Абстракт

В статье предложен вывод классического пространства-времени из реальных физических закономерностей, обнаруженных Иоганном Кеплером при анализе многолетних астрономических наблюдений Тихо Брега. Вместо того, чтобы подкладывать априорно заданное пространство-время под все теоретические построения, предлагается опереться на реальную физическую картину мира, изложенную в Метафизике И. Кеплера и получившую дальнейшее развитие в трудах Исаака Ньютона, Альберта Эйнштейна и Артура Эддингтона. В статье утверждается, что поставленную в повестку дня современной фундаментальной теоретической физики проблему вывода классических пространственно- временных представлений из понятий и закономерностей физики микромира, впервые пытался конструктивно реализовать А.Эддингтон в своей последней работе «Фундаментальная теория». В статье рассмотрены возможные граничные условия применения релятивистской теории А.Эйнштейна (ОТО) для адекватного описания реальности, а так же выдвигается предположение о том, что космическая среда (темная энергия) выступает регулятором постоянства космологической плотности ρv, путем синхронизации процессов ускоренного расширения Вселенной и рождения материи.

Ключевые слова

Расслоенное пространство, база, слой, мнимое время (циклическое, инвариантное), космологическое время (эволюционное, вероятностное), время горизонта, масса инерционная, масса гравитационная, векторный потенциал А, векторное магнитное поле, скалярное магнитное поле, токи смещения.

1.Вступление

Профессор МГУ Ю.С.Владимиров в своей статье «Проблема вывода классического пространства-времени из закономерностей физики микромира», опубликованной в журнале Метафизика [1] рассмотрел три направления поиска решения этой проблемы: твисторная программа Р.Пенроуза, кватернионная программа А.П.Ефремова и бинарная геометрофизика самого А.С.Владимирова. Но есть еще четвертое направление для решения этой проблемы – это «Фундаментальная Теория» Артура Эддингтона [2]. Суть этого направления изложена в статье «Пятимерный мир Кеплера-Ньютона-Эддингтона», опубликованной в книге «Эфиродинамика Космоса» [3]. Именно А.Эддингтон в своей последней работе «Фундаментальная теория» первым попытался конструктивно реализовать мысль о выводе классических понятий пространства-времени из физики микромира. Пятимерный мир Эддингтона (Ураноид) содержит три пространственных измерения и два – временных и состоит целиком из заряженных частиц (электронов и позитронов). Этот, с огромным трудом представляемый результат, был удивителен для самого Эддингтона, потому что рассмотренная гипотетическая система находилась совершенно вне реального опыта. Однако, опираясь на высокоточные данные астрономических наблюдений последних лет, полученных с помощью зонда Уилкинсона (спутник WMAP), космических телескопов Planck и HST, БТА (большой телескоп азимутальный) САО РАН и др., сегодня выводы «Фундаментальной теории» Эддингтона можно распространить на реальную Вселенную. Результаты экспериментов Военно-инженерной космической академии (ВИКА) с часами и магнитометрами, установленными на искусственных спутниках земли (ИСЗ), со всей очевидностью подтверждают реальность существования неоднородной, поляризованной, дипольной космической среды, обладающей электрическим и магнитным восприятием. (аналогом сверхтекучей жидкости ³Не-В) [4,5,13].

Фундаментальная теория позволяет дать ответ на указанный Ю.С. Владимировым комплекс проблем, представляющих трудности при решении поставленной задачи [1]. Вот эти проблемы:

1. Прежде всего это теоретическое обоснование наличия расслоенного пространства, состоящего из базы (координатного пространства) и слоя (импульсного пространства);

2. Ю.С, Владимиров задается вопросом «Почему для описания физики микромира используются комплексные числа, тогда как общепринятые геометрии и классическая физика излагаются на основе множества вещественных чисел?»;

3. Ю.С. Владимиров считает необходимым «теоретически обосновать квадратичность мероопределения как в координатном, так и в импульсном пространствах, то есть обосновать наличие теоремы Пифагора и ее обобщение в виде квадратичной метрики в общей теории относительности ds² = gₐᵦ dxᵃ dxᵝ ?» ;

4. Каким образом геометрические свойства пространства и времени связаны с физическими взаимодействиями? Ведь еще И.Кант связал трехмерность пространства с законом убывания сил обратно пропорционально квадрату расстояния. Визуально пространство представляется трехмерным и описывается геометрией Евклида в декартовых координатах. Декарт представлял пространство как нечто абсолютно неизменное, подобное пустому ящику, внутри которого протекают физические процессы. Канту принадлежит идея представить пространство, опираясь на конкретные физические законы. Он писал: «Трехмерность возможна от того, что субстанции действуют друг на друга таким образом, что сила действия обратно пропорциональна квадрату расстояния.». Очевидно, что геометрическое представление этого закона есть сфера. Наблюдателю, помещенному в центр сферы, визуальное пространство будет представляться трехмерным. Относительность пространства означает, что оно зависит от отношения и механического взаимодействия тел между собой. По Канту пространство трехмерно и евклидово потому, что силы взаимодействия между материальными телами (закон Кавендиша) и электрическими зарядами (закон Кулона) обратно пропорциональны квадрату расстояния. Если бы частицы и заряды взаимодействовали по прямо пропорциональному закону F=k•x (закон Гаусса), то пространство превратилось бы по Канту в прямые линии, расходящиеся от наблюдателя в бесконечность. Такое пространство уже не обладало бы непрерывностью, а являлось бы дискретным.

В своей статье Ю.С.Владимиров называет и ряд других важных вопросов, которые входят составной частью в решение поставленной проблемы вывода классического пространства- времени из понятий и закономерностей физики микромира [1]. Однако, в рамках данной работы, мы ограничимся выше перечисленными четырьмя вопросами, ответы на которые можно найти в трех законах И.Кеплера, сформулированных им в результате анализа многолетних астрономических наблюдений Тихо Брега в 1609 - 1619гг.. Вот эти законы:

1. Все планеты движутся по эллиптическим орбитам в одном из фокусов которых находиться Солнце;

2. Площадь, описываемая радиус-вектором планет, пропорциональна времени;

3. Квадраты периодов обращения планет, относятся как кубы их больших полуосей эллиптических орбит, по которым они вращаются вокруг Солнца [6].

2. Метафизика И.Кеплера

Из третьего закона Кеплера следует, что пятимерный мир Вселенной включает трехмерное пространство и двухмерное время, связанные постоянной величиной К:

К = R³/T²          (1)

где R – среднее расстояние от центра планеты до центра Солнца,

Т – комплексное время Т = (t + iτ),

где: t- время полного оборота планеты вокруг Солнца,

τ – постоянное циклическое время, равное периоду обращения планеты вокруг оси.

K = ( 3,33 – 3,35 )10²⁴ км³∙год^-2

При этом, комплексное время – это время, в течении которого система совершает полный цикл в своем движении по орбите, т.е. возвращается в начальное состояние в полном согласии с первым законом Кеплера. Именно возврат в начальное состояние является определяющим при формировании понятия «база» и позволяет описывать поведение системы (классические и квантовые осцилляторы) симметричными, инвариантными уравнениями, при этом система находиться в стационарном интегрируемом состоянии. Этому состоянию системы соответствует понятие временного горизонта в течении которого мы можем предсказать поведение системы, ее траекторию развития, а далее начальное состояние системы уже не может служить основанием для предсказания. Переход системы на качественно новый уровень, в процессе которого система становиться неинтегрируемой, в ней преобладают необратимые процессы, а время теряет свойство инвариантности и его поведение носит вероятностный, векторный характер соответствует понятию «слой». В базе для описания поведения системы (классические и квантовые осцилляторы) можно использовать симметричные, инвариантные уравнения, но в слое для описания необратимых процессов требуется другой математический аппарат, то есть они описываются разными законами, имеющими самостоятельный характер.

Одной из причин использования комплексных чисел как в микромире так и в макромире является наличие двух временных измерений: реального неинвариантного времени эволюционного развития системы (t) и мнимого циклического инвариантного времени (τ). В 1955г. М. Бунге ввел в теорию электрона комплексное время Тэ= (t + ίτ), где t-время существования электрона в данном состоянии, а τ-постоянное циклическое время, равное периоду спина электрона. Аналогично можно ввести при описании вращения Земли вокруг Солнца комплексное время Тз = (t + ίτ), где t- время полного оборота Земли вокруг центра гравитации Солнечной планетной системы, а τ- время оборота Земли вокруг собственной оси.

Относительно понимания двойственности природы времени Стивен Хокинг писал: « Нет такой уж необходимости понимать, что же такое мнимое время, - просто оно отличается от того времени, которое мы называем реальным .» [19].

По второму закону Кеплера каждому моменту времени пропорциональна площадь, описываемая радиус-вектором системы, а не путь. Вихревая и тороидальная природа движения как микрообъектов так и макрообъектов во Вселенной обуславливает квадратичность мероопределения . При этом в каждый реальный момент времени можно оценить нахождение системы только в пространстве площадью S=πr², где r-радиус вращения системы вокруг гравитационного центра или радиус прецессии стержня дипольного вихря, образованного разноименными элементарными частицами. Это условие неопределенности Гейзенберга для микрочастиц определяет требование сформулированное Максом Бором и состоящее в том, что физический смысл имеет только квадрат абсолютного значения волновой функции: он определяет плотность вероятности нахождения частицы в какой либо точке пространства. С этой точки зрения нет противоречия между волновыми функциями Шредингера и де Бройля: они описывают одинаковую плотность вероятности нахождения частицы в какой-либо точке пространства.

Так, используя законы Кеплера, его хорошо известное математикам, физикам и астрономам трансциндентное уравнение, можно определить эллиптическую орбиту любой планеты Солнечной системы или спутника Земли и все его параметры [13]. Законы Метафизики Кеплера позволяют связать время и пространство для невозмущенного движения планет («базы»), не привлекая при этом ни закон всемирного тяготения Ньютона, ни такие динамические понятия как масса, энергия, сила, момент количества движения и т.п. Вместо массы центрального тела Кеплер использовал центрическую постоянную. Дальнейшее развитие Метафизика Кеплера получила в работах И.Ньютона, А.Эйнштейна, А.Эддингтона.

3.Метафизика Исаака Ньютона–Алберта Эйнштейна–Ильи Пригожина

Введя в пространственную модель Вселенной силы (пространство Вселенной по Ньютону формируют силы гравитации и инерции) Исаак Ньютон связал пятимерный мир И.Кеплера с отношением масс (гравитационной массой тела и ее инерционной массой) [6]:

K = GM mгр/mин = R³/T²          (2)

где

m гр. – масса планеты гравитационная, взаимодействуя с Солнцем, массой M, создает центростремительную силу притяжения ;

m ин. – масса планеты инерционная, она вращаясь по окружности радиуса R, создает центробежную силу отталкивания;

G – гравитационная постоянная.

По закону Всемирного тяготения Ньютона планета движется по стационарной орбите лишь при условии, что центробежные и центростремительные силы, действующие на планету равны, то есть уравнение Ньютона и закон Кеплера тождественны только для стационарного инерционного движения систем. В уравнении Ньютона появляется космологическое время (время горизонта) в течении которого должны выполнятся два условия:

1. Наличие у планеты равенства гравитационной и инерционной масс;
2. Одновременное воздействие гравитационных и инерционных сил.

При нарушении равенства гравитационных и инерционных сил, на орбиту планеты накладываются различного рода возмущения, движение становиться неравномерным, а процесс неравновесным. При этом на систему оказывается активное воздействие извне. При неравновесном движении вектор скорости планеты постоянно меняется, в космической среде позади планеты образуются вихри, активно воздействующие на планету извне. Давление в вихревой области, образующейся за планетой, будет пониженным, поэтому результирующая сила давления будет отлична от нуля, увеличивая лобовое сопротивление. Лобовое сопротивление складывается из сопротивления трения и сопротивления давления. Соотношение между сопротивлением трения и давления определяется числом Рейнольдса (Re). Чем больше число Re, тем больше сопротивление давления. Таким образом, переход из устойчивого стационарного состояния системы в неустойчивое неравновесное состояние будет сопровождаться ростом вихрей среды, что приводит к росту поля инерции.  Обратим внимание на различие в значении постоянной Кеплера  К  для планет земной группы, таких как Венера, Земля, Марс, вращающихся по стабильным, мало возмущенным орбитам, для которых значение К=3,35 и Меркурия, орбита которого подвержена сильным возмущениям из-за  близости ее к Солнцу.   Для Меркурия  значение  К = 3,33 то есть на 1% меньше, чем у планет, имеющих стабильные  орбиты. Возможно, это вызвано вихревыми эфиродинамическими силами космической среды, как  реакция на  возмущения ее Меркурием. При этом возрастает инерционное поле и,  поскольку значение К зависит от отношения масс, гравитационной к инерционной (формула 2), можно сделать вывод о росте инерционной массы Меркурия.

Физическая природа сил инерции отлична от гравитации. Если гравитацию определяет величина массы (заряда), присущая телу, то инерция зависит от окружающей среды, ее источником является наведенная электрическая напряженность, порождающая силу F, препятствующую ускоренному движению тела. Разница состоит в том, что инертное ускорение представляет собой вектор, направленный по направлению силы F, а гравитационное ускорение имеет радиальное направление и поэтому является скаляром, имеющим градиент, обратно пропорциональный величине квадрата расстояния. Поскольку инертная масса является коэффициентом при ускорении во втором законе Ньютона, выражение (2) позволило установить связь между гравитацией и электромагнетизмом задолго до появления всех физических теорий 20 века.

Существование инертной массы экспериментально доказал П.Н.Лебедев в 1899г.

F = - mин α = qE mин = - qE/ α          (3)

В общей теории относительности (ОТО) Эйнштейн предложил новую интерпретацию ускорения. Ускорение, которое Ньютон объяснял в терминах гравитационного и инерционного взаимодействия, в ОТО рассматривается как результат искривленного пространства-времени. В гравитационной теории Эйнштейна кривизну пространства – времени определяет существование материи-энергии. Точнее говоря, ОТО связывает два математических объекта, называемых тензорами: с одной стороны, метрический тензор, описывающий кривизну пространства – времени, с другой – тензор напряжения, определяющий распределение материи в терминах плотности материи – энергии и давления. Свои уравнения Эйнштейн сравнивал со зданием, одно крыло которого выстроено из драгоценного мрамора, а другое – из дешевого дерева. Действительно, форма математического тензора явилась результатом тонких геометрических соображений, тогда как тензор напряжения, задающий «источник» кривизны пространства-времени, описывается в терминах макроскопических понятий давления и плотности энергии. Кроме того, чтобы получить физический смысл тензора напряжения, необходимо ввести дополнительное граничное условие. Это условие требует, чтобы в пределе слабых гравитационных полей уравнение Эйнштейна сводилось к уравнению Ньютона [20]. . Стивен Хокинг предложил ввести мнимое время τ = ίсt в метрику ОТО. Если в евклидовом пространстве метрика имеет вид ds²=dx²+dy²+dz², то в ОТО метрика имеет вид ds²=c²dt²-(dx²+dy²+dz²) и для мнимого времени c²dt² переходит в -d²τ. При этом исчезают различия между временем и пространством в интервале ds² метрики ОТО [19]. В стандартной модели А.Фридмана Вселенную в крупных масштабах можно считать однородной и изотропной. Тогда метрика принимает простую форму:

ds² = c²dt² - R²(t)dl²          (4)

где dl² - пространственный элемент, который может соответствовать нулевой кривизне, либо положительной или отрицательной кривизне (сфера или гиперболоид);

R(t) – радиус Вселенной, соответствующий предельному расстоянию, достижимому для астрономических наблюдений.

Стандартная модель устанавливает соотношение между радиусом Вселенной R(t) и кривизной пространства с одной стороны и средней плотностью массы – энергии, которую обозначают σ, и давлением Р.

Вместо R(t) часто вводят функцию Хаббла:

H = 1/R (dR/dt)          (5)

Соотношение между Р и плотностью σ дается уравнением состояния.

Следовательно, в стандартной модели имеется только две независимых переменных: плотность σ и функция Хаббла Н. Чтобы определить их, нужно два уравнения, которые дает теория Эйнштейна. Одно из уравнений связывает функцию Хаббла Н с плотностью σ; второе уравнение выражает адиабатичность космической эволюции Вселенной. Адиабатичность означает, что между окружающей средой и элементарным объемом в ОТО Эйнштейна нет теплового обмена:

dQ =0          (6)

В результате, в отсутствии в ОТО необратимых процессов энтропия сохраняется.

При этом реальное космологическое время, которое входило во второй закон Ньютона, исчезло из рассмотрения. В модели ΛCDM суммарная энергия Вселенной предполагается равной нулю. Поэтому можно предположить, что Н= 0 [14]. Рассматривая волновую функцию Вселенной, из уравнения Шредингера:

HΨ = ih (dΨ/dt)          (7)

следует, что dΨ/dt =0, т.е. волновая функция не зависит от времени (уравнение НΨ=0 часто называют уравнением Уиллера - де Витта). Это парадокс. Космологическое время оказывается исключенным из рассмотрения и в плоском пространстве Минковского.

Однако, если вспомнить о наличии расслоенного пространства, состоящего из базы и слоя, то можно предположить, что четырехмерный мир Минковского – Эйнштейна описывает именно и только «базу» где царят симметричные и инвариантные уравнения и система находиться в стационарном интегрируемом состоянии. Это является вторым граничным условием, для того, чтобы тензор напряжения имел физический смысл, то есть границей применимости уравнений Эйнштейна для адекватного описания физической реальности является требование стационарного состояния системы. Этому состоянию соответствует мнимая часть комплексного времени – циклическое время. При этом энергия э/м поля W связана с инертной массой mин соотношением А.Эйнштейна:

mин =W/c²          (8)

Таким образом, инертная масса э/м поля в базе и слое может описываться разными соотношениями, в слое в формулу (3) Ньютона входит переменное космологическое время, а в базе в формулу (8) Эйнштейна - постоянная с². Равенство гравитационной и инертной масс, а также величина числа Рейнольдса, являются показателем устойчивости стационарного состояния системы.

Для описания эволюции системы, когда система становиться неинтегрируемой и в ней преобладают необратимые процессы, то есть «слоя», необходимо обратиться к пятимерной системе Калуцы –Эддингтона. Именно Эддингтону удалось показать, что за пятой координатой стоит космологическое время, соответствующее действительной части комплексного времени. Это дискретное время поделено на участки – горизонты времени. Пятое измерение Эддингтона имеет особый статус. Он не позволяет вписать Вселенную в прокрустово ложе симметричных инвариантных решений теории ОТО Эйнштейна. Открытие космологического расширения Вселенной с ускорением, изменяет наше понимание современной стадии космологической эволюции, нынешнего состояния Вселенной. Ранее считалось, что вся история космологического расширения – это история его затухания после первоначального «Большого взрыва». На этом строилась вся инфляционная теория анизотропии Вселенной, положенная в стандартную космологическую модель ΛCDM. Теперь оказывается, что как раз в нашу эпоху, динамика расширения Вселенной перешла от стадии замедления к стадии ускорения.

Как поле гравитации определяет сферическую, непрерывную геометрию пространства, так и поле инерции определяет линейную и дискретную геометрию комплексного времени, а в конечном счете, геометрию пространства - времени определяют физические свойства и законы космической среды (эфира). Кроме того, именно космическая среда поддерживает постоянство космологической плотности ρ, синхронизируя процессы ускоренного расширения Вселенной и рождения материи.

Лауреат Нобелевской премии профессор И.Р.Пригожин задался вопросом: «является ли Вселенная замкнутой системой в смысле термодинамики?». Отвечая на этот вопрос, И.Р.Пригожин пришел к выводу о том, что постулат адиабатичности космической эволюции означающий, что между окружающей средой и элементарным объемом нет теплового обмена (dQ =0), положенный А.Эйнштейном в основу стандартной космологической модели, является ошибочным [14]. Вселенная Эйнштейна – это замкнутая вселенная с постоянной энтропией, поскольку в такой вселенной необратимые процессы отсутствуют. Для описания рождения материи в стандартной модели необходимо допустить вариации плотности материи из-за рождения частиц, что приводит к нарушению симметрии во времени. Для того, чтобы ОТО Эйнштейна обладала нарушением симметрии во времени, поскольку рождение частиц соответствует необратимому процессу, И.Пригожин предложил дополнить число переменных входящих в стандартную модель (давление Р, плотность массы-энергии σ и радиус Вселенной R(t)) дополнительной переменной n - плотностью частиц и дополнительным уравнением, которое связало бы функцию Хаббла с радиусом Вселенной R(t) и рождением частиц n.

В случае Вселенной, состоящей из частиц одного вида с массой М, когда плотность массы-энергии просто равна σ, а давление Р – обращается в нуль, Пригожин предлагает простое уравнение, учитывающее рождение частиц:

αН² = 1/R² (dnR³/dt)          (9)

где α – кинетическая постоянная, равная нулю или положительная.

В этом уравнении величина α и Н положительны так как речь идет только о рождении (а не уничтожении) частиц. В пространстве Минковского, где Н=0, рождение частиц быть не может. Кроме того, во Вселенной, где общее число nR³ постоянно, независимо от величины Н, α =0 [14]. Далее, И Пригожин рассматривает, как рождение частиц приводит к модификации уравнений ОТО Эйнштейна с точки зрения первого и второго начал термодинамики. Первое начало выражает сохранение энергии. Но энергия может принимать различные формы. На пример, когда мы резко останавливаем двигатель, часть кинетической энергии преобразуется во внутреннюю тепловую энергию. В космологии так же необходимо различать два вида энергии: гравитационную (она отрицательна) и «внутреннюю», связанную с массой, энергию ( она положительна). Внутреннюю энергию можно создать за счет гравитационной энергии. Пригожин пишет: «Такой подход привод к модификации уравнения Эйнштейна. В этом уравнении появляется член, который мы, сравнивая с ньютоновской физикой, идентифицируем с давлением. К обычному давлению Р мы прибавляем дополнительное давление Рadd., обусловленное рождением частиц. Давление представляется в виде суммы двух членов, один из которых соответствует обычному термодинамическому уравнению состояния, а другой не имеет аналога в обычной физике, поскольку относится к преобразованию гравитационной энергии в материю. Обращаясь ко второму началу термодинамики, заметим, что энтропия связана с внутренней энергией, а не с остальными формами энергии. Так как имеется источник внутренней энергии, то имеется и источник энтропии. В стандартной модели энтропия сохраняется. В нашей модели мы имеем производство энтропии, пропорциональное скорости рождения частиц.» [14].

В 1973 году Эдвард Трайон предположил, что наша Вселенная могла образоваться в результате флуктуации физического вакуума. При этом нулевая энергия Вселенной образуется как сумма двух равных и отличных от нуля величин с противоположными знаками (энергия, связанная с гравитацией и энергия, связанная с массой знаменитой формулой Эйнштейна W=mc²).

Признанная научным сообществом теория гравитации ОТО Эйнштейна нелинейная и связана с ограниченной, замкнутой Вселенной. Но, еще за 23 года до ОТО Эйнштейна, Хевисайд предложил линейные уравнения гравитации, подобные уравнениям Максвелла. Эти уравнения хорошо согласованы с рядом законов и принципов физики и связаны с неограниченной, открытой Вселенной. Это приводит к тому, что в теории Хевисайда, как и в теории Ньютона, возникает проблема расходимости гравитационного потенциала, т.е. проблема гравитационного парадокса в безграничном пространстве, заполненном материей. Однако, высказывания Ландау и Лифшица о трудностях ньютоновской теории, связанных с расходимостью гравитационного потенциала в бесконечном пространстве вселенной, академик Я.Б.Зельдович назвал недостаточно корректными, поскольку потенциал φ и вектор гравитационного поля gradφ являются ненаблюдаемыми величинами [18]. Наблюдаемыми величинами являются вторые производные потенциалаφ (φίκ=d²φ/dxί·dxκ) , от которых зависит относительное ускорение соседних частиц. Уравнений механики и уравнения Пуассона (∆φ=4πGρ) недостаточно для решения космологической задачи. Гравитационным парадоксом Зельдович назвал произвол в выборе φίκ в ньютоновской теории [18]. Однако, эта трудность имеет место в случае, когда предполагается существование вещества только с положительной гравитационной массой. Если же исходить из предположения о равенстве положительной гравитационной и отрицательной инертной масс во Вселенной, то в теории гравитации Хевисайда и Ньютона сразу же снимаются возражения, связанные с гравитационным парадоксом. В гравидинамике Хевисайда появляется фундаментальное положение равенства положительных и отрицательных масс, эквивалентное фундаментальному положению равенства положительных и отрицательных электрических зарядов в электродинамике[17].

В масштабах Вселенной, где по утверждению И.Пригожина «необратимость есть следствие неустойчивости между силами гравитации и инерции масс», космологическая модель ΛCDM не способна адекватно описать неинтегрируемые, необратимые процессы рождения материи.

В современной физике принято считать, что структурную функцию частиц можно представить либо как функцию времени (временное представление), либо как функцию амплитуды гармонических составляющих частот (спектральное представление). Однако, эти представления равнозначны лишь для инвариантных процессов, когда время однозначно связано с циклическим движением. При описании неинвариантных, необратимых процессов, выходящих за рамки временного горизонта и связанных с рождением или исчезновением частиц, использовать временное представление будет ошибкой. В этом случае адекватное описание процессов дает лишь спектральное представление. Спектральное представление структурной функции электрона использовал профессор Л.Г.Сапогин для описания процессов рождения и исчезновения частиц в своей замечательной Унитарной Квантовой Теории (УКТ) [16].

4. Метафизика Артура Эддингтона

В 20 веке многими учеными, в том числе и Альбертом Эйнштейном, предпринимались неоднократные безуспешные попытки объединить геометрическим путем гравитацию и электромагнетизм в рамках четырех измерений континуума Минковского. Это удалось сделать Т.Калуцы, но в пятимерном формальном мире четырех пространственных измерений и одного времени. Артур Эддингтон в своей последней работе, обратившись к рассмотрению пятимерного мира, обладающего тремя пространственными измерениями и двумя временными и состоящего целиком из элементарных частиц, сумел объединить гравитацию и электромагнетизм на основе природы элементарных частиц. Ураноид (окружающая космическая среда) Эддингтона включает электронейтральность среды и равноправие частиц, обладающих противоположными зарядами и левой и правой поляризацией [2]. При этом пятая компонента скорости частицы имеет физический смысл отношения электрического заряда q к массе m частицы, где в размерный коэффициент входит G – ньютоновская гравитационная постоянная. Пятое уравнение геодезической линии означает постоянство отношений q/m для современного состояния планет в Солнечной системе (нынешнего временного горизонта). Справедливым является даже утверждение, что импульс частиц по пятой координате имеет смысл электрического заряда (с точностью до размерной константы c/2√G) [7].

Пространственно-временные многообразия разных размерностей отличаются по свойствам вводимых в них дискретных преобразований: Р-преобразования пространства, Т-преобразования времени и С-преобразования зарядового сопряжения. Эддингтон установил равноправие в Ураноиде частиц и систем, обладающих разными свойствами. В

5-мерном многообразии вместо квадрата 4-мерного интервала ds² = gₐᵦ dxªdxᵝ следует взять dI² = GAB dxᴬ dxᴮ, где индексы А и B принимают значения: 0,1,2,3,5.

Величины GAB являются компонентами пятимерного метрического тензора. Они образуют квадратичную матрицу, имеющую в общем случае 15 независимых компонентов:

G00 G01 G02 G03 G05

G10 G11 G12 G13 G15

GAB = G20 G21 G22 G23 G25          (10)

G30 G31 G32 G33 G35

G50 G51 G52 G53 G55

В искривленном римановом пространстве-времени, оперируя компонентами 5-мерного метрического тензора, можно получить десять компонент метрического тензора общей теории относительности Эйнштейна, четыре компоненты электромагнитного векторного потенциала А электродинамики Максвелла и одну компоненту, которая в принципе может описывать какое- то новое скалярное поле [7].

Томский физик Г.Николаев через однозначную величину физического параметра векторного потенциала А, движущегося заряда е, при (v « c) [8]

А = ev/cr,          (11)

установил существование в пространстве около него двух типов магнитных полей:

векторного Н┴ = rotA и          (12)

скалярного H║ = - divA          (13)

Общепринято считать, что если известно магнитное поле Н, то нет необходимости обращаться к «формальному» векторному потенциалу А. Однако сам факт того, что в волновом уравнении Шредингера появляется только векторный потенциал А, был очевиден с момента создания этого уравнения. Безуспешные попытки заменить векторный потенциал А в уравнениях квантовой механики «физическим» магнитным полем Н говорят о том, что волновая функция любого движущегося заряда в поле векторного потенциала А, должна отражать собой существование вполне ощутимого взаимодействия движущегося заряда с этим полем. Это взаимодействие может характеризоваться величиной изменения потенциала А волновой функции. Экспериментальное обнаружение явления силового эффекта взаимодействия движущихся по оси токового тороида электронов с полем векторного потенциала А в опытах Ааронова-Бома (1956) [9], было подтверждено в более поздних экспериментах японских ученых (1984) [10]. В ходе экспериментов было обнаружено изменение фазы волновой функции движущегося заряда при отсутствии и наличии в исследуемом пространстве поля векторного потенциала А, при полном отсутствии в этом пространстве магнитного поля Н. Положительные результаты экспериментов соответствовали только однозначной величине векторного потенциала А, сопоставляемой с однозначными же параметрами элементарного тока.

Изменение фазы волновой функции векторным потенциалом А определяется выражением:

∆φ = q/ħ ∫Ads ,          (14)

где интеграл берется вдоль траектории движения частицы.

Эксперимент Ааронова-Бома заставляет пересмотреть устоявшиеся представления о одних поперечных магнитных силах Лоренса и признать наличие продольных сил магнитного взаимодействия. На электроны, движущиеся в пространстве, где нет магнитного поля (В=0), но векторный потенциал не равен нулю, поперечные силы Лоренца не действуют, но траектория их движения изменяется. Таким образом, можно сделать вывод о том, что заложенные в электродинамике Максвелла исходные представления об одном векторном магнитном поле Н ┴ = rotA, при явном игнорировании другого скалярного магнитного поля Н║ = - divА, ошибочны [8]. Что касается не инвариантности уравнений электродинамики, то она обусловлена не столько существованием скалярного магнитного поля, сколько допущением реальности существования среды и учета эффектов запаздывающих потенциалов и деформации электрического поля движущихся зарядов. Полная инвариантность уравнений электродинамики допустима только в абсолютно пустом пространстве СТО Эйнштейна.

В 21 веке, анализируя анизотропию теплового фонового излучения Вселенной, удалось установить, что помимо сил гравитации и инерции в Космосе действует еще продольная сила, обуславливающая движение нашей Солнечной системы в точку «Апекса Солнца», расположенную в созвездии Льва[11] или Геркулеса [12]. Сотрудники Пулковской обсерватории А.А Шпитальная и А.А.Ефимов установили, что анизотропия нестационарных процессов вспышечной деятельности Солнца, землетрясений с магнитудой М>7, координаты перигелиев комет с параболическими орбитами относительно «неподвижного» околосолнечного пространства возникает под действием трех взаимно ортогональных сил. На базе большого ряда наблюдений явлений разной природы в околосолнечном пространстве им удалось построить трехосные эллипсоиды анизотропии, ортогональные силы в которых, направлены соответственно: на центр Галактики, на Апекс Солнца и по оси вращения Солнца (это направление почти перпендикулярно направлению на центр галактики). Следует заметить, что полученные результаты вполне надежны. Статистическая оценка значимости результатов составляет 8σ, где σ – стандарт случайной величины [11]. Если природа первых двух сил обусловлена гравитацией и инерцией Ньютона, то природа продольной силы, направленной по оси вращения Солнца может быть объяснена существованием скалярного магнитного поля, наряду с хорошо известным векторным магнитным полем. Учет всех свойств магнитного поля сразу же обнаруживает существование еще и продольной силы магнитного взаимодействия, существенно отличающейся от известной силы Лоренца. Наличие скалярного магнитного поля порождает силы, действующие на заряд в направлении скорости его движения [8].

Опираясь на факт реального существования токов смещения jсм в физической среде около движущегося заряда jсм = 1/4π ∂Е/∂t , Г.Николаев установил функциональную взаимосвязь этих токов с индуцируемыми ими по принципу близкодействия магнитными полями:

Н┴ = 1/С 2jсм║/rо = 1/С ev/r² sinφ ,

H║ = 1/C 2jсм┴/хо = 1/C ev/r² cosφ,          (15)

где:

jсм║ =∫so jсм║ dS ,

jсм┴ =∫sσ jсм┴ dS ,          (16)

(jсм = jсм║ + jсм┴)

Поверхность Sо ограничивает аксиальный поток тока смещения jсм║. На ее внешней поверхности определяется напряженность векторного магнитного поля Н┴.

Поверхность Sσ ограничивает радиальный поток тока смещения jсм┴. На ее внешней поверхности определяется напряженность скалярного магнитного поля Н║ [8].

Учитывая, что на поверхности Солнца сосредоточен электрический заряд Q≈1,7•10²⁰Кл. и по внешней сфере текут токи, создавая магнитное поле Н≈80α/м (в пятнах Н≈ 10⁵α/м), можно представить себе величину продольной силы, заставляющей двигаться Солнце, вместе с планетами Солнечной системы к своему Апексу со скоростью 330 км/с.

Результатом воздействия новой продольной силы на крупные небесные образования являются отмеченные в астрономии факты столкновения галактик. Этот процесс сопровождается поглощением более мелких галактик крупными галактиками и образованием мощных гравитационных волн. Вместо затухающих гравитационных волн, оставшихся во Вселенной после мифического «Большого взрыва», ученые обнаружили вполне ощутимые гравитационные волны, рожденные при столкновении галактик и черных дыр. Здесь я хотел бы отметить, что еще в1994 году, когда 16 июля 1994г. огромное ядро кометы Шумейкера-Леви столкнулось с газовым шаром Юпитера, радиальные колебания его поверхности породили гравитационные волны, мгновенно приведшие в колебания несколько геодезических спутников Командно-Измерительного Комплекса России. Обычно геодезические спутники имеют орбиту, находящуюся внутри трубки диаметром около 1 км. В период столкновения диаметр траектории трубки увеличился в 5 – 8 раз. Скорость, образовавшихся при столкновении кометы с Юпитером, гравитационных волн значительно превысила скорость электромагнитных волн. Таким образом, сенсационное сообщение американских ученых в январе 2016г. о регистрации гравитационных волн, рожденных в результате столкновения двух черных дыр, запоздало на 22 года.

5. Заключение

В заключении должен отметить, что снисходительно-покровительственный тон наших ученых мужей в адрес наследия И.Кеплера говорит лишь о том, как мало мы ценим научное наследие, оставленное нам гениями прошлого, и как поверхностно мы к нему относимся. Математическая абстракция современной твисторной теории Р.Пенроуза и кватернионная теория А.Ефимова, хотя и позволяют извлечь большое число математических моделей, дающих возможность выстраивать физическую теорию на базе фундаментальных соотношений, не может заменить физическую реальность, постигаемую в явлениях природы и экспериментах. Метафизическая, мистическая связь математики и физики проявляется в том, что формально полученные математические выводы могут находить действительное подтверждение в реальном физическом мире и это дает в руки исследователей субъективную возможность обнаружения новых видов взаимодействий. В реляционной теории бинарной геометрофизики Ю.С.Владимирова постулируются аксиомы систем отношений, что указывает на априорную неполноту теории, а физические процессы рассматриваются с позиции наблюдателя. Неполнота теории может являться следствием именно субъективного подхода. Этому способствует методология физики, основанная на постулировании соотношений между неопределяемыми понятиями, которая носит по выражению академика О.А.Осипова « явно спекулятивный характер, задавая уровень развития науки». В книге «Философия физики» М.Бунге констатировал: « В физике утвердилась философия операционализма. В ней считается, что символ так же, как и уравнение, имеет физическое значение лишь в той мере, в какой он соотносится с некоторыми возможными операциями человека. Это ведет к утверждению, что физика в целом – это наука об операциях, главным образом измерительных и вычислительных, а не наука о природе. То есть, физика имеет отношение именно к субъективному опыту, а не к объективной реальности» [15].

Релятивистская инвариантность, имеющая в своей основе субъективные пространственно –временные представления не согласуется с квантово-механической нелокальностью, имеющей объективный характер. В этом проявляется глубокое внутреннее противоречие квантово-релятивистской теории поля, приводящее к непреодолимым трудностям в решении проблемы квантовой теории гравитации, единых теорий и вывода представлений пространства-времени из физики микромира.

ЛИТЕРАТУРА

1. Владимиров Ю.С. Проблема вывода классического пространства-времени из закономерностей физики микромира, Метафизика. – 2015. - №2 (16) – С. 21-27.

2. A.S.Eddington, Fundamental Theory. - Cambridge, 1946

3. Константинов С.И. Эфиродинамика Космоса. – Lambert Academic Publishing, Deutschen Nationalbibliothek, Германия 2015

4. Грошев В.Л. От гравитации – через ядрон, Тунгусский феномен, Чернобыль и Сосово – до литосферных катастроф, СПб.: ВИКА, 2002

5. Болдырева Л.Б. Что дает физике наделение физического вакуума свойствами сверхтекучего ³Не-В., Москва.: URSS, 2011.

6. Физика космоса, Москва: «Советская энциклопедия», 1986

7. Владимиров Ю.С. Пространство – время: явные и скрытые размерности, Москва: Либроком, 2012

8. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности. Перспективы построения непротиворечивой электродинамики. Теория, эксперименты, парадоксы. Томск 2003

9. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэнде М. Фейнмановские лекции по физике. кн.6 , М.: Мир, 1977

10. Данос М. Эффект Аронова-Бома, квантовая механика электрического трансформатора. Физика за рубежом, Серия Б, Москва: Мир, 1984.

11. Ефимов А.А.и Шпитальная А.А. К вопросу о движении Солнечной системы относительно фонового излучения Вселенной, М-Л: «Проблемы исследования Вселенной», Выпуск 9, 1980.

12. Ю.А. Бауров, Ю.Г. Соболев, Ф. Менегуцц Фундаментальные эксперименты по обнаружению анизотропии физического пространства и их возможная интерпретация. Известия РАН, серия физическая, том 79, №7, 2015.

13. Хотеев В.Х. Дискуссия о Вселенной. СПб.: Сударыня, 2004

14. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Время, хаос, квант, Москва: Прогресс, 1994.

15. Бунге М. Философия физики, Москва: Прогресс, 2003

16. Сапогин Л.Г., Рябов Ю.А., Бойченко В.А. Унитарная Квантовая Теория и новый источник энергии, Москва: Сайне-Пресс, 2008.

17. Дятлов В.Л. Поляризационная модель неоднородного физического вакуума, Новосибирск , Институт математики,1998.

18. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной, М: Наука, 1975.

19. Хокинг Стивен, От большого взрыва до черных дыр. Москва: Мир, 1990. Гл.8.

20. Эйнштейн А. Собрание научных трудов, М.: Наука, 1967, Том 4, Стр. 200-227.