In English

 

FQXi 2012 Essay Contest "Which of Our Basic Physical Assumptions Are Wrong?"

The Theory of Infinite Hierarchical Nesting of Matter as the Source of New Ideas. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.21095.85925

 

Теория бесконечной вложенности материи как источник новых идей

 

Сергей Григорьевич Федосин

intelli@list.ru

August 20, 2012

 

Аннотация

С помощью теории бесконечной вложенности материи выводится необходимость изменений в теоретических основах научного мировоззрения – в философии; в логике мышления; в теории систем; в космологии; взаимосвязи уровней материи; в описании свойств носителей материи и законов их взаимодействия; в теории гравитации; в анализе происхождения массы; в теории относительности; в теории элементарных частиц; в термодинамике и в других областях знания. Описываются возможные пути преодоления трудностей и проблем, присущих ряду современных физических теорий.

 

Введение

За последние 20 лет как в физике, так и в философии появились новые результаты, связанные с быстрым развитием теории бесконечной вложенности материи. В настоящее время данная теория претендует на то, чтобы стать главенствующей научной парадигмой, оказывающей влияние на всю науку. Логической основой теории является синкретика или синкретная логика [1], которая обобщает в себе метафизическую (формальную) логику, диалектическую логику и различные виды многозначных логик. Философскую основу теории бесконечной вложенности материи составляет философия носителей, причём под носителями, представляющих собой сущность и первооснову мира, понимаются без исключения любые имеющиеся или возможные объекты и субъекты. Каждый носитель связан с энергией, материй и информацией, с другими свойствами, описываемыми философскими категориями. С помощью логики формулируются новые философские законы для носителей и их систем. Тем самым получает развитие теория систем. Это облегчает анализ связей, существующих между носителями материи в космических системах, начиная от мельчайших частиц и кончая бесконечно большими звёздными и метагалактическими системами.

В физике теория бесконечной вложенности материи для описания строения Вселенной вводит в рассмотрение подобие уровней материи, включая SPΦ-симметрию подобия физических законов на основных уровнях материи, представляет масштабное измерение как пятое измерение пространства-времени, обосновывает теорию гравитации Лесажа как физический механизм для возникновения гравитации на всех уровнях материи и сильную гравитацию на уровне атомов и элементарных частиц. Применение теории подобия между звёздными и атомными уровнями материи даёт возможность построить субстанциальные модели элементарных частиц, как альтернативу Стандартной модели. В частности, внутреннее строение нейтрона полагается таким же, как и строение нейтронной звезды.

Среди различных предсказаний теории бесконечной вложенности материи – существование новых частиц (в том числе праонов и нюонов) как основы тёмной материи; отрицание Большого взрыва; отсутствие чёрных дыр; представление о кварках как о квазичастицах; концепция спина электрона как динамического эффекта, возникающего лишь в момент перехода электрона с одного атомного уровня энергии на другой; сложная многокомпонентная структура нейтрино различных видов.

 

Бесконечная вложенность материи

В теории бесконечной вложенности материи всё вещество Вселенной можно разбить на части и расположить на отдельных масштабных уровнях, где это вещество входит в состав соответствующих космических объектов [2], [3], [4]. Существуют основные и промежуточные уровни материи. К основным уровням относятся атомный и звёздно-планетный уровни материи, между которыми расположены промежуточные уровни. Уровни материи, объекты которых меньше элементарных частиц или больше видимой Вселенной, в настоящее время недоступны для исследования и изучаются теоретическими методами.

К промежуточным уровням материи между атомными и звёздными системами относятся: молекулярные комплексы; космическая пыль; микрометеориты; мелкие метеориты; метеориты и кометы; крупные метеориты и кометы; астероиды, кометы и малые спутники планет; крупные астероиды, спутники и небольшие планеты. При переходе от звёзд к Метагалактике обнаруживаются следующие промежуточные уровни материи: массивные звёзды – скопления звёзд – карликовые галактики; карликовые галактики – нормальные галактики; массивные галактики – сверхскопления галактик; сверхскопления галактик – нормальные метагалактики.

Особенностью уровней материи является то, что объекты на этих уровнях образуют обособленные друг от друга группы, что и позволяет отличить один уровень материи от другого. Если в системе координат  откладывать вдоль оси  размеры объектов, а вдоль оси  концентрацию этих объектов в космическом пространстве, то окажется, что космические объекты распределяются по группам так, что между группами объектов почти нет. Другой особенностью является то, что на масштабной оси размеров уровни материи расположены эквидистантно на логарифмической шкале. Это означает, что размеры и массы объектов на уровнях материи нарастают в геометрической прогрессии. В таком случае, отношения размеров и масс для объектов некоторых двух соседних промежуточных уровней равны соответствующим отношениям для любых других соседних уровней материи. Обозначая данные отношения как множители подобия по размерам и массе, можно путём многократного умножения на эти множители найти размеры и массы объектов любого уровня материи, и предсказать параметры тех объектов, которые находятся за пределами досягаемости измерительных приборов.

