Указаны возможные пути решения наиболее важных проблем физики. Все эти пути рассматриваются в рамках проективной модели Мироздания, согласно которой одним из атрибутов Субстанции является внутреннее пространство в форме аффинно-проективного пространства.

Цель работы

Цель данной работы – изложить основные положения проективной модели Мироздания, и на ее основе описать возможные пути решения наиболее важных проблем, стоящих перед современной физикой.

Содержание работы

I раздел: проблемы обоснования свойств пространства-времени.

II раздел: проблемы строения материи.

III раздел: проблемы нахождения механизмов взаимодействий.

Исходный постулат

В основу положен постулат: существует внутреннее пространство, обладающее формой кватернионного проективного пространства НР³.

На начальных стадиях космологической эволюции внутреннее пространство претерпело изменения, в результате которых внутри НР³-пространства произошло выделение бесконечно удаленных элементов, а также выделись комплексное (СР³) и вещественное (RР³) подпространства. В результате данных изменений образовалось 3 вложенных друг в друга аффинно-проективных пространств: вещественное, комплексное и кватернионное. Данные 3 пространства – это «вся математика», которая необходима для построения проективной модели Мироздания: все объекты материального мира имеют своими математическими прообразами элементы, принадлежащие указанным трем пространствам.

I. Проективная модель пространства-времени

Главными элементами аффинно-проективного пространства являются однородные аффинные координаты, с помощью которых описывается данное пространство. От общих однородных проективных координат х⁰, х¹, х², х³ они отличаются тем, что бесконечно удаленная плоскость описывается уравнением х⁰ = 0, а конечные точки пространства представляются в виде v¹ = х¹/х⁰, v² = х²/х⁰, v³ = х³/х⁰.

Вид этих соотношений показывает, что координаты х¹, х², х³ можно отождествить с пространственными, а координату х⁰ – с временной координатой. Тем самым, получает объяснение 3-мерность пространства и 1-мерность времени. Кроме того, находит объяснение наличие у пространства-времени аффинных свойств: они являются прямым следствием аффинных свойств внутреннего пространства.

Наличие у временной координаты особых свойств: направленности и необратимости обусловлено тем, что в аффинно-проективном пространстве точки, составляющие бесконечно удаленную плоскость х⁰ = 0, недостижимы для объектов, расположенных в ограниченной области. В 4-мерном аффинном пространстве-времени уравнение х⁰ = 0 описывает 3-мерную гиперплоскость. Недостижимость точек данной гиперплоскости означает, что она разделяет пространство-время на 2 несвязанные части. Вследствие этого не существует непрерывного пути из области х⁰ > 0 в область х⁰ < 0, что и обуславливает необратимость и направленность времени [1].

Метрика пространства-времени определяется видом Абсолюта, который возникает во внутреннем пространстве на одной из стадий космологической эволюции. Абсолют имеет вид 2-мерной сферы (х⁰)² - (х¹)² - (х²)² - (х³)² = 0. Как установлено теорией проективного мероопределения, данный Абсолют задает в своей внутренней области гиперболическую геометрию Лобачевского. В 4-мерном пространстве-времени это же самое уравнение определяет псевдоевклидову метрику Минковского.

Таким образом, в рамках проективной картины Мироздания находят объяснение все свойства, которые присущи пространству-времени, и получают ответы на вопросы:

1. откуда берется пространство-время?

2. почему пространство-время является аффинным?

3. почему пространство-время является 4-мерным?

4. почему пространство-время разбито на 3-мерное пространство и 1-мерное время?

5. почему время обладает свойствами направленности и необратимости?

6. почему в пространстве-времени имеет место псевдоевклидова метрика?

II. Проективная модель материи

Для создания частиц материи Субстанция избрала следующие 2 элемента внутреннего пространства: замкнутые поверхности и связки прямых. Все частицы представляют собой конструкцию, которая включает в себя 2-мерную замкнутую поверхность и связку прямых. Каждая частица получается, когда в центр связки прямых вставляется замкнутая поверхность, и эти 2 элемента соединяются в единый объект.

Данная модель строения материи объясняет полный спектр известных частиц материи: наличие заряженных и нейтральных лептонов, а также адронов. Эти 3 вида частиц образованы на основе 3-х разных видов замкнутых поверхностей: заряженные лептоны – на основе односторонней сферы, нейтральные лептоны – на основе одностороннего тора, адроны – на основе поверхности Боя.

Каждый из 3-х лепестков поверхности Боя, будучи соединенным с определенной долей связки прямых, представляет собой кварк. Поскольку лепестки поверхности Боя неразрывно связаны и не могут быть отделены друг от друга, имеет место конфайнмент кварков. Кварки не могут существовать в свободном состоянии, поскольку лепестки поверхности Боя невозможно «отрезать» друг от друга.

Полный спектр адронов получается как результат всех возможных способов распределения связок прямых по лепесткам поверхности Боя. Различие между мезонами и барионами состоит лишь в том, что в случае мезонов связка прямых распределяется по двум лепесткам, а в случае барионов – по всем трем лепесткам поверхности Боя.

Минимальная доля связки прямых, приходящейся на один лепесток, составляет 1/3 от полной связки, соответствующей единичному заряду (е). Поэтому заряд каждого кварка должен быть кратен (1/3)е: это объясняет существование нижних и верхних кварков.

Наличие 3-х семейств частиц материи обусловлено тем, что на одной из стадий эволюции внутреннее пространство принимает форму СР³\СР¹-пространства, которое является 3-связным. Связки прямых могут располагаться в этом пространстве в одной из 3-х компонент связности, что обуславливает существование 3-х семейств.

Все 3 физических параметра, которые характеризуют частицы материи: масса, заряд, спин, порождаются связками вещественных проективных прямых (RР¹). Каждая из этих прямых обладает натяжением, ориентацией (вращением) и кручением. Данные свойства и обуславливают, соответственно, массу, заряд, спин.

Выявление того, что масса, заряд, спин имеют единую природу (как разные проявления RР¹-прямых), является одним из важнейших достоинств проективной модели.

В проективной модели находит объяснение существование темной материи: частицы темной материи имеют такое же строение, как частицы обычной материи, только в центре связки прямых располагается двусторонняя поверхность [1].

Таким образом, проективная модель строения материи отвечает на вопросы:

1. каково строение частиц материи?

2. почему частицы материи разбиваются на лептоны и адроны?

3. каким образом получается полный спектр лептонов и адронов?

4. что такое кварки и как объясняется конфайнмент кварков?

5. почему существуют нижние и верхние кварки?

6. почему существуют 3 семейства частиц материи?

7. какова физическая причина существования у частиц массы?

8. какова физическая природа электрического заряда?

9. каково происхождение спина?

10. чем частицы темной материи отличаются от частиц обычной материи?

III. Проективная модель взаимодействий

В проективной картине Мироздания существование взаимодействий является прямым следствием строения материи: все взаимодействия осуществляются посредством соединяющих частицы прямых, которые входят в состав их связок, и обусловлены свойствами этих 3-х типов прямых (RР¹, СР¹, НР¹).

1. Как было указано, RР¹-прямые наделены натяжением, вращением и кручением, которые порождают массы, заряды, спины. Эти же самые 3 свойства обуславливают существование гравитационного, электромагнитного и обменного взаимодействий.

1.1. Натяжение приводит к изгибанию RР¹-прямых, что имеет своим следствием искривление внутреннего пространства. Это искривление внутреннего пространства и проявляется в виде гравитационного взаимодействия.

1.2. Вращение является следствием того, что RР¹-прямые имеют форму окружности и могут быть ориентированы. Вращение приводит к тому, что центральные коры частиц обмениваются отрезками общих RР¹-прямых, что приводит к электромагнитному взаимодействию. Поскольку RР¹-прямые имеют форму окружности, их группа преобразований изоморфна группе U(1). Тем самым, находит объяснение физическая природа внутреннего пространства, которое «отвечает» за электромагнитное взаимодействие: данным внутренним пространством является одномерное подпространство (RР¹) реального внутреннего пространства в форме RР³-пространства.

1.3. Кручение имеет своим следствием наличие у частиц собственного момента количества движения: спина. Поскольку прямые связки заполняют полный телесный угол, кручение RР¹-прямых способно проявляться в виде спинового момент количества движения вдоль любого направления в пространстве. При совпадении центров связок (при нахождении частиц в одной точке пространства) результат наложения связок зависит от направления кручения составляющих связки прямых. Если прямые закручены в разные стороны (имеют противоположные спины), то связки не мешают друг другу, если же прямые закручены в одну сторону (спины параллельны), то связки «выталкивают» друг друга. Данный эффект проявляется в виде обменного взаимодействия, предельным выражением которого является принцип Паули.

2. Комплексные СР¹-прямые ответственны за электрослабое взаимодействие. Действительно, группу симметрии СР¹-прямой можно представить в виде СР¹ ~ SL(2) ~ U(1)хSU(2). Согласно Стандартной модели, именно такой вид имеет группа симметрии электрослабого взаимодействия.

Выявление физической природы калибровочных симметрий, обеспечивающих существование электромагнитного и электрослабого взаимодействий (то, что эти симметрии являются симметриями RР¹-прямых и СР¹-прямых), является одним из важнейших достоинств проективной модели.

3. Кватернионные НР¹-прямые, вероятно, служат носителями нелокального взаимодействия.

4. Данная модель не включает сильное взаимодействие. В этом нет необходимости, поскольку сильное взаимодействие не является фундаментальным. Как указано выше, удержание кварков внутри адронов осуществляется исключительно за счет геометрических свойств поверхности Боя.

Что касается сильного взаимодействия между адронами (в частности, между нуклонами в атомных ядрах), то оно обусловлено сближением кварковых зарядов, расположенных в вершинах лепестков поверхности Боя, на расстояние, которое на 1,5 порядка меньше размеров самих адронов. По этой причине интенсивность кулоновского взаимодействия между этими зарядами также увеличивается на 1,5 порядка и достигает величины сильного взаимодействия [1].

Таким образом, в рамках проективной модели находит объяснение природа всех взаимодействий, и получают ответы на следующие вопросы:

1. какова природа гравитационного взаимодействия?

2. что является носителем электромагнитного взаимодействия?

3. какова физическая природа обменного взаимодействия?

4. что является носителем электрослабого взаимодействия?

5. что является носителем нелокального взаимодействия?

6. какова природа сильного взаимодействия?

Заключение

Согласно проективной модели Мироздания, все 3 основные категории физики: пространство-время, материя, взаимодействия имеют в своей основе вещественно-комплексно-кватернионное аффинно-проективное внутреннее пространство. В рамках проективной модели находит решение также множество других проблем, например:

1. какова природа принципа эквивалентности?

2. каково происхождение СРТ-инвариантности?

3. какова причина расширения Вселенной?

4. каково происхождение барионной асимметрии?

5. каково происхождение квантов?

6. каково строение атомных ядер и самих атомов?

Исследованию этих проблем будет посвящена вторая часть данной работы.

Вывод: проективная модель Мироздания способна объяснить все наиболее важные проблемы, стоящие перед современной физикой.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Физическое и внутреннее пространства // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 23766, 26.09.2017