ќе се согласам со тоа“
Њутн јасно сфатил дека законот за универзална гравитација што го открил е опис, а не објаснување. Затоа, тој му напиша на Ричард Бентли: „Понекогаш зборуваш за гравитацијата како нешто суштинско и својствено за материјата. Ве молам да не ми го припишувате овој концепт, бидејќи јас воопшто не се преправам дека ги знам причините за гравитацијата и затоа нема да губам време размислувајќи за нив“. Таму, понатаму, М. Клајн пишува дека Х. Хајгенс бил изненаден што Њутн се трудел да изврши многу незгодни пресметки, без да има ни најмала основа за тоа, освен математичкиот закон за универзална гравитација. Хајгенс ја сметаше идејата за гравитацијата апсурдна со образложение дека нејзиното дејство, пренесено низ празен простор, исклучува било каков механизам. Г. В. Лајбниц, исто така, ги критикуваше делата на Њутн за теоријата на гравитацијата, верувајќи дека познатата формула за гравитационите сили не е ништо повеќе од пресметковно правило што не го заслужува името на законот на природата. „Лајбниц го спореди овој закон со анимистичкото објаснување на Аристотел за паѓањето на камен на земја, повикувајќи се на „желбата“ на каменот да се врати на своето природно место“.
Самиот Њутн не верувал дека природата на гравитацијата не може да се открие. Тој едноставно верувал дека нивото на знаење на неговото време е недоволно за да се реши овој проблем и се надевал дека природата на гравитацијата ќе ја проучуваат другите. Сепак, неговите следбеници го издигнаа ова привремено одбивање на Њутн да ја објасни гравитацијата во непоколеблив принцип на науката, кој треба да се ограничи само на описот на појавите, без длабоко откривање на нивните причини, кои сè уште се недостапни за човечкото разбирање.
Овој пристап за решавање проблеми е типичен за некои истражувачи кога е тешко да се разберат природните појави. Овој метод беше искористен за да се ограничи решението на проблемот со флуидизираниот кревет. Некои дури одлучија да ја прифатат флуидизацијата како нова состојба на материјата и да ја напуштат понатамошната потрага по физичката суштина на овој феномен. Посебниот интерес на научниците за ова прашање „избледе“ ширум светот откако ја откривме вистинската физичка суштина на нехомогената флуидизирана состојба и ги објавивме резултатите во голем број земји во странство.
Вековен проблем останува објаснувањето на „негативниот“ резултат од експериментот Мајкелсон-Морли. Поради отсуството, во одреден временски период, на вистинско недвосмислено објаснување на резултатот од овој експеримент и
Поради нивната немоќ, истражувачите почнаа да ја преиспитуваат целата основа на класичната механика, вклучувајќи ги и непроменливите закони на зачувување. Како резултат на тоа, тие воведоа зависности кои не беа карактеристични за природата: маса, време и простор од брзината на движење на телата. Решението за овој проблем и вистинскиот пристап што го најдовме може да биде конечно. Да се надеваме дека ќе не слушнат, ќе не разберат, објективно ќе не оценат и ќе ја прифатат нашата одлука, која ќе ја врати непоколебливоста на темелите на класичната механика. Оваа тема треба детално да се дискутира во посебна работа. И покрај широко распространетиот закон за универзална гравитација, никој сè уште не може да го објасни неговиот физички механизам, а природата на неговото дејство останува неоткриена.
Во сегашната фаза на развој на науката, ни се чини дека гравитацијата не се појавува поради гравитацијата, туку како резултат на туркање предизвикано од отпорот што го врши телото кога гравитационото поле минува низ него.
Анализирајќи ја вистинската суштина на набљудуваните појави, можеме да дојдеме до заклучок дека „привлечноста“ е привидна појава. Телата не се привлекуваат, туку се туркаат едно кон друго или се оддалечуваат едно од друго.
Во природата, очигледно, не постои физички механизам за „привлекување“ на телата, бидејќи не се забележува привлекување на растојание без надворешно дејство. Интеракцијата на телата го одредува само нивното туркање и одбивање. Механизмот на набљудуваната (во реалноста, привидната) „привлечна сила“ на две тела вклучува туркање поради промена на импулсот (или моментумот) на третото тело кое комуницира со нив.