Коэффициенты подобия между атомами и планетными системами удобно находить на примере водородной системы, состоящей из центрального тела (ядро атома водорода, звезда главной последовательности наименьшей массы) и спутника (электрон, планета – аналог электрона) [3]. Данные коэффициенты, получаемые путём деления соответствующих величин друг на друга, отражены в Таблице 1. Для коэффициента подобия по массе получается, например:  .

 

Таблица 1. Параметры и коэффициенты подобия для водородной системы

Масса, кг

Радиус орбиты, м

Скорость на орбите, м/с

Планетная система

Атом водорода

Коэффициенты подобия

 

Между уровнями атомов и звёзд главной последовательности расположены 9 промежуточных уровней материи, начиная от уровня молекулярных комплексов и кончая уровнем маломассивных планет.

Эволюция звёзд главной последовательности происходит таким образом, что со временем они превращаются в белые карлики и в нейтронные звёзды. Планетам вокруг звёзд уготована другая судьба – они медленно теряют орбитальный момент импульса, приближаются к своим звёздам и в конце концов распадаются под действием гравитационных сил. Металлические и замагниченные ядра планет становятся основой материала, образующего диски вокруг нейтронных звёзд. На уровне звёзд наиболее близки по своим свойствам к нуклонам нейтронные звёзды, а диски возле звёзд подобны электронным дискам в атоме. Поскольку нуклоны и нейтронные звёзды считаются аналогами, то похожей должна быть и их эволюция. Это означает, что до появления нуклонов вещество вначале должно быть собранным некоторой силой притяжения в объекты, аналогичные по своим свойствам звёздам главной последовательности. Масса этих объектов должна превышать массу нуклонов так же, как масса некоторых звёзд главной последовательности превышает массу нейтронных звёзд. Можно предположить далее трансформацию вещества внутри указанных объектов, подобную термоядерным реакциям в недрах звёзд. Итогом должно стать образование нейтронов, аналогично тому, как во вспышке сверхновой рождается нейтронная звезда. Затем в процессах бета-распада нейтронов возникают протоны и электроны, образуются атомы и молекулы, создаётся вещество. Такая картина может повторяться на всех основных уровнях материи, число которых во Вселенной может быть бесконечно. В таком случае, образование частиц, вещества, материи на высших уровнях материи не требует Большого взрыва и является повторением эволюции на низших уровнях материи.

В Таблице 2 приведены коэффициенты подобия между основными уровнями материи для таких объектов, как протон и нейтронная звезда.

 

Таблица 2. Параметры и коэффициенты подобия для нейтронных звёзд и нуклонов

Масса, кг

Радиус, м

Характерная скорость, м/с

Нейтронная звезда

Протон

Коэффициенты подобия

 

Радиус протона в Таблице 2 соответствует результатам экспериментов и может быть найден теоретически в самосогласованной модели [5]. Скорость света рассматривается как характерная скорость вещества внутри протона, поскольку энергия покоя протона равна по величине модулю полной энергии (энергии связи вещества).

Коэффициенты подобия являются важным инструментом, описывающим подобие уровней материи и позволяющим сопоставлять свойства объектов на разных уровнях материи. Подобно тому, как с помощью метра, килограмма и секунды можно выразить все механические единицы физических величин, из величин  согласно теории размерностей можно найти другие коэффициенты подобия. Например, коэффициент подобия по времени получается по формуле:  . Для подобия нуклонов и нейтронных звёзд , что даёт возможность оценить период соответствующего вращения нуклона  через период вращения  секунд самого раскрученного пульсара PSR J1748-2446ad: секунд.

 

Другим примером является вычисление звёздной постоянной Планка, характеризующей вращение на уровне звёзд. Беря в качестве основы редуцированную постоянную Планка (постоянную Дирака) , для объектов типа нейтронных звёзд находим:  Дж∙с. Используя коэффициенты подобия и другие стандартные физические константы, можно вычислить соответствующие звёздные постоянные для уровня звёзд, а также для того уровня материи, из объектов которого состоит вещество нуклонов. Предположим, в частности, что как в нейтронной звезде содержится  нуклонов, так и в самих нуклонах содержится столько же частиц, называемых «праонами» [6]. Тогда масса праона будет равна кг, а радиус праона м.

