|
|
В.А. Шашлов
Пространство-время образовано однородными аффинными координатами, описывающими математическую форму Субстанции в виде аффинно-проективного пространства. Материя родилась в 2 этапа: сначала образовались фотоны гамма-диапазона, а затем в столкновениях гамма-квантов родились частицы материи.
Цель работы
Цель работы – изложить новое понимание природы пространства-времени и начального состояния материи:
1. пространство-время образовано численными значениями однородных аффинных координат, описывающих аффинно-проективную структуру Субстанции,
2. материя родилась в виде фотонов гамма-диапазона всех направлений, а частицы материи образовались в результате столкновения квантов первичного гамма-излучения.
Данная работа является прямым продолжением [1].
Содержание работы
В первой части описана природа пространства-времени, как множества значений координат, описывающих математическую структуру Субстанции.
Во второй части описан процесс рождения материи: материя родилась в виде гамма-квантов, образующих внутри Субстанции инвариантную сферу.
В третьей части указаны причины равномерного и ускоренного расширения Вселенной.
I. Проективная модель пространства-времени
В проективной модели Мироздания [1], пространство-время представляет собой множество значений координат, описывающих математический образ Субстанции в виде 3-мерного вещественного аффинно-проективного пространства RP3.
Предпочтительными координатами аффинно-проективного RP3-пространства являются однородные аффинные координаты [х0 : х1 : х2 : х3]. Проверим, что однородные аффинные координаты RP3-пространства обладают всеми свойствами, которые присущи пространству и времени.
1. Аффинность и 4-мерность.
Наличие 4-х измерений и аффинные свойства пространства-времени являются прямым следствием определения однородных аффинных координат RP3-пространства: количество координат n = 4, и значения каждой координаты образуют аффинную прямую.
Примечание. Наличие у пространства-времени аффинных свойств означает возможность выбора неизменных эталонов для измерения координат на всех пространственно-временных прямых: наличие пространственно-временных эталонов обусловлено существованием Субстанции (а не возможностью изготовления линеек и Часов, которые измеряют пространственные и временные интервалы).
2. Различие пространственных и временной координат.
Различие пространственных и временной координат также следует из определения однородных аффинных координат. Конечные точки RP3-пространства представляются в виде пропорций х1/х0, х2/х0, х3/х0, в которых пространственные координаты х1, х2, х3 входят в числитель, а временная координата х0 – в знаменатель.
Еще одно отличие однородной координаты х0 от координат х1, х2, х3 состоит в том, что бесконечно удаленные точки аффинно-проективного RP3-пространства описываются уравнением х0 = 0. Момент времени «настоящее» расположен сколь угодно близко к плоскости х0 = 0, однако попасть на бесконечно удаленную плоскость х0 = 0 частицы материи не могут: в собственной системе отсчета пространственные координаты частицы равны нулю: х1 = 0, х2 = 0, х3 = 0, а в проективном пространстве не существует точки [0 : 0 : 0 : 0] с нулевым значением всех 4-х координат.
Это означает, что траектории частиц материи не могут пересекать бесконечно удаленную плоскость, поэтому из момента времени «настоящее» частицы материи могут двигаться только в сторону, противоположную направлению на плоскость х0 = 0. Соответственно, временная координата может изменяться только в сторону возрастания своей абсолютной величины, что означает ее направленность и необратимость: направленность и необратимость времени являются следствием наличия у пространственно-временных координат свойства однородности.
3. Псевдоевклидова метрика пространства-времени.
В проективном пространстве метрика задается Абсолютом: поверхностью второго порядка, которая остается инвариантной при преобразованиях пространства. Вид инвариантной поверхности (Абсолюта) определяет группу преобразований пространства, а эта группа, в свою очередь, определяет вид метрики.
Если Абсолютом является сфера (х0)2 - (х1)2 - (х2)2 - (х3)2 = 0, то внутри сферы метрика будет гиперболической: в данной области пространства реализуется геометрия Лобачевского.