Ова трето тело, кое ја одредува нашата привидна привлечност кон Земјата, е гравитационото поле (т.е. гравитоните), кое врши притисок врз сè. материјални тела, што во реалноста создава гравитација, која погрешно ја сметаме за „гравитација“ кон Земјата.
Слична слика е забележана и овде, бидејќи своевремено се веруваше дека Земјата е центар на Универзумот, и сè небесни теладвижејќи се околу неа. Во гравитационото поле, „привлечноста“ кон Земјата исто така изгледаше очигледно, но во реалноста, секоја честичка на самата планета и околната атмосфера го доживуваат притисокот (силата) на гравитационото поле насочено нормално на површината на Земјата. Следствено, не е Земјата таа што привлекува кон себе, туку таа самата ја искусува силата на притисокот на гравитоните, која им дава „гравитација“ на сите материјални составни елементи на Земјиниот систем.
Постои значајна разлика во појавите на гравитационото поле и електромагнетната интеракција. Во електромагнетните полиња постои привлечност и одбивност, но во гравитационото поле се јавува само гравитацијата. Очигледно, во електрични полнежи, некои наелектризирани тела испуштаат електрично поле, додека други го примаат, како магнет, од каде што линиите на сила секогаш доаѓаат. северен Поли се упатуваат кон јужниот пол, во кој влегуваат. ВО
Како резултат на тоа, како компоненти се одбиваат, а спротивните компоненти на овие полиња ги туркаат телата едни кон други.
Спротивно на тоа, гравитационото поле ги пробива сите тела. Во овој случај, отпорот што го вршат материјалните тела на гравитационото поле предизвикува притисок, што предизвикува тежина. Оваа гравитациска енергија, создадена од гравитационото поле во масивни тела, се претвора во топлина, благодарение на што се јавува соодветната температура и се одржува во длабочините на планетите и ѕвездите на неодредено време. Ова ја надополнува топлината (енергијата) изгубена од зрачењето од ѕвездите, Сонцето и планетите.
Силата на гравитацијата предизвикана од гравитацијата е вистински резултат на интеракција, предизвикана од промена на импулсот на гравитоните, а „гравитацијата“ е имагинарна, очигледна идеја за феномените на телата што паѓаат, што ги набљудуваме секојдневно. животот.
За жал, во физиката концептите на гравитација, гравитација, привлечност и тежина се измешани. Телата немаат тенденција да се привлекуваат едни со други. Приближувањето на телата е принудна појава, предизвикана од трето материјално тело или физички полиња: магнетни, електрични, гравитациски и други познати и сè уште непознати сили.
Ние дури и не ја претпоставуваме можноста за феноменот на космички тела кои се одбиваат едни со други на далечина и не замислуваме ништо за неопходноста од „законот на универзално одбивност“. Ова е додека физичкото објаснување на суштината и добро познатиот „закон за универзална гравитација“ сè уште не е пронајден. Одговорот за физичката суштина на појавите на привлечност и гравитација не е пронајден поради фактот што тие не постојат. Во природата се забележува само туркање и туркање. Следствено, гравитацијата не може да создаде ниту гравитација ниту привлечност што е отсутна во природата.
Гравитацијата предизвикува гравитација и со тоа ја враќа топлинската енергија расфрлана во вселената. Во основа, енергијата на гравитационото поле е концентрирана во масивни космички тела, каде што се претвора во маса, а масата, пак, акумулира гравитациона енергија. Очигледно е дека и овде се манифестира божествениот закон за циркулација. Како што енергијата се акумулира во Сонцето и ѕвездите, зрачењето се обновува, што повторно води до враќање на енергијата во општиот циклус на природните појави.
Значи, можеме да кажеме дека проблемот со „топлинска смрт“ на Универзумот исчезнува (исчезнува). Замислениот страв се покажа како принуден изум на истражувачите.
