Модель материального пространства

Аннотация

…гипотеза сокращения тел не верна, она искажает действительность и приводит к ошибочным выводам. Удлинение тел при движении позволяет на основании законов геометрической оптики изобразить оптический путь луча света в интерферометре. Удлинение тел при движении в пространстве можно объяснить лишь существованием упругой все заполняющей среды (материального пространства),и именно опыт Майкельсона-Морли доказывает существование этой среды.

Нельзя представить себе, каким образом грубое неодушевленное вещество могло бы-без посредства чего-либо постороннего, которое не материально, - действовать на другое вещество иначе, как при взаимном прикосновении. Допустить, что тяготение врожденно материи, присуще ей так, что одно тело должно действовать на расстоянии через вакуум на другое без посредства чего-либо постороннего, помощью которого действие и сила от одного тела проводится к другому, есть для меня такая нелепость, что, полагаю, в нее не впадет ни один человек, способный к мышлению о философских вещах.

Из письма Ньютона епископу Бентли, участнику второго издания"Начал" (1713г.)

В истории физики 20-го века произошел крутой поворот. Наука, придававшая пространству материальное, механическое наполнение, представилась, по меньшей мере, как заблуждение. В огромной степени этому повороту способствовал революционный эксперимент, вошедший в историю науки как «неудачный». Этот выверенный эксперимент Майкельсона-Морли, проведенный в 1887 г. с целью обнаружения эфира - упругой, всепроницающей неподвижной среды, заполняющей пространство и необходимой для распространения волн света. Эту среду пытались обнаружить во взаимосвязи скорости движения прибора и скорости распространения света в нем. Опыт не дал ожидаемого результата для ученых уверенных в существовании эфира. Показания прибора не менялись в зависимости от направления распространения света в нем, что свидетельствовало не в пользу существования эфира. Для спасения теории эфира были предложены разные способы объяснения отсутствия предполагаемого эффекта интерференции в приборе Майкельсона. Оригинальное объяснение опыта дал ирландский физик Фитцджеральд. Он предположил, что эфир давит на движущийся предмет, и это сопротивление эфира сокращает его линейные размеры по направлению движения. Независимо от него к такой гипотезе пришел голландский физик Лоренц и придал ей стройную математическую форму (хотя сокращение тел по Лоренцу - аргумент математики, но не логики так как математика сокращает объект измеряемый лучем света а логка интервал между зеркалами, и гипотеза сокращения тел не проверена, не подтверждена экспериментально). Это объяснение стало общепринятым, но так как не имело убедительных логических и физических обоснований в силу отсутствия устройства самого эфира и проявления его в других явлениях, оно в итоге стало гибельным для самого эфира. Гипотеза Лоренца-Фитцджеральда и особенно ее математическая форма, связывающая сокращение тел с движением в упругой среде неожиданно расчистила дорогу новой теории, которая отвергла материальное пространство потому, что опытом типа Майкельсона-Морли обнаружить материальное заполнение пространства, а также построить простую его модель не возможно. По этим причинам автор и сторонники новой теории предложили «совершенно забыть об эфире и постараться никогда больше не упоминать о нем» (А.Эйнштейн, Л.Инфельд. Эволюция физики), и, к сожалению, это предложение стало доктриной современной официальной науки и на эфир было наложено табу. Тем не менее, новая теория не принесла ожидаемых успехов и уже десятки лет фундаментальная наука находится в заторе, и сегодня имеются десятки публикаций, в которых пересматривается официальная отрицательная, по отношению·эфиру,·точка·зрения. Для сторонников существования материального пространства (всепроницающего эфира) при объяснении результатов опыта Майкельсона-Морли, было бы логичным исходное предположение того, что отсутствие интерференции в приборе Майкельсона-Морли обусловлено прохождением света во всех направлениях равных расстояний в связи с удлиненим тел при движении в упругой среде и в этой связи сокращением интервалов по направлению движения. Скорость распространения света относительно неподвижного упругого пространства постоянна. За равные промежутки времени t₀, отсчитываемые в условно неподвижной системе, свет проходит равные интервалы сt₀ во всех направлениях. Упругое пространство не увлекается движущимися в нем инерциальными системами. Распространяясь независимо от движения инерциальных систем, свет в этих системах распространяется с некоторой средней скоростью в зависимости от направления распространения и направления движения системы, которое увеличивает или уменьшает путь проходимый светом в неподвижном пространстве.

