§5.
Объяснение некоторых внутренних эффектов, связанных
с активной деятельностью кванта света.
В Библии написано, что Адам и Ева совершили
первобытный грех, когда не послушались Бога. За это Бог изгнал их из рая. И
правильно сделал. Потому что главный Духовный закон гласит - своего Бога надо
слушаться. Но это, как говорится, дела небесные.
А современная научная Библия начинается с СТО. И вот
первобытный грех нашего логического мышления начинается с непонимания этой
теории. Ученые разработали математический аппарат этой теории, но не поняли её
сути. И вот мы, грешные, изгнаны из рая логического мышления и блуждаем в
потемках относительности, не понимая и не видя света Реальной Абсолютности.
* *
*
СТО рассматривает бесконечно малые частицы в
Вакууме. Представим себе две частицы, которые находятся в Вакууме в состоянии
покоя. В какой-то момент времени одна из частиц начинает движение и теория
рассматривает движение этой частицы относительно другой, которая осталась в
состоянии покоя. Что же наблюдает покоящаяся частица, когда другая начала свое
движение? Она видит следующее:
1)
Геометрическая форма покоящейся частицы (круг) при движении изменяется на форму
«неправильного» шара по формуле:
C/D<pÖ1-(v/c)2
2) Масса движущейся частицы увеличилась:
m1=m0/Ö1-(v/c)2 m1>m0
3)
Энергия движущейся частицы возрастает:
Е1=Е0 /Ö1-(v/с)2 Е1>Е0
4)
Время этого активного действия определяется по формуле:
t1=t0/Ö1-(v/c)2 t1>t0
Все символы с индексом «0» относятся к покоящимся частицам, а с индексом «1» - к движущимся частицам.
Эти изменения в 1904 году обнаружил голландский физик Х. Лоренц, и они получили название «преобразования Лоренца». Почему и каким образом происходит сокращение движущегося тела? Почему изменяется время? Почему и каким образом осуществляется зависимость возрастания массы от скорости?
Какой
смысл скрыт за этими предположениями?
Если бы одна из частиц начала свое движение равномерно прямолинейно со скоростью с = 1 при импульсе h = 1, то она просто удалилась бы от покоящейся, не нарушая спокойствия окружающего Вакуума. Но покоящаяся частица видит совершенно другую картину. Она видит, что частица, начавшая движение, полностью преобразуется. Все физические параметры этой частицы изменяются. Это движение уже не прямолинейное. Это движение – вращение на месте вокруг своего диаметра. При этом вращении круг преобразуется в шар.
Физический смысл движения, связанный с преобразованиями Лоренца, раскрыли голландские физики С. Гоудсмит и Дж. Уленбек, когда в 1925 году вынуждены были приписать электрону внутренний вращательный импульс вокруг своего диаметра. Этот импульс вызывает изменения, которые описываются преобразованиями Лоренца. Но никто из исследователей науки не связал преобразования Лоренца и внутренний импульс Гоудсмита-Уленбека с геометрической формой частицы - кругом.
Без учёта взаимосвязи внутреннего импульса с
истинной геометрической формой частицы все последующие рассуждения - абстрактны
и бессмысленны.
* *
*
Какую же микрочастицу рассматривает СТО?
В начале Ньютон создал классическую механику.
Потом Максвелл открыл законы электродинамики.
Все попытки объяснить теорию электродинамики с механической точки
зрения потерпели неудачу. Поэтому, со временем, теория электродинамики была
признана самостоятельным разделом физики, независимым от классической механики.
Созданная Эйнштейном СТО возникла из развития идей электродинамики Максвелла.
СТО корнями уходит в электродинамику.
Следовательно, эту теорию также нельзя связать с классической механикой.
Теория Максвелла
рассматривает электродинамические процессы, создаваемые стационарным, как бы
«покоящимся» электроном. Тогда многих учёных заинтересовал вопрос, а что
произойдет, если электрон начнёт двигаться. И на эту тему почти в одно и то же
время выходит несколько статей. Х.Лоренц пишет статью «Электромагнитные явления
в системе, движущейеся с произвольной скоростью, не превышающей скорости
света». А.Пуанкаре пишет две статьи «О динамике электронов». А.Эйнштейн пишет
статью «К электродинамике движущихся тел» Таким образом, всех учёных
интересовал только один вопрос: «Что произойдёт с «покоящимся» электроном
Максвелла, когда он начнёт двигаться?». И из этой идеи возникла СТО Эйнштейна.
