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

В.А. Шашлов
На пути к истинной структуре Вселенной

Oб авторе


Вселенная – результат спонтанного нарушения симметрии Субстанции, имеющей форму самого общего проективного пространства. Пространство и время, обычная и темная материя, всемирное тяготение и темная энергия образованы из атрибутов Субстанции в виде элементов проективного пространства.


Цель работы

Цель работы – дополнить математический аппарат космологии новым разделом: проективной геометрией, и с помощью проективной геометрии исследовать начальные стадии эволюции Вселенной: возникновение пространства и времени, рождение обычной и темной материи, природу всемирного тяготения и темной энергии.


Содержание работы

В первой части описано возникновение пространства и времени.

Во второй части рассмотрено рождение обычной и темной материи.

В третьей части рассмотрена природа всемирного тяготения и темной энергии.


Постановка проблем

Стандартная космологическая модель хорошо согласуется с наблюдательными данными, однако не отвечает на целый комплекс проблем:

1. каково происхождение пространства и времени?

2. как рождающиеся частицы материи приобретают массу, заряд, спин?

3. каков механизм образования барионной асимметрии?

4. какова природа темной материи и темной энергии?

В данной работе предлагаются ответы на эти вопросы, исходя из гипотезы, что в основе Мироздания лежит Субстанция, имеющая форму проективного пространства.

Проективное пространство обладает двумя свойствами, которые должна иметь Субстанция: 1) содержать бесконечно удаленные элементы, 2) бесконечно удаленные и конечные элементы должны быть равноправными. Естественно предположить, что Субстанция имеет форму наиболее общего проективного пространства, каковым является бесконечномерное кватернионное пространство (НP) [1].


I. Рождение пространства и времени

Первая стадия эволюции Вселенной представляла собой спонтанное нарушение симметрии НP-пространства, в результате которого образовались проективные пространства конечной размерности.

Каждое из этих пространств представляет собой шар Dn, имеющий определенную размерность (n), у которого пары диаметрально противоположных точек поверхности являются одной точкой: результатом первой стадии эволюции стало возникновение в бесконечномерном пространстве Субстанции множества Dn-шаров с отождествленными диаметрально противоположными точками поверхности.

Один из 3-мерных шаров D3, соответствующий 3-мерному вещественному проективному пространству (RP3), послужил основой для образования Метагалактики: все объекты Метагалактики сформированы из элементов данного шара.

Рождение частиц материи рассмотрено в разделе II, а данный раздел посвящен пространству-времени.

Пространство-время образовано наиболее общими элементами RP3-пространства, каковыми являются однородные координаты.

Однородные координаты RP3-пространства представляют собой множество четверок вещественных чисел, заданных с точностью до пропорциональности. Условие пропорциональности означает, что все четверки чисел, отличающиеся на произвольный (не равный нулю) множитель, соответствуют одной и той же точке RP3-пространства, поэтому однородные координаты обозначаются [х0 : х1 : х2 : х3].

Однородные координаты находятся во взаимно однозначном соответствии с точками RP3-пространства, т.е. описывают все RP3-пространство. Пространство и время образованы значениями однородных координат RP3-пространства.

Координаты [х0 : х1 : х2 : х3] равноправны, поэтому в исходном состоянии между временной и пространственными координатами не было никакого различия (было «одно сплошное» пространство).

Второе спонтанное нарушение симметрии выразилось в выделении бесконечно удаленной плоскости х0 = 0. В результате разделения конечных и бесконечных элементов, RP3-пространство стало аффинно-проективным, а однородные проективные координаты преобразовались в однородные аффинные координаты.

В однородных аффинных координатах бесконечно удаленные точки описываются уравнением х0 = 0, а конечные точки – отношениями (х10, х20, х30): после выделения бесконечно удаленных точек, временная и пространственные координаты перестали быть равноправными (временная координата «отделилась» от пространственных).

Вид конечных точек показывает, что аффинно-проективное RP3-пространство имеет физический смысл обобщенного пространства скоростей.

1. Необратимость времени.

Недостижимость бесконечно удаленной плоскости аффинно-проективного RP3-пространства означает, что в пространстве-времени не существует непрерывных траекторий, пересекающих плоскость х0 = 0. Данное свойство проявляется как необратимость времени: время необратимо, поскольку точки, описываемые уравнением х0 = 0, представляют непреодолимый барьер для частиц материи.

2. Закон инерции.

Пропорциональное изменение однородных координат не изменяет положение частицы в RP3-пространстве. Справедливо и обратное утверждение: координаты частиц, занимающих фиксированное положение в RP3-пространстве, изменяются пропорционально друг другу. В свою очередь, пропорциональное изменение пространственно-временных координат – это прямолинейное и равномерное движение.

Это означает, что инерциальное движение вдоль прямых линий пространства-времени соответствует состоянию покоя внутри Субстанции: именно это обуславливает существование инерциального движения.

3. Метрика пространства-времени.

Третья стадия эволюции представляла собой столкновение RP3-пространства с СP3-пространством. Результатом данного столкновения стало возникновение в RP3-пространстве инвариантной поверхности в форме 2-мерной сферы S2 [1].