Из геометрии рис.1, где условно изображен интерферометр, легко определить, что свет в исследуемой инерциальной системе преодолеет интервал ct₀ до зеркала Z₂ и обратно пройдя путь в инерциальной системе равный:

где

c - скорость распространения света в неподвижном пространстве, t₀ - время, отсчитываемое в условно неподвижной системе, υ - скорость движения исследуемой инерциальной системы относительно условно неподвижной системы (в нашем случае это линейная скорость движения Земли относительно условно неподвижного Солнца), t - время отсчитываемое в исследуемой инерциальной системе, относительно условно неподвижной.

Время на прохождение этого пути измерянное в инерциальной системе составит:

C
редняя скорость  c₂ прохождения этого пути составит:

В направлении движения интерферометра и обратно, свет преодолеет интервал 2ct₀ за время:

Средняя скорость прохождения интервала составит:

Из приведенных расчетов видно, что t′ > t″ и эта разность составит:

откуда:

Разность Δℓ не обнаруживается интерферометром, эффект интерференции не наблюдается, следовательно происходит сокращение интервала сt₀ вдоль направления движения инерциальной системы, за счет удлинения (утолщения) зеркал, что естественно и логично при движении тел в упругой среде.

С учетом этого удлинения и сокращения интервала, ход луча света в интерферометре исследуемой инерциальной системы изображен на рис.1.  

Так как сокращенный интервал равен:

то с учетом этого, свет навстречу движения интерферометра от тыла (r) полупрозрачного зеркала О до встречи с фронтом (f) зеркала Z′₃ пройдет путь равный:

свет от фронта и тыла зеркала O_fr по направлению к зеркалу Z₂ за это время так же пройдет путь сt-υt до пункта О₁.Свет, догоняющий зеркало Z′₁ пройдет от фронта зеркала О_f до тыла зеркала Z′_1r путь равный:

Свет по перпендикулярному плечу пройдет такой же путь и отраженный от зеркала Z′₂ достигнет пункта О₂. Отраженный от тыла зеркала Z′_1r свет в обратном направлении до фронта зеркала О′_f пройдет путь равный О_rZ′_3f (9) и равный пути света от пункта О₂ до зеркала О′_fr. Таким образом, свет по взаимно перпендикулярным плечам интерферометра исследуемой инерциальной системы пройдет пути равные 2ct, и поэтому интерферометр не покажет эффект интерференции.

На рис.1.2 изображен условно неподвижный интерферометр I₀ –Z₁0Z₂ на координатных осях x, y, относительно его движущийся с исследуемой инерциальной системой интерферометр I_v и движущийся относительно исследуемой системы интерферометр    I_vn. Инвариантом для интервалов в инерциальных системах движущихся относительно исследуемой

и
нерциальной системы и постоянным интервалом в условно неподвижной исходя из уравнения (11) (согласно рис.1.2) служат не изменяющиеся величины с,t₀,t. где t_n – время хода луча света до зеркала Z₂, отсчитываемое в системе n, движущейся относительно исследуемой, υ_n – скорость системы движущейся относительно исследуемой, υt_0 n – перемещение инерциальной системы n, измеряемое наблюдателем в условно неподвижной системе.

Переменным, для распространения света в направлении движения и обратно в зависимости от скорости движения системы n,относительно исследуемой инерциальной системы, является интервал  ℓ_n:

где t_0n–время прохождения светом интервала ℓ_n со средней скоростью с₂.