Тогда, с
современных позиций, мы должны понять происходящий процесс, описанный в СТО
так:
1) Стационарный, «покоящийся» электрон Максвелла для создания
электромагнитного поля должен совершить импульс Гоудсмита-Уленбека.
2) Следствием этого импульса будет вращательное движение электрона вокруг своего диаметра.
3) При этом вращении произойдут изменения, математически описывающиеся
преобразованиями Лоренца.
4) Во время вращения с частицей произойдут геометрические и
механические изменения, которые вызовут электродинамический эффект.
Вследствие всего этого и говорят, что СТО соединило механику и
электродинамику.
Но классическая физика утверждает, что нельзя объяснить электродинамику
с точки зрения механики?
В чем противоречие? Противоречия нет.
СТО рассматривает электрон, создающий электрическое поле. А
классическая механика рассматривает частицы, которые не создают электрического
поля.
Но вся беда в том, что современные физики не видят разницы между
электроном, создающим электрическое поле, и другими частицами, не создающими
электрического поля, и ошибочно приписывают эффекты СТО и тем, и другим
частицам.
Главное внимание они обращают на преобразования Лоренца. Но, конечно,
можно мысленно разогнать протон, ракету, паровоз со скоростью, близкой к
скорости света, и сказать, что, согласно преобразованиям Лоренца, их параметры
изменятся. Математически это верно. Но этот пример бессмысленный, с точки
зрения СТО, потому что нет теории протона, ракеты, паровоза, создающих
электрическое поле. Применение СТО, преобразований Лоренца к телам, не
способным создавать электрическое поле, ведёт к бессмыслице, абсурду.
* *
*
1. Главный и
единственный герой СТО это квант света.
2. В Вакууме, в
состоянии бездействия, квант света обладает энергией/ массой покоя, равной E0 / M0 = c2.
3. Под действием
своего внутреннего импульса (импульса Планка) квант света движется в Вакууме
равномерно-прямолинейно с постоянной скоростью.
4. Под влиянием
своего внутреннего импульса (импульса Гоудсмита-Уленбека) квант света начинает
вращаться вокруг своего диаметра, испытывает изменения и превращается в
электрон. Математически этот эффект
описывается преобразованиями Лоренца.
5. Возможен
обратный эффект. Вращающийся электрон начинает прямолинейно-равномерное
движение, при этом его геометрическая форма опять изменяется согласно
преобразованиям Лоренца. Одновременно импульс Гоудсмита-Уленбека изменяется на импульс Планка.
6. Таким образом,
квант света и электрон, – это одна и та же частица в разных состояниях.
В этих шести пунктах вся суть СТО.
Со дня выпуска в свет СТО прошло почти сто лет. За
это время было опубликовано неимоверное количество статей, книг, учебников,
рецензий на эту тему. Но всё написанное до сих пор - это абстрактные рассуждения людей, не
принимающих во внимание начальные условия Бытия.
* *
*
Свою статью «К электродинамике движущихся тел» (СТО) Эйнштейн начинает с предложения: «Известно, что электродинамика Максвелла в современном ее виде приводит в применении к движущимся телам к асимметрии, которая не свойственна, по-видимому, самим явлениям».
Разберём эту цитату.
Дело в том, что существуют два вида преобразований. В классической
механике используются преобразования Галилея, которые говорят, что при переходе
частицы из одной системы отсчёта в другую её параметры не изменяются. Время в
этих системах отсчёта - величина постоянная. Происходит простое перемещение
частицы из одной системы отсчёта в другую, ей подобную. Эти преобразования
спокойны, они не вызывают никаких резких потрясений.
Казалось бы, что эти преобразования можно применить и к электродинамике
Максвелла. Но Эйнштейн утверждает, что теперь эти преобразования применять
нельзя. Теперь нужно применять другие преобразования – Лоренца. Но почему нужны
другие преобразования? Потому, что теперь условия процесса качественно
изменились
Во-первых, рассматривается совершенно новая частица-электрон.
Во-вторых, теперь рассматривается переход электрона из одного состояния
в другое, при этом физические параметры частицы качественно и количественно
изменяются. Изменения этого состояния связаны с импульсом Гоудсмита-Уленбека и
описываются преобразованиями Лоренца. Эти преобразования взрывают обстановку,
изменяют состояние окружающей среды.
Поэтому вышеуказанное первое предложение в статье Эйнштейна надо
изменить так: «Электродинамика Максвелла в применении к движущемуся электрону
приводит к асимметрии, которая свойственна ему, то есть электрон не статичен, а
способен изменяться».
* *
*
В конце XIX века многие физики
обнаружили, что масса электрона не постоянна, а возрастает со скоростью света.
Зависимость энергии и массы электрона от скорости было удивительным фактом.
Ведь раньше электрон считали неизменной, крошечной твёрдой сферой с постоянной
массой. В 1904 году Лоренц предложил новую модель электрона. Согласно этой
модели, взаимосвязь массы и скорости электрона объяснялась так:
а)
покоящийся электрон представляет собой
крошечную, твёрдую сферу;
б)
в процессе движения электрона эта сфера деформируется.
Минковский был в восторге. Он говорил, что вводить твёрдый электрон в теорию Максвелла - это всё равно, что идти на концерт, заткнув уши ватой. Таким образом, многие физики понимали, что у электрона есть внутренняя структура. Но в чём суть этой внутренней структуры, оставалось неясным. В этой книге дано объяснение смысла сложности внутренней структуры электрона.
* *
*
Уточним понятие времени в СТО.
Вакуум - это нечто Вечное/Бесконечное, Абсолютное.
Время в нем отсутствует. Время жизни частицы в Вакууме - бесконечно долгое.
Тогда, откуда взялось понятие «Время»? Понятие «Время» возникает только в связи
с возникновением вращения частицы вокруг своего диаметра. Тогда, согласно
преобразованиям Лоренца, возникает протяженность времени:
t1=t0/Ö1-(v/c)2 t1>t0
t0 - состояние покоящийся частицы в Вакууме, t0=0=∞;
t1 - вращение частицы вокруг своего диаметра, t1≠0≠∞.
В Вакууме время для частицы остановлено. Частица,
существующая вечно или в течение нулевого времени (0 сек.), - понятия эквивалентные в
том смысле, что в Вечности отсутствует время и в мгновении отсутствует время. В
обоих случаях для описания временного процесса нужно взять мгновенную точку
отсчета. Мгновенная точка отсчета времени (0 секунд) изменяется в результате
внутреннего импульса Гоудсмита-Уленбека. Понятие времени возникает только с
началом вращения частицы вокруг своего диаметра. Это активное действие
характеризует длительность происходящего процесса. Эта длительность процесса
образует Время. Это собственное время активной работы частицы.
tвремя>tмгновения
Еще раз хочу подчеркнуть, что речь идет только об
электроне (заряде), о кванте света. Речь не идет о других частицах или
макротелах.
Но ученые связывают такое понятие времени и с
макротелами, и с человеком. В результате возникает ситуация, которую описывают
как «парадокс близнецов». Он заключается в том, что один из братьев-близнецов
отправляется в космическое путешествие со скоростью, близкой к световой.
Возвращаясь на Землю через несколько лет, он обнаруживает, что на Земле прошло
гораздо больше лет и его брат-близнец
постарел по сравнению с ним на десятки лет. Об этом парадоксе
популяризаторы науки написали много книг. Но это область чистой фантастики.
Речь в СТО не идет о макротелах, а только об электроне (заряде), о кванте
света.
* *
*
Физика на
уровне микромира неразрывно связана с геометрией частицы. В нашем земном
пространстве действует евклидова геометрия, которая описывает свойства фигур
как систему жестко связанных прямых и углов. Например, евклидова геометрия
утверждает, что двум точкам практически твёрдого тела всегда соответствует одно
и то же расстояние (отрезок), какие бы изменения положения тела не происходили.
Однако СТО доказывает, что это не так. При движении со скоростью, близкой к
световой, расстояние между двумя точками уменьшается, т.е. нет абсолютно
твёрдого тела.
Теперь ясно, что только евклидова геометрия не
годится для описания явления природы. Теперь нужна другая геометрия. А какая?
Русский математик Н. Лобачевский в 1826 году первый
указал на то, что в геометрии необходимо принимать в качестве начальных основ
понятия непосредственно связанные с природой. Лобачевский утверждал, что в
природе все находится в движении, следовательно, и в геометрии линии и углы
должны находится в движении и быть взаимосвязанными. То есть геометрические
свойства и геометрические соотношения обусловлены определенными физическими
силами. И поэтому физика и геометрия взаимосвязаны. Геометрия Евклида -
пассивная, жесткая, стационарная и физика по отношению к ней отдельная
самостоятельная дисциплина. А геометрия Лобачевского - активная, гибкая,
динамичная и неразрывно связана с физикой. Идею Лобачевского продолжил немецкий
математик Ф. Клейн. Он переосмыслил всю геометрию на основе теории движений
(Эрлангенская программа). И тогда возникла Теория геометрических
преобразований. Ф.Клейн (в 1871г.) и А.Пуанкаре (в 1883г.) нашли для геометрии
Лобачевского реальную модель. Каждый из них рассматривает в своей теории круг,
когда хорды или дуги внутри этого круга могут преобразовываться друг в друга.
Вследствие этого возникает поверхность с отрицательной кривизной (псевдосфера),
где соотношение С/D будет меньше p: C/D<p. Таким образом, Ф.Клейн и
А.Пуанкаре рассматривают преобразования круга в шар как-бы изнутри.
Итак, теория геометрических преобразований тесно
связана с физикой, с физическими процессами. Но в теории геометрических
преобразований не указывается, какая физическая сила осуществляет
преобразования. Эта физическая сила стала ясной только после открытия
Гоудсмитом и Уленбеком нового внутреннего (spin) импульса частицы ћ=h/2p. Под влиянием этого импульса
круг превращается в шар.
* *
*
Таким образом, в классической физике:
1) Пространство и
время - различные субстанции.
2) Энергия и
масса - различные величины.
3) Геометрия и
физика - независимые дисциплины.
4) Сoбытия в
классической физике описываются в декартовой системе координат плюс время.
Все эти условия прекрасно выполняются в планетных
условиях.
В СТО наблюдается совершенно другая картина:
1) Пространство и
время - единые субстанции.
2) Энергия и масса
неразрывно взаимосвязаны.
3) Геометрия и
физика - взаимосвязанные дисциплины, то есть при рассмотрении какого-то явления
одновременно изменяются эти два параметра.
4) События в СТО
описываются относительно отрицательного четырёхмерного пространства.
Все эти условия прекрасно выполняются в Вакууме.
* *
*
Вращательный эффект (под влиянием импульса
Гоудсмита- Уленбека) описан и в алгебраической форме. Преобразование шара в
круг алгебраически описывается формулой, которая была открыта в 1748 году
великим немецким математиком Л. Эйлером:
cosj+i sinj=eij
i - мнимое
число i=Ö-1,
е - второе трансцендентное
число,
j - угол поворота,
когда j=p,
eij=-1,
Это логически можно интерпретировать, как
взаимосвязь между e и p, которая осуществляется через мнимую величину (i ).
Следовательно, мнимая величина i=Ö-1 является еще одной безразмерной величиной. Долгое время к мнимым
числам относились как к чему то сверх естественному. Так, Г. Лейбниц в 1702
году писал: «Мнимые числа - это прекрасное и чудесное убежище божественного
духа, почти что амфибия бытия с небытиём». Может быть кто-то думает, что слова
Лейбница бездоказательны? Он ошибается. Слова Лейбница подтверждаются и в СТО,
и в квантовой физике. В СТО временная координата является мнимой величиной. В
квантовой физике для объяснения процессов должны были ввести «виртуальные
частицы». Эти частицы стали неотъемлемой частью квантовой физики, но они
обладают мнимой массой. А потом они совершают «виртуальные переходы», и из
небытия (из мнимого времени) проявляются в бытие. Так что мнимые величины они
из Вакуума, из Царства вечного холода.
Существует старинная легенда о воинах, павших в
сражениях минувших времён. Они пробуждаются к жизни, чтобы продолжить
нерешённую битву. Так и идеи. Казалось бы, поверженные, перечёркнутые,
списанные, давно сданные в архив, идеи о живых частицах вновь оживают из
небытия, чтобы доказать свою правоту.
* *
*
Естественная форма частицы – круг. Когда
вследствие своего собственного импульса
частица начинает вращаться вокруг своего диаметра, то соотношение длины
окружности к диаметру будет меньше p. Этот факт математически описывается преобразованиями
Лоренца. Вследствие этого вращения возникает второе трансцендентальное число, безразмерная константа e = 2,718. Величины e и p неразрывно связаны,
принадлежат одному телу, и переход из одного состояние в другое описывается
преобразованиями Лоренца.
В физике есть много формул и уравнений, в которых явления природы
описываются взаимодействием этих двух трансцендентальных величин: e и p. Теперь можно понять
физический смысл, связанный с взаимодействием этих величин.
Еще одна маленькая тайна природы раскрылась перед тобой, уважаемый
читатель.