WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |

Л. Г. ДЖАХАЯ

ОПТИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ МЕТАГАЛАКТИЧЕСКОГО ВАКУУМА

1. Что такое метагалактический вакуум?

Есть веские основания полагать, что Метагалактика в неопределенных, но вполне конечных пространственновременны?х границах есть качественно определенное материальное образование, единая, связная материальная система в безграничных просторах Вселенной. Недостаточная определенность пространственновременных границ нынешней наблюдаемой Метагалактики связана с тем, что эти границы не могут быть заданы ни эмпирическим радиусом досягаемости наших радиотелескопов, улавливающих радиоизлучение далеких галактик на расстоянии 12–16 миллиардов световых лет (сейчас есть данные, что эта цифра достигает 24 миллиардов световых лет), ни теоретическим расчетом так называемого «радиуса Вселенной» (точнее – Метагалактики), исходя из средней плотности ее вещества. Принципиальная новизна состоит здесь в том, что Метагалактика, как качественно определенное материальное образование, существует реально – независимо от того, есть в ней вещество или нет, ибо вещественное содержание Метагалактики не есть ее постоянная и универсальная характеристика, притом, однако, что безвещественный метагалактический вакуум отнюдь не становится ньютоновским «пустым», «чистым», «математическим», «абсолютным пространством». В известном смысле это эйнштейновский «континуум, наделенный физическими свойствами» [1 Einstein А. Mein Weltbild. Querido Verlag. Amsterdam, 1933.]. Этот субквантовый уровень материи и есть метагалактический вакуум, а что касается его вещественного содержания, то средняя плотность вещества в нем очень мала – сср ? 10–29 кг/м3, причем это вещество сконцентрировано в массивных звездах, в ядрах галактик и скоплениях галактик, разделенных громадными космическими расстояниями, и является более поздним образованием. Материальным субстратом как вещества, так и разделяющего его пространства выступает метагалактический вакуум, как реальная физическая среда, как арена действия всех без исключения материальных процессов в Метагалактике: гравитационных, электромагнитных, ядерных, макроскопических и, разумеется, космических. Поэтому вакуум реален, как реальны свет и гравитация, магнитные поля и космический холод, которые суть различные состояния метагалактического вакуума.

В квантовой теории вакуум – это низшее энергетическое состояние квантовых полей, характеризующееся отсутствием какихлибо реальных частиц. При этом все квантовые числа вакуума (импульс, электрический заряд и др.) равны нулю. Однако в вакууме возможны виртуальные процессы взаимодействия частиц с вакуумом. Понятие вакуума является основным в том смысле, что его свойства определяют свойства всех остальных состояний, получаемых из вакуумного действием операторов рождения частиц [2 Физический энциклопедический словарь. М., 1983. С. 61.]. Все это применимо и к метагалактическому вакууму, с добавлением его космической протяженности.

Что еще известно об этом метагалактическом вакууме? В настоящее время известны лишь некоторые мировые константы, которые в первом приближении можно рассматривать как свойства вакуума «здесь» и «сейчас»: масса m = 0, температура Т = 0К, скорость распространения гравитационных и электромагнитных волн с = 3 • 108м/с, электрический заряд е = 0, показатель преломления света n = 1, гравитационная постоянная G = (G = 6,68 • 1011 Н м2/кг2), постоянная Планка n = 1 (n = 1028 Дж) и некоторые другие свойства (упругость, давление), обязанные своим происхождением оптическим свойствам вакуума.

Этот метагалактический вакуум задан изначально. Важнейшими свойствами метагалактического вакуума являются его оптикомеханические свойства, в частности, плотность, которая может свободно варьировать в разное время и в разных точках пространства. Такое понимание предполагает и допускает первоначальное существование деситтеровского безвещественного вакуума в масштабе нынешней Метагалактики (R ? 1026 м) или сферической безвещественной Метагалактики. Признание реальности вакуума, его сложной структуры и фундаментального значения в иерархии материи – бесспорный и очевидный факт в современной физике, астрофизике и космологии. Доказывать это сейчас – значит «ломиться в открытые ворота». Вот некоторые примеры обращения к вакууму в современной науке: это – роль вакуума в образовании полей и частиц, вакуум в явлениях виртуальности [3 Девис Л. Случайная Вселенная. М., 1985.] и тоннельного перехода, сверхпроводимости и других эффектах вблизи абсолютного нуля температуры, вакуум в кварковой модели нуклона в виде «вакуумного мешка» [4 Браун Дж. Структура нуклона // Физика за рубежом. М., 1984.], вакуум в процессе «раздувания» в теории «раздувающейся Вселенной», вакуум в теориях «Сверхвеликого объединения» всех типов взаимодействий и т. д.

С точки зрения вакуумной теории вещества и поля, инерциальное движение вещественной массы в вакууме непосредственно связано со свойствами вакуумной среды и представляет собой силу сопротивления («давления», «натяжения») космического вакуума, как оптически плотной среды, – движению вещественных частиц в вакууме. Если импульс сообщен и вещественная частица преодолела сопротивление вакуумной среды, то дальше, при условии оптической однородности вакуума на какомто отрезке реального пространства, вещественная частица будет двигаться свободно, «сама по себе». Существует парадокс Д'АламбераЭйлера, согласно которому при равномерном, прямолинейном и поступательном движении тела внутри безграничной жидкости, лишенной вязкости, вихреобразования и поверхностей разрыва скоростей, результирующая сила сопротивления жидкости равна нулю (высказан Ж. Д'Аламбером в 1744 г. и Л. Эйлером в 1745 г.). Физически отсутствие сопротивления объясняется тем, что при указанных условиях поток жидкости должен замыкаться позади движущегося тела, причем жидкость оказывает на заднюю стенку тела воздействие, уравновешивающее воздействие (всегда имеющее место) на переднюю стенку. В действительности подобное явление нигде и никогда не наблюдалось (отсюда – «парадоксальность» теоретического принципа), так как тело при движении в жидкости или газе всегда испытывает сопротивление. Противоречие между действительностью и принципом Д'АламбераЭйлера вызывается тем, что в реальной среде не выполняются те предположения, на которых строится доказательство парадокса. При движении тела в жидкости всегда проявляется вязкость жидкости, образуются вихри и возникают поверхности разрыва скоростей. Эти термодинамически необратимые процессы и вызывают сопротивление движению тела со стороны жидкости [5 Физический энциклопедический словарь. М., 1983. С. 142.].

Но если парадокс Д'АламбераЭйлера не имеет аналога в привычном нам макромире, зато он единственно приложим к характеристике движения вещественной частицы (например, нейтрона) в метагалактическом вакууме. Ведь именно так ведет себя электрон при абсолютном нуле температуры (Т=0К, сверхпроводимость), а в космическом вакууме именно такая температура (или около 3К). При этом вакуум следует рассматривать (на более глубоком иерархическом уровне материи, в «планковских» пространственновременных масштабах 1035 м и 1043 с.), как подобную идеальную квазижидкость, где выполняются все необходимые требования и предполагаемые условия парадокса Д'АламбераЭйлера. Тогда вещественная частица, преодолев однажды в одном направлении и с некоторой скоростью сопротивление вакуума, будет иметь в дальнейшем постоянный импульс движения в этом направлении и с этой скоростью. Это и есть инерциальное движение. Естественно, что с изменением скорости и направления движения, с одной стороны, или плотности вакуума, с другой стороны, повторится исходная ситуация и потребуется новое преодоление сопротивления вакуума в новом направлении и с новой скоростью или при новых условиях плотности вакуума. Тем самым реабилитируется сам принцип Д'АламбераЭйлера, устраняется «парадоксальность» и впервые утверждается его истинность и применимость – к вакууму как идеальной квазижидкости.

Исходя из парадокса Д'АламбераЭйлера, как единственного адекватного объяснения инерциального движения в метагалактическом пространстве, а также тождественности поведения вещественной частицы (с массой m) и поляризованного луча света (прямолинейность распространения на небольших отрезках евклидового пространства и искривленное движение по геодезическим траекториям в гравитационных и электромагнитных полях, сохранение плоскости вращения, падения и отражения на гладких поверхностях, причем угол отражения равен углу падения и т. д.), можно дать следующую обобщенную формулировку первому закону Ньютона (закону инерции): «В условиях однородного метагалактического вакуума любая вещественная частица или поляризованный луч света движутся (перемещаются) равномерно, прямолинейно и поступательно».

2. Локальная оптическая неоднородность метагалактического вакуума Главным свойством метагалактического вакуума является его безвещественная (или, что то же самое, – невещественная) оптическая плотность, определяющая величину и постоянство скорости света, показатель преломления света по отношению к другим оптическим средам и т. д. В этом смысле вакуум есть такая же оптическая среда, как и другие оптические среды, но с показателем преломления, равным единице (n = 1). Для этого надо вообразить метагалактический вакуум, в котором нет ни одной вещественной элементарной частицы. Именно тогда получается известный набор свойств физического (равно как и космического) вакуума: m = 0, Т = 0К, с = 3 • 108 м/с (константы). Это будет собственная невещественная оптическая плотность метагалактического вакуума.

Выяснив таким образом безвещественную оптическую плотность метагалактического вакуума в его отношении к обычной оптической плотности вещества, можно, далее, постулировать неодинаковую оптическую плотность (неоднородность) метагалакти ческого вакуума. Это значит, что безвещественная оптическая плотность вакуума свободно варьирует в довольно широком диапазоне в зависимости от его собственной внутренней структуры или в зависимости от распределения вещества в разное время и в разных точках Метагалактики: в космических и локальных «черных дырах», вокруг атомных ядер и вещественных элементарных частиц, в окрестностях массивных звезд и галактик, – во всех этих случаях оптическая плотность вакуума больше единицы (n > 1). Можно предположить также существование оптической плотности вакуума меньше единицы (n < 1). Другими словами, реальный метагалактический вакуум (одновременно физический и космический) вовсе не является оптической средой без дисперсии, как это принято считать, а он, как и всякая другая оптическая среда, подвержен дисперсии всюду, где он есть. При этом вакуум остается вакуумом при любом значении показателя преломления света:

(n > 1), (n = 1) или (n <1), ибо отличительным признаком вакуума следует считать лишь отсутствие вещественных частиц.

Оптическая неоднородность вакуума – явление отнюдь не случайное и не эпизодическое, а вполне закономерное и типичное. Чтобы уяснить это, перечислим известные случаи, когда имеет место оптическая неоднородность вакуума с показателем преломления света больше единицы. (Что касается показателя преломления света меньше единицы, то он фигурирует пока только в теории, но нигде еще не дан в наблюдениях или эксперименте, а принятая на Земле оптическая плотность вакуума (n = 1) условна, относительна, конвенциональна, а фактически (n = 1) лишь в окрестностях нашей Галактики, вдали от массивных источников гравитации.) Показатель преломления света больше единицы (n > 1) может быть:

1) в гравитационных волнах («волнах сжатия»), равно как и в электромагнитных колебаниях («волнах сдвига»), когда неоднородности возникают в каждой дискретной точке распространения гравитационных и электромагнитных волн, их диффракции и интерференции;

2) вокруг любой вещественной массы, начиная с нейтрино (если оно обладает массой) и кончая нейтронными звездами и галактиками («гравитационные линзы»), а следовательно, и в межъядерном пространстве в недрах атомномолекулярного вещества (вещественные оптические линзы);

3) на периферии вращающихся вещественных масс (т. н. «искусственная гравитация»);

4) в «релятивистских эффектах» при движении вещественных частиц с околосветовыми скоростями, когда встречный «фронт вакуума» образует плотный «вакуумный барьер» – по аналогии со «звуковым барьером»;

5) в явлении «черных дыр», которые представляют собой в чистом виде оптическую неоднородность, безвещественное уплотнение вакуума («гравитационная воронка», «геон»).

Рассмотрим в такой последовательности все эти пять случаев локальной оптической неоднородности метагалактического вакуума.

Pages:     || 2 | 3 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.