Из вышеприведенных уравнений определим, что: Время распространения света в системе движущейся относительно исследуемой равно: Если скорость системы n движущейся внутри исследуемой стремится к скорости света (υ_n→c) то:

П




реобразование координат при переходе из системы в систему согласно рис.1.2 и вышеприведенных уравнений имеют вид (индексы соответствуют скоростям систем):

и


согласно приведенному: Время распространения света остается постоянным в неподвижной системе и, естественно, изменяется при измерении интервалов в инерциальных системах, в зависимости от их скорости, по закону:

В трехмерном пространстве, по отношению к независимому эталонному интервалу ct_0, определяется

взаимосвязь перемещений всех инерциальных систем. Эту зависимость связывает уравнение:

где x,y,z - индексы координат трехмерного пространства

Сокращение Лоренца- Фитцджеральда предполагает сокращение трубы (каменной плиты) в которой закреплены зеркала интерферометра, не аргументированно опуская, сокращение (уменьшение толщины) зеркал интерферометра, но при этом утверждает, что сокращению подвержены все тела движущиеся по направлению движения инерциальной системы, в этом возникает противоречие в гипотезе сокращения, и, естественно, невозможность построения оптического пути луча света в таком интерферометре, так как сокращение толщины зеркал не уменьшает путь света а увеличивает его, сокращение тел по Лоренцу - аргумент математики, а не логики. Очевидно, гипотеза сокращения тел не верна она искажает действительность и приводит к ошибочным выводам. Удлинение тел при движении позволяет на основании законов геометрической оптики изобразить оптический путь луча света в интерферометре. Удлинение тел при движении в пространстве можно объяснить лишь существованием упругой все заполняющей среды (материального пространства) ,и именно опыт Майкельсона-Морли доказывает существование этой среды.

Модель состоит из трех видов элементов взаимодействия:

1. Пространство - распространяющийся в абсолютную пустоту (не ассоциировать с физическим вакуумом) материальный объем, структура которого представлена в виде сверх тонких струн, которые расположены в объеме пространства в одном направлении без промежутков, и которые не меняют физических свойств при взаимодействии.

2. Ядерное вещество - однородная бесструктурная масса, которая не меняет своих свойств при взаимодействии, не имеет ни каких врожденных свойств (электрический заряд, магнетизм, тяготение и пр.) и определяется произведением объема на плотность.

3. Поле взаимодействия (вещество) - наблюдаемый и изучаемый мир, результат взаимодействия струн пространства модели с ядерным веществом. Параметры струн и ядерного вещества определены в дальнейшем.

Гипотетически к струноструктурному образованию пространства может привести процесс внутренних колебаний колоссального объема ядерного вещества (порядка 10⁹⁰м³) в абсолютной пустоте (без внешних сил), относительно плоскости симметрии, имеющей наименьшую внутреннюю напряженность. Математическая форма струнообразования предположительно имеет вид:

(18)

где

S - сечение струны пространства,

R- радиус плоскости симметрии наименьшей внутренней напряженности объема ядерного вещества,

c₀ - скорость распространения волны в бесструктурном однородном ядерном веществе,

t - уменьшение времени каждого периода колебаний в связи с уменьшением объема ядерного вещества на объем отделившейся струны.

Гипотеза струнообразования требует отдельного изложения. Можно лишь отметить, что любая, логически непротиворечивая гипотеза имеет право на жизнь, так как проверить или сослаться на аналоги нашего мира нельзя, и этот вопрос для принятия модели и ее проверки не имеет решающего значения.

Хотя статья не направлена на критику методов познания природы, принятых официальной наукой, тем не менее, кажется важным подчеркнуть, что математика, как инструмент обобщения фактов и количественных зависимостей, не ответит на вопрос, почему закономерности мира строго математичны, и главное, каким способом природа реализует эту сложнейшую математику в реальную действительность. Математику мира определяют силы взаимодействия его внутренней структуры и если обнаружить прямым экспериментом эту структуру невозможно (хотя косвенно она проявляется во всех явлениях природы), то ее необходимо моделировать, отвергать ее материальную сущность нет оснований, так как именно она устанавливает незыблемое равновесие, нерушимость и глобальное единообразие нашего мира, на основе сверхчувствительности к дисбалансу взаимодействий.

Представляемая модель имеет сформированное упругое пространство струн, которое материализует физически безликое, аморфное поле сил. Оно аналогично дифференциальному полю математики, которому присуще свойство интенсивности (напряженности), все функции которого аргументированы конкретной метрикой, и наш мир, оперируя в этом пространстве, сам демонстрирует причины своей строгой математичности, предлагая нам свой, единственно возможный реальный язык общения с ним.

Общее представление о взаимодействии ядерного вещества со струнами пространства можно получить из рисунков. На рис.2 схематично в статике изображены струны пространства и ядерное вещество в плоскости параллельной струнам пространства.

Ядерное вещество, ограниченное струнами пространства в силу несимметричной напряженности струн приходит, без «первотолчка» и «взрыва», в наблюдаемое вращательно-поступательное движение (снимая вопрос о «вечном движении по инерции»), образуя поле взаимодействия, являясь источником гравитационной напряженности пространства струн.

Вращательно-поступательное движение ядерного вещества во взаимодействии со струнами пространства приводит к разделению ядерного вещества и разбрасыванию его центробежной силой до уровня элементарных частиц. На рис.2 показано разделение массы ядерного вещества. Масса А до деления была единой с массой В и имела единое поле тяготения.

На рис. 3 показано деление вращающегося ядерного вещества на частицы. Пропорционально динамике происходит смещение подвижных частиц к плоскости вращения с последующим отделением.

(19)




Динамика модели объясняет наличие электрического заряда поля взаимодействия, где закручивание струн вокруг вращающегося ядерного вещества обуславливает силу заряда, что показано на рис.4-а, где изображены частицы ядерного вещества 1 и 2, которые вращаются в разных направлениях и вовлекают во вращение окружающую область струн.

Это вращение создает дополнительную к гравитационной напряженность струн, которая в свою очередь создает силу F направленную в сторону противоположную вращению ядерного вещества (возвратную силу). В данном случае силы направлены параллельно и действуют на притягивание частиц, что говорит о разнозначности заряда. На рис.4-в изображены частицы, вращающиеся в одном направлении, возвратные силы их направлены навстречу друг другу расталкивают частицы, что говорит об однозначности заряда. Так образуются и проявляются силы заряда, т.е. разноименные заряды, притягиваясь, освобождают энергию струн, одноименные заряды, отталкиваясь, накапливают энергию струн. Логика модели дает веские основания считать, что наш мир состоит из частиц заряда одного знака, то есть все частицы в нем вращаются в одном направлении, но создают различные напряженности струн пространства в области вращения (потенциалы), в зависимости от ядерной массы, скорости вращения, и от внешней напряженности (потенциала) пространства в области вращения частицы.  

К
ак известно, электрическим силам сопутствуют магнитные силы. Модель позволяет объяснить возникновение и проявление магнитных сил для чего обратимся к рис.5.

При вращении ядерное вещество не только обкручивает струны вокруг себя, но и накручивает их в спирали на ось вращения, что создает дополнительную напряженность струн к гравитационной и электрической. Если ядерное вещество вращается в одном направлении (на рис.5-а изображение в плоскости параллельной струнам), то образуемые спирали струн раскручивают друг друга и, удлиняясь, расталкивают частицы и освобождают энергию струн, что говорит о взаимодействии одноименных полюсов.

Если вращение ядерного вещества идет в разных направлениях рис.5-в, то спирали струн между частицами скручиваются и, укорачиваясь, притягивают их друг к другу, накапливая энергию струн, что говорит о разнополюсности взаимодействия. Так как все ядерные частицы нашего мира вращаются в одном направлении, то из схематично представленного устройства пространства и взаимодействия его с ядерным веществом, можно предположить, что основной силой, связывающей частицы в вещество, является магнитная. Она скручивает в общий жгут струны пространства, вращающихся параллельно в одном направлении ядерных частиц и стягивает их. Электрический заряд, генерируемый ядерными частицами, которые вращаются в одном направлении одного знака, расталкивает частицы и не дает возможности сблизится им, удерживая ядерные частицы на расстоянии, которое устанавливается балансом магнитной силы и силы заряда, в зависимости от напряженности окружающего пространства. Объединение частиц в вещество не входит в рамки схематичного представления устройства модели, так как требует подробного анализа взаимодействия ядерных частиц со струнами пространства.

Вышеизложенное определяет лишь общий, схематичный принцип работы модели, тем не менее, наглядно представляет, что гравитационная, зарядовая и магнитная силы являются различным проявлением взаимодействия ядерного вещества со струнами пространства и являются одной - гравитационно-электромагнитной силой поля взаимодействия. Кроме этого структура пространства модели определяет постоянство скорости света, его волновую и электромагнитную природу, так как в результате взаимодействия струн с ядерным веществом генерируется электромагнитная волна. Скорость реакции пространства струн на любое перемещение в нем ядерного вещества равна скорости распространения электромагнитной волны (скорости света).