 

Из сценария эволюции частиц вещества, описанного выше, следует, что на уровне элементарных частиц должны существовать частицы, подобные по своим свойствам таким звёздам, как белые карлики. В статье [7] такие частицы названы «нюоны». Радиусы этих частиц должны быть в пределах  м, а массы не превышают масс нуклонов. Согласно расчётам, на долю нуклонного вещества в видимой Вселенной приходится 61 % всей массы, а 39 % массы находится в виде нюонов. Нюоны более концентрируются во внешних и менее плотных частях галактик, поскольку при большой плотности вещества увеличивается вероятность взаимодействия нюонов с нуклонами с последующим распадом нюонов (точно также белые карлики распадаются при столкновениях с гораздо более плотными нейтронными звёздами). Таким образом, нюоны образуют основу тёмного вещества, действие которого заметно проявляется в галактиках.

Благодаря своим большим размерам по отношению к нуклонам, нюоны рассеивают электромагнитные волны, проходящие в космическом пространстве. Это приводит к следующему. Во-первых, энергия волн уменьшается экспоненциально по отношению к пройденному ими расстоянию, что выражается как красное смещение спектров удалённых галактик. Во-вторых, из-за рассеяния фотонов на нюонах уменьшается количество фотонов, достигающих наблюдателя на Земле. В результате энергия вспышек сверхновых будет казаться меньше для тех вспышек, которые происходят дальше от наблюдателя. В третьих, взаимодействие электромагнитного излучения с нюонами приводит к термализации излучения, переработке его в излучение, типичное для чёрного тела. Это излучение имеет температуру 2,725 K и известно как микроволновое фоновое излучение. Если считать, что указанные эффекты вызываются нюонами, то отпадает необходимость объяснять закон Хаббла расширением пространства Вселенной и рассматривать модель Большого взрыва.

Другим возражением против модели Большого взрыва является невозможность появления в теории бесконечной вложенности материи сингулярностей и чёрных дыр как объектов, поглощающих любое вещество и ничего не выпускающих наружу  [3], [8]. Если чёрные дыры существуют, то они существуют на всех основных уровнях материи. Тогда чёрные дыры на низших уровнях материи, поскольку время на этих уровнях материи течёт быстрее, давно поглотили бы любое излучение частиц и квантов. Это привело бы к отсутствию излучения от объектов низших уровней материи, являющегося источником гравитонов на высших уровнях материи, и к отсутствию гравитации в нашем мире, чего не наблюдается [9]. Плотность вещества чёрных дыр звёздных масс должна превышать плотность нуклонов, так что нуклоны должны быть раздавлены гравитацией. Но как указывается в статье [10], максимально возможного  гравитационного давления от гравитонов величиной Па для этого недостаточно, если ещё учесть силы отталкивания нуклонов друг от друга. В результате вещество может быть сжато гравитацией лишь до состояния нейтронных звёзд. Ни нуклоны, ни нейтронные звёзды не превращаются в чёрные дыры, поскольку имеют вокруг себя сильные электромагнитные и гравитационные поля. За счёт этих полей осуществляется сбрасывание лишней массы, так что критического увеличения массы, приводящего к образованию чёрных дыр, не происходит. Даже столкновения элементарных частиц с нуклонами при сверхвысоких энергиях не порождает чёрных дыр. Но если чёрные дыры и сингулярности невозможны, то уже нельзя полагать согласно модели Большого взрыва, что Вселенная образовалась в результате взрыва сингулярности, в которой вещество находилось в чрезвычайно плотном и горячем состоянии.

Логическим развитием теории бесконечной вложенности материи стало открытие масштабного измерения [11]. Масштабное измерение рассматривается как пятое измерение пространства-времени. В сущности оно проявляется как особое пространственное измерение, позволяющее определить местоположение объекта на масштабной оси и оценить тот уровень материи, к которому принадлежит объект. Если масштабная ось направлена в сторону увеличения размеров, то при движении вдоль оси наблюдатель будет переходить с одного уровня материи на другой и  наблюдать всё более крупные объекты. Однако можно ввести принцип относительности такой, чтобы наблюдатель и его приборы при перемещении вдоль масштабной оси изменяли свои свойства – размеры, массы, характерные скорости – и всё это для того, чтобы наблюдатель не смог заметить во время своего перемещения никаких изменений в окружающих объектах. Для этого необходимо, чтобы выполнялись условия SPΦ-симметрии [3]. Эти условия заключаются в том, чтобы свойства приборов наблюдателя при переходе с уровня материи 1 на уровень материи 2 изменялись прямо пропорционально множителям подобия между этими уровнями . В этом случае при перемещении наблюдателя с измерительными приборами вдоль масштабной оси синхронно меняются как свойства объектов, так и свойства измеряющих их приборов. Такой масштабный принцип относительности в то же время означает, что для локальных наблюдателей на любом основном уровне материи физические законы имеют один и тот же вид.