Примечание. Данная сфера могла возникнуть также в результате столкновения двух RP3-пространств.


В однородных координатах уравнение S2-сферы имеет вид (х0)2 – (х1)2 – (х2)2 – (х3)2 = 0. В 4-мерном аффинном пространстве инвариантность данной квадратичной формы задает псевдоевклидову метрику: псевдоевклидова метрика пространства-времени порождается наличием в RP3-пространстве инвариантной S2-сферы.

Основной вывод I раздела: пространство-время, вместе со всеми своими свойствами, образуется в результате 3-х стадий эволюции, проявляющихся в нарушении симметрии Субстанции в форме проективного пространства.


II. Рождение обычной и темной материи

Также как и метрика пространства-времени, материя родилась в результате столкновения RP3-пространства с СP3-пространством.

При столкновении возникло большое число замкнутых поверхностей: этот процесс аналогичен появлению пузырьков пара при встряхивании перегретой жидкости. В какой бы точке RР3-пространства ни образовалась данная поверхность (пузырек), эта точка является центром связки RР3-прямых (связка – это множество всех прямых, проходящих через данную точку пространства). Все прямые данной связки пересекают поверхность, и в точках пересечения устанавливается соединение данных объектов, благодаря чему образуется единый объект, представляющий собой частицу материи.

Каждая частица материи образована из 2-х объектов 3-пространства: замкнутой поверхности и связки прямых.

Количество рожденных частиц материи определяется величиной выделившейся при столкновении энергии. Эта энергия преобразуется в натяжение связок родившихся частиц: натяжение связок создает массу и энергию покоя частиц материи.

1. Расширение Вселенной.

Поскольку RР3-пространство имеет физический смысл пространства скоростей, то рождение частиц в данном пространстве означает, что каждая частица при рождении обладала скоростью, отличной от скорости любой другой частицы.

Из этого следует, что с самого рождения, все частицы материи удалялись друг от друга, – это явилось причиной расширения Вселенной.

Темп расширения определяется разностью скоростей между ближайшими неоднородностями: скорость удаления галактик друг от друга и размер неоднородностей, из которых сформировались галактики, связаны друг с другом.


Примечание. Космологические неоднородности сначала формируются в пространстве скоростей (в импульсном пространстве) а затем трансформируются в неоднородности в обычном пространстве. Расширение Вселенной не требует ни Большого взрыва, ни инфляции: расширение – это следствие рождения материи в 3-пространстве скоростей.


2. Темная материя.

Темная материя образовалась в том же самом процессе, что и обычная материя: отличие частиц темной материи от частиц обычной материи состоит лишь в том, что центральным керном являются не односторонние, а двусторонние поверхности.

Двусторонние поверхности способны только натягивать составляющие связки RР1-прямые, но не изменять их направление вращения и кручения. По этой причине частицы темной материи обладают только массой и не имеют заряда и спина [1].


Примечание. Масса создается натяжением связок 1-прямых, а заряд и спин – вращением и кручением составляющих связку прямых.


Данная модель объясняет, почему плотность массы частиц темной материи по порядку величины совпадает с плотностью массы частиц обычной материи. В общих чертах механизм выравнивания этих масс заключается в следующем.

В исходном состоянии количество частиц темной материи было значительно меньше количества нуклонов и равного числа антинуклонов (естественными объектами проективного пространства являются односторонние, а не двусторонние поверхности).

Вследствие аннигиляции нуклонов и антинуклонов, их количество уменьшалось, тогда как частицы темной материи, не имеющие античастиц, не подвержены аннигиляции и их количество остается неизменным. Когда плотность массы частиц обычной материи стала примерно равной плотности массы частиц темной материи, начало проявляться «скучивающее» действие частиц темной материи, благодаря которому возникли зародышы галактик.


Примечание. До этого момента неоднородности «размывались» в результате столкновения с большим количеством частиц обычной материи.


С данного момента начинается удаление друг от друга зародышей галактик, что приводит к остыванию удаляющихся друг от друга «капель» исходного горячего шара, и примерное равенство плотностей массы обычной и темной материи закрепляется.

В данном механизме наблюдаемое соотношение плотностей массы обычной и темной материи устанавливается совместно с образованием галактик и расширением Вселенной: выявляется взаимосвязь этих 3-х процессов.

3. Барионная асимметрия.

В исходном состоянии большинство родившихся частиц материи представляли собой равные количества нуклонов и антинуклонов: именно из них, в основном, состоял «огненный шар», образовавшийся в результате столкновения шаров D3 и D6.

Нуклоны и антинуклоны не обладают СР-симметрией, поскольку образованы на основе поверхности Боя, и электрические заряды распределены неоднородно.


Примечание. Поверхность Боя является Р-нечетной, а неоднородность в распределении зарядов создает С-нечетность: в совокупности это приводит к СР-несимметричности нуклонов.


