Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Дискуссии - Наука

В.А. Шашлов
Субстанция - Вселенная - Частицы - Ядра

Oб авторе


Предпринята попытка системного рассмотрения наиболее существенных проблем космологии, элементарных частиц, ядерной физики. В основу положен постулат, что фундаментом мироздания является Субстанция, имеющая математическую форму проективного пространства.


Введение

За последние 2 года на сайте «Академия Тринитаризма» автор опубликовал 20 работ, посвященных различным аспектам строения материального и духовного мира. Настало время подвести промежуточные итоги и предпринять системное изложение наиболее важных результатов, полученных в предыдущих 20 работах.


Постановка проблемы

Проблема целостного описания мироздания всегда служила путеводной звездой религиозных и философских исканий. Однако за прошедшие 2-3 тысячелетия ни религии, ни философии так и не удалось справиться с этой задачей.

В последние 4 столетия с работ Кеплера, Галилея, Декарта началось построение естественнонаучной картины мира. Достигнутые на этом пути успехи огромны, однако задача до сих пор остается далекой от разрешения.


Цель работы.

Цель работы – предложить вариант синтеза естественнонаучных знаний о мироздании на основе идеи проективного пространства.

Первая попытка такого синтеза была предпринята в работе [1].


Содержание работы:

Работа содержит 3 раздела и 3 приложения:

  • в первом разделе вводится математическая модель Субстанции, как проективного пространства, и рассматривается формирование топологических и метрических свойств пространства и времени на отдельных стадиях эволюции Субстанции,
  • во втором разделе рассматривается завершающая стадия эволюции Субстанции (Большой взрыв), на которой произошло рождение Вселенной с образованием частиц материи, а также раскрывается физический смысл внутренних пространств, в которых осуществляются взаимодействия частиц друг с другом,
  • в третьем разделе рассмотрено строение нуклонов и показано, что атомные ядра построены из нуклонов по тому же закону, по которому молекулы построены из атомов: вследствие притяжения (+) и (-) заряженных частей нуклонов (кварков), а также описан принцип работы нового источника ядерной энергии.

В Приложении №1 рассмотрена природа гравитации, и скорость течения времени.

В Приложении №2 исследуется природа темной энергии и темной материи.

В Приложении №3 перечислены основные эксперименты, позволяющие проверить отдельные аспекты проективной картины мироздания.


I. Пространство-время, как результат эволюции Субстанции

Исходным постулатом всех дальнейших построений является утверждение:


Субстанция существует и имеет форму проективного пространства.


Понятие проективного пространства начало формироваться в XVII веке в трудах Дезарга и Паскаля всего через 3-4 десятилетия после старта естественнонаучного познания мира. Однако посвященная проективной геометрии монография Паскаля была утрачена, и исследования проективной геометрии продолжились лишь в начале XIX века в трудах французских математиков, прежде всего, Понселе.

Предельно кратко суть проективного пространства можно выразить следующим образом: это обычное пространство, дополненное бесконечно удаленными точками.

Естественно, данное понимание нуждается в уточнении. Прежде всего, важен способ включения бесконечно удаленных точек. Если просто добавить к каждой аффинной прямой две не существующие на этой прямой точки -∞ и +∞, это не будет являться проективным пространством: оно возникнет лишь в том случае, если эти точки будут отождествлены (будут считаться одной точкой). Необходимо также считать, что все бесконечно удаленные точки составляют одну-единственную плоскость.

Еще одно важное обстоятельство: проективное пространство (Р3) может быть образовано на основе всех 3-х основных типов чисел: вещественных (R), комплексных (С), кватернионных (Н). Наиболее общими из них являются кватернионные числа, поэтому исходной Субстанцией (точнее, ее математическим образом) естественно считать НР3-пространство, а СР3-пространство и RР3-пространство рассматривать как объекты, возникшие на следующих стадиях эволюции Субстанции.

Геометрический смысл второй и третьей стадий эволюции Субстанции заключается в выделении в 12-мерном НР3-пространстве объектов более низкой размерности: 6-мерного СР3-пространства и 3-мерного RР3-пространства.

Все 3 проективные пространства можно представлять в виде сложно организованных сфер размерностей n1 = 15, n2 =7, n3 =3, расположенных в евклидовых пространствах на единицу большей размерности. Термин «сложно организованные» означает, что в этих сферах (S15, S7, S3) произведено отождествление диаметрально противоположных элементов. В S3-сфере отождествляются диаметральные точки, в S7-сфере – большие круги, в S15-сфере – 3-мерные сферы максимального радиуса.

Евклидовы пространства, в которые вложены сферы S15, S7, S3, имеют размерность (n1 + 1) = 16, (n2 + 1) = 8, (n3 + 1) = 4. Данные пространства представляют собой состояния пространства-времени на первой, второй и третьей стадиях эволюции Субстанции и описывают объекты, которые принадлежат НР3, СР3, RР3-пространствам.

Таким образом, принадлежащие RР3-пространству вещественные объекты существуют в пространстве-времени, размерность которого равна четырем:


проективная модель объясняет 4-мерность пространства-времени.


Проективное пространство и пространство-время описываются с помощью одних и тех же координат (х0, х1, х2, х3). Однако для пространства-времени эти координаты являются аффинными, тогда как для проективного пространства это однородные координаты, которые характеризуются тем, что при умножении на произвольный множитель новые значения координат соответствуют той же самой точке пространства.

Наряду с однородными координатами, могут быть введены неоднородные координаты (v1 = х10, v2 = х20, v3 = х30). Вид данных координат указывает, что точки Субстанции имеют физический смысл скорости. Соответственно, проективное пространство имеет смысл расширенного пространства скоростей.