Теория бесконечной вложенности материи применима не только к носителям материи в физике и химии, но оказывается пригодной и для носителей жизни, для различных живых существ и организмов [1], [12]. Оказывается, что живые существа, начиная от мельчайших прионов и кончая китами, могут быть расположены на тех же уровнях материи, что и неживые объекты. Каждый уровень живой материи имеет определённый диапазон масс и размеров тех живых существ, которые принадлежат данному уровню, причём коэффициенты подобия по массам и размерам между соседними уровнями одни и те же. Все живые существа от прионов до самых больших млекопитающих укладываются в пять уровней материи, на шестом уровне находятся сообщества живых организмов и биоценозы. Интересно, что при переходе с одного уровня материи на другой заметно меняются свойства живых существ, их организация или структура, появляются новые органы, растёт сложность организмов. Другой вывод заключается в том, что живое и неживое во Вселенной оказываются взаимодополнительными противоположностями, которые не могут существовать друг без друга. При этом основным отличием живого от неживого предполагается то, что в живом скрывается внутренний источник упорядоченности, управляющий живым организмом, и по всей видимости, этот источник упорядоченности генерируется живыми существами на низших уровнях материи.

 

Гравитация

Несмотря на то, что общая теория относительности является общепринятой теорией гравитации, она имеет фундаментальный недостаток – в ней отсутствует тензор энергии-импульса гравитационного поля. В результате гравитационное поле описывается косвенно, через метрический тензор и через принцип эквивалентности. С целью преодоления этого недостатка в рамках специальной теории относительности была разработана лоренц-инвариантная теория гравитации (ЛИТГ), в которой тензор энергии-импульса гравитационного поля представлен в явном виде [3], [8], [9]. ЛИТГ предсказывает существование поля кручения как релятивистского дополнения к гравитационному полю. По своей сущности поле кручения полностью аналогично магнитному полю в электродинамике, тогда как гравитационное ускорение является напряжённостью гравитационного поля и записывается аналогично напряжённости электрического поля. В общей теории относительности действие поля кручения представляется как гравитомагнитная сила. Благодаря полю кручения в ЛИТГ обнаруживается эффект гравитационной индукции [6]. Следующим шагом стала формулировка ЛИТГ в общековариантном виде, пригодном для использования в искривлённом пространстве-времени. Так возникла ковариантная теория гравитации (КТГ).

В отличие от общей теории относительности, в КТГ произведено разделение теории на три относительно независимые части. Одна из них описывает принцип относительности в искривлённом пространстве-времени, другая описывает гравитационное поле, а третья часть задаёт взаимодействие вещества и полей. Поэтому в КТГ необходимо одновременно решать три различных уравнения – для нахождения метрики, для определения гравитационного поля (и для определения электромагнитного поля, если оно присутствует), а также уравнение движения частиц (тел) и волновых квантов в имеющихся полях. Поскольку КТГ является аксиоматически построенной теорией [6], то это позволило сравнить КТГ с общей теорией относительности и аксиоматизировать саму общую теории относительности [13]. Кроме этого, КТГ была выведена из принципа наименьшего действия [14]. Дальнейший анализ привёл к гамильтониану, который в рамках КТГ задаёт релятивистскую энергию системы [15].

Среди полученных результатов – определение четырёхмерного оператора производной по собственному времени, четырёхмерной обобщённой скорости и 4-вектора гамильтониана. Кроме этого, осуществлена идентификация функции действия как функции, с помощью которой вычисляется эффект релятивистского замедления времени. При выводе уравнения для метрики из принципа наименьшего действия был найден физический смысл космологической постоянной , следующий из соотношения: ,

 

где  есть гравитационная постоянная,  есть скорость света,  – коэффициент порядка единицы, зависящий от свойств системы отсчёта. Данное соотношение утверждает, что существует связь между космологической константой  и величиной плотности энергии  вещества системы, когда это вещество разделено на небольшие части, разнесено на бесконечность и находится там неподвижно. В таком случае плотность  есть средняя плотность вещества, не содержащая в себе вклада от массы-энергии гравитационного поля, которое на бесконечности равно нулю. Для такой большой системы, как наблюдаемая Вселенная, по порядку величины соответствует средней плотности видимого вещества Вселенной.

В рамках КТГ исследована проблема массы как меры инерции тела, с учётом вклада в массу массы-энергии собственного гравитационного (электромагнитного) поля тела [16], [17], [18]. Основной вывод заключается в том, что если есть рассеянное вещество с суммарной массой  всех частиц вещества, то при коллапсе этого вещества в гравитационно-связанный объект масса этого объекта  должна быть больше, чем . Другими словами, масса-энергия гравитационного поля увеличивает массу тела тем больше, чем более плотным становится тело. Увеличение массы происходит за счёт работы гравитационного поля. Указанный вывод противоположен результатам общей теории относительности, где масса тела уменьшается за счёт действия поля.

В теории бесконечной вложенности материи предполагается, что механизм гравитации описывается теорией гравитации Лесажа. Многочисленные потоки гравитонов пронизывают пространство во всех направлениях, и если имеются какие-либо два тела, они будут притягиваться друг к другу вследствие эффекта экранирования потоков гравитонов, падающих на эти тела. Справедливость данного подхода подтверждена в статье [10], в которой выведен закон тяготения Ньютона, а гравитационная постоянная выражена через характеристики потоков гравитонов. При этом были найдены плотность энергии потоков гравитонов Дж/м3 , мощность потока энергии гравитонов через единичную площадку из единицы телесного угла  Вт/(ср∙м2), сечение взаимодействия гравитонов с нуклонной формой вещества  м2.

Связь между теорией гравитации Лесажа и ковариантной теорией гравитации выражается тем, что гравитационный потенциал , градиент которого задаёт напряжённость гравитационного поля , пропорционален разности между плотностью энергии потоков гравитонов на бесконечности вдали от тел, и плотностью энергии потоков гравитонов вблизи тела, где определяется гравитационный потенциал. Это приводит к формуле Ньютона для гравитационной силы  , где  – гравитационная постоянная,  и   – массы притягивающихся тел,  – расстояние между центрами тел. За пределами неподвижного одиночного тела на расстоянии  потенциал равен , а напряжённость поля имеет вид: .

Внутри тела напряжённость поля зависит от плотности вещества тела  по формуле: . Если теперь рассматривать движущееся тело и произвести преобразования Лоренца для всех физических величин, то появится поле кручения , причём лоренц-инвариантные уравнения для полей  и  будут аналогичны уравнениям Максвелла для электрического поля  и магнитного поля .

Согласно теории бесконечной вложенности материи, на каждом основном уровне материи действует своя собственная форма гравитации. На уровне звёзд и планет мы имеем обычную гравитацию, а на атомном уровне материи основной силой предполагается сильная гравитация. Под действием  гравитации на каждом основном уровне материи возникают наиболее плотные и стабильные объекты, вещество которых находится в равновесии с внешним давлением от потоков гравитонов и с внутренним давлением отталкивания частиц вещества друг от друга. На уровне звёзд такими объектами считаются нейтронные звёзды, а на уровне элементарных частиц – нуклоны, время жизни которых крайне велико. Именно от подобных объектов, которые могут нести электрический заряд, имеют сильное магнитное поле и наибольшее ускорение тяжести вблизи своей поверхности, возникает наибольшее излучение энергичных частиц и волновых квантов. Ещё большее излучение возникает при образовании таких объектов, примером чего является рождение нейтронной звезды, с излучением огромного потока нейтрино. Предполагается, что все виды излучений, возникшие на низших уровнях материи, становятся гравитонами для объектов высших уровней материи. Согласно расчётам, основанным на анализе плотности излучаемой энергии, гравитонами для обычной гравитации должны быть излучения, испущенные частицами на праонном уровне материи или даже на ещё более низком уровне материи [19]. Для электрического взаимодействия заряженных тел также найдена динамическая модель, подобная теории Лесажа [6], когда в потоках гравитонов имеются заряженные частицы, воздействующие на заряды тел. Таким образом можно объяснить существование космических объектов и полей тем, что потоки гравитонов создают наиболее плотные объекты типа нуклонов и нейтронных звёзд, которые в  свою очередь генерируют потоки частиц и излучений, становящихся гравитонами для высших уровней материи.

Для вычисления постоянной сильной гравитации, действующей на уровне элементарных частиц, применяются два способа [3]. В первом из них используются коэффициенты подобия между нейтронными звёздами и нуклонами из Таблицы 2. С их помощью согласно теории размерностей обычная гравитационная постоянная  преобразуется в постоянную сильной гравитации:  . Во втором способе электрическая сила притяжения между электроном и протоном в атоме водорода на радиусе Бора  приравнивается к силе от сильной гравитации. Отсюда следует:

 

,                   м3∙кг–1∙с–2,

 

где  – элементарный заряд,  – электрическая постоянная,  и  – массы протона и электрона, соответственно.

Как универсальная сила притяжения, сильная гравитация должна действовать между любыми элементарными частицами, независимо от того, являются ли они адронами или лептонами. За счёт сильной гравитации должно скрепляться вещество элементарных частиц, образуются атомные ядра как скопления протонов и нейтронов, а также атомы и молекулы. По мере увеличения размеров взаимодействующих объектов при переходе от атомного к звёздному уровням материи сильная гравитация между частицами превращается в обычную гравитацию между телами.

 

Теория относительности

Кроме теории гравитации, значительно изменение претерпела и теория относительности. Недостатком специальной теории относительности является сочетание двух разнородных аксиом. Если аксиома о применимости принципа относительности является приемлемой с точки зрения физики, то аксиома о постоянстве скорости света в инерциальных системах отсчёта кажется скорее условным соглашением, чем аксиомой, имеющей собственный физический смысл. В связи с этим в 2002 году была разработана на аксиоматической основе расширенная специальная теория относительности (РСТО), содержащая в себе пять аксиом [8]. Отличием РСТО от специальной теории относительности является то, что вместо аксиомы о постоянстве скорости света используется аксиома о существовании изотропной системы отсчёта, в которой скорость распространения света одинакова по всем направлениям и не зависит от скорости излучателя света. Несмотря на другую аксиоматику, в РСТО выводятся все формулы специальной теории относительности,  а также и сам постулат о постоянстве скорости света для всех инерциальных наблюдателей. При этом постоянство скорости света оказывается условным понятием, будучи следствием процедуры пространственно-временных измерений, когда электромагнитная волна при измерениях должна пройти замкнутый путь в пространстве и вернуться в исходную точку.

В специальной теории относительности все инерциальные системы отсчёта считаются равноправными настолько, что введение эфира, выделяющее избранную систему отсчёта, кажется ненужным. Однако РСТО предполагает такую избранную систему отсчёта, в которой скорость света изотропна. Логично в таком случае допустить, что в изотропной системе отсчёта изотропным является эфир, связанный с распространением в нём электромагнитных квантов. Такой эфир может мыслиться, как потоки гравитонов, распространяющиеся во всех направлениях. Под гравитонами подразумеваются мельчайшие частицы, включая заряженные частицы подобно тем, что содержатся в космических лучах высоких энергий. В состав гравитонов могут входит и частицы наподобие нейтрино и фотонов. Как было показано выше, гравитоны создаются на низших уровнях материи. Эфир такого рода является дискретным, состоя из отдельных гравитонов, и квазинепрерывным, ввиду многочисленности гравитонов. Согласно [3], [10], если система тел движется с постоянной скоростью, сила гравитации не зависит от скорости движения, что и приводит к принципу относительности и к движению по инерции. Поскольку гравитонный эфир проходит и внутри материальных тел, где скорость света зависит от свойств вещества, то эфир может проявиться через своё влияние на распространение электромагнитных волн внутри этих тел, если эти тела по-разному движутся относительно изотропной системы отсчёта.

Дальнейшим развитием теории стала метрическая теория относительности (МТО), которая включает в себя в качестве частного случая специальную теорию относительности  и РСТО, а также заменяет собой принцип общей относительности в части, относящейся к преобразованию физических величин из одной системы отсчёта в другую [6], [13]. МТО построена на аксиоматической основе и предполагает зависимость метрики пространства-времени от свойств пробных частиц и волн, с помощью которых измеряется метрика. В отличие от общей теории относительности, в МТО гравитационное поле тела также является источником массы-энергии при определении метрики. Другим отличием МТО является то, что вместо принципа эквивалентности (эквивалентности масс инертных и гравитационных, сил любого вида и гравитационных сил) используется принцип локальной эквивалентности энергии-импульса: «В ускоренной системе отсчёта метрика локально зависит не от вида действующей силы, вызывающей данное ускорение, а от конфигурации этой силы в пространстве-времени системы отсчёта, определяемой тензором энергии-импульса».

 

Элементарные частицы

На наш взгляд, отсутствие субстанциональных, реальных физических моделей строения элементарных частиц заметно тормозит развитие теории этих частиц. Указанные модели частиц могут быть построены с помощью теории бесконечной вложенности материи [3]. Из подобия атомных и звёздных уровней материи вытекает, что нейтрону соответствует нейтронная звезда, протон подобен по своим свойствам магнитару, пион аналогичен нейтронной звезде минимальной массе, а мюон имеет аналогом на уровне звёзд белый карлик. В субстанциональной модели нейтрона эта частица имеет в своём центре положительный заряд и отрицательно заряженную оболочку, что позволяет объяснить противоположное направление магнитного момента нейтрона по отношению к спину [6, § 11]. Отсюда вытекает и нестабильность нейтрона, приводящая к бета-распаду. Протон описывается в субстанциональной модели протона как аналог магнитара, нейтронной звезды с сильным магнитным полем и с электрическим зарядом. Предполагается, что именно магнитары своим электрическим полем разгоняют протоны и атомные ядра, превращая их в космические лучи высоких энергий.

