Посвящение Михайло Ломоносову

Предложен проективный взгляд на природу Мироздания, согласно которому фундаментальной математической структурой, лежащей в основе Мироздания, является проективное пространство.

Введение и постановка проблем

Данная работа является непосредственным продолжением Части I, которая была посвящена проблемам микрофизики. Для того чтобы «Система всей Физики» была полной, она должна включать исследование проблем не только микрофизики, но также проблем пространства-времени и Вселенной в целом.

Цель и содержание работы

Целью работы является исследование фундаментальных проблем микромира, макромира и мегамира. Соответственно поставленной цели, работа содержит 3 раздела:

в I разделе продолжается исследование проблем микрофизики: уточняется природа фундаментальных частиц материи и механизмы их взаимодействий, природа квантов, а также строение атомных ядер и самих атомов,

во II разделе рассматриваются проблемы пространства-времени: указывается условие, при которых гравитация проявляется как искривление пространства-времени, а также выясняется природа калибровочных и дискретных симметрий,

в III разделе изучаются проблемы космологии: предлагается модель рождения и начальных этапов эволюции Вселенной, как результатов эволюции внутреннего кватернионного проективного пространства, а также новая модель работы сознания.

С целью лучшего понимания, желательно ознакомиться не только с Частью I, но и с предшествующими работами на сайте «Академия Тринитаризма» [1, 2, 3, 4, 5].

0. Что такое внутреннее пространство?

Ключевое понятие всей «Системы» – это понятие «внутреннее пространство». Естественно, возникает вопрос: что это за пространство?

С математической точки зрения проблем не возникает: это известное уже почти 2 столетия проективное пространство в 3-х основных разновидностях: вещественное (RР³), комплексное (СР³) и кватернионное (НР³) проективные пространства.

Сложнее с физической интерпретацией. Внутреннее пространство можно представить с 3-х совершенно различных сторон.

1. Внутреннее пространство – это пространство, включающее в себя элементы симметрии, нарушение которых приводит ко всем известным взаимодействиям.

Примечание 1. Современная теория элементарных частиц – Стандартная модель – вводит 3 внутренних пространства, выполняющих такую функцию: новое внутреннее пространство «заменяет» их и именно по этой причине получило свое название.

Примечание 2. Элементами, которые обладают требуемыми симметриями, являются прямые линии: именно проективные прямые внутреннего пространства служат носителями всех фундаментальных взаимодействий.

2. Внутреннее пространство характеризует наиболее общий вид Движения, присущего Субстанции, лежащей в основе Мироздания. Данная интерпретация сближает внутреннее пространство с «пространством скоростей» и «импульсным пространством».

Примечание. Данное понимание внутреннего пространства позволяет объяснить существование пространства-времени и получить все его свойства.

3. Элементы внутреннего пространства служат «материалом», из которого формируются частицы материи. Данная интерпретация соответствует пониманию внутреннего пространства как «первоматерии» и «физического вакуума».

Примечание. Каждая частица представляет собой объединение принадлежащих внутреннему пространству замкнутой поверхности и связки прямых.

Данная «триединая природа» внутреннего пространства позволяет получить разумное объяснение всех физических явлений, присущих материальному миру, включая сам факт существования частиц материи и взаимодействий, а также тот факт, что частицы существуют и взаимодействуют в пространстве-времени.

Примечание. По мнению автора, данный подход способен заложить основы понимания и духовного мира, раскрыв механизм работы сознания, в котором определяющую роль играют НР¹-прямые.

I. Микромир: частицы, взаимодействия, кванты

1. Частицы

Ключевой идеей для разрешения проблем микрофизики является принципиально новое понимание строения фундаментальных частиц материи. Суть этого нового понимания состоит в том, что элементарные частицы представляют собой объединение 2-х элементов внутреннего пространства: замкнутой поверхности и связки прямых.

Данное понимание частиц материи позволяет получить полный спектр существующих частиц материи, причем не только обычной, но и темной материи.

Частицы темной материи отличаются лишь видом центральной поверхности, вставленной в центр связки прямых. У частиц обычной материи центральным кором являются замкнутые односторонние поверхности, тогда как частицы темной материи построены на основе замкнутых двусторонних поверхностей. Поскольку двусторонние поверхности не способны изменять ориентацию проходящих через них прямых, данные поверхности не могут служить источниками электрических зарядов, вследствие чего частицы темной материи не могут вступать в электромагнитное взаимодействие.

Примечание. Заряды характеризуются тем, что электрические силовые линии (функцию которых выполняют ориентированные RР¹-прямые) только выходят или только входят в окружающую заряд поверхность, и двусторонние поверхности не способны создать такое распределение ориентации в связке RР¹-прямых.

Вместе с тем, односторонние поверхности способны выполнять функцию «редуктора», обращающего направление вращения (ориентацию) RР¹-прямых. Благодаря этому все прямые, ориентированные на данную поверхность, после ее прохождения также будут ориентированы на поверхность. В результате получается конструкция, которая (при отождествлении ориентированных RР¹-прямых с электрическими силовыми линиями) имеет вид, приписываемый отрицательному заряду.

Положительные заряды возникают при реализации второго возможного случая, когда все прямые связки ориентированы от центральной поверхности (кора) и, пройдя через кор, также оказываются ориентированными от кора.

Для реализации данной модели электрического заряда важно, что бесконечно уделенная плоскость аффинно-проективного пространства (которое получается из проективного пространства путем выделения этой самой RР²-плоскости) также обращает ориентации пересекающих ее прямых. В результате, оба отрезка аффинно-проективной прямой, которые соединяют центральный кор с бесконечностью (в 2-х противоположных направлениях), оказываются ориентированными либо от бесконечности к кору, либо от кора к бесконечности. Первый случай соответствует (-) заряду, а второй – (+) заряду.

Простейший пример описанной конструкции имеет место, когда центральным кором является односторонняя сфера. Первая из описанных конструкций соответствует электрону, а вторая – позитрону.

Примечание. Существование еще 2-х пар (+) и (-) заряженных лептонов, которые имеют такое же строение, но принадлежат второму и третьему семействам, обусловлено тем, что внутреннее пространство является 3-связным. Данная причина обуславливает существование 3-х семейств частиц всех остальных типов (Часть I).

Нейтрино и антинейтрино имеют точно такое же строение, только центральным кором является односторонний тор. При пересечении одностороннего тора, прямые изменяют свою ориентацию 2 раза, вследствие чего изменения ориентации не происходит. Именно по этой причине нейтрино и антинейтрино не обладают электрическим зарядом (ситуация оказывается похожей на ту, как в случае двусторонних поверхностей).

Вместе с тем, в области, которая расположена между двумя образующими тор односторонними сферами, RР¹-прямые сохраняют определенную ориентацию. Для нейтрино и антинейтрино эта ориентация различна (в одном случае – на центр тора, в другом – от центра), что и обуславливает различие этих 2-х частиц.

Проективная модель материи единым образом объясняет строение как заряженных, так и нейтральных лептонов.

Третий тип известных частиц материи – адроны – имеют точно такое же строение, только центральным кором служит поверхность Боя.

Характерной особенностью поверхности Боя является наличие в ее составе 3-х неразрывно связанных друг с другом лепестков, которые отождествляются с кварками.

Кварки представляют собой лепестки поверхности Боя, соединенные с долей связки прямых: величина и ориентация этой доли определяют заряд кварка.

Поскольку полная связка соответствует единичному заряду, количество лепестков равно трем и доля связки может переходить от одного лепестка к другому лепестку, то абсолютная величина заряда кварков может принимать только 2 значения: 1/3 и 2/3. Тем самым, находит объяснение существование 2-х видов кварков: нижних и верхних. Как и в случае лептонов, существование кварков 3-х семейств (т.е. еще странных и очарованных, прекрасных и истинных кварков) обусловлено 3-связностью внутреннего пространства.

Примечание. Согласно проективной модели, кварки не являются самостоятельными частицами, а выступают как неотъемлемые части адронов: как это ни поразительно, фундаментальными частицами являются адроны, а не кварки.

Данная модель объясняет полный спектр адронов. Нетрудно проверить, что все разновидности адронов получаются как результат всех возможных способов распределения долей связок с величинами ±1/3 и ±2/3 по трем лепесткам поверхности Боя.

Примечание. Открытые недавно тетракварки и пентокварки также вписываются в изложенную модель. Данные типы частиц могут быть образованы на основе поверхности Боя, если на одном или двух лепестках образуется дополнительная (четвертая или пятая) доля связки прямых. Однако имеется иная возможность: данные частицы могут быть образованы на основе 6-лепестковой поверхности Штейнера, которая является четвертой по сложности замкнутой односторонней поверхностью.

Проективная модель строения материи обосновывает существование всех известных типов и разновидностей элементарных частиц.

Как показано в Части I, все 3 основные физические величины, характеризующие элементарные частицы, а именно, масса, заряд, спин, также являются проявлением имеющихся в составе частиц связок проективных RР¹-прямых:

масса – это свойство натяжения проективных прямых,

заряд – это свойство вращения проективных прямых,

спин – это свойство кручения проективных прямых.

2. Взаимодействия.

Проективная модель дает единое описание взаимодействий: все взаимодействия осуществляются посредством связок проективных прямых, входящих в состав каждой частицы материи. Форма проективных прямых существенно отличается от формы прямых обычного пространства. А именно, RР¹-прямые имеют форму окружности (S¹-сферы), СР¹-прямые имеют форму обычной 2-мерной сферы (S²-сферы), НР¹-прямые имеют форму 4-мерной сферы (S⁴-сферы). Именно эти математические объекты являются геометрическими образами физических носителей взаимодействий.

Объединение взаимодействий осуществляется «здесь и сейчас» (а не в области высоких энергий). Все взаимодействия объединены не по формальному признаку равенства интенсивности взаимодействий, а по своей природе: у всех взаимодействий одна проективная природа, поскольку их носителями являются проективные прямые.

Еще одним достоинством предлагаемого объединения является включение гравитационного взаимодействия. Данная модель реализует давно «чаемое» физиками прошлых поколений единство гравитационного и кулоновского взаимодействий: эти взаимодействия имеют один и тот же носитель, а именно, вещественные проективные прямые, а различие лишь в том, что проявляются разные свойства этих прямых:

1. одним таких свойств является натяжение: этому свойству соответствует гравитационное взаимодействий (именно поэтому источником гравитационного взаимодействия является масса!),

2. другим свойством является вращение: в результате вращения происходит непрерывный обмен отрезками прямых, что приводит к кулоновскому взаимодействию (поэтому источником кулоновского взаимодействия является заряд!).

Однако RР¹-прямые обладают еще третьим свойством – кручением, которое порождает обменное взаимодействие (связки противоположно закрученных прямых совместить можно, а одинаково закрученных прямых – нет). Одновременно находит объяснение, почему обменное взаимодействие определяется спином частиц.

Указанные 3 свойства (натяжение, вращение, кручение) исчерпывают все свойства RР¹-прямых, поэтому никаких других взаимодействий эти прямые порождать не могут.

Следующий тип проективных прямых – комплексные СР¹-прямые являются носителем электрослабого взаимодействия. Данное утверждение почти очевидно, поскольку группа симметрии СР¹-прямой: СР¹ ~ SL(2) практически совпадает с группой симметрии электрослабого взаимодействия SU(2)хU(1). Одновременно находит объяснение, почему электромагнитное взаимодействие вообще входит в электрослабое взаимодействие: причина в том, что RР¹-прямые являются частью СР¹-прямых.

Наконец, самым «масштабным» и, вместе с тем, самым «тонким» взаимодействием является нелокальное взаимодействие: данное взаимодействие осуществляется посредством НР¹-прямых.

Изложенная модель позволяет объединить все взаимодействия, включая обменное и нелокальное (о чем в Стандартной модели вообще речи не идет): все взаимодействия осуществляются посредством проективных прямых внутреннего пространства.

Вместе с тем, устраняется глубокое заблуждение Стандартной модели, что в природе существует сильное взаимодействие. То, что в настоящее время называют «сильным взаимодействием» кварков в адронах представляет собой не что иное, как геометрическое свойство поверхности Боя (неразрывность ее 3-х лепестков, на основе которых формируются кварки). Что касается сильного взаимодействия между адронами, то оно сводится к более интенсивному электромагнитному взаимодействию кварковых зарядов в случае их сближения на минимальные расстояния при контакте адронов.

3. Кванты.

Еще одним важным результатом проективной модели строения материи является выявление природы квантования.

Прежде всего, находит объяснение природа квантов собственного момента количества движения: спины частиц материи принимают дискретные значения (квантуются) в силу того, что порождаются крутящим моментом, внутренне присущим вещественным проективным RР¹-прямым. Минимальная величина спина s = 1/2 достигается, когда спин формируется кручением одной половинки RР¹-прямой, т.е. отрезком RР¹-прямой, который расположен между кором частицы и бесконечно удаленной точкой (в прямом или противоположном направлении).

Кванты действия формируются из собственных (спиновых) моментов количества движения частиц материи: квант действия численно равен моменту кручения всей RР¹-прямой (обоих «половинок» RР¹-прямой). Именно по этой причине размерности данных величин совпадают, а сам квант действия имеет величину ħ = 2s = 1.

Кванты энергии и импульса образуются в процессе преобразования кванта действия (как «пограничного» объекта между внутренним пространством и пространством-временем) в пространственно-временные величины. В данном процессе неизбежно возникает распределение кванта действия по временной и пространственной координатам. Плотности кванта действия во времени и пространстве и представляют собой кванты энергии и импульса.

Итак, в проективной модели все виды квантов, а именно кванты собственного момента количества движения (спины), кванты действия и кванты энергии-импульса имеют единую природу: все кванты имеют в своей основе дискретные и одинаковые величины крутящего момента RР¹-прямых в составе частиц материи.

4. Ядра и атомы.

Описанная модель элементарных частиц материи позволяет дать новое понимание строения материальных объектов, которые построены из этих частиц. Это частицы, составляющие 2^ой и 3^ий уровни строения материи: ядра и атомы.

4.1. Ядра

Ядра представляют собой конструкции, получающиеся из нуклонов, имеющих форму поверхности Боя, путем соединения вершин лепестков этих поверхностей, в которых располагаются кварковые заряды.

Примечание. Напомню, что кварки – это лепестки поверхности Боя, соединенные с определенной долей связки ориентированных прямых, а заряд кварков сосредоточен в вершинах лепестков, где фокусируются эти прямые (электрические силовые линии).

Кварковые заряды располагаются в непосредственной близости от вершин лепестков, поэтому при сближении оказываются друг от друга на расстоянии примерно в 30 раз меньше размера самих нуклонов. Соответственно, интенсивность их кулоновского взаимодействия также возрастает в 30 раз и достигает величины нескольких Мэв.

В результате, все кварки, имеющиеся в нуклонах, которые составляют данное ядро, собираются в небольших областях объемом ~ (2/30)³ ~ 3*10^-4 объема нуклона. Эти области содержат примерно одинаковое количество (+) и (-) зарядов, благодаря чему эти заряды удерживают друг друга от разлетания. Данные области выполняют функцию креплений, соединяющих нуклоны в атомные ядра. По числу (n) входящих в эти области u-кварков и числу (m) входящих d-кварков, данные области получили название (n,m)-узлов.

Примечание 1. Точнее говорить, что (n,m)-узлы образованы кварковыми зарядами, поскольку кварки целесообразно соотносить с целыми лепестками поверхности Боя, а не только с имеющимися внутри лепестков зарядами.

Примечание 2. В формировании (n,m)-узлов принимают участие также силы не электромагнитной природы, обусловленные взаимной деформацией поверхностей Боя, которую они испытывают, когда приходят в контакт друг с другом.

Наличие в ядрах (n,m)-узлов подтверждается многочисленными экспериментами по рассеянию протонов, в которых обнаружено, что с определенной вероятностью протоны передают свою энергию не отдельным нуклонам, а более локальным и плотным образованиям. До настоящего времени эти образования рассматривались как флуктуации плотности (флуктоны), однако в действительности, это (n,m)-узлы.

Для наглядного представления ядерных конструкций, поверхности Боя можно заменить похожими по форме прямоугольными тетраэдрами. Соответственно, описанная модель ядра получила название «тетраэдрической».

4.2. Атомы

Структурный состав атомов хорошо изучен со времен Резерфорда: атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Резерфорд предположил, что это вращение совершается в обычном пространстве («планетарная модель атома»). Однако не следует думать, что природа устроена однотипно и на уровне Солнечной системы, и на уровне атомов. Вращение электроны совершают, но это вращение происходит не в обычном, а во внутреннем СР³-пространстве.

Если данная гипотеза соответствует действительности, то форма электронных орбит при вращении в СР²-плоскости (принадлежащей СР³-пространству) должна иметь форму 3-мерной сферы. Причина в том, что СР²-плоскость – это 4-мерное вещественное пространство, а геометрическим местом точек, равноотстоящих от центра в 4-мерном пространстве, является S³-сфера. Данный результат совпадает с результатом, полученным В.А. Фоком в 1935 году (гораздо более сложным путем).

Данная модель атома дает новую интерпретацию механизму квантования в атомах.

Вращение электронов совершается под действием кручения RР¹-прямых, поэтому каждая прямая вносит в атом величину действия, определяемую моментом ее кручения, т.е. величину ħ. Это означает, что действие может изменяться только на величину, кратную величине ħ: ΔD = nħ. В пространстве-времени данная величина кванта действия проявляется в виде приращения момента количества движения (ΔМ): ΔМ = ΔD = nħ. Данное условие и представляет собой условие квантования в атомах.

Примечание. Данное условие было введено Бором без какого-либо физического обоснования, только на основании гипотезы Планка о квантовании физической величины (действия), имеющей размерность момента количества движения.

II. Макромир: пространство, время, симметрии

1. Пространство-время.

Согласно проективной концепции Мироздания, пространство и время не являются самостоятельными объектами, как полагает субстанциональная концепция, основателем которой (в Новое время) был Ньютон.

Вместе с тем, пространство-время не является и функцией материи в форме вещества и поля, как предполагает реляционная концепция («системой отношений» между частицами, как предложил Лейбниц).

Примечание. Современная разновидность реляционной концепции, разработку которой возглавляет профессор МГУ Ю.С. Владимиров, обходится без понятия «поле». По мнению автора, сводить пространство-время к известным видам материи, тем более, к отношениям между одними частицами материи, – это «грубый материализм».

В проективной концепции Мироздания существование пространства-времени является прямым следствием существования внутреннего пространства, и возникает как результат использования однородных аффинных координат внутреннего пространства. Данные координаты можно рассматривать как аффинные координаты 4-мерного пространства, которые представляют собой временную и пространственные координаты.

Пространство-время – это множество значений, которое принимают 4 однородные аффинные координаты внутреннего пространства.

«Схема возникновения» пространства-времени выглядит следующим образом.

Изначально имеется внутреннее пространство в форме проективного пространства, которое преобразуется в аффинно-проективное пространство. Это пространство описывается с помощью 4-х однородных аффинных координат х₀, х₁, х₂, х₃. Из свойств этих координат исключается (мысленно) свойство однородности: получающиеся при этом аффинные координаты (обозначаемые точно также: х₀, х₁, х₂, х₃) и представляют собой временную и пространственные координаты, а множество всех возможных значений этих координат выступает в качестве (прообраза) пространства-времени.

Пространство-время представляет собой аффинное пространство, образованное из однородных аффинных координат внутреннего пространства.

Данное понимание пространства-времени объясняет, почему точки пространства-времени составляют линейное множество, и любая точка может служить началом отсчета (нулевой точкой): оба эти свойства – следствия аффинности внутреннего пространства. Кроме того, находит объяснение 4-мерность пространства-времени: наличие 4-х измерений является прямым следствием того, что количество однородных координат, описывающих 3-мерное аффинно-проективное пространство, равно четырем.

В рамках данной модели находят объяснение также особые свойства времени.

В аффинно-проективном пространстве бесконечно удаленная плоскость х₀ = 0 является выделенной (недостижимой). В 4-мерном пространстве-времени данная плоскость представляет собой описываемую тем же самым уравнением 3-мерную гиперплоскость. Недостижимость данной гиперплоскости означает, что пространство-время разделено на 2 несвязанные части: х₀ > 0 и х₀ < 0, между которыми отсутствует непрерывный переход: не существует непрерывного пути из полупространства х₀ > 0 в полупространство х₀ < 0.

Рождение Вселенной произошло в одной из указанных областей (х₀ > 0), поэтому все частицы материи также принадлежат данной области. С помощью допустимого аффинного преобразования любую точку данной области можно перевести в точку, находящуюся сколь угодно близко к гиперплоскости х₀ = 0. Поскольку непрерывный путь через данную гиперплоскость отсутствует, то координата х₀ может изменяться только в сторону возрастания своей абсолютной величины.

Направленность и необратимость времени являются следствием того, что каждая частица материи в любой момент времени расположена в непосредственной близости от бесконечно удаленной плоскости внутреннего пространства.

В рамках данной модели находит объяснение и закон инерции. Свободные от взаимодействий частицы располагаются в фиксированных точках внутреннего пространства, а точки проективного пространства изображаются прямыми линиями 4-мерного аффинного пространства, – именно по этой причине частицы материи обладают способностью «по инерции» двигаться по прямым линиям пространства-времени.

Наконец, метрические свойства пространства-времени, а именно, наличие в нем псевдоевклидовой метрики (х₀)² - (х₁)² - (х₂)² - (х₃)² = 0 объясняется тем, что в процессе эволюции во внутреннем пространстве образовался вещественный невырожденный Абсолют (раздел III), который описывается именно таким уравнением.

Важнейшим следствием проективной модели пространства-времени является уточнение Общей теории относительности (ОТО). Как известно, основным содержанием ОТО является вовсе не «принцип общей относительности», а утверждение, что тяготение представляет собой искривление пространства-времени. Проективная модель уточняет данное положение в том плане, что указывает условие, при котором оно справедливо. Это условие состоит в том, что тела должны находиться в состоянии свободного падения.

Как указано в первом разделе, каждая масса создает натяжение прямых внутреннего пространства, это натяжение приводит к искривлению прямых, что влечет искривление самого внутреннего пространства. Данное искривление и проявляется в виде гравитационного поля. Объекты, которые попадают в искривленную область внутреннего пространства, приобретают ускорение, которое рассматривается как результат действия гравитационного поля. В этом случае искривление внутреннего пространства, описываемого с помощью однородных аффинных координат х₀, х₁, х₂, х₃, можно описать как искривление пространства-времени (задаваемого теми же самыми координатами х₀, х₁, х₂, х₃) и применить весь математический аппарат ОТО.

Однако данное представление будет справедливым именно для объектов, которые совершают ускоренное движение. Напротив, объекты, которые жестко связаны с тяготеющей массой, находятся в той же самой точке внутреннего пространства, что и сама тяготеющая масса, поэтому для данных объектов искривление внутреннего пространства не имеет места. Соответственно, должно быть плоским пространство-время, построенное при выборе данных объектов в качестве тела отсчета (без тела отсчета измерение пространственных и временных интервалов невозможно): для данных объектов (Часов) темп хода времени должен быть точно таким же, как в отсутствие тяготеющей массы.

Таким образом, степень искривленности внутреннего пространства зависит не только от величины тяготеющей массы, но также от состояния движения «пробного тела» (Часов), с помощью которого измеряют это искривление.

Примечание 1. В зависимости темпа хода Часов от величины ускорения нет ничего необычного: наоборот, было бы весьма странно, если бы Часы, покоящиеся относительно тяготеющей массы, и Часы, двигающиеся в гравитационном поле с ускорением, обладали бы одинаковым темпом хода.

Примечание 2. Только при таком понимании хода времени в поле тяготения можно описать эффект красного смещения. Если бы в гравитационном поле время текло медленнее, то эффект красного смещения был бы в 2 раза больше наблюдаемой величины (если не вводить гипотезы, что фотоны не подвержены влиянию поля и сохраняют неизменной свою частоту в точках с разным значением гравитационного потенциала).

Данный вывод несложно проверить. В настоящее время созданы лабораторные экземпляры Часов, погрешность которых не превышает 10^-17. При такой погрешности, для пары Часов, разнесенных по высоте всего на 2-3 метра наблюдаемая величина рассинхронизации хода (если справедлива ОТО) будет достигнута в течение 2-3 дней. Если же темп хода Часов не зависит от величины гравитационного потенциала (как утверждает проективная модель), то синхронность хода Часов должна сохраниться, независимо от того, на какое расстояние по высоте разнесены исследуемые Часы.

Часы, неподвижные относительно Земли, должны идти в одинаковом темпе независимо от того, какова разность гравитационных потенциалов между ними.

Данный эксперимент – это первое, что должна сделать любая научная лаборатория, которая получит в свое распоряжение двое таких Часов. Эксперимент явится прямой проверкой замедления (или – отсутствия замедления) времени в поле тяготения.

Полученный вывод уточняет область применимости ОТО. Описание свободных движений тел в гравитационных полях (например, движение планет в гравитационном поле Солнца или спутников в гравитационном поле Земли), остается без изменений. Для этих объектов можно применять уравнения Эйнштейна, справедливость которых подтверждена многочисленными экспериментами. Уточнение касается Часов, которые жестко скреплены с тяготеющим телом, гравитационное поле которого исследуется. Искривления внутреннего пространства и, следовательно, пространства-времени для данных Часов отсутствуют, вследствие чего эти Часы должны идти в том же темпе, как в плоском пространстве-времени.

2. Симметрии

Роль непрерывных симметрий в теоретической физике была установлена 99 лет назад Эмми Нётер. Трансляционная симметрия по временной и пространственным координатам приводит к законам сохранения энергии и импульса; вращательная симметрия в пространстве имеет своим следствием закон сохранения момента импульса; симметрия относительно вращений в плоскостях, содержащих временную и одну из пространственных координат, означает сохранение «лоренцева момента».

Примечание. Закон сохранения лоренцева момента устанавливает тот факт, что центр инерции замкнутой системы тел движется равномерно и прямолинейно.

За прошедшие 100 лет «неисчислимое» количество работ было посвящено двум другим типам симметрии: дискретным и калибровочным. Однако физическая природа этих симметрий до настоящего времени ускользает от понимания. В частности, до сих пор не получены ответы на вопросы:

1. «Почему нарушения симметрии абстрактных внутренних пространств имеет своим следствием появление реальных сил в пространстве-времени?»,

2. «Почему дискретные симметрии пространства и времени вообще связаны с симметрией относительно зарядового сопряжения?».

Получение ответов на эти 2 вопроса и составляет содержание данного раздела.

2.1. Вопрос о физическом смысле калибровочной симметрии возник в том же 1918 году (что и работа Э. Нётер) в работе Вейля, где было введено понятие «калибровка». За прошедшие 99 лет было выявлено 3 вида абстрактных математических пространств: U(1), SU(2), SU(3), локальное нарушение симметрии которых приводит, соответственно, к электромагнитному, слабому и сильному взаимодействиям.

Проективная модель предлагает отказаться от «абстрактности» пространств: U(1) и SU(2), заменив их реальными объектами внутреннего пространства, а именно, вещественными и комплексными проективными прямыми.

RР¹-прямые имеют точно такую (изоморфную) группу, как U(1), однако это теперь не абстрактная математическая группа, а группа симметрии реального геометрического объекта внутреннего пространства. Именно этот объект, а именно, RР¹-прямые внутреннего пространства служат носителем электромагнитного взаимодействия.

Группа симметрии СР¹-прямых является даже более общей, чем группа SU(2), и практически совпадает с прямым произведением SU(2)хU(1), которое служит группой симметрии электрослабого взаимодействия. Это позволяет сделать вывод, что носителями электрослабого взаимодействия служат СР¹-прямые.

Что касается внутреннего пространства, симметрия которого описывается группой SU(3), то проективная модель вообще отказывает этому пространству в «праве на существование». Соответственно, излишней оказывается гипотеза о существовании сильного взаимодействия: симметрия, которая требуется для создания частиц, содержащих 3 кварка, реализуется в поверхности Боя.

Вместе с тем, проективная модель указывает, что внутреннее пространство, представляющее собой RР¹-прямые, обладает дополнительными физическими свойствами: натяжением и кручением, что позволяет с помощью этих же самых RР¹-прямых объяснить существование гравитационного и обменного взаимодействий.

Примечание. Тем самым, осуществляется объединение 3-х таких разных взаимодействий: гравитационного, электромагнитного и обменного.

Более того, проективная модель вводит внутреннее пространство с гораздо более широкой группой симметрии, а именно, группой симметрии НР¹-прямых, которые отвечают за нелокальное взаимодействие.

Таким образом, вопрос о том, каким образом нарушения симметрии внутреннего пространства приводят к возникновению реальных взаимодействий в пространстве-времени, решается весьма элегантным способом. Внутреннее пространство признается «более реальным», чем пространство-время, поэтому вполне естественно, что все изменения внутреннего пространства «передаются» пространству-времени и проявляются в виде физических взаимодействий.

2.2. Также как калибровочные симметрии, дискретные симметрии вышли на первый план физических исследований в середине ХХ века: именно тогда была доказана знаменитая СРТ-теорема. Однако физический смысл взаимосвязи дискретных симметрий пространства и времени с изменением знака электрического заряда до сих пор остается загадкой (это не удивительно: природа заряда также остается неизвестной).

Проективная модель предлагает следующее решение этой загадки. Зеркальное отражение в пространстве и изменение знака временной координаты никак не связаны с зарядовым сопряжением, однако такая связь имеется для однородных аффинных координат х₀, х₁, х₂, х₃ внутреннего пространства: изменение знака этих координат изменяет ориентацию RР¹-прямых, которая определяет знак заряда. Верно и обратное утверждение: изменение ориентации RР¹-прямых имеет своим следствием изменение знака координат х₀, х₁, х₂, х₃ внутреннего пространства. Поскольку эти же самые координаты х₀, х₁, х₂, х₃ являются координатами пространства-времени, зарядовое сопряжение приводит к инверсии пространства и времени.

Данное понимание дискретных симметрий позволяет дать новое доказательство СРТ-теоремы: эта теорема – прямое следствие того, что во внутреннем пространстве С-операция и РТ-операция взаимно обратны друг другу [5].

III. Мегамир: Субстанция, Вселенная, Разум

1. Субстанция

Проблема существования (или – отсутствия) Субстанции – это мировоззренческий вопрос. В данной работе этот вопрос решается положительно: предполагается, что Субстанция существует и ее главным атрибутом является внутреннее пространство в форме проективного пространства. Внутреннее пространство «вбирает» в себя все категории, которые ранее относили к атрибутам Субстанции: пространственную и временную протяженности, источник материальности, носитель взаимодействий.

Важно, что однозначно устанавливается математический вид Субстанции. Внутреннее пространство имеет форму 3-х проективных пространств: вещественного, комплексного и кватернионного. Наиболее общим из них является кватернионное пространство, а первые 2 пространства возникли в процессе эволюции внутреннего пространства. Этот процесс представлял собой одну из первых стадий развития Вселенной: к рассмотрению этих стадий перейдем в следующем пункте.

2. Вселенная

Согласно проективной концепции Мироздания, Вселенная возникла в результате процессов во внутреннем пространстве.

Первым из таких процессов явилось выделение бесконечно удаленной НР²-плоскости. Результатом такого выделения явилось преобразование проективного пространства (в котором все точки были равноправными) в аффинно-проективное пространство. Данное преобразование сопровождалось изменением преимущественных координат, с помощью которых описывается данное пространство: из проективных координат они превратились в однородные аффинные координаты.

Данное превращение следует рассматривать как рождение пространства-времени. Точнее, произошло рождение прообраза пространства-времени, каковым стало 4-мерное аффинное пространство, построенное на основе 4-х аффинных координат (при «построении» пространства-времени свойство однородности исключается).

Второй стадией явилось выделение внутри НР³-пространства СР³-пространства.

Примечание. Данное выделение означает «рождение» внутри 12-мерного шара (с особым отождествлением точек 11-мерной границы этого шара), каковым является НР³-пространство, 6-ти мерного шара (на 5-мерной границе которого произведено отождествление точек, составляющих большие круги этой 5-мерной сферы).

В 12-мерном шаре 6-мерное СР³-пространство неизбежно пересекается с 8-мерной НР²-плоскостью, в результате чего НР²-плоскость «вырезает» в СР³-пространстве СР¹-прямую. Это означает, что СР³-пространство преобразовалось в СР³\СР¹-пространство, которое, как хорошо известно, является 3-связным.

Примечание. Именно 3-связность СР³\СР¹-пространства является причиной существования 3-х семейств частиц материи.

Третьей стадией явилось выделение RР³-пространства и «столкновение» этого пространства с выделенной СР¹-прямой. Поскольку СР¹-прямая имеет форму S²-сферы, то в результате данного столкновения внутрь RР³-пространства «проник» чужеродный, инвариантный объект (Абсолют), имеющий форму S²-сферы. В соответствие с разработанной Кэли и Клейном теорией проективного мероопределения, это привело к образованию внутри данного Абсолюта гиперболической геометрии.

Примечание. Другими словами, в той части внутреннего пространства, которая заключена внутри Абсолюта (в которой образовались частицы материи), реализуется геометрия Лобачевского.

Уравнение Абсолюта в форме S²-сферы (х₀)² - (х₁)² - (х₂)² - (х₃)² = 0 есть не что иное, как псевдоевклидова метрика пространства-времени: на третьем этапе эволюции внутреннего пространства завершилось формирование пространства-времени.

Еще одним важнейшим результатом третьего этапа явилось рождение частиц материи. «Сотрясение» RР³-пространства привело к возникновению в нем множества замкнутых поверхностей (аналогов пузырьков при встряхивании перегретой жидкости), а выделившаяся при столкновении энергия преобразовалась в энергию связи этих поверхностей со связками проективных прямых. Результатом соединения данных поверхностей и связок явилось образование частиц материи.

Данная модель рождения материи объясняет барионную асимметрию Вселенной: ее причиной является отсутствие у нуклонов СР-симметрии из-за того, что центральный кор – поверхность Боя – не обладает Р-симметрией, и распределение зарядов по кору (по лепесткам поверхности Боя) неравномерно. Из-за отсутствия у нуклонов СР-симметрии, в результате ядерных реакций с участием нуклонов и антинуклонов на горячей стадии эволюции Вселенной количество нуклонов стало превышать количество антинуклонов.

Примечание. Данная модель возникновения барионной асимметрии не требует, чтобы протон был нестабильным: ничто не мешает ему «жить» бесконечно долго.

В проективной модели Мироздания находит разрешение «проблема первотолчка», благодаря которому галактики разбегаются друг от друга, что интерпретируется как расширение Вселенной. Никакого «первотолчка» не было: галактики разбегаются по той причине, что все частицы материи родились во внутреннем пространстве. Как указано выше, одной из физических реализаций внутреннего пространства является пространство скоростей. Поскольку каждая частица родилась в своей (особой) точке внутреннего пространства скоростей, то любая пара частиц изначально находилась в состоянии с ненулевой относительной скоростью. После того, как совокупности данных частиц образовали зародыши галактик, указанное свойство «передалось» и самим галактикам.

3. Разум

Проблема природы сознания занимает автора уже более 35 лет: 5 мая 1982 года пришла первая мысль, которая заключалась всего лишь в том, что «мозг работает на КВЧ волнах». Последующие 11 лет были, фактически, посвящены развитию этой идеи.

Примечание. Именно это, главным образом, отвлекло от развития проективной картины Мироздания, которая зародилась еще в середине 70-х годов.

Результатом этой 11-летней работы явилась небольшая статья в журнале «Радиофизика» (1994 г. вып.1), суть которой сводилась к доказательству того, что в мембранах нейронов имеются участки (перехваты Ранвье, через которые протекают интенсивные потоки ионов Na⁺ и К⁺), где в соответствие с мазерным эффектом происходит генерация когерентных акустоэлектрических колебаний. Далее в статье делался вывод, что материальным носителем сознания является интерференционная картина, которая образована акустоэлектрическими колебаниями в миелиновых оболочках нейронов, в которые распространяются генерируемые колебания.

В течение этих же 35 лет было открыто и исследовано нелокальное взаимодействие, необходимым условием которого является то, что в какой-то момент времени объекты находились в коррелированных квантовых состояниях. Результаты цитированной работы показывают физическую природу этих «коррелированных квантовых состояний»: такими состояниями являются когерентные акустоэлектрические колебания, которые непрерывно воспроизводятся в миелиновых оболочках нейронов.

Это позволяет выдвинуть гипотезу, что обработка информации в мозгу осуществляется благодаря нелокальному взаимодействию участков мозга, занятых миелиновыми оболочками.

Примечание. Из данной модели естественно вытекает, что основным носителем информации в мозгу является белое вещество мозга (а не «серое вещество», как считалось до последнего времени).

Мозг – это квантовый компьютер и проблема познания Вселенной сводится к нахождению и реализации алгоритмов поддержания возможно большего числа участков миелиновой сети мозга в состоянии квантовой запутанности.

Примечание. Описание данных алгоритмов выходит за рамки первого приближения к «Системе всей Физики».

Заключение

Важнейшей особенностью данной работы является введение внутреннего пространства, которое обобщает внутренние пространства, используемые в Стандартной модели для объяснения электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий.

Более того, этому «новому внутреннему пространству» приписываются еще 2 важнейшие функции: являться «носителем» пространства-времени и частиц материи. Казалось бы, это – «перебор». Однако именно это обстоятельство позволяет утверждать, что проективная концепция Мироздания (основным утверждением которой является утверждение, что внутреннее пространство имеет форму проективного пространства) реализует монистическую парадигму.

Все физические объекты представляют собой проявление единой сущности, точнее – Субстанции, атрибутом которой является внутреннее пространство.

Примечание. В процессе реализации данной парадигмы оказалось, что можно вообще исключить из числа фундаментальных сильное взаимодействие. Однако «взамен» получилось, что обменное и нелокальное взаимодействия также имеют проективную природу, как электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия.

Представим краткое содержание работы «по пунктам».

1.1. В качестве модели строения частиц материи предлагается следующая модель: частица – это замкнутая поверхность и (соединенная с ней) связка проективных прямых. Замкнутая поверхность выполняет функцию жесткого кора, а связка обеспечивает все взаимодействия, в которых участвует частица.

В терминах теории струн строение частиц материи можно описать следующим образом: частицы – это замкнутые 2-мерные браны, соединенные со связками струн, заполняющих полный телесный угол, причем эти струны содержат бесконечно удаленные точки внутреннего пространства (это – проективные прямые). Более того, «проективные струны» имеют вид не только вещественных, но также комплексных и кватернионных проективных прямых, которые являются 2-х и 4-х мерными образованиями, т.е. каждая частица представляет собой чрезвычайно сложный «геометрический букет».

Примечание. Современным «струнным» теоретикам во главе с «самым гениальным физиком-теоретиком современности» явно не хватает фантазии, чтобы представить такое строение частиц материи.

1.2. Из предложенной модели частиц материи следует, что взаимодействия не являются по отношению к частицам чем-то «внешним». Уже не требуется предполагать, что частицы каким-то непонятным образом (только за счет соотношения неопределенностей это сделать невозможно) генерируют виртуальные частицы самых разных сортов, являющиеся носителями взаимодействий.

Примечание. Причем в неограниченном количестве и при этом частицы «ухитряются» поглощать столь же неограниченное количество виртуальных частиц, генерируемых всеми остальными частицами: как точечные (бесструктурные) частицы могли бы справляться с этими функциями – «одному Богу известно».

1.3. Раскрывается природа всех квантов: кванты спина, действия и энергии-импульса имеют в своей основе момент кручения, присущий RР¹-прямым, входящим в состав каждой частицы материи. При этом кванты спина отражают статическое состояние момента кручения, квант действия – его динамическое состояние, а кванты энергии и импульса образуются в результате преобразования кванта действия. Кванты энергии и импульса представляют собой временную и пространственные плотности кванта действия, которые формируются в результате «распределения» кванта действия по временной и пространственной координатам.

1.4. Вводятся принципиально новые модели атомных ядер и самих атомов.

1.4.1. Модель ядер выглядит совершенно элементарно: нужно лишь собирать конструкции из прямоугольных тетраэдров, соединяя вершины их оснований и добиваясь, чтобы получающиеся конструкции были возможно более симметричными.

Примечание. В этом заключается основной недостаток модели с точки зрения «серьезных» физиков: они «ни в жизнь не поверят», что проблема ядра, над которой столетие бились «лучшие умы человечества», решается столь элементарно просто.

Вместе с тем, для доказательства данной модели даже не требуется проводить новых экспериментов: нужно лишь продолжить вычисление электрических и магнитных моментов полученных таким способом ядерных конструкций. Поскольку распределение электрических зарядов, положение центров инерции и зарядов, а также оси вращения конструкций находятся однозначно, электрический и магнитный моменты каждого ядра также вычисляются однозначно, а экспериментальные значения уже известны.

1.4.2. В отличие от ядра, предлагаемая модель атома, хотя атомы являются более «близкими» к нам объектами, далеко выходит за рамки наглядного представления. Согласно предлагаемой модели, атомы остаются объектами внутреннего пространства и представляют собой некоторое подобие Солнечной системы: роль Солнца выполняет ядро, а планетами являются электроны. В данной модели электронные орбиты лежат в комплексных СР²-плоскостях внутреннего СР³-пространства.

2. Во втором разделе рассматривается природа пространства-времени, а также природа калибровочных и дискретных симметрий: все эти объекты также являются «производными» внутреннего пространства.

3. В третьем разделе рассмотрены наиболее фундаментальные космологические проблемы, связанные с рождением Вселенной, а также указан новый подход к изучению сознания с использованием кватернионных проективных прямых.

Выводы

1.1. Частицы и взаимодействия представляют единый комплекс: частицы материи включают как локальные объекты (жесткий кор в виде замкнутой поверхности), так и нелокальные объекты (связка проективных прямых).

1.2. Кванты спина, действия и энергии-импульса имеют единую природу: все эти кванты обусловлены наличием у входящих в связки RP¹-прямых крутящего момента строго определенной величины.

1.3. Атомные ядра образуются путем кулоновского притяжения кварковых зарядов, собирающихся в (n,m)-узлах, где происходит соединение вершин поверхностей Боя, в которых расположены эти заряды.

1.4. Атом представляет собой расположенный во внутреннем пространстве и образованный ядром и электронами аналог Солнечной системы.

2.1. Пространство-время представляет собой множество всех значений однородных аффинных координат внутреннего пространства.

2.2. Вид калибровочных симметрий определяется формой вещественных, комплексных и кватернионных проективных прямых внутреннего пространства, которые служат носителями всех взаимодействий.

2.3. Операция зарядового сопряжения изменяет ориентацию RP¹-прямых, и данное изменение индуцирует инверсию пространственно-временных координат, что является причиной существования универсальной СРТ-симметрии.

3.1. Субстанция обладает атрибутом в виде внутреннего пространства, которое выполняет 3 основные функции:

а) является причиной существования пространства-времени,

б) поставляет элементы для образования частиц материи,

в) осуществляет все взаимодействия.

3.2. Вселенная родилась в процессе 3-х стадий эволюции внутреннего пространства в форме НР³-пространства:

а) выделение бесконечно удаленной НР²-плоскости,

б) выделение СР³-пространства и RР³-пространства,

в) столкновение RР³-пространства с выделенной СР¹-прямой.

3.3. Земной Разум имеет в своей основе нелокальное взаимодействие когерентных акустоэлектрических колебаний в миелиновых оболочках нейронах, а сами когерентные состояния создаются и поддерживаются за счет мазерного эффекта, реализуемого в участках мембран нейронов, где протекают ионные токи.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Добавление к трем работам и принцип Паули // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23070, 17.02.2017

2. В.А. Шашлов, Измерение времени в поле тяготения (второе сообщение) // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567,публ.22663, 28.10.2016

3. В.А. Шашлов, Пространство-время, материя, взаимодействия // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23205, 29.03.2017

4. В.А. Шашлов, Электрические и магнитные моменты ядер от водорода до кислорода (I, II, III части) // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.22558, 30.09.2016

5. В.А. Шашлов, Вселенная. Симметрии. Кванты. Части I, II, III // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23519, 30.06.2017