На первых этапах эволюции Субстанции свойства координат (х1, х2, х3) и (х0) одинаковы: они различаются лишь тем, что (х1, х2, х3) располагаются в числителе, а х0 в знаменателе. Вместе с тем, разное число пространственных и временных координат уже на этом этапе обуславливает разную размерность пространства и времени:


проективная модель объясняет 3-мерность пространства и 1-мерность времени.


Каждая прямая, проходящая через фиксированную точку пространства-времени, задается определенным коэффициентом. С другой стороны, однородные координаты, отличающиеся коэффициентом, описывают одну и ту же точку проективного пространства. Это означает, что при перемещении частицы вдоль прямых линий пространства-времени положение данной частицы внутри Субстанции остается неизменным. Верно и обратное: пока частица располагается в фиксированной точке Субстанции, ее движение представляется в виде прямых линий пространства-времени. Этот вывод представляет собой закон инерции:


в отсутствии взаимодействий, выводящих частицы из определенного положения внутри Субстанции, движение частиц прямолинейно и равномерно.


Закон инерции является следствием того, что Субстанция наделена свойствами проективного пространства. Каждая свободная (не подверженная внешним воздействиям) частица расположена в определенной точке Субстанции и описывается однородными координатами, и изменения которых (для данной точки) строго пропорциональны.

Примечание. Установление закона инерции явилось одним из первых шагов в создании естественнонаучной картины мира: недаром в формулировании закона инерции приняли участие все 3 «отца-основателя»: и Кеплер, и Галилей, и Декарт.

Следующая стадия эволюции Субстанции заключалась в выделении бесконечно удаленной плоскости х0 = 0, в результате чего образуется евклидово-проективное пространство. Группа преобразований сужается до группы преобразований евклидового пространства, вследствие чего конечные точки уже не способны преобразоваться в бесконечные: точки бесконечно удаленной плоскости становятся недостижимыми.

В 4-мерном пространстве-времени уравнение бесконечно удаленной плоскости х0 = 0 описывает гиперплоскость. Недостижимость точек данной гиперплоскости означает, что пространство-время разбито на 2 несвязанные полупространства: не существует непрерывного пути из верхнего полупространства х0 > 0 в нижнее х0 < 0.


Проективная модель объясняет необратимость времени.

Примечание. Наиболее популярные объяснения необратимости времени возрастанием энтропии в необратимых процессах и космологическим расширением, вероятно, не соответствуют действительности. Ни один этих процессов не обуславливает существование самого времени: на это способна только Субстанция.

СР3-пространство представляет собой расслоенное пространство, слоями которого выступают СР1-прямые, а базой служит НР1-прямая. Это означает, что рождение СР3-пространства сопряжено с образованием НР1-прямой (базы СР3-пространства).

База СР3-пространства располагается вне RР3-пространства, т.е. в одном из 2-х полупространств, на которые гиперплоскость х0 = 0 делит пространство-время. Это означает, что стороны гиперплоскости х0 = 0 не равноправны и на каждой прямой, которая пересекает данную гиперплоскость, может быть выделено одно из 2-х направлений: данные прямые являются ориентированными осями. Вместе с тем, каждая такая прямая может быть использована для измерения численного значения временной координаты: именно вдоль этих прямых происходит изменение координаты х0. Следовательно, все временные координатные прямые являются направленными:


проективная модель объясняет направленность времени.


Заключительной стадией эволюции Субстанции явилось столкновение 3-мерного RР3-пространства с 4-мерной НР1-прямой (базой СР3-пространства). Данное столкновение послужило причиной Большого взрыва, точнее, столкновение – и есть Большой взрыв.

Локально НР1-прямая имеет форму прямого произведения двух 2-мерных сфер: НР1 ~ S2 x S2, расположенных в перпендикулярных 3-мерных пространствах. Вследствие этого, RР3-пространство сталкивается только с одной из сфер. В результате столкновения, данная сфера проникает внутрь RР3-пространства, что приводит к еще одному сужению группы преобразований RР3-пространства: в ней остаются только те преобразования, которые оставляют неизменным положение сферы S2.

Согласно теории проективного мероопределения, в области RР3-пространства, заключенной внутри инвариантной сферы S2, имеет место гиперболическая геометрия: в проективной модели строения мироздания находит объяснение основной вывод теории относительности, что в пространстве скоростей имеет место геометрия Лобачевского.

Поскольку гиперболическая группа преобразований 3-мерного пространства изоморфна группе преобразований 4-мерной псевдоевклидовой геометрии, то в результате Большого взрыва в пространстве-времени формируется геометрия Минковского.

Проективная модель объясняет, почему метрика пространства скоростей является гиперболической, а метрика пространства-времени псевдоевклидова.

Топология сферы S2 эквивалентна топологии СР1-прямой (СР1 ~ S2), поэтому с топологической точки зрения выделение сферы S2 эквивалентно преобразованию СР3-пространства в пару (СР3,СР1). Данная пара является 3-связным пространством, что обуславливает существование 3-х семейств частиц материи (раздел II).

В разделе II показано, что СР1-прямые служат носителями слабого взаимодействия. Как любое комплексное многообразие, СР1-прямые являются ориентированными. Это объясняет тот факт, что в слабых взаимодействиях ориентированным становится и 3-мерное пространство (что проявляется в нарушении четности).

Итог I раздела: проективная модель строения мироздания объясняет все топологические и метрические свойства пространства и времени: существование и свойства пространства-времени – следствие существования Субстанции.