В субстанциональной модели нуклоны состоят из праонов так же, как нейтронные звёзды состоят из нейтронов и некоторой доли протонов и электронов. В таком случае, зная лишь массу, заряд и магнитный момент протона, и учитывая сильную гравитацию как основную силу на уровне элементарных частиц, в согласии с экспериментальными данными удаётся вычислить радиус протона, плотность его вещества в центре и максимальную угловую скорость вращения [5], [20]. Благодаря субстанциальным моделям нуклонов, стало возможным описать конкретные механизмы взаимодействия элементарных частиц с нейтрино, а также понять внутреннюю структуру самих нейтрино и сущность слабого взаимодействия. С помощью сильной гравитации и поля кручения в гравитационной модели сильного взаимодействия удаётся описать сильное взаимодействие между нуклонами в атомных ядрах, построить модели простейших ядер, найти баланс сил и расстояние между нуклонами в дейтроне, объяснить зависимость удельной энергии связи ядра от массы ядра [6, § 10].

Невозможность получения кварков в свободном виде означает, что кварки являются квазичастицами, то есть состояниями вещества внутри адронов. Субстанциональные модели нуклонов позволяют построить модель кварковых квазичастиц и свести все шесть известных кварков к различным комбинациям двух состояний нуклонного вещества, – фазы и – фазы. Поскольку все адроны считаются состоящими из кварков, то отсюда следует, что в каждой частице присутствует соответствующее количество – фазы и – фазы вещества, задающие массу, заряд и магнитный момент частиц [6, § 12]. На примере взаимодействия пионов с нуклонами показывается, что особенности возникновения и свойства резонансов могут быть объяснены через взаимодействие частиц посредством сильной гравитации, поля кручения и электромагнитных сил. Таким образом, вместо вводимых квантовой хромодинамикой кварков и глюонов становится возможным рассматривать возникновение и структуру элементарных частиц классическим способом, с помощью субстанциональных моделей частиц. Слабость подхода хромодинамики видна и в том, что она не может объяснить, из каких частиц состоят сами кварки – ведь не являются же эти частицы последними кирпичиками материи?  

Из теории бесконечной вложенности материи и субстанциональной модели электрона следует, что электрон в атоме должен находиться в виде плоского диска, а на уровне звёзд подобные диски возле нейтронных звёзд названы дисконами. В такой картине удаётся понять сущность спина электрона – спин возникает в момент перехода электрона из одного энергетического состояния в другое, после чего исчезает [6, § 14]. Спин электрона и соответствующий ему магнитный момент носят динамический характер, при этом спин является той частью полного момента импульса вращения вещества электрона, которая вызывается вращением диска электрона как целого вокруг ядра. Другая, основная часть полного момента импульса, возникает от орбитального вращения вещества электрона вокруг центра инерции диска. Анализ различных явлений с электронами в атоме – модель атома гелия с двумя электронами, магнитные моменты, мультиплетность, сдвиг Лэмба, магнитомеханические явления и т.д., хорошо согласуются с предложенной моделью электрона.

 

Выводы

Благодаря теории бесконечной вложенности материи удалось найти альтернативные объяснения в тех случаях, когда стандартные теории явно дают сбой. Например, основной проблемой общей теории относительности является отсутствие тензора энергии-импульса гравитационного поля (что является следствием представления силы гравитации посредством косвенных геометрических методов, то есть через метрический тензор, вместо прямого описания физической силы), в квантовой хромодинамике одной из множества проблем является конфайнмент кварков, в квантовой механике никак не объясняется спин электрона, в космологии модель Большого взрыва противоречит философии физики (вся бесконечная Вселенная не может образоваться при взрыве бесконечно малой по размерам сингулярности, поскольку это требует предварительного сжатия материи с образованием такой сингулярности с затратами фантастически  большой и неизвестно откуда взявшейся энергии). В [21] делается следующий вывод: «Существующая парадигма физического знания устарела и подлежит неизбежной замене на основе перехода к субстанциональным теоретическим моделям более глубокого уровня».

Теория бесконечной вложенности материи оказала также влияние на ряд теоретических моделей в физике. Например, появилась электрокинетическая модель возникновения магнитного поля в планетах и в звёздах [6, § 15], в которой механизм генерации магнитного поля существенно отличается от давно известной, но противоречивой модели магнитного динамо. Другим примером является развитие электрон-ионной модели шаровой молнии [22], [23], а также чёточной молнии [6, § 1]. На звёздном уровне материи обнаруживаются дискретность параметров звёзд и квантованность параметров космических систем, как следствие проникновения квантовых идей в физику космических тел.