Пространство струн представляет собой упругую среду, а скорость распространения поперечной волны в нем равна (система СИ):

(20)

где

с - скорость света, скорость реакции струн,

F_g - сила упругости струны,

S - поперечное сечение струны,

₀=_s - плотность материалы струны.

Исходя из схематично изложенного устройства модели и известных законов физики, определим ее возможные параметры.

Из структуры пространства модели, очевидно, что заряд ядерного вещества носит силовой характер и создает в пространстве струн противодействующую (возвратную) силу. Центробежная сила вращающегося ядерного вещества балансируется силой упругости струн, следовательно:

=const (21)

где

m- масса частицы ядерного вещества,

 ₀- линейная скорость вращения ядерного вещества,

m_c- масса генерированных струн,

e- генерируемый заряд частицы,

R_g - радиус генерации струн.

Из уравнения (21) путем несложных математических преобразований можно показать, что:

(22)

где

(23)

а также:

(24)

Во избежание недоразумений необходимо отметить, что 10^-7 (величина имеющая размерность квадрата времени) введена в уравнение искусственно для сохранения размерности заряда (числитель и знаменатель отношения умножен на 10^-7с²).

В уравнении (24) отношение можно интерпретировать как постоянную тяготения (численное значение ее определяет выбор единиц измерения). Следовательно:

(25)

где G - постоянная тяготения в системе СИ равна 6,673510^-11

 ₀ - плотность ядерного вещества.

Можно утверждать, что плотность струн (_s) для взаимодействия с ядерным веществом должна равняться плотности ядерного вещества:

₀=_s (26)

Используя хорошо изученную и согласующуюся с экспериментами модель водородоподобного атома, определим возможное поперечное сечение струны пространства.

Напряженность пространства струн, в области вращения ядра атома, носит силовой характер и определяется:

(27)

где

E - напряженность струн,

e- генерируемый ядром атома заряд.

Пространство струн характеризуется потенциалом, который равен:


где - потенциал пространства струн.

R_g - радиус генерации заряда e

Так как модель определяет электрический заряд (22) равным:

(29)

где

m_c- масса струн заряда e,

а массу струн равной:

(30)

то с учетом (21), (29) и (30) зависимость (27) можно переписать в виде:

(31)

которая определяет потенциал пространства струн величиной постоянной. Из уравнения (31) следует, что индукция магнитного поля пространства модели равна:

(32)

С учетом того, что модель, очевидно, определяет связь гравитационной и электромагнитной напряженности, а постоянную тяготения G равной (25), уравнение (31) можно переписать в виде:

(33)

Так как энергия основного состояния атома водорода W_H известна, а модель определяет пропорциональность энергии ядра атома противодействующей энергии струн, то можно записать уравнение:

(34)

где

m_e - масса электрона в основном состоянии атома,

e - известный заряд ядра атома водорода в основном состояния,

h - постоянная Планка,

₀ - электрическая постоянная,

m_c – масса генерированных струн, соответствующая заряду ядра атома.

Из уравнения (34) можно определить массу струн, соответствующую известному заряду. Уравнение (34) можно изменить, введя в него численную константу  (постоянная тонкой структуры) в системе СИ равную:

(35)

и, зная массу струн заряда, определить соответствующее поперечное сечение струны, которое равно:

(36)

Количественный расчет определяет S=1,52910^-42 м².

Постоянная тонкой структуры  с точки зрения модели не является константой и определяется пропорциональной:

(37)

Из уравнения (37) можно определить, что:

(38)

где

- длина волны, генерируемая атомом.

Л
огика модели определяет существование электромагнитной массы вещества (поля взаимодействия). Масса генерированных струн, вращающимся ядерным веществом, образует его электромагнитную массу и поэтому общая масса поля взаимодействия m' (инертная масса) заряженной частицы равна:

где

m_c - масса генерированных струн (электромагнитная масса),

m - масса ядерного вещества.

Энергия частицы, обусловленная ее движением (кинетическая энергия) из уравнения (21) равна:

(40)

а общая кинетическая энергия поля взаимодействия согласно (39), (40) равна:

(41)

где

 - суммарная скорость движения частицы, (логика модели определяет ее равной поступательной скорости движения частицы).

Уравнения (40) и (41) определяют, что:

(42)

Следовательно, квадрат суммарной скорости движения частиц вещества является средней гармонической величиной между квадратом скорости вращения частиц вокруг собственной оси и квадратом скорости реакции струн пространства модели. Уравнения (39), (40) и (42) определяют, что:

(43) Из уравнения (7) следует, что при скорости интерферометра равной скорости света, размер интерферометра удвоится в связи с удлинением, а уравнение (43) определяет, что при этом, масса его так же удвоится. Уравнения (7) и (43) устраняют бесконечно большое значение массы и плотности, к которому приводит гипотеза сокращения размеров тел до исчезающе малого объема, при их скорости равной скорости света.

И
сходя из уравнений (21), (27) и (32) можно определить, что энергия электрического заряда равна:

а
магнитная энергия (магнитного заряда) равна:

Из этих уравнений, c учетом (40) и (41), видно, что кинетическая энергия частицы (W_k) прямо пропорциональна объему ее электромагнитного поля и его электрической и магнитной напряженности:  

где  H=B/μ₀ -магнитная напряженность,

μ₀ -магнитная постоянная, V_g - объем поля взаимодействия (электромагнитного поля), генерируемого частицей.

Дисбаланс между поступательной скоростью υ движения ядерной частицы с инерциальной системой и скоростью ее движения υ_n в инерциальной системе (или увеличение скорости вращения ядерной частицы (40) при неизменной поступательной) приводит к генерации избытка энергии m_cc², которая освобождается в форме излучения.

П
ространство модели дает возможность наглядно изобразить структуру электромагнитной волны (ЭМВ), и определить ее квантово-механическую сущность, устраняя при этом дуализм волна-частица (однозначно определяя электрон как ЭМВ), так как наличие ЭМВ в каком-либо месте не означает наличие там частицы. На рис.6 изображена излученная ЭМВ, в плоскости параллельной и перпендикулярной струнам пространства модели.

Исходя из уравнения (40) и (38), определим, что:

(47)

где

R₀ - радиус частицы ядерного вещества,

v₀ - частота вращения частицы ядерного вещества,

v_g - частота генерации ЭМВ,

_g - коэффициент пропорциональности.

Из уравнения (47) на рис.6 можно обозначить, что

(48)

где

– длина ЭМВ,

 –длина импульса (кванта энергии) ЭМВ, – интервал между импульсами ЭМВ

Сечение ЭМВ (света) перпендикулярное струнам пространства показывает толщину волнового пакета и наглядно представляет, как пакет, преломляясь и разделяясь по энергии, дает цветовой спектр.

Модель определяет импульс излучения ЭМВ как квант энергии Е_k , который испускается (поглощается) в результате дисбаланса энергии частицы в ее основном состоянии, то есть ее энергии в той инерциальной системе, в которой она находится, и повышенной (пониженной) энергии в области окружающей частицу, и который равен:

(49) Представленные основы модели не нуждаются в математических стандартах официальной теоретической физики, так как модель базируется на математической структуре ее механического пространства которое само определяет эти стандарты.

Модель носит дискурсивный характер, материализует и наглядно представляет гравитацию, электромагнетизм. Указывает точно область аккумуляции энергии и принцип ее освобождения. Определяет новую материалистическую философию мировоззрения и аксиоматизирует ее.

Нет сомнений, что гипотеза материально заполненного пространства перерастет со временем в экспериментально подтвержденную теорию упругого пространства, если экспериментаторы будут точно знать, что и где нужно искать, что бы обнаружить материальное пространство, без которого нельзя мыслить гравитацию, электричество и магнетизм, природа которых не объяснима по сей день.

Литература 1.Кузмичев В.Е. Законы и формулы физики. Киев, Наукова думка, 1989.

2.Кожевников В.Д. Физическая мысль России, №3 (2000), с.100. 3.Кожевников В.Д. Физическая мысль России, №2 (1998), с.64