II. Частицы материи, как объекты проективного пространства

Вторым следствием столкновения RР3-пространства с НР1-прямой (наряду с образованием псевдоевклидовой метрики) явилось «сотрясение» RР3-пространства и выделение большого количества энергии. В результате, в области RР3-пространства, заключенной внутри сферы S2, появилось большое число «пузырьков» в виде замкнутых односторонних поверхностей (эта область «вскипает»).

Далее произошло соединение этих пузырьков со связками прямых, в центре которых они оказались. В результате образовались частицы материи:


каждая частица материи представляет собой объект, образованный из 2-х элементов проективного пространства: связки проективных прямых и замкнутой односторонней поверхности, расположенной в центре этой связки.


Данная модель строения частиц материи объясняет полный спектр существующих частиц материи. Все частицы образуются на основе всего 4-х видов замкнутых односторонних поверхностей:

  • односторонняя сфера – заряженные лептоны (электроны и позитроны)
  • односторонний тор – нейтральные лептоны (нейтрино и антинейтрино)
  • поверхность Боя – адроны
  • поверхность Штейнера – экзотические адроны.

Указанных 4-х поверхностей достаточно, чтобы объяснить полный спектр известных частиц материи и предсказать существование новых частиц.

Частицы и античастицы различаются ориентацией входящих в состав связок RР1-прямых. Связка RР1-прямых вместе с фиксированной ориентацией этих прямых соответствует единичному электрическому заряду определенного знака. Если прямые ориентированы от центральной поверхности к бесконечности, то заряд положительный, а в случае противоположной ориентации, заряд является отрицательным. Это различие и обуславливает различие между частицами и античастицами.

Существование 3-х семейств обусловлено тем, что комплексная «ипостась» Субстанции имеет вид 3-связного (СР3,СР1)-пространства. Составляющие связку СР1-прямые могут проходить по трем топологически не эквивалентным путям. Данные пути отличаются только натяжением этих прямых (вследствие разной длины этих путей). В свою очередь, разное натяжение приводит к различию масс этих 3-х «копий» частиц, тогда как все остальные квантовые числа частиц 3-х семейств остаются одинаковыми.

Проективная модель объясняет наличие частиц и античастиц, а также существование 3-х семейств частиц материи.

Односторонняя сфера и односторонний тор не имеют «выступов», поэтому связки прямых соединяются с этими поверхностями единственным образом. Следовательно, все разнообразие частиц, образованных на основе данных поверхностей, объясняется исключительно различием типов связок проективных прямых. Поскольку количество типов связок равно 6, то количество частиц на основе односторонней сферы и одностороннего тора также должно быть равно 6. Частицы, образованные на основе односторонней сферы – это заряженные лептоны, а частицы, у которых центральной поверхностью являются односторонние торы – это нейтральные лептоны. Поэтому должно существовать всего 6 заряженных и 6 нейтральных лептонов: проективная модель утверждает, что должно существовать 12 (и только 12) лептонов.

Богатый спектр адронов объясняется большим числом возможных способов распределения связок проективных прямых по трем лепесткам поверхности Боя: каждый способ распределения соответствует определенному типу адронов.

В том случае, когда один из лепестков остается пустым, или на нем собираются одинаковые по величине, но противоположные по ориентации доли связки проективных прямых, частицы являются мезонами. Если с каждым из 3-х лепестков поверхности Боя связана доля связки, соответствующая ненулевому заряду, частицы являются барионами.

Проективная модель строения адронов объясняет разделение адронов на мезоны и барионы, содержащие, соответственно, 2 и 3 кварка.

Каждый кварк представляет собой лепесток поверхности Боя вместе с долей связки проективных прямых, которая принадлежит данному лепестку. Поскольку полная связка прямых соответствует единичному заряду, и на каждый лепесток может приходиться либо 1/3, либо 2/3 часть полной связки, абсолютная величина заряда кварков может составлять либо 1/3, либо 2/3 единичного заряда.

Проективная модель объясняет абсолютные величины зарядов кварков.

В данной модели кварки не являются самостоятельными частицами, а возникают одновременно с возникновением адрона: какие именно кварки будет содержать данный адрон, зависит от того, каким образом произойдет распределение связок проективных прямых по лепесткам поверхности Боя.

Примечание. Причина отсутствия свободных кварков состоит в том, что ни один из 3-х лепестков невозможно «отрезать» от поверхности Боя: без связи с другими лепестками, лепесток не имеет даже геометрического смысла.

В работе [2] показано, что данная модель строения адронов позволяет вычислить ароматы всех 6-ти кварков и получить формулу Гелл-Манна-Нишиджимы.

Проективная модель дает полную классификацию частиц материи. Тип частиц определяется типом центральной поверхности, а связки прямых определяют наличие частиц и античастиц, а также существование 3-х семейств.

Перейдем к рассмотрению второго важнейшего достоинства проективной модели строения материи, которое заключается в объяснении природы всех взаимодействий, в которых участвуют частицы. Проективная модель строения частиц материи позволяет объяснить наличие взаимодействий без введения гипотезы, что в состав частиц входят заряды, служащие источниками виртуальных бозонов. Функцию и зарядов, и виртуальных бозонов выполняют входящие в состав частиц связки проективных прямых: связки являются как самими зарядами, так и переносчиками взаимодействий.

Электрический заряд – это связка RР1-прямых, а виртуальные фотоны – это множество всех отрезков данных прямых. Существование 2-х типов электрических зарядов объясняется тем, что связки RР1-прямых могут иметь только 2 ориентации: либо от центра связки к бесконечности, либо от бесконечности к центру связки. Первый случай соответствует (+) зарядам, а второй случай – (-) зарядам.

