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

В.А. Шашлов
Природа фундаментальных взаимодействий

Oб авторе


Предложена модель фундаментальных взаимодействий, основанная на модели строения элементарных частиц материи в виде жесткой сердцевины, соединенной со связкой проективных прямых. Все взаимодействия являются следствием наложения связок прямых, входящих в состав каждой частицы материи.


Постановка проблемы

Решение проблемы отыскания природы фундаментальных взаимодействий, предлагаемое Стандартной моделью, далеко от Истины.

Конечно, установление единства электромагнитного и слабого взаимодействий является значительным достижением на пути понимания их общей природы. Однако даже в этом вопросе Стандартная модель не идет «до конца»: в качестве общей группы этих 2-х взаимодействий Стандартная модель предлагает прямое произведение групп U(1) и SU(2), не указывая, из какой группы получается группа U(1)хSU(2). Довольно очевидно, что такой группой является группа SL(2), а отсюда всего один шаг до утверждения, что реальной группой симметрии электрослабого взаимодействия является группа симметрии комплексной проективной прямой: СР1 ~ SL(2) (см. раздел III).

По тем же причинам Стандартная модель не может считаться теорией, объединяющей электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия. Отыскание группы, которая включает в себя прямое произведение групп U(1), SU(2), SU(3) и все инварианты которой имеют реальные проявления в физическом мире, составляет содержание так называемой теории «Великого объединения». Как будет ясно из раздела II, данный путь Великого объединения является тупиковым.

Еще одним общеизвестным недостатком Стандартной модели является то, что она вообще не включает гравитацию. Кроме того, Стандартная модель даже не приступила к включению в общую схему нелокального взаимодействия. Без учета этих взаимодействий искомая «Система всей Физики» также не может считаться полной.

Краткому рассмотрению всех этих проблем и посвящена данная работа.


Цель работы

Целью работы является единое описание всех известных взаимодействий в рамках проективной модели Мироздания, согласно которой в основе Мироздания лежит внутреннее пространство в форме аффинно-проективного пространства [1,2].


Содержание работы

Первый раздел посвящен тяготению и электромагнетизму.

Второй раздел посвящен сильному взаимодействию.

Третий раздел посвящен обменному, слабому и нелокальному взаимодействиям.


0. Общие принципы взаимодействий

В основу предлагаемой концепции, объясняющей природу всех взаимодействий, положена проективная модель строения материи. Согласно данной модели, каждая частица материи представляет собой конструкцию, составленную из 2-х элементов внутреннего пространства: одним из таких элементов является замкнутая поверхность, а вторым элементом – связка прямых. Замкнутая поверхность выполняет функцию жесткого кора частицы, а связка прямых – функцию всех полей, посредством которых частицы взаимодействуют. Подробнее о данной модели частиц материи см. [1].


Примечание. Связка – это множество всех прямых, проходящих через центр кора.


На первый взгляд, данная модель частиц материи представляется искусственной: зачем включать в состав частиц, которые «очевидно» являются локальными (физики, работающие в парадигме Стандартной модели, вообще считают частицы точечными) связку проективных прямых, простирающихся до бесконечности? Однако, как показано далее, данная модель позволяет единым образом объяснить все многообразие взаимодействий, которые имеются в природе.

Внутреннее пространство существует сразу в виде 3-х разновидностей аффинно-проективного пространства: вещественном (RР3), комплексном (СР3) и кватернионном (НР3). Соответственно, с каждой частицей связаны связки аффинно-проективных прямых 3-х типов: RР1, СР1, НР1. Прямые, входящие в состав этих 3-х типов связок, являются носителями всех взаимодействий.


Примечание. Тем самым, достигается максимально высокая степень унификации взаимодействий, что является веским аргументом в пользу данной модели.


Связки проективных прямых заполняют все проективное пространство, вследствие чего у любой пары частиц их связки непременно пересекаются: это пересечение и проявляется в виде физических взаимодействий между частицами.


I. Гравитация и электромагнетизм

Согласно проективной модели, RР1-прямые, заполняющие внутреннее RР3-пространство, имеют реальный физический смысл. Естественно ожидать, что в физическом мире проявляются 2 свойства, которые присущи одномерным нитям (струнам), имеющим форму окружности (именно такой формой обладают RР1-прямые). Одно из этих свойств – натяжение: оно «отвечает» за гравитационное взаимодействие, а второе свойство – вращение порождает электромагнитное взаимодействие.


1. Гравитация

В соответствие с предлагаемой моделью, каждая пара частиц материи связана посредством RР1-прямых, и эти прямые находятся в натянутом состоянии. Эти прямые принадлежат внутреннему пространству, однако пространство-время представляет собой отражение внутреннего пространства с помощью чисел [1,2], поэтому натяжение RР1-прямых должно проявляться в виде притяжения в физическом пространстве-времени.

Всемирное тяготение – это результат натяжения всех связок RР1-прямых, которыми наделены частицы материи.

Данный механизм имеет своим следствием общепринятое описанию гравитации, как искривления пространства-времени. Действительно, следствием натяжения RР1-прямых является искривление внутреннего RР3-пространства, которое «составлено» из этих (натянутых) прямых. В силу того, что все инвариантные свойства пространства-времени определяются свойствами внутреннего пространства, искривление внутреннего пространства должно проявляться также в виде искривления пространства-времени.

Однако при этом необходимо учитывать, что отдельные свойства пространства-времени зависит от выбора системы отсчета, которая используется при измерении пространственно-временных величин. В состав системы отсчета входит материальное тело, которое принято за начало отсчета, а также эталоны длины и времени. Зависимость интервалов длины и времени от выбора эталонов была известна еще древним египтянам и грекам, однако зависимость от состояния движения тела отсчета была осознана только с созданием специальной теории относительности (СТО).

В СТО было установлено, что длина пространственных и временных интервалов в одной инерциальной системе отсчета (ИСО) зависит от величины скорости, с которой данная система отсчета движется относительно другой ИСО. При создании общей теории относительности (ОТО) Эйнштейн некритически перенес результаты СТО на неинерциальные системы отсчета (НСО), полагая их равноправными с ИСО. На основании этого Эйнштейн ввел «общий принцип относительности», фундаментальное значение которого отразил в названии своей теории. Однако Эйнштейн не заметил, что в неинерциальных системах вообще отсутствуют неизменные эталоны. Это «только кажется», что в НСО можно выбрать неизменные эталоны длины и времени: вследствие непрерывного изменения скорости, которое претерпевает тело отсчета, в НСО эталоны непрерывно изменяют свою величину.

В частности, данный эффект имеет место в системе отсчета, которая связана с Часами, свободно падающими в гравитационном поле. Данные Часы должны замедлять темп своего хода, что уже используется на практике в системах навигации.

Однако Часы, жестко связанные с тяготеющей массой, не испытывают перемещения относительно этой массы, т.е. находятся с ней в одной точке внутреннего пространства. По этой причине искривление внутреннего пространства, создаваемого данной массой, не влияет на ход данных Часов: для Часов, жестко связанных с тяготеющей массой, создаваемое этой массой искривление внутреннего пространства не проявляется как искривление пространства-времени, построенного при выборе в качестве тела отсчета данных Часов. Часы на поверхности тяготеющего тела должны идти в том же самом темпе, как Часы, расположенные на бесконечности.

В работе [2] описан эксперимент, который позволит проверить данный вывод. Эксперимент покажет, заключается ли природа тяготения в искривлении пространства-времени (как полагает ОТО), либо в искривлении внутреннего пространства, как утверждает проективная модель.


2. Электромагнетизм

Второе из указанных свойств RР1-прямых, а именно, вращение лежит в основе электромагнитного взаимодействия. Математическим аналогом вращения является наличие у RР1-прямых ориентации, поэтому данное свойство присуще лишь ориентированным RР1-прямым.

Благодаря вращению RР1-прямых, которые связывают центральные коры частиц, эти коры непрерывно обмениваются отрезками данных прямых (один отрезок «втекает» в кор, но точно такой же отрезок «вытекает» из него). Данный обмен является причиной кулоновского взаимодействия.


Примечание. Связку ориентированных RР1-прямых можно рассматривать как множество всех генерируемых зарядом виртуальных фотонов. При этом не нужно «придумывать» никакие механизмы генерации таких фотонов и даже использовать соотношение неопределенностей: данный обмен является естественным следствием наличия в составе частиц связок ориентированных (вращающихся) RР1-прямых.


Магнетизм возникает в случае наличия относительного движения зарядов: когда они движутся друг относительно друга с ненулевой относительной скоростью. Это означает, что данные заряды располагаются в разных точках внутреннего пространства и связаны всего одной прямой, соединяющей данные точки. Именно посредством этой прямой осуществляется магнитное взаимодействие.


Примечание. По этой причине магнитное взаимодействие гораздо слабее кулоновского, в создании которого участвуют все прямые связки.


Проективные прямые RР3-пространства описываются с помощью плюккеровых координат, которые представляются в виде компонент антисимметричного тензора четвертого ранга. Хорошо известно, что напряженности электрического и магнитного полей образуют именно такой тензор. Таким образом, модель электромагнитного взаимодействия с помощью прямых внутреннего пространства объясняет, почему электромагнитное взаимодействие описывается уравнениями Максвелла.


II. Сильное взаимодействие

Сильное взаимодействие вводится для объяснения 2 групп явлений: взаимодействия кварков внутри адронов и взаимодействия адронов между собой (в частности, для объяснения взаимодействия нуклонов внутри атомных ядер). Однако обе эти группы явлений могут быть объяснены без введения гипотезы о существовании фундаментального сильного взаимодействия.

1. Для удержания кварков внутри адронов не требуется вообще никакое взаимодействие. Причина «удержания» (конфайнмента) кварков заключается в самом строении адронов. Каждый адрон построен на основе поверхности Боя, а кварки формируются путем присоединения к лепесткам поверхности Боя долей полной связки, имеющих величины 1/3 или 2/3. Поскольку лепестки не могут быть отделены от поверхности Боя, кварки не могут быть выделены из адронов.

2. Внутри атомных ядер взаимодействие между нуклонами осуществляется за счет непосредственного контакта поверхностей Боя и кулоновского взаимодействия входящих в их состав кварковых зарядов. Эти заряды располагаются в вершинах лепестков поверхности Боя, и расстояние от зарядов до поверхности лепестка примерно в 30 раз меньше размера самих лепестков, вследствие чего кварковые заряды соседних нуклонов имеют возможность сближаться на расстояние в 30 раз меньшее размеров самих нуклонов. Это приводит к увеличению интенсивности кулоновского взаимодействия также в 30 раз, в результате чего интенсивность кулоновского взаимодействия между нуклонами достигает величины, приписываемой сильному взаимодействию.

Таким образом, сильное взаимодействие не является фундаментальным, а группа SU(3) не имеет физического смысла. Именно по этой причине программа Великого объединения (в общепринятом понимании) является тупиковой: нет никакого смысла искать имеющую физический смысл группу симметрии, включающую группу SU(3).


III. Обменное, слабое и нелокальное взаимодействия

1. Наряду с натяжением и вращением, RР1-прямые обладают еще одним свойством, которое является даже более фундаментальным: кручением. Данное свойство имеет геометрический смысл: кручение присуще каждой RР1-прямой. Благодаря кручению RР1-прямых, центральный кор частицы может обладать собственным моментом количества движения (спином) вокруг любой оси (связка содержит прямые во всех направлениях).

Результат совмещения связок закрученных RР1-прямых зависит от направления, в котором происходит кручение. Если составляющие связку прямые закручены в противоположные стороны (спины антипараллельны), то для совмещения нет препятствий. Если же направления кручения прямых совпадают (спины направлены в одну сторону), то данные связки мешают друг другу находиться в данной области пространства (прямые, закрученные в одну сторону, не могут накладываться друг на друга). Данный эффект проявляется как обменное взаимодействие.


Примечание. Данная модель объясняет, почему обменное взаимодействие определяется именно спином частиц.


2. Электрослабое взаимодействие имеет своим носителем связку комплексных проективных прямых СР1-прямых. Вещественная часть СР1-прямых (RР1-прямые) осуществляет электромагнитное взаимодействие, тогда как мнимая часть «отвечает» за слабое взаимодействие. Поскольку СР1 ~ SL(2) и при выделении из группы SL(2) группы U(1) ~ RР1 оставшаяся часть группы образует группу SU(2), получаем, что группой симметрии слабого взаимодействия должна являться группа SU(2).

Данная модель объясняет, почему электрослабое взаимодействие может изменять аромат частиц. Дело в том, что СР1-прямые имеют форму S2-сферы, поэтому СР1-прямые действуют сразу на всю связку RР1-прямых, вследствие чего обладают способностью перевести всю эту связку в другое состояние. Например, направить всю связку так, чтобы она проходила через другую компоненту связности 3-связного внутреннего пространства, в результате чего данная частица будет преобразована в частицу другого семейства [1].

3. Нелокальные взаимодействия осуществляются посредством наиболее общего вида проективных прямых: кватернионных проективных прямых (НР1). Данные прямые имеют форму S4-сфер, которые способны включить в себя все пространство-время. По этой причине любые расстояния в 3-мерном пространстве не являются препятствием для нелокального взаимодействия.


Заключение

Проективная модель взаимодействий предлагает единый механизм взаимодействий посредством связок проективных прямых, являющихся неотъемлемой составной частью частиц материи. Каждое взаимодействие обусловлено конкретным типом проективных прямых или отдельными свойствами этих прямых. Данная модель осуществляет давно чаемое всеми физиками Великое объединение взаимодействий, и это объединение происходит не при «заоблачных», а вполне обычных энергиях.

Все взаимодействия едины по своей природе, поскольку обеспечиваются связками прямых в составе каждой частицы материи.


Выводы

1. Все взаимодействия осуществляются посредством связок аффинно-проективных прямых, входящих в состав частиц материи.

2. Гравитационное взаимодействие осуществляется благодаря натяжению RР1-прямых.

3. Электромагнитное взаимодействие осуществляется благодаря вращению RР1-прямых.

4. Обменное взаимодействие осуществляется благодаря кручению RР1-прямых.

5. Слабое взаимодействие осуществляется с помощью мнимых элементов СР1-прямых.

6. Нелокальное взаимодействие осуществляется посредством НР1-прямых.

7. Сильное взаимодействие не является фундаментальным:

7.1. внутри адронов сильное взаимодействие является следствием геометрической структуры поверхности Боя, на основе которой построены адроны,

7.2. между адронами функцию сильного взаимодействия выполняет электромагнитное взаимодействие, интенсивность которого увеличена за счет сближения кварковых зарядов соседних адронов на предельно малое расстояние, ограниченное лишь (удвоенной) толщиной поверхности Боя.


ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Строение элементарных частиц // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 24013, 30.11.2017

2. В.А. Шашлов, Что есть Время? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 23997, 26.11.2017


В.А. Шашлов, Природа фундаментальных взаимодействий // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.24045, 08.12.2017

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru