Физическая природа массы
Статья - Математика и статистика
Другие статьи по предмету Математика и статистика
Физическая природа массы
В.Н. Власенко, ИЧП "Омский институт математической физики и информатики"
В течение 5 лет в Омском институте математической физики и информатики разрабатывается линейная теория гравитации и на ее основе единая гравитационно-электромагнитная теория [1,2]. При изучении механизма гравитационного притяжения в конце 1994 года была сформулирована концепция частицы-генератора, которая создает микрообъекты типа электрона, протона, фотона и так далее [3]. В 1995 году на основе этой концепции была начата разработка вращательной теории частиц [4,5], которая позволила по-новому взглянуть на физическое содержание квантовой механики. В этой работе излагается краткое содержание доклада [3].
1. Линейная теория гравитации
Запишем закон тяготения Ньютона:
где -константа взаимодействия. Множитель связан с трехмерностью пространства и выделен специально,чтобы исключить его из уравнений. По аналогии с законом Кулона закон тяготения Ньютона выводится из уравнения
где - векторная напряженность гравитационного поля, - плотность массы покоя. Для решения этого уравнения вводится гравитационный потенциал :
Уравнения (1.2) и (1.3) образуют стационарную систему уравнений. Перейдем к нестационарным уравнениям. Для этого к вектору применяем преобразование Лоренца и получаем 4-вектор напряженностей , где S -скалярная напряженность гравитационного поля. Чтобы получить релятивистское уравнение, необходимо уравнение (1.3) расширить до 4-градиента, уравнение (1.2) до 4-дивергенции. В результате получаем систему уравнений гравитационного поля:
где с - скорость света.
Далее было сделано объединение теории гравитации и электродинамики. При этом потребовалось ввести массы покоя гравитона m0 и фотона m1. Введем обозначения: - константа электромагнитного взаимодействия, - плотность электрического заряда, - плотность тока и
где h - постоянная Планка. Уравнения единой теории разделим на 3 уровня.
Внешний уровень:
Уровень вещества:
Уровень напряженностей:
Вторая пара уравнений Максвелла и калибровка Лоренца есть следствия этой системы уравнений. Гравитационный и электромагнитные потенциалы и входят в эту систему уравнений в явном виде.
2. Механизм гравитационного притяжения
При изучении механизма гравитационного притяжения также потребовалось ввести массу покоя гравитона [1,2]. Рассмотрим этот механизм на качественном уровне. Пусть материальная точка покоится и создает стационарное гравитационное поле. Если тело излучает "что-то", несущее энергию и импульс, то оно должно поглощать аналогичное "что-то", чтобы выполнялись законы сохранения энергии и импульса. В результате была построена теория встречных полей, в которой стационарное гравитационное поле раскладывается в сумму двух нестационарных гравитационных полей, движущихся навстречу друг другу. Эти гравитационные поля создаются потоками гравитонов, которые движутся по круговой траектории с радиусом l0. При этом гравитон может находиться в двух физически различных состояниях. В одном состоянии гравитон излучается и не может поглощаться веществом. Пройдя половину окружности, он переходит в другое состояние, в котором может поглощаться веществом. На обратном пути гравитон поглощается встречающимся веществом, передает ему свой импульс, и в результате создается сила гравитационного притяжения, которая имеет радиус действия, равный 2l0.
Для гравитона было получено квантовое уравнение
которое описывает положение гравитона на окружности.
Аналогично был разработан механизм электрического притяжения и отталкивания.
3. Концепция частицы-генератора
Гравитон, вращаясь по окружности, обладает моментом импульса. Чтобы при испускании гравитона не происходило нарушения закона сохранения момента импульса, необходимо наличие вращения у излучающего микрообъекта. Чем больше масса микрообъекта, тем больше излучается гравитонов, тем с большей скоростью вращается микрообъект и тем меньшие размеры он имеет. На основе этих качественных рассуждений была сформулирована следующая концепция [3].
Микрообъект создается частицей-генератором, которая движется со скоростью света и кривизна траектории которой пропорциональна массе покоя микрообъекта. Относительно генератора можно сделать предположение, что это асимметричный вращающийся объект с линейными размерами порядка м. Физика подошла к объектам нового структурного уровня.
Если время измерения велико, то покоящийся микрообъект воспринимается как шар. Если время измерения мало, то микрообъект воспринимается как фрагмент сферы и появляется элемент случайности. Если микрообъект движется, то сфера преобразуется в некоторое многообразие, обладающее волновыми свойствами, и возникает дуализм волна-частица.
4. Вращательная теория частиц
На основе концепции частицы-генератора начата разработка вращательной теории частиц [4,5]. Математическим аппаратом на данном этапе исследований является теория пространственных кривых. Уравнениями движения генератора является система уравнений Френе:
где К - кривизна траектории генератора, - ее кручение, единичные вектора: - касательный, - нормали, - бинормали. Для случая равномерного прямолинейного движения микрообъекта были получены формулы
где m0 - масса покоя микрообъекта, - его импульс. Генератор движется по ви