Электромагнитное взаимодействие осуществляется посредством вещественных RР1-прямых. Каждая пара заряженных частиц связана общими RР1-прямыми, которые получаются в результате наложения прямых, входящих в состав связок данных частиц. Наличие этих общих прямых и обеспечивает электромагнитное взаимодействие.

Неподвижные друг относительно друга заряды расположены в одной точке RР3-пространства. Связки прямых данных зарядов накладываются и образуют общую связку RР1-прямых. При прохождении бесконечно удаленной точки, аффинно-проективная прямая изменяет свою ориентацию. Вследствие этого, у одноименных зарядов ориентации RР1-прямых по всей их длине совпадают, а у разноименных зарядов – противоположны. Первый случай соответствует притяжению, а второй – отталкиванию. Однако эти притяжение и отталкивание осуществляются через бесконечно уделенную точку, что в конечной области проявляется, соответственно, как отталкивание и притяжение (притяжение «через бесконечность» в конечной области означает отдаление зарядов друг от друга, а отталкивание – приводит к сближению зарядов).

Проективная модель объясняет существование 2-х типов электрических зарядов и знак взаимодействия одноименных и разноименных зарядов.


Примечание. В квантовой электродинамике эти 2 вопроса остаются открытыми: КЭД позволяет поразительно точно вычислить результаты взаимодействия зарядов, но природа самих зарядов (почему их ровно 2) и механизм взаимодействия (почему заряды одного знака отталкиваются, а разноименные притягиваются) остается тайной.


Вид калибровочной группы электромагнитного взаимодействия также находит объяснение: группа U(1) является наиболее простым представлением группы RР1-прямой, посредством которой осуществляется электромагнитное взаимодействие.

Гравитационное взаимодействие обусловлено искривлением внутреннего RР3-пространства: входящим в состав частиц RР1-прямым приходится «огибать» центральные поверхности, на основе которых построены частицы.

Слабое взаимодействие осуществляется посредством СР1-прямых. Группа СР1-прямой изоморфна группе SL(2). Поскольку вещественная часть СР1-прямой является носителем электромагнитного взаимодействия, то единое электрослабое взаимодействие, должно описываться унитарным сужением группы SL(2), т.е. группой SU(2). Этот результат является одним из наиболее фундаментальных выводов Стандартной модели. Однако внутренним пространством слабого взаимодействия является не абстрактное двумерное унитарное пространство (как утверждает Стандартная модель), а реально существующие комплексные СР1-прямые, входящие в состав каждой частицы материи.

Еще один тип взаимодействия, существование которого вытекает из проективной модели мироздания – это взаимодействие посредством НР1-прямых. По этой причине данное взаимодействие естественно именовать «кватернионным». Посредством кватернионного взаимодействия осуществляется нелокальная связь между частицами, находящимися в одном квантовом состоянии, а также взаимодействие между состояниями одной и той же частицы в разных точках пространства (при редукции волновой функции).

Внутренние пространства описываются с помощью тех же самых координат (х0, х1, х2, х3), которые описывают пространство-время, однако эти координаты являются однородными и могут принимать мнимые и кватернионные значения.

Именно потому, что физическое и внутренние пространства описываются одними и теми же координатами, вращения во внутренних пространствах проявляются в виде реальных физических полей в пространстве-времени.

Проективная модель исключает из числа фундаментальных взаимодействий сильное взаимодействие. В настоящее время под сильным взаимодействием понимается цветовое взаимодействие между кварками вследствие наличия у них «цветовых» зарядов. В проективной модели адронов функцию кварков (вместе с якобы присущими им цветовыми зарядами) выполняют лепестки поверхности Боя. Лепестки являются неотъемлемыми частями поверхности Боя: их невозможно отделить от поверхности без того, чтобы не разрушить саму поверхность, а при этом теряют свое бытие и сами лепестки (они существуют только в составе поверхности Боя). Это означает, что для объяснения конфайнмента кварков не нужно приписывать им цветовые заряды: конфайнмент – это следствие внутреннего устройства (строения) поверхности Боя.

Отсутствие цветового взаимодействия не означает, что между адронами отсутствует взаимодействие, более сильное, чем взаимодействие, обусловленное их суммарным электрическим зарядом. Это более сильное взаимодействие представляет собой кулоновское взаимодействие кварковых зарядов, сближенных на предельно малое расстояние (много меньшее размеров самих адронов). Возможность такого сближения объясняется тем, что кварки располагаются в поверхностном слое адронов, а толщина поверхности, по крайней мере, на порядок меньше размера адронов. Связь нуклонов в атомных ядрах осуществляется за счет электростатического притяжения кварков соседних нуклонов сближенных на расстояние ~ 10-14 см.

Итог II раздела: проективная модель строения материи объясняет строение и происхождение частиц материи, а также выявляет физический смысл внутренних пространств, в которых осуществляются взаимодействия между частицами.


III. Атомные ядра, как нуклонные молекулы

В соответствие с вышеизложенной моделью адронов, каждый нуклон представляет собой поверхность Боя, соединенную со связками проективных прямых. В случае нейтрона связки распределяются по трем лепесткам поверхности Боя таким образом, что на 2-х лепестках образуется заряд, равный -1/3, а заряд третьего лепестка равен +2/3. Для протона ситуация противоположная: на 2-х лепестках собирается доля связки, формирующая заряд +2/3, а на третьем лепестке – заряд -1/3.

Нуклоны стягиваются в ядра за счет того, что противоположно заряженные вершины соседних нуклонов сближаются на расстояние ~ 10-14 см, которое на порядок меньше расстояния между кварками в самих нуклонах. На этом расстоянии энергия взаимодействия кварковых зарядов составляет ~ 5 Мэв. С учетом того, что в межнуклонных связях каждого нуклона принимают участие все 3 кварка, удельная энергия связи нуклонов в атомных ядрах имеет величину 3*(1/2)*5 ~ 7,5 Мэв. Именно эта величина характеризует удельную энергию связи атомных ядер.