Сите живи суштества во природата, нејзината привлечност и хармонијата на универзумот се должат на божествените закони за циркулација и, особено, на концентрацијата и враќањето на енергијата во циклусот на енергија, каде што гравитацијата ја игра најважната улога. Во отсуство на гравитационо поле нема да има ниту живот, ниту топлина. Тогаш сè може да замрзне. Сонцето ќе се олади, а сите ѕвезди и други светлини ќе изгаснат. Меѓутоа, божествено шармантните закони: циркулација, повторно создавање,
размножување, обновување, обновување - доминираат и одржуваат стабилност на живата и неживата природа.
Интересно е што по изглед законот за универзална гравитација и Кулоновиот закон за интеракција на електрични полнежи се идентични. Оваа извонредна карактеристика во нивната сличност ни помага да го откриеме механизмот на гравитација создаден од гравитационото поле. Останува само да откриеме зошто привлечноста и одбивноста се забележуваат во електричните полнежи, а во гравитационото поле постои само „привлечност“ што ни се чини.
Слична слика на гравитационата привлечност се забележува кога железните гребени (предмети) се привлекуваат кон магнет. Овде, исто така, ја набљудуваме само привлечноста и не го набљудуваме вроденото одбивање на истоимените столбови.
Се поставува прашањето. Зошто железните предмети ги привлекуваат и север и кон јужните половимагнет, и нема одбивност, како во гравитационото поле? Како можеме да го објасниме механизмот на таквата случајност?
Се разбира, силата се јавува кога се менува импулсот, т.е. количина на движење. Промената на второто при константна маса може да се одреди само со промена на брзината на материјалното тело. Со промена на брзината, енергетската состојба на телото се менува во согласност со принципот на енергија, кој вели: секоја промена на брзината предизвикува зголемување или намалување на енергијата на телото.Следствено, причината за ваквото совпаѓање на силите на „привлекување“ во такви различни феномени се објаснуваат со промена на импулсот (количината на движење) на полињата на магнетните и гравитационите текови при интеракција со соодветните материјални тела. Треба да се нагласи дека во природата, како таква, не е можно постоење на привлечност меѓу телата. Затоа, Х. Хајгенс сосема со право ја сметаше идејата за гравитацијата апсурдна.
Во реалноста, гравитационото поле ги пробива телата, туркајќи ги во нивната насока на движење. Тогаш она што го добиваме не е законот за гравитација, туку законот за движење на телата во гравитационото поле под влијание на енергијата на забавување на гравитоните предизвикани од отпорот на материјалните тела на гравитационото поле.
Сумирајќи го горенаведеното, произлегува дека причината за неможноста да се открие физичката суштина на законот за универзална гравитација се покажа дека е отсуството на гравитација на телата како такви во природата.
Анализата покажува дека во природата, нам толку позната толку години, отсуствува „гравитацијата“ на телата едни кон други, а забележаната конвергенција на телата е предизвикана од туркање едно кон друго од трето тело. Физичките полиња можат да дејствуваат и како трето тело, вклучувајќи го и гравитационото поле, кое ги „притиска“ сите материјални тела на површината на масивните космички формации - планети и ѕвезди.
Универзалниот закон за интеракција помеѓу полињата на силите на системот значително го олеснува решавањето на многу проблеми, заедно со многу проблеми на феномените и процесите на природата, вклучително и космологијата.
Задоволство е што математичкиот израз (опис) на Њутновиот закон за универзална гравитација, исто така, го наоѓа своето длабоко научно оправдување во идентификуваната физичка суштина.
Се покажа дека е сосема соодветно за разбирање на природните феномени кога се тргнува од универзалниот закон за интеракција помеѓу полињата на силите на системот, кој служи како универзален клуч за идентификување на суштината на набљудуваните феномени и процеси во целиот универзум.
Литература:
1. Вавилов С.И. Исак Њутн. - М. - Л.: Издавачка куќа на Академијата на науките на СССР, 1945. -230 стр.;
2. Klein M. Математика. Потрага по вистината: Превод. од англиски / Ед. ВО И. Аршинова, Ју.В.Сачкова. - М.: Мир, 1988. - 295 стр.;
3. Гаџиев С.Ш. Интеракција на системските сили во технолошките процеси (анализа, теорија, практика). - Махачкала: Издавачка куќа ДСУ, 1993. - 210 стр.
Се вчитува...