В 4-мерном аффинном пространстве это же уравнение (х0)2 - (х1)2 - (х2)2 - (х3)2 = 0 является уравнением инвариантного конуса, наличие которого задает псевдоевклидову метрику Минковского.
4. Закон инерции
Проективная модель объясняет не только все свойства пространства-времени, но также свойство, которое приписывается частицам материи, а именно – свойство частиц сохранять состояние инерциального движения.
Однородные координаты обладают свойством, что пропорциональное изменение не изменяет положение описываемой этими координатами точки. Пропорциональное изменение пространственно-временных координат представляет собой равномерное и прямолинейное движение, которое и является инерциальным движением. Из этого следует, что инерциальное движение совершают частицы, занимающие внутри Субстанции фиксированное положение. Таким образом, способность частиц к инерциальному движению является следствием однородных свойств пространственно-временных координат.
II. Рождение материи
Пропорции х1/х0, х2/х0, х3/х0 имеют размерность скорости, на основании чего можно заключить, что описывающее Субстанцию аффинно-проективное пространство имеет физический смысл обобщенного пространства скоростей.
Как следует из предыдущего раздела, первичным объектом, образовавшимся в аффинно-проективном пространстве скоростей, была инвариантная сфера (Абсолют).
Примечание. Возможные способы образования Абсолюта указаны в [2].
Единственной инвариантной скоростью является скорость света, поэтому инвариантная сфера (Абсолют) состояла из фотонов всех направлений, – эти фотоны являлись первичной материей.
Энергия первичных фотонов имела величину порядка 1 Гэв, т.е. это были гамма-кванты. При столкновениях гамма-квантов такой энергии рождались пары нуклон-антинуклон. Благодаря чрезвычайно большой плотности первичных гамма-квантов, рождение пар происходило достаточно интенсивно, и результатом этого процесса стало возникновение порядка 1087 пар нуклон-антинуклон. Одна миллионная (10-9) часть этого количества нуклонов сохранилась и образовала вещество Вселенной, тогда как все остальные пары аннигилировали и, в конечном счете, образовали реликтовый фон.
Примечание. Часть фотонов реликтового фона может являться остатком первичной фотонной сферы.
Причиной барионной асимметрии является то, что нуклоны и антинуклоны, как и большинство адронов, являются СР-несимметричными. Отсутствие СР-симметрии обусловлено Р-нечетностью поверхности Боя, на основе которой образованы адроны, и неравномерным распределением кварковых зарядов по объему адрона [1].
Примечание. Степень нарушения СР-симметрии должна существенно возрастать для высоко возбужденных состояний адронов: именно такие состояния превалировали в первичном «горячем бульоне» Вселенной.
Каждая частица материи содержит не только жесткий керн в виде замкнутой поверхности, но также связку аффинно-проективных прямых. Вид поверхности определяет тип частицы: односторонние поверхности порождают частицы обычной материи, а двусторонние – частицы темной материи. Связка прямых наделяет частицы физическими свойствами: массой, зарядом, спином.
III. Причины расширения Вселенной
Как указано выше, частицы материи родились в обобщенном пространстве скоростей. Это означает, что каждая частица в момент рождения обладала своим собственным значением скорости, отличным от скорости любой другой частицы (каждая частица родилась в отдельной точке пространства скоростей). Соответственно, между каждой парой частиц имелось ненулевое значение скорости: все частицы удалялись друг от друга, и величина относительной скорости определялась расстоянием между частицами в пространстве скоростей (это расстояние и было относительной скоростью).
Группы частиц с небольшой относительной скоростью стали зародышами галактик и скоплений галактик. Относительная скорость соседних зародышей имела величину одного порядка с максимальной относительной скоростью частиц в каждом из этих зародышей. Это означает, что скорость удаления зародышей галактик друг от друга пропорциональна количеству частиц в каждом зародыше.
Верно и обратное утверждение: масса зародышей галактик пропорциональна скорости удаления зародышей. Именно по этой причине масса галактик оказалась и не слишком маленькой, и не слишком большой: в первом случае галактики к настоящему времени удалились бы на расстояние, превышающее современные размеры Вселенной, а во втором случае галактики вообще не смогли бы удалиться на межгалактические расстояния и сколлапсировали в черную дыру.
Тем самым, проективная модель строения Вселенной объясняет, почему галактики (скопления галактик) имеют вполне определенную величину, и почему расширение Вселенной имеет определенную скорость, которая в стандартной космологии соответствует плоскому пространству-времени.
Примечание. Для объяснения плоскостности Вселенной вовсе не требуется постулировать существование «инфлатона» или темной энергии.
Ускоренное расширение Вселенной объясняется дополнительным натяжением связок прямых частиц материи, которое создается Абсолютом. Натяжение связок, создаваемое центральными кернами частиц, порождает всемирное натяжение. Примерно 7 млрд лет назад галактики удались друг от друга настолько, что натяжение, создаваемое Абсолютом, превысило натяжение связок частиц, образующих галактики и скопления галактик. Поскольку создаваемое Абсолютом натяжение направлено в противоположную сторону, то результирующее натяжение связок частиц, составляющих галактики, стало не притягивать, а отталкивать галактики, что послужило причиной их ускоренного удаления друг от друга [1].
Заключение
В работе рассматриваются начальные стадии эволюции Вселенной. Указано происхождение пространства-времени и материи:
1. пространство-время формируется из координат, которые описывают математическую форму Субстанции,
2. материя родилась в виде фотонов «первичного света»: множества гамма-квантов, составляющих инвариантную сферу Субстанции.
Метрику пространства-времени и материю создает один и тот же объект: Абсолют аффинно-проективного пространства Субстанции.
Абсолют имеет форму сферы и состоит из гамма-квантов всех направлений.
Гамма-кванты, которые двигались от центра сферы, задают размер нашей Вселенной: пространство Вселенной простирается до тех гамма-квантов, которые появились с возникновением Абсолюта.
Напротив, гамма-кванты, которые двигались навстречу друг другу, столкнулись и образовали частицы материи, которые составляют материальную Вселенную.
В проективной модели Вселенной рождение материи и пространства-времени рассматриваются совместно, что является существенным достоинством проективной модели по сравнению с существующими космологическими моделями.
Примечание. Космологические модели, в которых происхождение материи рассматривается отдельно от возникновения пространства-времени, можно смело отправлять в «архив».
Выводы
1. В фундаменте физического мира лежит Субстанция, обладающая формой 3-мерного вещественного аффинно-проективного RP3-пространства.
2. Пространство-время представляет собой множество значений однородных аффинных координат, описывающих математическую структуру Субстанции.
3. Псевдоевклидова метрика пространства-времени определяется Абсолютом, имеющим форму сферы аффинно-проективного пространства.
4. Абсолют RP3-пространства состоит из фотонов, движущихся во всех направлениях с фиксированной скоростью.
5. Частицы материи образовались в результате столкновения первичных гамма-квантов, составляющих Абсолют RP3-пространства.
6. Частицы материи обладают жестким керном: у частиц обычной материи керны односторонние, а у частиц темной материи – двусторонние.
7. Барионная асимметрия сформировалась в результате чрезвычайно большого числа реакций, протекавших на горячей стадии Вселенной с участием адронов и благодаря отсутствию у адронов строгой СР-симметрии.
8. В состав частиц материи входит не только жесткий керн, определяющий тип частицы, но также связка аффинно-проективных прямых, наделяющая частицы массой, зарядом и спином.
9. Расширение Вселенной обусловлено тем, что материя родилась в пространстве скоростей, и каждая частица при рождении обладала своим собственным значением скорости.
10. Ускоренное расширение Вселенной создается натяжением связок прямых частиц материи, которое осуществляет Абсолют RP3-пространства.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.А. Шашлов, Единая природа Мега и микромира // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27295, 20.08.2021
2. В.А. Шашлов, На пути к истинной структуре Вселенной // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27259, 28.07.2021
В.А. Шашлов, Физика пространства-времени и начальное состояние материи // «Академия Тринитаризма», М.,
 |