Энергия связи атомных ядер представляет собой электростатическую энергию связи кварков соседних нуклонов.

Основное отличие данной модели от общепринятой модели нуклона заключается в том, что u-кварки и d-кварки пространственно разделены друг от друга: каждый кварк постоянно находится внутри «своей» вершины нуклона.

Для объединения нуклонов в атомные ядра не требуется сильное взаимодействие. Нуклоны соединяются в ядра, как обычные диполи. Благодаря тому, что в каждом нуклоне имеет не два, а три заряда, увеличивается количество конструкций, которое способны образовывать нуклоны. Данные конструкции и представляют собой все известные стабильные и нестабильные ядра.

Атомные ядра – это конструкции, образованные из нуклонов путем кулоновского притяжения противоположно заряженных вершин.

Форму нуклона можно представить в виде прямоугольного тетраэдра, основанием которого служит правильный треугольник, а боковыми гранями – три равнобедренных прямоугольных треугольника. Прямые углы этих треугольников образуют вершину прямоугольного тетраэдра. Геометрические размеры прямоугольного тетраэдра полностью определяются длиной стороны основания (а), численно равной удвоенной величине радиуса нуклона (r). Принимая r ~ 0,866 Фм, получаем, а ~ 2r ~ 1,732 Фм.

Ядра представляют собой конструкции, построенные из прямоугольных тетраэдров. Соединение тетраэдров осуществляется за счет кулоновского притяжения кварков, принадлежащих соседним нуклонам кварков. Вследствие кулоновского притяжения, кварки собираются в небольших областях пространства (порядка 10-14 см), содержащих n штук u-кварков и m штук d-кварков, которые именуются как (n,m)-узлы.

Именно посредством (n,m)-узлов осуществляется связь нуклонов в атомных ядрах: (n,m)-узлы служат «креплениями», удерживающими нуклоны в ядерных конструкциях. Полный набор (n,m)-узлов носит название кварковой формулы данного ядра.

Каждое ядро характеризуется своей кварковой формулой: формула показывает, сколько и каких (n,m)-узлов содержится в данном ядре. Кварковая формула однозначно (с точностью до конформационных изменений) определяет вид конструкции данного ядра. Фотографии моделей ядерных конструкций представлены в предшествующих работах.

Достоинством предлагаемой модели ядра является то, что она позволяет вычислить электрические (Q0) и магнитные (µ) моменты атомных ядер. Экспериментально эти величины измерены с очень высокой точностью, однако современные теоретические модели ядра не способны даже приблизиться к вычислению данных величин с точностью, достигнутой современным экспериментом. В отдельных случаях, например, Q0(9Ве), существующие модели ядра дают заведомо неверный результат, что лишний раз подчеркивает неадекватность данных моделей.

В рамках проективной модели ядра электрические моменты ядер образуются вследствие неоднородного распределения заряженных (n,m)-узлов по объему ядра, а магнитные моменты формируются благодаря тому, что (n,m)-узлы совершают вращательное движение вместе с вращением ядра, как целого.

В работе [3] приведены формулы для расчета Q0 и µ атомных ядер.

Механизм образования ядер из нуклонов такой же, как механизм образования молекул из атомов: этот механизм имеет чисто электрическую природу.

Важнейшим прикладным результатом новой модели ядра в виде конструкций, построенных из прямоугольных тетраэдров, является объяснение механизма работы генераторов, использующих низкоэнергетические ядерные реакции (LENR) [4]. Согласно [4], механизм теплого ядерного синтеза (ТЯС) включает в себя 3 этапа.

На первом этапе происходят физико-химические процессы, которые приводят к «выбиванию» ядер 7Li из электронных оболочек атомов (ионов) лития, после чего ядра 7Li проникают в электронные оболочки атомов Ni.

На втором этапе имеющаяся в ядрах 7Li полость заполняется одним или несколькими электронами, входящими в состав электронной оболочки атомов Ni. Вследствие этого происходит полная или частичная компенсация электрического заряда ядра 7Li, что устраняет кулоновский барьер на пути соединения ядер 7Li и Ni.

На третьем этапе происходит слияние ядер 7Li с ядрами Ni: полость ядер 7Li совмещается с одним из выступов, имеющихся на поверхности ядер Ni. Геометрические размеры выступов и полости идеально подходят друг к другу, вследствие чего образуется временная ядерная конструкция, представляющая собой объединение этих 2-х ядер. Далее эта конструкция разваливается с образованием ядер 6Li и изотопа Ni, обладающего на 1 единицу большей массой. Для изотопов 58Ni, 59Ni, 60Ni, 61Ni разность сумм масс исходных и конечных ядер положительна, что приводит к выделению энергии.

Понимание реальных процессов, которые протекают в LENR-генераторах, позволяет выдвинуть предложение по совершенствованию данных генераторов. Прежде всего, целесообразно оптимизировать первый этап, вообще отказавшись от содержащей ионы 7Li+ жидкой фазы. «Обдирать» электроны у атомов лития целесообразно путем облучения фотонами резонансной частоты (в специальной ячейке), и затем внедрять «голые» ядра 7Li в электронные оболочки поверхностных атомов никеля.

Данные метод может быть реализован и для следующих 3-х элементов таблицы Менделеева (Ве, В, С), поскольку в конструкции этих ядер так же имеется полость, способная захватывать электроны, благодаря чему заряд ядра уменьшается до нуля (или даже становится отрицательным) и появляется возможность преодолеть кулоновский барьер. В одной из следующих работ автор намерен исследовать все возможные пары ядер, способных вступать в «ферментативные» ядерные реакции при осуществлении ТЯС.

Примечание. В данном типе реакторов рабочее тело вообще не будет подвергаться внешнему нагреву: это будет «истинно» холодный ядерный синтез.

Итог III раздела: ядерные конструкции образуются за счет кулоновского взаимодействия кварковых зарядов, расположенных в вершинах оснований прямоугольных тетраэдров, моделирующих отдельные нуклоны. Знание конструкции атомных ядер позволяет оптимизировать извлечение энергии в ТЯС.


Заключение

Исходным пунктом работы является утверждение, что первичной сущностью мироздания является Субстанция в форме проективного пространства.

Субстанция имеет 2 не противоречащих друг другу истолкования:

  • обобщенное движение (расширенное пространство скоростей),
  • внутреннее пространство (пространство калибровочных взаимодействий).

Пространство-время является способом описания Субстанции с помощью чисел. Вещественных чисел для описания Субстанции не достаточно: необходимо использовать мнимые и кватернионные числа. Дополнительные измерения пространства-времени имеют смысл мнимых и кватернионных компонент физического пространства-времени.

Вводя естественные предположения о стадиях эволюции Субстанции, приводящих к тем или иным изменениям в проективном пространстве, получаем генезис всех известных свойств пространства-времени: сначала «родились» топологические свойства, а на заключительной стадии – и метрические свойства.

Согласно предлагаемой космологической модели, Большой взрыв представлял собой заключительную стадию эволюции Субстанции, которая заключалась в столкновении 2-х крупнейших объектов Субстанции: ее действительного подпространства (RР3-пространства) и базы расслоения СР3-пространства (НР1-прямой).

В Большом взрыве произошло образование материи. Каждая частица материи образовалась путем соединения 2-х объектов проективного пространства:

  • связка проективных прямых,
  • замкнутая неориентированная поверхность.

Частица материи представляет собой замкнутую неориентированную поверхность, соединенную со связкой прямых, центр которой совпадает с данной поверхностью. Данная модель позволяет дать полную классификацию частиц материи, выявляя физический смысл всех присущих частицам квантовых чисел. Еще одним достоинством предлагаемой модели строения материи является то, что она естественным образом объясняет существование всех известных взаимодействий.

В данной модели не требуется выдвигать гипотезы о наличии внутри частиц зарядов, которые непрерывно генерируют и поглощают виртуальные бозоны. Функции зарядов и виртуальных бозонов выполняют связки проективных прямых, которые внутренне присущи каждой частице (являются их составными частями).

Проективная модель дает ответы на вопросы, которые остались открытыми в Стандартной модели: «Какова природа внутреннего пространства?», «Каков физический смысл измерений внутреннего пространства?».

Внутренними пространствами являются RР3, СР3, НР3-пространства. Они имеют единую природу с пространством-временем, а дополнительные измерения имеют смысл мнимых и кватернионных измерений пространства-времени. Носителями взаимодействий являются не сами пространства, а прямые линии этих пространств: взаимодействия осуществляются путем наложения входящих в состав частиц связок RР1, СР1, НР1-прямых.

Проективная модель устанавливается единство между физическим пространством-временем и внутренними пространствами: все эти пространства являются проявлением единой Субстанции в виде проективного пространства.

«Особняком» стоит сильное (цветовое) взаимодействие. Для объяснения эффектов внутри адронов и атомных ядер нет необходимости привлекать гипотезу о существовании сильного взаимодействия. «Невылетание» кварков из адронов обусловлено тем, что кварки образованы на основе лепестков поверхности Боя: цветовое взаимодействие является чисто геометрическим проявлением целостности поверхности Боя.

Внутриядерные (межнуклонные) силы имеют электростатическую природу и возникают вследствие сближения кварков на расстояние, много меньшее размеров самих нуклонов. Выявление природы межнуклонных взаимодействий позволяет построить новую модель атомных ядер, в которой ядра представляются в виде конструкций, построенных из нуклонов за счет притяжения кварковых зарядов (сильное взаимодействие – это «теплород ХХ века»). Понимание структуры атомных ядер позволяет раскрыть механизм теплого ядерного синтеза и предложить новый тип ТЯС-генераторов.

Приведем несколько общих замечаний к каждому из 3-х разделов.

В первом разделе объяснение основных свойств пространства и времени кажется неправдоподобно простым: то над чем философы и естествоиспытатели бились в течение столетий умещается на 3-х страничках. На это можно возразить, что в основе всех выводов лежит богатая структура проективного пространства: именно это богатое математическое содержание делает возможным столь простое объяснение свойств пространства-времени (вместе с самим фактом его существования). Потенциальным критикам автор предлагает представить наглядно хотя бы RР3-пространство (не говоря уж о СР3 и НР3-пространствах), после чего возражения относительно «простоты» предлагаемого объяснения свойств пространства-времени отпадут сами собой.

Во втором разделе столь же удивительным представляется сведение всего многообразия частиц материи всего к двум элементам проективного пространства: замкнутой неориентированной поверхности и «охватывающей» эту поверхность связки прямых. Однако каждый из этих 2-х элементов присутствует в нескольких разновидностях: имеется 3 типа связок и 4 типа поверхностей. Кроме того, каждая из связок RР1-прямых реализуется в 2-х видах (что обуславливает существование частиц и античастиц), а связки СР1-прямых – в 3-х видах (что обуславливает существование 3-х семейств частиц). Наконец, наряду с двумя поверхностями, которые могут соединяться со связками прямых единственным образом (односторонние сфера и тор), две остальные поверхности (поверхности Боя и Штейнера) содержат 3 и 6 выступов, благодаря чему могут быть соединены со связками прямых множеством способов. Это многообразие способов соединения связок прямых с центральными поверхностями и приводит к большому разнообразию частиц в классе адронов и экзотических адронов.