 

Ссылки

1. Fedosin S.G.  Osnovy sinkretiki: filosofiia nositeleĭ . – Moskva: Editorial URSS, 2003, 464 pages. ISBN 5-354-00375-X.

2. Robert L. Oldershaw. Self-Similar Cosmological Model: Introduction and Empirical Tests. International Journal of Theoretical Physics,1989, Vol. 28, No. 6, 669–694.

3. Fedosin S.G.  Fizika i filosofiia podobiia ot preonov do metagalaktik. – Perm’ : S.G. Fedosin, 1999, 544 pages. ISBN 5-8131-0012-1.

4. Sukhonos S. I. Scale harmony of the Universe. – Moskva: Sofia, 2000, 312 pages. ISBN 5-89117-096-5. (in Russian).

5. Fedosin S.G. The radius of the proton in the self-consistent model. vixra.org, 03 August 2012, accepted by Hadronic Journal.

6. Fedosin S.G. Fizicheskie teorii i beskonechnaia vlozhennost’ materii. – Perm’ : S.G. Fedosin, 2009–2012, 858 pages, Tabl. 21, Fig.41, Ref. 293. ISBN 978-5-9901951-1-0.

7. Fedosin S.G. Cosmic Red Shift, Microwave Background, and New Particles. Galilean Electrodynamics, Spring 2012, Vol. 23, Special Issues No. 1, P. 3–13.

8. Fedosin S.G. Sovremennye problemy fiziki: v poiskakh novykh printsipov. – Moskva.: Editorial URSS, 2002, 192 pages. ISBN 5-8360-0435-8.

9. Fedosin S.G. Electromagnetic and Gravitational Pictures of the World. Apeiron, 2007, Vol. 14, No. 4, P. 385–413.

10. Fedosin S.G. Model of Gravitational Interaction in the Concept of Gravitons. Journal of Vectorial Relativity, March 2009, Vol. 4, No. 1, P.1–24.

11. Fedosin S.G. Scale Dimension as the Fifth Dimension of Spacetime. Turkish Journal of Physics, 2012, Vol. 36, No 3, P. 461 – 464.

12. Fedosin S.G. Nositeli zhizni: proiskhozhdenie i ėvoliutsiia. – S.-Peterburg : Dmitriĭ Bulanin, 2007, 104 pages. ISBN 978-5-86007-556-6.

13. Fedosin S.G. The General Theory of Relativity, Metric Theory of Relativity and Covariant Theory of Gravitation: Axiomatization and Critical Analysis. vixra.org, 26 Mar 2011.

14. Fedosin S.G. The Principle of Least Action in Covariant Theory of Gravitation. Hadronic Journal, February 2012, Vol. 35, No. 1, P. 35–70.

15. Fedosin S.G. The Hamiltonian in covariant theory of gravitation. Advances in Natural Science, 2012, Vol. 5, No. 4, P. 55 – 75.

16. Fedosin S.G. Mass, Momentum and Energy of Gravitational Field. Journal of Vectorial Relativity, September 2008, Vol. 3, No. 3, P.30–35.

17. Fedosin S.G. Energy, Momentum, Mass and Velocity of a Moving Body. vixra.org, 13 Jun 2011.

18. Fedosin S.G. The Principle of Proportionality of Mass and Energy: New Version. Caspian Journal of Applied Sciences Research, 2012, Vol. 1, No. 13, P. 1 – 15.

19. Comments to the book: Fedosin S.G. Fizicheskie teorii i beskonechnaia vlozhennost’ materii. – Perm, 2009, 844 pages. ISBN 978-5-9901951-1-0. (in Russian).

20. Fedosin S.G. and Kim A.S. The Moment of Momentum and the Proton Radius. Russian Physics Journal, 2002,  Vol. 45, P. 534–538.

21. Fedosin S.G. Problems of fundamental physics and possible ways of their solution. Soznanie i phizicheskay realnost’.  (Russian Journal “Cognition and physical  reality”), Vol. 9, No. 2, 2004, P. 34–42.

22. Fedosin S.G., Kim A.S. The Physical Theory of Ball Lightning. Applied Physics (Russian Journal) , No. 1, 2001, P. 69 – 87.

23. Sergei G. Fedosin, Anatolii S. Kim. Electron-Ionic Model of Ball Lightening. Journal of new energy, 2001, Vol. 6, No. 1,  P. 11–18.

 

Источник: http://sergf.ru/ess.htm

На научный сайт