Дискуссии - Наука

В.А. Шашлов

Вселенная рождается Субстанцией и существует благодаря Субстанции. Субстанция имеет форму проективного пространства. Все объекты материального мира: пространство-время и обычная материя, темная материя и темная энергия, формируются из элементов Субстанции в форме проективного пространства.

Цель работы

Работа имеет целью приоткрыть наиболее глубокие тайны Вселенной, касающиеся происхождения как обычной, так и темной материи, выявить родство гравитационной и темной энергий, установить физическую природу массы, заряда, спина и кванта действия.

Содержание работы

В первом разделе описана «предыстория» рождения Вселенной, а также причина возникновения пространства-времени вместе со всеми присущими ему топологическими, аффинными и метрическими свойствами.

Во втором разделе обсуждается стадия рождения материи, показано, что масса, заряд и спин порождаются связками проективных прямых, выявлены природа квантов действия, происхождения барионной асимметрии и расширения Вселенной.

В третьем разделе рассмотрена природа темной материи и темной энергии: частицы темной материи имеют такое же строение, как частицы обычной материи, а темная энергия имеет такую же природу, как всемирное тяготение.

I. Вселенная и пространство-время

Исходный принцип проективной концепции Мироздания звучит следующим образом: Субстанция существует и имеет форму бесконечномерного кватернионного проективного пространства HP^∞.

Примечание. Справедливость данного принципа будет подтверждаться по мере того, как из свойств HP^∞-пространства будут выводиться все свойства, как материального, так и духовного миров.

В данном разделе рассмотрены начальные стадии эволюции Субстанции, результатом которых стало появление пространства-времени.

Первой стадией эволюции явилось выделение в HP^∞-пространстве комплексного (СP^∞) и вещественного (RP^∞) пространств. В результате, проективное пространство стало вещественно-комплексно-кватернионным: в нем появились объекты, принадлежащие только СP^∞-пространству и только RP^∞-пространству.

Вторая стадия: выделились 3-мерные подпространства НP³, СP³, RP³. Количество данных пространств неограниченно и каждая тройка таких пространств может быть использована для рождения Вселенной.

Третья стадия: столкновение RP³-пространства с Абсолютом СP³-пространства, имеющим вид (СP¹хСP¹). В результате столкновения, одна половинка Абсолюта проникла в RP³-пространство и образовала в нем инвариантную поверхность в форме сферы (СP¹ ~ S²). Это привело к сужению группы проективных преобразований: внутри сферы группа преобразований изоморфна группе преобразований гиперболического пространства: в этой области реализуется геометрия Лобачевского.

Примечание. Этот вывод является одним из главных результатов теории проективного мероопределения.

Как было показано Зоммерфельдом еще в 1909 году, формой гиперболического пространства Лобачевского обладает релятивистское пространство скоростей. Поскольку пространство скоростей составляет лишь малую часть RP³-пространства, описывающее Субстанцию проективное пространство (во всех своих разновидностях) будем именовать обобщенное пространство скоростей или просто: «внешнее пространство».

Проникновение Абсолюта в RP³-пространство осуществлялось через бесконечно удаленную плоскость, вследствие чего эта плоскость стала выделенной и внешнее пространство стало аффинно-проективным. Это означает, что все элементы внешнего проективного пространства остались теми же самыми, однако группа преобразований сузилась до аффинной группы. Аффинно-проективное пространство описывается с помощью однородных аффинных координат х⁰, х¹, х², х³.

Совокупность всех возможных значений координат х⁰, х¹, х², х³ составляет 4-мерное аффинное пространство: именно на основе этого пространства (из его элементов) сформировалось физическое пространство-время.

Наличие у пространства-времени аффинных свойств означает, что любой отрезок может выть выбран в качестве эталона длины, и этот отрезок можно сколь угодно раз переносить параллельно самому себе, что позволяет измерить величину любого отрезка, лежащего на этой прямой. Это делает возможным создание все более точных эталонов пространства и времени: существование эталонов пространства и времени обусловлено тем, что пространство-время является аффинным.