Третий раздел вступает в непримиримое противоречие с 80-летним периодом развития физики, в течение которого считается непререкаемой аксиомой, что существует сильное взаимодействие. Однако за эти 80 лет ни один физик не задался вопросом: «А не могут ли внутри нуклонов иметься пространственно разделенные заряды?». Этот вопрос не возник даже после того, как 50 лет назад были открыты кварки. Все физики заговорили о кварках, как «мельчайших кирпичиках мироздания», не удосужившись рассмотреть их как электрические заряды, закрепленные в разных частях адрона. Если допустить, что такое закрепление имеет место, то образование ядер в результате мультипольного взаимодействия кварковых зарядов уже не представляется столь удивительным.

Вместе с тем, третий раздел содержит ключ к признанию всей проективной концепции строения мироздания. Если будет подтверждена предлагаемая модель строения атомных ядер (например, при бомбардировке низкоэнергетическими ядрами лития никелевой поверхности будет наблюдаться ядерный синтез), то существенно возрастет и доверие к первым двум разделам. Положительный результат этого эксперимента откроет прямую дорогу к созданию нового источника ядерной энергии, который сделает излишним продолжение бесплодных попыток создания УТС.


Примечание. Сама постановка задачи «управления» термоядерным синтезом при сверхвысокой температуре и давлении «попахивает» лженаукой. Это напоминает второй из 400 «сравнительно честных» способов отъема денег. Первый, конечно, принадлежит финансовым властям: то, что они построили - это не рыночная экономика («хрену к ней не хватает»), а аппарат по перегонке российских средств за рубеж. КПД аппарата невелик: на уровне паровой машины (порядка 10%), но для «лучших в мире финансистов» это, естественно, не предел: не моргнув глазом они назовут ласковым словом «утечка» капитала поток и в 20, и в 30%.


Выводы:

1. существование и свойства пространства и времени обусловлены существованием и эволюцией Субстанции в форме проективного пространства,

2. частицы материи образуются в результате объединения связок проективных прямых с замкнутыми односторонними поверхностями,

3. проективные пространства выполняют функцию внутренних пространств, в которых осуществляются взаимодействия частиц материи,

4. атомные ядра представляют собой конструкции, построенные из прямоугольных тетраэдров, моделирующих отдельные нуклоны,

5. будущее ядерной энергетики состоит в создании ТЯС-источников энергии, работающих на использовании «ферментативных» ядерных реакций.


Приложение №1

Природа гравитации и скорость течения времени

Принципиальное отличие проективной модели гравитации от эйнштейновской теории тяготения заключается в том, какой «субстрат» претерпевает искривление.

В теории тяготения Эйнштейна (ОТО) искривлению подвержено пространство-время. В первом (ньютоновском) приближении искривленным является только время, что проявляется в замедлении скорости течения времени в гравитационном поле. Данный вывод считается настолько приоритетным, что ради него ОТО отказывается от закона сохранения энергии. Вывод о не сохранении энергии проявляется уже в том, что, согласно ОТО, частота (энергия) фотона остается неизменной во всех точках гравитационного поля, хотя эти точки имеют разные значения гравитационного потенциала.

В проективной модели гравитации искривляется вещественная часть внутреннего пространства (RР3-пространство), имеющая также физический смысл расширенного пространства скоростей. Пространство-время является производным понятием и строится следующим образом. В каждой точке пространства скоростей 3-мерное физическое пространство является касательным пространством в данной точке, а перпендикуляр, восстановленный к касательному пространству в этой точке, определяет временную ось.

Пространство скоростей искривляется в случае ускоренного движения частиц. Искривление сохраняется до тех пор, пока имеет место ускорение. Ускорение может создаваться любыми полями, в том числе, гравитационным. Пока Часы падают в поле тяготения, темп хода Часов будет замедляться. Однако, как только Часы достигнут поверхности, причина, приводящая к замедлению темпа хода Часов, будет устранена, и далее Часы будут идти синхронно с Часами, покоящимися на удалении от данного тела.

Данный механизм не противоречит эффекту замедления времени при равномерном движении в специальной теории относительности. В СТО эффект является взаимным: любые из 2-х Часов, находящихся в состоянии равномерного прямолинейного движения, можно считать неподвижными и идущими с максимальной скоростью.

Эффект замедления времени в СТО – это следствие псевдоевклидовой структуры пространства-времени: в псевдоевклидовой метрике справедлива модифицированная теорема Пифагора, согласно которой квадрат гипотенузы равен разности (а не сумме) квадратов катетов. Этот геометрический факт и проявляется как замедление времени: замедление имеет место для Часов, движущихся по ломаной траектории (вдоль катетов).

Эффект красного смещения излучения, испускаемого источником, расположенным в точке гравитационного поля с большим значением гравитационного потенциала, не может служить основанием для вывода о замедлении времени. Данный эффект является следствием уменьшения энергии (частоты) фотонов при выходе из гравитационного поля и ничего не говорит о том, с какой скоростью идут Часы (с какой скоростью течет время) в точке гравитационного поля, в которой данный фотон был испущен. Красное смещение является функцией разности гравитационных потенциалов, а не абсолютной величины потенциала в какой-либо точке (см. [5]).

Скорость течения времени в гравитационном поле не изменяется: любые неподвижные Часы идут синхронно. Все эффекты изменения темпа хода Часов обусловлены их движением друг относительно друга.


Приложение №2

Природа темной энергии и темной материи

1. Решение проблемы темной энергии следует искать совместно с решением проблемы расширения Вселенной. Из общих соображений ясно, что проблема ускоренного расширения Вселенной должна быть связана с проблемой обычного (линейного) расширения, описываемого законом Хаббла: не поняв причины расширения Вселенной, невозможно понять, почему она начала расширяться ускоренно.

Большой взрыв произошел не в пространстве-времени, а во внутреннем пространстве, имеющим физический смысл обобщенного пространства скоростей.

Это означает, что каждая частица родилась в отдельной точке пространства скоростей, вследствие чего в начальном состоянии скорости всех частиц отличалась друг от друга. Именно такое начальное распределение скоростей частиц родившейся материи приводит к хаббловскому закону разлетания галактик.

С течением времени родившиеся частицы образовали галактики, однако, в соответствие с законом сохранения импульса, галактики сохранили ненулевые значения относительной скорости. Галактики, образовавшиеся из частиц, родившихся в отдаленных участках пространства скоростей, удалились на большее расстояние. Именно это и утверждает закон Хаббла: расстояние, на которое удалились галактики с момента образования, пропорционально скорости удаления галактик друг от друга.

Согласно проективной модели, Большой взрыв произошел в результате проникновения в RР3-пространство части НР1-прямой в виде сферы S2. Эта сфера выполняет функцию Абсолюта, который порождает во внутренней области этой сферы гиперболическую геометрию Лобачевского. Однако вывод о неизменности положения Абсолюта в RР3-пространстве справедлив только в первом приближении.

В действительности, попав внутрь RР3-пространства, сфера «распрямляется», что проявляется в непрерывном увеличении размера данной сферы. Поскольку радиус сферы имеет физический смысл скорости света, то с течением времени происходит увеличение скорости света. Это означает, что на ранних стадиях эволюции Вселенной скорость света была меньше, чем в настоящее время, поэтому на текущей стадии за один и тот же отрезок времени свет проходит большее расстояние, чем в прошлые эпохи. Поскольку расстояния между галактиками измеряются с помощью света, то в современную эпоху эти расстояния увеличиваются сильнее, чем в прошедшие эпохи. Этот эффект и проявляется в виде ускорения разлета галактик.

Утверждение, что скорость света постоянна «по определению», не соответствует действительности. Скорость света определяется Абсолютом пространства скоростей, а размер Абсолюта с течением времени увеличивается.

Ускоренное расширение Вселенной – это первый эффект, в котором наблюдается непостоянство (увеличение) скорости света.

2. Вопрос о природе темной материи не столь однозначен. Имеется несколько кандидатов на роль частиц, которые способны выполнять функцию темной материи. Три из этих кандидатов были указаны в работе [4]:

  • тетранейтроны,
  • стабильные экзотические адроны,
  • (Np+e)-частица.

(Np+e)-частица представляет собой соединение протона и электрона, при котором электрон попадает в полости, имеющиеся внутри лепестков поверхности Боя. Наличие таких полостей является характерной особенностью поверхности Боя, и маловероятно, что природа не воспользовалась данной возможностью. Большую часть частиц темной материи, вероятно, составляют именно (Np+e)-частицы.

Проективная модель строения мироздания позволяет объяснить существование темной энергии и темной материи, исходя из свойств Субстанции.


Приложение №3

Эксперименты для проверки проективной модели

В отличие от многих других физических моделей, пытающихся установить структуру мироздания, проективная модель допускает многочисленные экспериментальные проверки. Перечислим некоторые типы экспериментов, которые позволят подтвердить или опровергнуть проективную модель мироздания.

1. Обнаружение ядерных реакций при низкоэнергетическом внедрении в никелевую мишень ядер 7Li, Ве, В, С.

2. Сравнение темпа хода Часов в точках с разным гравитационным потенциалом и подтверждение, что Часы идут синхронно.

3. Обнаружение эффекта увеличения скорости света с течением времени: создание сверхточных квантовых часов в ближайшие годы предоставит такую возможность.

4. Эксперимент по обнаружению темной материи в форме тетранейтронов: знание точной массы тетранейтрона (примерно такая же, как у альфа-частиц) способно существенно повысить вероятность обнаружения данных частиц.

5. Эксперимент по синтезированию тетранейтронов при пересечении 4-х скрещивающихся пучков нейтронов. Вероятно, данный эксперимент проще осуществить с протонными пучками и получить тетрапротон, который также может оказаться стабильным (притяжение создаваемое кварками внутри 4-х (2u,d)-узлов может оказаться сильнее отталкивания 4-х протонов).

6. Эксперимент по созданию (Np+e)-частиц. Данный эксперимент целесообразнее проводить как столкновение пучков электронов и ядер 7Li (Ве, В, С). Попадание электронов в имеющиеся в этих ядрах полости, существенно увеличит вероятность проникновения электронов в полости, которые находятся внутри нуклонов.


ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Проективная модель вселенной, частиц материи и атомных ядер // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.18052, 05.06.2013

2. В.А. Шашлов, О природе материи // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.19336, 28.07.2014

3. В.А. Шашлов, Вычисление электромагнитных моментов ядер лития // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20132, 03.02.2015

4. В.А. Шашлов, Как повысить эффективность «теплого» ядерного синтеза? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20325, 10.03.2015

5. В.А. Шашлов, Измерение времени в поле тяготения // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.19924, 30.12.2014


В.А. Шашлов, Субстанция - Вселенная - Частицы - Ядра // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.20465, 06.04.2015

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru