Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

КОНЦЕПЦИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ, ОСНОВАННАЯ НА ФИЗИЧЕСКОМ ВАКУУМЕ. ЧАСТЬ 1

Чагелишвили В.И.

В четвертом издании учебника «Концепции современного естествознания» М, 2008 г. под редакцией В.Н. Лавриненко и В.П. Фатникова записано: «В современной физике считается, что роль фундаментальной материальной основы мира выполняет физический вакуум, который представляет собой универсальную среду, пронизывающую все пространство. Физический вакуум - это такая непрерывная среда, в которой нет ни частиц вещества, ни поля, и вместе с тем он является физическим объектом, а не лишенным всяких свойств «ничто» непосредственно физический вакуум не наблюдается, в экспериментах наблюдается лишь проявление его свойств».

Хотя с современной точки зрения физический вакуум считается ответственным за все виды фундаментальных взаимодействий в природе, в учебниках по физике о физическом вакууме говорится только в релятивистской квантовой физике. Классическая механика излагается так, как будто кроме материальных тел и их движений и взаимодействий в пространстве больше ничего нет. Но как отличают наши выдающиеся физики В.Л. Гинзбург и В.П. Фролов в статье: «Вакуум в однородном гравитационном поле и возбуждение равномерно ускоренного детектора»: «Однако совершенно независящая от материи сцена - абсолютное пространство - является метафизической категорией, поскольку неизвестно, как ему сопоставить физическую реальность... термин эфир был просто заменен термином вакуум или физический вакуум. Без этого понятия, как уже подчеркивалось, нельзя обойтись уже в классической физике, особенно с учетом роли гравитационного поля». Да и создатель классической механики - великий Ньютон в одном из писем писал: «... предполагать, что тяготение является существенным, неразрывным и врожденным свойством материи, так что тело может действовать на другое тело на любом расстоянии в пустом пространстве, без посредством чего-либо передавая действие и силу, - это, по-моему, такой абсурд, который не мыслим ни для кого, умеющего достаточно разбираться в философских предметах. Тяготение должно вызываться агентом, постоянно действующим по определенным законам. Является этот агент материальным или нет решать это я предоставил моим читателям».

Опираясь на достижения современной квантовой физики, обнаружившей новый тип реально существующей материи в пространстве, мы считаем, что именно физический вакуум является «агентом» ответственным за силы тяготения и силы инерции. А по каким законам он действует нам предстоит еще выяснить. То, что физический вакуум влияет на реальные элементарные частицы, это уже установленный квантовой физикой факт. Это экспериментально доказанное рождение электронов и позитронов и их исчезновение в вакуум, эффект Лэмбовского сдвига, эффект Казимира. По словам И.Л. Розенталя: «Вероятно, наиболее впечатляющим доказательством существования вакуумной материи является беспрецедентное по точности предсказания взаимодействия реальных частиц с вакуумом».

Введение физического вакуума в классическую механику исключает силы дальнодействия, решает проблему полей и сил инерции, проблему сингулярности в законе Кулона и законе Всемирного тяготения Ньютона. Опираясь на вакуум можно осуществлять единый подход к электромагнитным и гравитационным взаимодействиям и сравнивать их. Понятие массы, как меры взаимодействия материального тела и вакуума объединяет все виды масс «активную, пассивную, гравитационную, массу - как меру инертности, разделенных в классической механике, что не подтверждено никакими экспериментами, а наоборот ma = mp = mg = mj , доказано многими экспериментами и фактами.

И как отмечают ученые Р. Ромпе и Г. Тредер «Представление о физическом вакууме и его соотношении с мыслимыми виртуальными и действительными мирами является одной из важнейших теоретико-гносеологических проблем, касающихся сути отражения теоретической физикой реальности». И наша реальность такова, что силы инерции, как и силы гравитации это реальные силы и возникают они не из-за свойств движения тел в пространстве, потому что всякое движение относительно, а из-за свойства физического вакуума сохранять тело в состоянии покоя относительно себя. В вакууме нет «верстовых столбов», т.е. мы не можем определить, как движется тело относительно вакуума, который обнаруживает себя только силой упругости, которую мы называем то силой инерции, то силой гравитации. То есть можно постулировать, что с какой бы скоростью или ускорением материальные тела не двигались относительно друг друга, относительно вакуума они покоятся и никакими опытами не возможно определить движение относительно вакуума. По силам автоматически возникающим в любой точке пространства, можно определить взаимодействие тела и вакуума. Силы инерции и силы гравитации это локальные силы, в точке они неразличимы и возникают только при взаимодействии тела и вакуума. В статье «Состояния вакуума определяющие различные взаимодействия и фундаментальные постоянные» из закона сохранения энергии для материального тела и вакуума

f

мы получили уравнение F = - kr (x1y1z1t),

где К = mw2 - коэффициент квазиупругой силы, r(x1y1z1t), - функция смещения в пространстве времени характеризующая величину деформации вакуума.

При r(x1y1z1t) = 0 никаких сил упругости со стороны вакуума нет, т.е. Fj = Fg = 0

Силы возникают при изменении потенциальной энергии вакуума,

f

α - изменение потенциальной энергии вакуума происходит при изменении кинетической энергии тела, т.о. есть когда тело движется с ускорением относительно инерциальной системы отсчета.

ma = - kr(x1y1z1t),

автоматически возникают силы инерции

Fj = - mw2r(x1y1z1t),

В точке Fj = Fg, по закону Ньютона сила гравитации

f,

поэтому можно записать уравнение в виде

Fg = - mw2r(x1y1z1t), или

f,

где f - упругость вакуума, силовая локальная характеристика вакуума.

При r → ∞ от материального тела с m > 0, W2 = 0, а при r = rg - гравитационному радиусу материального тела

W2= max f

С = 3×1010 см/с - скорость света.

То есть, как говорил Эйлер: «Все явления природы следуют какому-нибудь закону Max или Min».

Единый подход на основе физического вакуума решает проблему сингулярности и для закона Кулона. Для электромагнитных сил было получено уравнение Fe = - me we2r(x1y1z1t), где

f - упругость вакуума Дирака, которая становится максимальной при r = re - классическому радиусу электрона

f; re = 2,8×10-13 см, с = 3×1010 см.

При r → ∞ f

В главе 2.1 «Вакуум Дирака» мы получили значение постоянной тонкой структуры

f,

где We - частота колебаний реального электрона в вакууме, WЕ - частота колебаний электромагнитного поля.

То есть электромагнитная постоянная f при r = re становится равной единице. Это значит, что электромагнитные взаимодействия начинаются с r = re~10-13 см, а на расстояниях r = re~10-13 см ае = аs=1, взаимодействия становятся сильными. Аналогично, при рассмотрении гравитационного взаимодействия на основе физического вакуума, мы получаем безразмерную гравитационную постоянную f. При смещениях r = rg, аg = аs = 1, т.е. гравитационные взаимодействия начинаются с гравитационного радиуса rg , а при r = rg, взаимодействия становятся сильными, при этом упругость вакуума принимает максимальное значение

f,

и можно применять квантовую физику. При максимальной упругости вакуума аg = ае = аs= 1

f,

отсюда f - линейная плотность вакуума, которая определяется из постоянных физического вакуума, скорости света - С и гравитационной постоянной G.

Из уравнения характеризующего взаимодействие заряженной частицы Fe = - Kere(x1y1z1t) c вакуумом Дирака, где re(x1y1z1t) - функция смещения, зависящая от координат и времени, характеризующая величину поляризации вакуума, мы получили волновое уравнение.

f,

где f - скорость электромагнитной волны, определяется через постоянные физического вакуума Е0 - электрическая постоянная, μ0 - магнитная постоянная.

Рассматривая уравнение для взаимодействия материального тела массой m >0 c вакуумом гл. 2.2. «Вакуум Лоренца» мы получили волновое уравнение.

f,

где V2 = GρLb - скорость волны, которая определяется через постоянные физического вакуума, G - гравитационная постоянная, ρLb - линейная плотность вакуума.

Так как скорость электромагнитной волны получаем равной скорости гравитационных волн, которые в отличие от электромагнитных волн не обнаружены экспериментально, значение их скоростей можно приравнять

f,

отсюда GρLb E0 μ0 = 1, следовательно линейную плотность вакуума можно определять через фундаментальные постоянные вакуума.

f, т.е. она является такой же фундаментальной постоянной в природе, как и остальные.

Приблизительная оценка упругости вакуума создаваемая электроном на расстоянии r0~ 10-8 см дает значение f

Оценим упругость создаваемую массой Земли на расстоянии

R3~108 см, M3~1027 г.

f

Гравитационный радиус Земли

Rg= f

f - максимальная упругость вакуума создаваемая массой Земли.

Гравитационное взаимодействие начинается с Rg - земли и распространяется с f, т.е. изменение упругости вакуума (волны деформации) распространяется с огромной скоростью, с такой же, как электромагнитные волны.

Так как при максимальной упругости вакуума, мы можем применять квантовую физику, подсчитаем энергию кванта гравитационного поля Земли.

Е = hω так как f, ω = 1011

Е = 10-27×10-11 = 10-16 эрг

f

Даже такая огромная масса, создает слабые гравитационные волны. На поверхности Земли упругость вакуума ω2 = 10-5 дн./г.см, поэтому обнаружить эти волны деформации вакуума экспериментально еще сложнее. Тем не менее, эта упругость создает ускорение свободного падения на поверхности Земли, которую мы можем легко измерить экспериментально.

Теоретически Fg= - mw2 R3

f

Всем известно, что ускорение силы тяжести на поверхности Земли 980 см/сек2, у нас f, потому что мы везде округляли и получали только порядок данной величины, а порядок теоретически полученной величины совпадает с порядком экспериментальной, что вполне нас устраивает, тем более, что формула полученная для безразмерной гравитационной постоянной f, подтверждена экспериментально для источника гамма-лучей Р.В. Паундом и Г.А. Ребкой f - относительному изменению частоты света в гравитационном поле Земли. Кроме того, отклонение метрики от ее значений для плоского мира вследствие наличия распределения масс имеет порядок безразмерной величины f.

После создания О.Т.О. Эйнштейн писал, что: «пространство - время обладает определенной упругостью, а вложенное в пространство тела и поля стремятся скривить его».

В Гл. 2.3. 2 «Вакуум Эйнштейна» мы оценили упругость вакуума создаваемой всей массой Метагалактики в пределах ее размеров, которые считаются равными

R = 1028 см, М = 1056 г.

f, линейная упругость вакуума

f,

следовательно, R = 1028 см - это гравитационный радиус метагалактики и поэтому

f,

то есть к такому вакууму можно применять квантовую физику и частоту колебаний фотонов, квантов гравитационного поля создаваемого всей массой метагалактики, можно принять равной f

Е = hω = 10-27 ∙ 10-18 =10-45 эрг

f, если частота колебаний фотонов вакуума f, то f,
а волновой вектор

ff

космологической постоянной введенной Эйнштейном искусственно, для того, чтобы сделать наш мир стационарным, который если верить нашим выводам не может далее не сжиматься, ни расширяться, потому что для массы Метагалактики М = 1056 г, R = Rg, ω2 = max.

Наша Метагалактика является черной дырой для остальной части Вселенной, если таковая имеется.

А закон Хаббла, который получен на основе изучения спектральных линий далеких Галактик, V = HR, где Н - постоянная Хаббла, которая по размерности и по значению равна частоте колебаний фотонов вакуума

f

Можно интерпретировать ни эффектом Доплера, а гравитационным красным смещением света идущего от далеких Галактик. И если считать. Что значение постоянной Хаббла измерено правильно, то для максимальной скорости существующей в природе V = C = 3×1010 см/с

f - гравитационный радиус нашей Метагалактики.

Скорость гравитационных волн нашей Метагалактики.

f

Все в нашем мире взаимосвязано и значения фундаментальных постоянных G, ρLb E0, μ0, αe, αG, h, l, с, которые мы относим к параметрам вакуума, определяют его.

Связующим звеном нашего мира и ответственным за все виды взаимодействия, является физический вакуум, для которого (1) f. В этом случае применяя квантовую физику находим f и подставляем в (1).

f

Максимальная упругость вакуума при планковских единицах

f

В квантовой физике планковские единицы, lре = 10-33 см. - планковская ед. длины.

mре = 10-5 г. - планковская ед. массы.

tре = 10-43 c. - планковская ед. времени.

Полученные комбинацией мировых постоянных, характеризуют масштабы, в которых гравитация объединяется с квантовой физикой. А у нас они получаются из уравнений, записанных для материального тела массы m>0 и физического вакуума. Планковская ед. длины является гравитационным радиусом для m = mре= 10-5 г.

 f

поэтому планковские единицы объединяют макро и микро-мир.


Библиографическая ссылка

Чагелишвили В.И. КОНЦЕПЦИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ И ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ, ОСНОВАННАЯ НА ФИЗИЧЕСКОМ ВАКУУМЕ. ЧАСТЬ 1 // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 1. – С. 185-189;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=15787 (дата обращения: 14.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074