Наряду с аффинными свойствами, пространственно-временные координаты обладают свойством однородности: положение точки в аффинно-проективном пространства не изменится, если все 4 координаты умножить на произвольное число, не равное нулю. В 4-мерном пространстве-времени такой множитель служит параметром в уравнениях прямых, проходящих через данную точку в произвольном направлении.

Это означает, что частицы, находящиеся в фиксированных точках аффинно-проективного пространства скоростей (не подверженные внешним воздействиям), способны совершать прямолинейное и равномерное движение.

Данный вывод выявляет природу инерции: инерциальное движение является следствием того, что пространственно-временные координаты, в действительности, являются не только аффинными, но и однородными. Другими словами, закон инерции является следствием аффинно-проективной природы Субстанции.

В рамках проективной концепции пространства-времени находят объяснение особые свойства временной координаты: она может изменяться только в направлении увеличения своей абсолютной величины и не может принимать отрицательных значений.

Данные свойства проистекают из особого свойства проективного пространства, которое заключается в том, что точка (0, 0, 0, 0) является «выколотой» (несуществующей). Поскольку в собственной системе отсчета частицы все 3 пространственные координаты (х¹, х², х³) имеют нулевые значения, то нулевое значение временной координаты для частиц материи является не возможным: х⁰ ≠ 0. Вследствие этого, частицы не способны совершить непрерывный переход через точку х⁰ = 0, что является физической причиной необратимости и направленности времени [1].

Примечание. Направленность и необратимость времени являются следствием проективных свойств внешнего пространства.

Метрические свойства пространства-времени определяются тем же Абсолютом, который порождает гиперболическую геометрию пространства скоростей. В однородных координатах уравнение сферического Абсолюта имеет вид: - (х⁰)² + (х¹)² + (х²)² + (х³)² = 0.

В 4-мерном аффинном пространстве-времени это уравнение описывает инвариантный (световой) конус и задает псевдоевклидову метрику.

В рамках проективной модели Вселенной находят объяснение все, без исключения, свойства пространства-времени.

Примечание. До столкновения Абсолюта с RP³-пространством «времени не было». Точнее, временная координата была, однако она не отличалась от пространственных координат: только после столкновения начался необратимый ход времени в направлении увеличения своей абсолютной величины, и время приобрело современный вид.

II. Вселенная и материя

Как и Время, Материя родилась при столкновении Абсолюта с RP³-пространством. В результате данного столкновения, RP³-пространство подверглось «сотрясению», что привело к образованию множества замкнутых односторонних поверхностей.

Примечание. Это было «космосотрясение», и данные поверхности возникли подобно пузырькам при встряхивании перегретой жидкости.

Далее произошло объединение поверхностей со связками RP¹-прямых, центры которых совпали с центрами данных поверхностей. Каждая поверхность «стянула» все составляющие связку прямые, в результате чего поверхность и связка образовали единое целое: эти объекты стали частицами материи.

Частицы материи представляют собой объекты проективного пространства, состоящие из связки прямых и замкнутой односторонней поверхности.

Натяжение связки прямых породило энергию покоя частиц материи: энергия покоя – это энергия натяжения входящих в состав каждой частицы связки прямых.

Замкнутые односторонние поверхности выполняют функцию жесткого кора частиц материи, а связка прямых наделяет частицы не только энергией покоя (значит, и массой), но также зарядом и спином. Причина в том, что RP¹-прямые обладают не только натяжением, но также вращением и кручением: эти 3 физические свойства обуславливают существование 3-х физических величин: массы (энергии покоя), заряда, спина.

Посредством связок RP¹-прямых осуществляются 3 взаимодействия: 1) гравитационное, 2) электромагнитное, 3) обменное.

1) Создаваемое массой натяжение RP¹-прямых приводит к их искривлению. В свою очередь, это искривление имеет своим следствием искривление пространства скоростей. Частицы, попавшие в искривленные области пространства скоростей, изменяют свои скорости в направление тяготеющей массы, которое создает данное искривление. Эти изменения скорости, т.е. ускорения, интерпретируются как проявление гравитационного поля, создаваемого данной тяготеющей массой.

Физическая природа тяготения – это искривление пространства скоростей.

Однако, искривление пространства скоростей не то же самое, что искривление пространства-времени, к чему сводит гравитацию эйнштейновская теория тяготения (Общая теория относительности). Тождественность этих 2-х типов искривления имеет место только для частиц, которые совершают ускоренное движение в гравитационном поле. В этом случае частицы изменяют свое положение пространстве скоростей, вследствие чего создаваемая тяготеющей массой кривизна пространства скоростей будет физически значимой. Влияние этой кривизны на данные частицы может быть описано с помощью псевдориманного пространства-времени, как это делается в ОТО.

Однако, если тело неподвижно относительно тяготеющей массы, то кривизна пространства скоростей не влияет на данное тело, поскольку тело остается в одной и той же точке пространства скоростей (в которой находится и тяготеющая масса). Это означает, что все Часы, жестко связанные с тяготеющей массой, должны идти в том же самом темпе, как на ее поверхности. Точность современных Часов вполне достаточна, чтобы проверить данный вывод в лабораторном эксперименте [2].

2) Особенностью вращающихся RP¹-прямых является то, что это вращение совершается в одном из 2-х направлений: либо от центрального кора к бесконечности, либо от бесконечности к центральному кору. Причина такого необычного вращения состоит в том, что и центральный кор заряженных частиц, и бесконечно удаленная плоскость имеют топологию односторонней сферы, а при пересечении односторонней сферы, RP¹-прямые изменяют свое направление вращения. В результате этих 2-х изменений получается, что составляющие связку прямые вращаются только в направлении на бесконечность или только от бесконечности.

Направление вращения задается ориентацией RP¹-прямых, и изображение связки ориентированных RP¹-прямых совпадает с картиной силовых линий единичного заряда. Это означает, что связка RP¹-прямых, вращающихся по направлению к бесконечности, является физической реализацией единичного положительного заряда, а связка прямых, вращающихся от бесконечности, представляет собой единичный отрицательный заряд.

Именно в этом заключается природа электрических зарядов: заряды порождаются связками вращающихся в одном направлении RP¹-прямых.

Благодаря вращению RP¹-прямых, связывающих каждую пару заряженных частиц, между частицами происходит непрерывный обмен отрезками этих прямых: в течение одинаковых отрезков времени отрезки одинаковой длины выходят из каждого заряда, и входят в него. Данный обмен обеспечивает кулоновское взаимодействие между всеми имеющимися во Вселенной заряженными частицами.

Данный обмен аналогичен обмену виртуальными фотонами, посредством которых Стандартная модель объясняет механизм кулоновского взаимодействия. Однако имеется принципиальное отличие: отрезки RP¹-прямых имеют 2 возможные ориентации, что позволяет объяснить, почему одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются: отталкивание имеет место, когда происходит обмен одинаково ориентированными отрезками RP¹-прямых, а притяжение – когда частицы обмениваются противоположно ориентированными отрезками RP¹-прямых.

Примечание. Стандартная модель не отвечает на вопрос: «Почему тождественные виртуальные фотоны, испускаемые (+) и (-) зарядами, различным образом взаимодействуют с этими двумя типами зарядов?».

3) Кручение составляющих связку RP¹-прямых также совершается в одном из 2-х направлений: либо на бесконечно удаленную точку, либо от бесконечно удаленной точки. При выделении в пространстве фиксированного направления, эти два возможных направления кручения прямой, расположенной в данном направлении, проявляются в виде одного из 2-х направлений момента количества движения, порождаемого кручением данной прямой: либо вдоль выделенного направления, либо против данного направления. Данный вывод объясняет физическую природу собственных моментов количества движения: спин порождается кручением всех RP¹-прямых, которые составляют связку, входящую в состав данной частицы.

Именно по этой причине каждая частица материи обладает спином: спин является неотъемлемой характеристикой частиц материи, поскольку кручение является неотъемлемым свойством RP¹-прямых.

Обменное взаимодействие обусловлено наложением связок RP¹-прямых. Если накладываются связки прямых с противоположным направлением кручения (спины частиц направлены в разные стороны), то ничто не препятствует наложению этих связок: эти связки проходят друг через друга, как две противоположно закрученные спирали.

Если же прямые закручены одинаково (спины ориентированы в одном направлении), то витки спиралей, создаваемых кручением RP¹-прямых, накладываются друг на друга, и частицы будут «выталкивать» друг друга из обшей области пространства. Данный эффект интерпретируется как результат обменного взаимодействия.

Итак, проективная модель строения частиц материи объясняет происхождение как самих частиц, вместе со всеми характеризующими частицы величинами (масса, заряд, спин), так и порождаемых этими «физическими зарядами» 3-х видов взаимодействий.

Примечание. Гравитационное, электромагнитное и обменное взаимодействия имеют единую природу: они порождаются одними и теми же связками RP¹-прямых. Природа сильного и слабого взаимодействий описана в [2].

Проективная модель объясняет, почему физическая величина «действие» является квантованной. Квант действия возникает, когда изменяется направление кручения одной RP¹-прямых в связке, входящей в состав данной частицы материи. Это изменение проявляется в том, что внутри определенного временного и (или) пространственного интервала возникают энергия и импульс определенной величины. Произведение энергии на величину временного интервала, и (или) импульса на пространственный интервал представляет собой энергетическое и (или) импульсное проявление кванта действия [3].

Данная модель объясняет происхождение спектра частиц материи. Все известные типы частиц получаются, когда в центре связки оказывается одна из 3-х простейших видов замкнутых односторонних поверхностей: односторонняя сфера, односторонний тор и односторонний трилистник (поверхность Боя). Односторонняя сфера и односторонний тор служат жесткими корами заряженных и нейтральных лептонов (электронов и нейтрино), а поверхность Боя – жестким кором всего класса адронов [3].

Полученные результаты являются веским аргументом в пользу справедливости проективной модели строения материи. В данной модели все физические свойства частиц и все взаимодействия, в которых участвуют частицы, вытекают из строения частиц, составленных всего из 2-х элементов внешнего проективного пространства: замкнутой односторонней поверхности и связки проективных прямых.

В проективной модели рождения Вселенной находит объяснение и причина возникновения барионной асимметрии: эта причина состоит в том, что нуклоны и антинуклоны не являются СР-симметричными частицами.

Отсутствие у нуклонов СР-симметрии является следствием того, что они построены на основе поверхности Боя, а эта поверхность является Р-нечетной, и кроме того, при зеркальном отражении, противоположно заряженные кварки нуклона и антинуклона в вершинах лепестков, меняются местами, что означает нарушение С-симметрии. Величина СР-несимметрии нуклонов очень мала (она даже не обнаруживается экспериментально), однако количество реакций, в которых участвовали нуклоны и антинуклоны на горячей стадии эволюции Вселенной, было столь большим, что даже столь небольшой величины оказалось достаточно для появления барионной асимметрии.

Еще одним важным результатом проективной концепции рождения Вселенной является выявление причины «расширения Вселенной». Эта причина состоит в том, что рождение материи произошло во внешнем пространстве, имеющем смысл обобщенного пространства скоростей. Это означает, что каждая частица материи родилась в «своей» точке пространства скоростей и, следовательно, между каждой парой частиц изначально имелась ненулевое значении разности их скоростей. После того, как из частиц образовались галактики, данное распределение скоростей (полученное частицами при рождении) проявляется в разбегании галактик со скоростями, пропорциональными расстояниям, на которые они удалились друг от друга с момента образования.

III. «Темные» сущности Вселенной

В последние десятилетия наиболее важными открытиями в космологии стали обнаружение темной материи и темной энергии. До настоящего времени природа этих «темных сущностей» остается неизвестной.

Между тем, в проективной картине Мироздания физический смысл темной материи и темной энергии становится совершенно прозрачным, а возникновение этих элементов Мироздания – необходимым.

1. Темная материя

В предыдущем разделе показано, что все частицы материи образованы на основе замкнутых односторонних поверхностей. Однако, имеется еще один класс замкнутых поверхностей: это двусторонние поверхности, простейшими из которых являются обычные сфера и тор. Подобные двусторонние поверхности также образовывались при сотрясении RP³-пространства, и их объединение со связками RP¹-прямых также приводило к образованию частиц материи. Этот новый класс частиц материи естественно отождествить с частицами темной материи.

Данная модель объясняет, почему из 3-х физических характеристик, которыми обладают частицы обычной материи, у частиц темной материи имеется только масса, тогда как электрический заряд и спин отсутствуют. Причина в том, что двусторонние поверхности также создают натяжение связки RP¹-прямых (поэтому частицы темной материи обладают массой и энергией покоя), однако данные поверхности не обращают направление вращения и направление кручения RP¹-прямых, поэтому зарядом и спином частицы темной материи обладать не могут (заряд и спин формируются вращением и кручением, которые в данном случае отсутствуют).

Именно такими свойствами должны обладать частицы темной материи: масса у них должна быть, а заряд и спин – отсутствовать. Вероятно, существует только 2 стабильных вида частиц темной материи, жесткими корами которых служат обычная сфера и обычный тор, а частицы на основе остальных типов двусторонних поверхностей нестабильны.

Итак, существование частиц темной материи является следствием очевидного геометрического факта, что наряду с односторонними, существуют также двусторонние замкнутых поверхности. Количество темной материи во Вселенной можно объяснить тем, что произведение средней массы частиц темной материи на количество двусторонних поверхностей, соединившихся со связками прямых на стадии рождения материи, было в 5 раз больше, чем соответствующая величина для частиц обычной материи.

2. Темная энергия

Чтобы понять природу темной энергии, уточним природу гравитационной энергии.

Для этого представим проективную прямую в виде окружности, верхняя точка которой соответствует бесконечно удаленной точке О, а любые две массы обозначим точками А и В, расположенными на концах дуги в нижней половине окружности.

Натяжение RP¹-прямой неравномерно: на отрезке, который соединяет частицы А и В, натяжение N_АВ больше, чем натяжение N_АО и N_ВО на отрезках АО и ВО, соединяющих каждую из этих частиц с бесконечно удаленной точкой О: N_АВ > N_АО, N_ВО.

Примечание. Причина более сильного натяжения отрезка АВ заключается в том, что течение времени стремится «сдёрнуть» массы с RP¹-прямой [2].

Наличие положительных разностей натяжений (N_АВ - N_АО) > 0 и (N_АВ - N_ВО) > 0 означает, что частица А растягивает отрезок АО, а частица В – отрезок ВО. В результате, частицы А и В сближаются, что интерпретируется как их взаимное притяжение.

Все описанное происходит в пространстве скоростей, поэтому сближение частиц означает изменение их скоростей навстречу друг другу, т.е. частицы приобретают ускорения, которые имеют противоположные знаки, а их абсолютные величины пропорциональны величине натяжения, которое создает другая частица. Эти взаимные ускорения, пропорциональные массам частиц, составляют суть всемирного тяготения.

Наличие Абсолюта вносит существенную поправку в данную картину. Абсолют образован скоростями фотонов всех пространственных направлений, поэтому он располагается ближе к бесконечно удаленным точкам внешнего пространства, чем любые частицы (частицы материи не могут достичь скорости света), т.е. пересекает рассматриваемую окружность в точках, расположенных в ее верхней половине.

При пересечении Абсолюта, RР¹-прямые приобретают дополнительное натяжение, вследствие чего у каждой частицы материи возникает ускорение, направленное вдоль тех же самых прямых, которые связывают данную частицу со всеми остальными частицами, но только не внутрь соединяющих данные частицы отрезков, а к бесконечности.

В итоге, все частицы ускоренно удаляются друг от друга. Однако, создаваемое Абсолютом натяжение чрезвычайно мало, поэтому ускорение также очень мало и проявляется только для наиболее массивных объектов: галактик и их скоплений.

Темная энергия имеет точно такую же природу, как всемирное тяготение: оба явления обусловлены натяжением связки RР¹-прямых, только отрезки прямых, где происходит натяжение, различны: в случае тяготения – это отрезки между частицами, а в случае темной энергии – отрезки между частицами и бесконечно удаленными точками.

Тем самым, необходимость введения темной энергии, как особой физической сущности, отпадает: функцию темной энергии выполняет дополнительное натяжение связок RР¹-прямых на отрезках, соединяющих частицы с бесконечно удаленной плоскостью, которое создается Абсолютом внешнего пространства.

Заключение

В работе предложена новая космологическая модель, в которой главную роль играет Субстанция, лежащая в основании Мироздания и имеющая форму наиболее общего проективного пространства. Вселенная родилась в результате трансформаций, которые претерпела Субстанция. Рассмотрены основные стадии эволюции Субстанции, которые привели к возникновению как пространства-времени, так и материи.

Все материальные объекты Вселенной берут свое начало в Субстанции.

В рамках проективной концепции Мироздания находит объяснение природа всех физических величин, которые характеризуют частицы материи, а также наличие у частиц темной материи массы и отсутствие заряда и спина.

Все физические величины частиц материи порождаются одним-единственным элементом, который входит в их состав: связкой проективных прямых.

Проективная модель строения частиц материи объясняет происхождение квантов действия и возникновение барионной асимметрии.

Выявляется единая природа темной энергии и всемирного тяготения: оба феномена порождаются натяжением связок проективных прямых, только это натяжение осуществляется на разных отрезках данных прямых.

Никакого «Большого взрыва», послужившего «толчком» для расширения Вселенной не было: расширение Вселенной – это следствие того, что частицы материи родились в проективном пространстве скоростей, что позволило им в самый момент рождения начать удаляться друг от друга. Вместо Большого взрыва имело место легкое сотрясение Субстанции, когда произошло пересечение Абсолюта с RP³-пространством.

В настоящее время наиболее популярной моделью рождения Вселенной является инфляционная модель, согласно которой рождение произошло из вакуума, обладающего отрицательным давлением. Данная модель ничем не лучше (даже хуже) рождения из «ничего», где не вводится подозрительная гипотеза об отрицательном давлении.

Примечание. Проповедники инфляционной модели походят на религиозных догматиков, только вооруженных математическим аппаратом (который, кстати, довольно тривиальный). Инфляционной модель не отвечает на вопрос: «Откуда взялась столь богатая математическая структура, как евклидово пространство, и каким образом в этом пространстве появилось отрицательное давление?».

Вселенная родилась не из крохотного объемчика евклидова пространства, заполненного отрицательным давлением, и не из «ничего», как утверждает Священное Писание, а из Субстанции, которая представляет собой наиболее общий вид движения.

Примечание. Правда, остается возможность, что сама Субстанция была воздвигнута Троицей из «ничего», но на данный момент времени это нельзя ни опровергнуть, ни доказать.

Выводы

1. Субстанция имеет форму наиболее общего проективного пространства.

2. Пространство-время является математическим описанием вещественной части Субстанции, имеющей форму аффинно-проективного пространства.

3. Метрика пространства-времени и пространства скоростей задается Абсолютом в виде вещественной сферы.

4. Материя родилась в результате столкновения RP³-пространства c Абсолютом внешнего пространства скоростей.

5. Все частицы материи образовались в результате объединения связок проективных прямых с замкнутыми поверхностями: у частиц обычной материи эти поверхности односторонние, а у частиц темной материи – двусторонние.

6. Масса, заряд и спин обусловлены натяжением, вращением и кручением проективных прямых в связке, входящей в состав каждой частицы материи.

7. Квант действия формируется в результате изменения направления кручения одной проективной прямой в связке прямых данной частицы.

8. Все взаимодействия осуществляются посредством связок проективных прямых, имеющихся в составе каждой частицы материи.

9. Расширение Вселенной обусловлено тем, что рождение материи произошло в пространстве скоростей: каждая частица появилась в отдельной точке этого пространства со своим значением скорости.

10. Темная энергия представляет собой натяжение связок проективных прямых всех частиц материи, осуществляемое Абсолютом внешнего пространства.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, Что такое пространство и время? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 26603, 13.08.2020

2. В.А. Шашлов, Что такое взаимодействия? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 26580, 31.07.2020

3. В.А. Шашлов, Что такое материя? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 26552, 16.07.2020

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]