Степень СР-несимметричности нуклонов экспериментально пока не обнаружена, однако, число реакций между нуклонами и антинуклонами на горячей стадии эволюции Вселенной (когда энергия в расчете на один нуклон составляла величину ~ 1 Гэв) было настолько большим, что даже столь небольшого нарушения СР-симметрии оказалось достаточно для образования барионной асимметрии.


III. Рождение всемирного тяготения и темной энергии

1. Всемирное тяготение.

Как указано выше, масса определяется натяжением связок RР1-прямых, входящих в состав частиц материи. Когда происходит наложение связок 2-х частиц, натяжение отдельных отрезков RР1-прямых изменяется: натяжение внутреннего отрезка, расположенного между кернами данной пары частиц, увеличивается в 2 раза, а натяжение внешних отрезков, соединяющих керны этих частик с бесконечно удаленными точками, увеличивается на меньшую величину, поскольку каждый керн ослабляет натяжение проходящих через него 1-прямых, принадлежащих связке другой частицы.

В результате, в связках прямых каждого керна возникает разность натяжения, направленная на другой керн. Эти градиенты натяжения создают силы, которые стремятся сблизить данные частицы, что интерпретируется как тяготение частиц друг к другу. Поскольку притяжение имеет место для любой пары частиц, получается эффект всемирного тяготения [1].

2. Темная энергия.

Связки прямых в составе каждой частицы материи натягиваются не только центральными кернами частиц, но также 2-мерной инвариантной сферой, которая порождает метрические свойства пространства-времени.

Все частицы материи находятся внутри данной сферы, поэтому все прямые, входящие в состав связок всех частиц, пересекают данную сферу.

Данная сфера также растягивает связки, но это натяжение осуществляется в противоположном направлении, нежели кернами частиц, поэтому результатом натяжения является отталкивание частиц друг от друга. Данный эффект имеет чрезвычайно малую величину и проявляется только на межгалактических расстояниях: отталкивание галактик обусловлено их притяжением к инвариантной сфере.

Темная энергия создается не гипотетическим скалярным полем с отрицательным давлением, а натяжением тех же самых связок RР1-прямых, которые придают частицам материи массу. Отличие лишь в том, что это натяжение создается инвариантной сферой, охватывающей все частицы: это та самая инвариантная сфера, которая порождает метрические свойства пространства-времени.

Итак, всемирное тяготение и темная энергия имеют одну и ту же природу: это натяжение связок 1-прямых. Тяготение порождается натяжением, которое создается центральными кернами частиц, а темная энергия – натяжением, создаваемым инвариантной сферой RР3-пространства.

То, что темная энергия порождается натяжением тех же самых связок, которые порождают суммарную массу частиц обычной и темной материи, объясняет, почему плотность темной энергии одного порядка с суммарной плотностью масс частиц обычной и темной материи (и превышает эту суммарную плотность примерно в 2 раза).


Заключение

В данной работе предлагается строить космологию не на основе скалярного поля с отрицательным давлением, а на основе Субстанции в форме проективного пространства.

Проективная космологическая модель объясняет происхождение пространства-времени: пространство-время представляет собой множество значений однородных координат, описывающих аффинно-проективное RP3-пространство, из которого сформировалась Метагалактика.

В проективной космологической модели находит объяснение происхождение материи, вместе со всеми свойствами, которые присущи частицам материи, а также причина барионной асимметрии, природа темной материи и темной энергии.

Принципиально новыми результатами являются:

1. установление взаимосвязи между скоростью расширения Вселенной и величиной неоднородностей, образующихся в пространстве скоростей,

2. установление взаимосвязи между барионной асимметрией и примерным равенством плотности массы обычной и темной материи,

3. выявление причины примерного равенства суммарной плотности массы обычной и темной материи с плотностью темной энергии.


Выводы

1. Пространство-время образовано однородными аффинными координатами аффинно-проективного пространства, представляющего математическую форму Субстанции Мироздания.

2. Необратимость времени обусловлена наличием в аффинно-проективном пространстве бесконечно удаленной, недостижимой плоскости х0 = 0, что делает невозможными траектории, пересекающие данную плоскость.

3. Псевдоевклидова метрика пространства-времени порождается наличием в аффинно-проективном пространстве инвариантной сферы (х0)2 - (х1)2 - (х2)2 - (х3)2 = 0.

4. Вселенная расширяется, поскольку материя родилась в пространстве скоростей: каждая частица изначально имела отличное от других значение скорости.

5. Частицы темной материи устроены так же, как частицы обычной материи, только центральные керны являются двусторонними поверхностями.

6. Барионная асимметрия образовалась вследствие СР-несимметрии нуклонов и антинуклонов, а также благодаря большому числу реакций с их участием.

7. Всемирное тяготение создается градиентами натяжения, которые образуются в связках прямых при наложении связок любой пары частиц материи.

8. Темная энергия создается натяжением связок всех частиц материи, которое осуществляет инвариантная сфера пространства скоростей.


,ЛИТЕРАТУРА

1. В.А. Шашлов, На пути к истинной Метафизике // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 27233, 10.07.2021



В.А. Шашлов, На пути к истинной структуре Вселенной // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.27259, 28.07.2021

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru