Дискуссии - Наука

В.А. Шашлов

Основные физические величины – масса, заряд, спин – порождаются одним и тем же элементом, входящим в состав каждой частицы материи, – связкой прямых. Кванты действия и фотоны формируются прямыми, выделенными из связок.

Цель работы.

Цель работы – показать, что в состав частиц материи и квантов входят проективные прямые, принадлежащие внутреннему пространству, и все фундаментальные физические величины, которыми наделены частицы и кванты, обусловлены свойствами этих прямых.

Содержание работы.

В первом разделе описан механизм возникновения массы, заряда, спина.

Во втором разделе описано строение квантов действия и квантов света.

В третьем разделе описано влияние на фотон гравитационного поля.

Постановка проблемы

Стандартная модель предлагает механизм возникновения только одной из 3-х величин, которыми наделены частицы материи, – массы, однако даже не ставит проблему происхождения 2-х остальных фундаментальных величин – заряда и спина.

История физики подсказывает, что между данными тремя фундаментальными величинами должна иметься теснейшая взаимосвязь: они должны иметь единую природу.

Изложение основ модели, которая единым образом объясняет происхождение массы, заряда, спина, составляет первую цель данной работы.

Согласно проективной модели строения материи, все эти 3 величины создаются одним и тем же объектом, который принадлежит внутреннему аффинно-проективному пространству (R_AР³): этим объектом служит связка аффинно-проективных прямых (R_AР¹).

Второй целью работы является установление причин существования квантов: кванты действия и кванты света образуются из тех же самых R_AР¹-прямых, когда эти прямые выделяются из связок и становятся самостоятельными объектами.

Введение

В основу данной работы положена проективная модель строения материи, согласно которой все частицы материи устроены одинаковым образом: в центре располагается жесткий керн, имеющий форму замкнутой односторонней поверхности, и с этим керном соединена связка прямых [1,2].

Примечание. Связка – это множество всех прямых, проходящих через центр керна: все составляющие связку прямые пересекают поверхность, и в точках пересечения происходит соединение прямых с поверхностью, в результате чего образуется частица.

Частицы материи представляют собой объединение 2-х элементов внутреннего R_АP³-пространства: замкнутой поверхности и связки прямых. Когда поверхность вставляется в центр связки, данные элементы объединяются в частицу материи.

Отличие R_АP¹-прямых от обычных аффинных прямых в том, что они содержат бесконечно удаленную точку (∞): эта точка замыкает аффинную прямую, превращая ее в окружность. Связка R_АP¹-прямых имеет форму множества окружностей бесконечного радиуса, проходящих через центр керна частицы.

Все результаты данной работы получены, исходя из свойств, как отдельных R_АP¹-прямых, так и связок R_АP¹-прямых.

I. Природа массы, заряда, спина

Каждая R_AР¹-прямая обладает тремя свойствами: натяжением, вращением, кручением – эти 3 свойства придают частицам, соответственно, массу, заряд, спин.

1. Заряд.

Тот факт, что R_АP¹-прямые имеют форму окружности, означает, что они могут вращаться в одном из 2-х направлений, которое находится во взаимно однозначном соответствии с ориентацией прямой: R_АP¹-прямая вращается в том направлении, в котором ориентирована, и наоборот, направление вращения определяет ориентацию.

Наличие связки вращающихся R_АP¹-прямых позволяет центральным кернам частиц обмениваться отрезками данных прямых: в процессе вращения, отрезки входят и выходят из кернов. Если в центре связки R_АP¹-прямых располагается односторонняя сфера, то при ее пересечении, прямые изменяют свою ориентацию на противоположную. Это означает, что все составляющие связку прямые могут иметь одинаковую ориентацию, т.е. вращаться либо от керна к бесконечности, либо от бесконечности к керну: в первом случае, связка образует (+) заряд, а во втором случае (-) заряд.

Примечание. Важно, что на бесконечности ориентация прямых также изменяется на противоположную, поскольку бесконечно удаленная плоскость имеет топологию односторонней сферы.

Свойство вращения R_АP¹-прямых наделяет частицы зарядом: электрический заряд определенного знака создается вращением R_АP¹-прямых связки в одном направлении.

Различие во взаимодействии разноименных и одноименных зарядов обусловлено тем, что обмен отрезками происходит на разных отрезках R_АP¹-прямых, которые либо включают, либо не включают бесконечно удаленную точку. Именно по этой причине одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются [1].

Возможность притягивать или отталкивать другие заряженные частицы обусловлена тем, что благодаря вращению R_АP¹-прямых, керны обмениваются отрезками данных прямых: этот обмен порождает кулоновское взаимодействие.

Примечание 1. Благодаря вращению, между кернами любой пары заряженных частиц материи происходит непрерывный обмен отрезками общих R_АP¹-прямых: отрезки R_АP¹-прямых выполняют функцию виртуальных фотонов.

Примечание 2. Данное понимание виртуальных фотонов делает не нужными их генерацию и поглощение: отрезки R_АP¹-прямых непрерывно входят и выходят из кернов заряженных частиц в силу того, что R_АP¹-прямые находятся в состоянии вращения.

Понимание электрического заряда, как связки одинаково вращающихся R_АP¹-прямых, обуславливает существование тензора электромагнитного поля и позволяет кратчайшим путем получить уравнения, которым подчиняются компоненты этого тензора, – уравнения Максвелла [1].

2. Масса.

Масса порождается натяжением R_АP¹-прямых: натяжение создает все 3 свойства, которыми обладает масса: 1) инертность, 2) тяготение, 3) энергия покоя.

1) Внутреннее пространство, которому принадлежат связки R_АP¹-прямых, имеет физический смысл (обобщенного) пространства скоростей. Когда частица изменяет положение в пространстве скоростей, т.е. изменяется величина или направление скорости, связки прямых приобретает дополнительное натяжение, однако это натяжение неоднородно: прямые, ориентированные в направлении, противоположном изменению скорости, натягиваются сильнее, что приводит к возникновению сил, стремящихся возвратить частицу в исходное состояние движения: силы инерции – это силы, создаваемые натяжением связок R_АP¹-прямых.

2) Притяжение частиц материи обусловлено тем, что натяжение связки каждой частицы материи неоднородно, причем, эти неоднородности обусловлены тем, что частица находится в окружении других частиц.

Керн частицы ослабляет («стравливает») натяжение проходящих через него R_АP¹-прямых, принадлежащим связкам всех остальных частиц. Это означает, что для любой пары частиц, отрезок R_АP¹-прямой, который соединяет керны данных частиц, натянут сильнее, чем «внешний» отрезок этой же прямой (который включает ∞). За счет более сильного натяжения отрезков R_АP¹-прямых, соединяющих каждую пару частиц, все частицы притягиваются друг к другу и возникает всемирное тяготение.

Гравитационный эффект обусловлен перераспределением натяжения связок R_АP¹-прямых, входящих в состав всех частиц материи. В результате такого перераспределения, на керне каждой частицы формируются градиенты натяжения, направленные в сторону всех остальных частиц: множество всех таких градиентов создает всемирное тяготение.

Примечание. Всемирное тяготение является следствием самого существования частиц материи и наличия у них связок натянутых R_АP¹-прямых: наложение этих связок создает неоднородность их натяжения, что проявляется, как всемирное тяготение.

3) Энергия покоя – это суммарная энергия натяжения всех R_АP¹-прямых связки. Величина натяжения определяется видом замкнутой односторонней поверхности, а в случае адронов – также способом распределения связки по этой поверхности, поэтому каждый тип частиц имеет собственное значение энергии покоя [2].

Примечание. Керном адронов служит поверхность Боя, имеющая в своем составе 3 неотделимые лепестка, и каждый адрон получается путем распределения 1/3 и 2/3 долей связки по двум (мезоны) или трем (барионы) лепесткам поверхности Боя.

3. Спин.

Третье свойство R_АP¹-прямых – кручение является даже более фундаментальным, чем натяжение и вращение, поскольку оно присуще R_АP¹-прямым в силу самой природы проективной прямой.

Наличие у R_АP¹-прямой кручения проявляется в том, что каждая прямая связки создает 2 крутящих момента, ориентированные в 2-х противоположных направлениях: причина в том, что что на односторонней поверхности направление крутящего момента также совершает инверсию [2].

В свою очередь, каждый крутящий момент порождает момент количества движения, ориентированный в том же самом направлении. Поскольку прямые связки заполняют полный телесный угол, данные моменты количества движения направлены во всех пространственных направлениях.

Таким образом, наличие у частицы материи связки одноименно закрученных R_АP¹-прямых создает совокупность моментов количества движения, ориентированных во всех направлениях пространства: данная совокупность моментов количества движения, порождаемых кручением половинок R_АP¹-прямой, образует спин s = 1/2.

II. Кванты действия и света

1) Квант действия образуется, когда одна из R_АP¹-прямых связки выделяется, и моменты количества движения, создаваемые кручением 2-х половинок данной прямой, аннигилируют. Аннигиляция происходит, поскольку эти моменты ориентированы навстречу друг другу и не имеют между собой односторонней поверхности, которая согласовывала бы эти ориентации (осуществляла бы инверсию ориентаций, как это имеет место в составе частицы материи).

В результате аннигиляции, моменты исчезают и появляется новая физическая величина – действие, имеющая ту же самую размерность.

Поскольку действие возникает в результате аннигиляции спиновых моментов 2-х половинок R_АP¹-прямой, то величина действия должна быть в 2 раза больше величины спина, т.е. действие должно проявляться в виде квантов величиной ℏ = 2s = 1.

Из проективной модели строения частиц материи вытекает не только величина кванта действия, но само существование квантов: кванты действия существуют, поскольку связка каждой частицы материи содержит бесконечное количество R_АP¹-прямых, наделенных крутящими моментами.

В пространстве-времени кванты действия проявляются в виде квантов энергии и импульса. Эти 2 кванта являются проекциями вектора энергии-импульса (ΔЕ, Δр), которые порождаются квантом действия, на вектор пространства-времени (Δt, Δх) в лабораторной системе отсчета: ℏ = (ΔЕ, Δр)*(Δt, Δх) = ΔЕ*Δt + Δр*Δх.

Примечание. Величины Δt, Δх определяются выбранными эталонами и условиями измерения энергии и импульса, порождаемых при «распределении» кванта действия вдоль пространственных и временной координат. В зависимости от этого выбора, изменяются и величины ΔЕ, Δр, – это соответствует квантово-механическому принципу относительности к средствам наблюдения.

2) Фотон образуется, когда выделенная из связки R_АP¹-прямая наматывается на инвариантную сферу S² (Абсолют) внутреннего пространства. Благодаря непрерывному вращению 2-х половинок R_АP¹-прямой по поверхности данной сферы, крутящие моменты данных половинок не успевают аннигилировать и формируют спираль, – данная спираль представляет собой фотон [1].

Свойства данной спирали обуславливает все присущие фотону свойства, в частности, скорость фотона равна радиусу S²-сферы, равному скорости света (с), а величина волнового вектора (k) равна шагу (а) спирали: k = а.

III. Фотон в гравитационном поле

Модель фотона в виде спирали, навиваемой на Абсолют R_АP³-пространства, позволяет уточнить поведение фотона в гравитационном поле.

Создаваемое тяготеющей массой гравитационное поле сплющивает площадку инвариантной S²-сферы, на которой расположена спираль фотона. Вследствие этого, данная площадка оказывается расположенной ближе к центру сферы, что равносильно уменьшению скорости фотона.

Однако, данное сплющивание приводит к тому, что S²-сфера удлиняется в перпендикулярных направлениях, следствием чего является увеличение шага намотанной на сферу спирали. Это означает, что увеличивается длина волнового вектора и, соответственно, уменьшается длина волны (λ).

В первом приближении, скорость света и длина волны уменьшаются в одинаковое число раз, поэтому частота ν ~ с/λ остается неизменной.

Таким образом, в гравитационном поле происходит изменение скорости и длины волны, а частота фотона остается неизменной: ν_гр ~ ν₀. Именно неизменность частоты фотона в разных точках гравитационного поля позволяет использовать фотоны для сравнения хода Часов в точках с разным значением гравитационного потенциала и обнаружить, что в точках с большим значением потенциала Часы идут медленнее.

Примечание. Компенсация уменьшения скорости света и уменьшения длины волны имеет место только в первом приближении: во втором порядке малости изменение частоты происходит, и это изменение может быть обнаружено экспериментально.

Заключение.

В рамках проективной модели материи предложено новое понимание основных физических величин, характеризующих частицы материи и кванты. Высказана гипотеза, что все 3 величины: масса, заряд, спин, обусловлены свойствами R_АP¹-прямых, которые входят в состав частиц материи и из которых рождаются кванты действия и кванты света.

Один и тот же элемент внутреннего пространства – связка R_АP¹-прямых – является носителем и массы, и заряда, и спина. Более того, из этой же связки «вылупляются» кванты действия и фотоны.

Еще одним результатом работы является установление взаимосвязи между двумя типами материальных частиц: частиц материи и квантов. Между данными материальными объектами нет непреодолимой пропасти: кванты образуются из тех же самых проективных прямых, которые входят в состав частиц материи.

Выводы.

1. Все 3 величины – масса, заряд, спин – порождаются связками R_АP¹-прямых, которые входят в состав каждой частицы материи.

2. Кванты действия и фотоны порождаются R_АP¹-прямыми, выделенными из связок в составе частиц материи.

3. Гравитационное поле изменяет скорость распространения и длину волны фотона, оставляя неизменной частоту.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, О природе электромагнитного поля // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28327, 08.02.2023

2. В.А. Шашлов, Проективное миропознание // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28296, 22.01.2023

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]