|
|
В.А. Шашлов
Предложена модель Мироздания, основополагающим элементом которой является внутреннее пространство в форме проективного пространства.
Цель работы.
Цель работы – показать, что проективное пространство достаточно богато элементами, чтобы построить самосогласованную картину материального мира.
Содержание работы.
В первом разделе описано строение элементарных частиц и квантов.
Второй раздел посвящен пространству-времени.
В третьем разделе рассмотрено строение атомных ядер и атомов.
Введение
Внутреннее пространство является одним из главных понятий современной физики: для получения уравнений 3-х фундаментальных взаимодействий, Стандартная модель вводит 3 внутренние пространства с группами симметрии U(1), SU(2), SU(3).
Однако, Стандартная модель рассматривает внутренние пространства исключительно как математические конструкции, которым не соответствуют какие-либо реальные объекты. Проективная модель Мироздания [1] обобщает внутренние пространства Стандартной модели в 2-х пунктах:
1. вводится более общее внутреннее пространство, группа преобразований которого включает группы U(1), SU(2), SU(3) в качестве подгрупп,
2. обобщенное внутреннее пространство рассматривается, как наиболее глубокая реальность, из элементов которой формируются все объекты физического мира.
Основное утверждение данной работы: внутреннее пространство – это то «невидимое», из чего родилось все видимое, – все материальные объекты построены из элементов внутреннего проективного пространства.
I. Частицы материи и кванты
1. Частицы материи
Все частицы материи построены из 2-х элементов внутреннего пространства: замкнутой поверхности и связки прямых. Каждая частица образуется, когда поверхность вставляется в центр связки. При таком расположении, все составляющие связку прямые пересекают поверхность: в точках пересечения они соединяются, в результате чего образуется единый объект, – этот объект представляет собой частицу материи.
Замкнутая поверхность выполняет функцию керна, а связка прямых наделяет частицы массой, зарядом и спином. Каждая RAР1-прямая обладает тремя свойствами: натяжение, вращение, кручение, и каждое из этих свойств порождает свою физическую величину: натяжение создает массу, вращение – заряд, кручение – спин.
Данная модель строения материи объясняет, почему существует 2 класса частиц материи: класс обычной и класс темной материи. Причина в том, что имеется 2 класса замкнутых поверхностей – односторонние и двусторонние: односторонние поверхности служат кернами частиц обычной материи, а двусторонние – темной материи.
Односторонние поверхности изменяют ориентацию и направление кручения RAР1-прямых, тогда как двусторонние поверхности – не изменяют. Изменение ориентации и направления кручения приводит к тому, что все прямые связки, в центре которой расположена односторонняя поверхность, могут обладать по отношению к керну одинаковой ориентацией и направлением кручения: либо от керна, либо на керн.
Связки одинаково ориентированных RAР1-прямых имеют точно такой вид, как совокупность электрических силовых линий единичного заряда, поэтому можно сделать вывод: носителем электрического заряда является связка RAР1-прямых.
Примечание. Способность электрических зарядов притягиваться и отталкиваться обусловлено не ориентацией, а свойством RAР1-прямых находиться в состоянии вращения (ориентация лишь указывает направление этого вращения): благодаря вращению, между частицами происходит непрерывный обмен отрезками прямых, что является действительной причиной электромагнитного взаимодействия.
Спиновый момент количества движения создается крутящими моментами прямых связки: поскольку прямые связки ориентированы во всех направлениях пространства, то спиновый момент также ориентирован во всех пространственных направлениях.
Спин – это совокупность моментов количества движения, создаваемых крутящими моментами всех составляющих связку RAР1-прямых.
Изменение направления вращения и кручения, которое имеет место на односторонних поверхностях, приводит к тому, что частицы обычной материи обладают зарядом и спином, тогда как у частиц темной материи и заряд, и спин отсутствуют.
Вместе с тем, оба типа кернов натягивают связки RAР1-прямых, что придает частицам массу, поэтому массой обладают частицы, как обычной, так и темной материи.
Различие типов частиц материи обусловлено разным видом центрального керна частиц. Имеется 3 простейшие вида замкнутых односторонних поверхностей:
1) односторонняя сфера,
2) односторонний тор,
3) односторонний трилистник (поверхность Боя).
Данные 3 поверхности формируют полный спектр частиц обычной материи:
1) односторонняя сфера служит керном заряженных лептонов,
2) односторонний тор служит керном нейтральных лептонов,
3) односторонний трилистник служит керном всего класса адронов [2].
2. Кванты действия и кванты света
В отличие от частиц материи, кванты действия и фотоны не имеют жесткого керна: оба типа квантов образуются отдельными RAР1-прямыми в процессе их выделения из связок, входящих в состав частиц материи.
2.1. Кванты действия.
Когда прямая связки выделяется из связки, она отрывается от керна, и концы 2-х половинок RAР1-прямой приходят в непосредственный контакт друг с другом. В этом случае, ориентированные навстречу друг другу крутящие моменты 2-х половинок «гасят» друг друга: происходит аннигиляция и создаваемые кручением этих 2-х половинок моменты количества движения преобразуются в новый физический объект той же самой размерности, – данный объект представляет собой квант действия.
Поскольку квант действия (ℏ) создается аннигиляцией моментов количества движения 2-х половинок RAР1-прямой, а спин (s) – моментом, создаваемым одной половинкой, то величина кванта действия в 2 раза больше спина: ℏ = 2s.
Примечание. В квантовой механике данное соотношение записывается в виде s = (1/2)ℏ, однако, квантовая механика оставляет открытым вопрос о природе спина и кванта действия, и не выявляет физический смысл их взаимосвязи.
2.2. Кванты света.
Фотоны образуются, когда оторванные концы 2-х половинок RAР1-прямой не успевают прийти в контакт друг с другом и попадают на поверхность инвариантной S2-сферы, являющейся еще одним важнейшим элементом внутреннего пространства.
Оказавшись на поверхности S2-сферы, отрезки RAР1-прямой продолжают движение в направлении бесконечно удаленной точки. Поскольку это движение происходит совместно с кручением, то половинки RAР1-прямой наматываются на S2-сферу в виде спирали: данная спираль представляет собой фотон.
В пространстве-времени наматывание RAР1-прямой на инвариантную сферу внутреннего пространства проявляется, как распространение электромагнитной волны. Параметры электромагнитной волны: величина волнового вектора, длина волны, частота определяются шагом спирали и радиусом S2-сферы.
Примечание 1. Предотвратить контакт оторванных от керна концов RAР1-прямой (что привело бы к образованию кванта действия) можно только в том случае, если керн будет двигаться с ускорением, – именно по этой причине ускоренное движение заряженных частиц является необходимым условием генерации электромагнитных волн (превращения RAР1-прямых в фотоны).
Примечание 2. То, что кванты действия и кванты света являются родственными объектами, было ясно с момента их появления в теоретической физике, однако это «родство» гораздо ближе: и кванты действия, и фотоны формируются из одних и тех же элементов внутреннего пространства, – прямых линий RAР3-пространства.
II. Пространство-время
Существование пространства-времени является следствием существования внутреннего пространства: пространство-время образовано множеством значений координат внутреннего RАP3-пространства.
Примечание. Точки пространства-времени образованы теми же самыми величинами, которые представляют точки внутреннего пространства.
Координатами RАP3-пространства служат однородные аффинные координаты: четверки чисел (х0, х1, х2, х3), определенные с точностью до произвольного множителя. Чтобы подчеркнуть, что значения 4-х координат, отличающиеся на произвольный множитель, соответствуют одной и той же точке RАP3-пространства, однородные аффинные координаты записываются в виде (х0 : х1 : х2 : х3).
В момент рождения частиц материи (во время Большого взрыва) свойство однородности нарушается. Причина в том, что частицы материи включают в себя 2 элемента внутреннего пространства, вследствие чего эти элементы уже не могут преобразовываться независимо друг от друг (как в RАP3-пространстве).
Это означает, что по отношению к частицам материи, координаты (х0 : х1 : х2 : х3) сохраняют только свойство аффинности и становятся обычными аффинными координатами (х0, х1, х2, х3), образуя 4-мерное аффинное пространство.
Данное пространство является прообразом пространства-времени: именно на стадии Большого взрыва образуется 4-мерное аффинное пространство-время.
Данная модель объясняет не только наличие у пространства-времени 4-х измерений и аффинных свойств, но и остальные свойства пространства-времени:
1) направленность изменения временной координаты,
2) наличие псевдоевклидовой метрики.
1) Внутреннее RАP3-пространство «старше» пространства-времени, поэтому точки пространства-времени подчиняются условию, которому удовлетворяют однородные аффинные координаты RАP3-пространства. Это условие состоит в том, что уравнение х0 = 0 описывает бесконечно удаленную, недостижимую плоскость внутреннего пространства.
Плоскость х0 = 0 делит 4-мерное аффинное пространство-время на 2 несвязанные области х0 > 0 и х0 < 0, между которыми не существует непрерывного пути. Это означает, что частицы материи не способны пересечь данную плоскость и перейти в область отрицательных значений х0. Из момента «настоящее» абсолютное значение временной координаты может только увеличиваться, что означает направленность времени.
Примечание. По этой же причине частицы материи не могут попасть в прошедшее время: «прошлое» закрыто от частиц материи непроницаемой завесой, состоящей из бесконечно удаленных элементов внутреннего пространства.
2) Наличие в пространстве-времени псевдоевклидовой метрики является следствием наличия во внутреннем пространстве инвариантной S2-сферы.
В однородных координатах уравнение 2-мерной сферы (х1/х0)2 + (х2/х0)2 + (х3/х0)2 = 1. Поскольку х0 ≠ 0, это уравнение тождественно уравнению (х0)2 - (х1)2 - (х2)2 - (х3)2 = 0, которое в 4-мерном аффинном пространстве задает псевдоевклидову метрику.
Примечание. Условие х0 ≠ 0 выполнено, поскольку для частиц материи значение х0 = 0 физически не реализуемо.
III. Ядра и атомы
1. Модель нуклонов, в которой нуклоны обладают жестким керном в форме одностороннего трилистника, в вершинах лепестков которого располагаются кварковые заряды, естественным образом приводит к новой модели атомного ядра.
Согласно этой модели, атомные ядра представляют собой конструкции, построенные путем контакта нуклонов вершинами своих лепестков. Данный контакт приводит к объединению расположенных в этих вершинах кварковых зарядов, в результате чего образуются кварковые узлы: именно кварковые узлы служат креплениями, которые удерживают нуклоны в нуклонных конструкциях.
Примечание. В физике твердого тела молекулярные аналоги нуклонных конструкций носят название «спиновый лед»: структура атомных ядер имеет такой же вид, как структура спинового льда.
Нуклонные конструкции строятся следующим образом.
Сначала формируется ядерный каркас, составленный из правильных тетраэдров, размер которых лишь незначительно превышает размер нуклонов, чтобы каждый тетраэдр мог служить ячейкой, в которую вставляется нуклон. Требуемый размер достигается, если грани тетраэдра будут иметь такую же величину, как треугольник, который образуют вершины 3-х лепестков одностороннего трилистника, являющегося керном нуклонов.
Ядерный каркас – это любая воображаемая конструкция, в которой тетраэдры данный размеров соединены своими вершинами.
Затем в ячейки ядерного каркаса, который для каждого ядра имеет особый вид, вставляются протоны и нейтроны в количествах, которые характеризуют данное ядро. Поскольку кварковые заряды располагаются в вершинах лепестков, то все кварковые заряды собираются в узлах каркаса, где сходятся вершины тетраэдров: вокруг этих узлов образуются кварковые узлы, каждый из которых содержит определенное количество u-кварков и d-кварков.
Кварки, имеющие противоположные заряды, располагаются в кварковых узлах возможно более симметрично, чтобы энергия притяжения разноименных зарядов превышала энергию отталкивания одноименных зарядов. Среднее расстояние между кварками в кварковом узле в несколько десятков раз меньше размеров самих нуклонов и может достигать сотых долей Фм. При столь плотном расположении кварковых зарядов, удельная энергия связи кварков в кварковом узле (в расчете на один кварк) составляет порядка 3 Мэв. Поскольку каждый нуклон вносит свои 3 кварка в 3 разных узла, то в расчете на один нуклон, энергия связи нуклонных конструкций достигает 3*3 ~ 9 Мэв.
Данная величина совпадает с максимальной энергией связи ядер: это является веским аргументом в пользу предлагаемой модели ядра.
В соответствие с конструктивной моделью, протоны и нейтроны занимают в нуклонных конструкциях фиксированное положение: каждое ядро, а также все его изотопы и изомеры обладают собственной нуклонной конструкцией со своим собственным распределением нуклонов по ячейкам ядерного каркаса и собственным распределением кварков по кварковым узлам.
Данные 2 распределения полностью определяют распределение массы, заряда и спинов по объему ядра, что позволяет вычислить его электрический и магнитный моменты. Сравнение вычисленных величин с их экспериментальными значениями позволит убедиться в справедливости конструктивной модели ядра.
Примечание. Маловероятно, что природа упустила возможность соединять нуклоны в ядра с помощью кулоновского взаимодействия. Силы неэлектромагнитной природы необходимы лишь для удержания кварковых зарядов в вершинах лепестков: эти силы сводятся к «чистой геометрии» (они обусловлены геометрическим строением поверхности Боя), а объединение нуклонов в ядра осуществляется точно также, как происходит слипание электрических диполей.
2. Стабильность атомов достигается за счет того, что в них происходит компенсация эффектов вращения и кручения RAР1-прямых.
Вращение RAР1-прямых порождает кулоновское притяжение между электронами и протонами ядра: за счет этого притяжения электроны стремятся «упасть» на ядро.
Примечание. Точнее, электроны притягиваются к положительно заряженным кварковым узлам, в которых собираются кварки составляющих ядро нуклонов.
Кручение RAР1-прямых, кроме спинового момента количества движения, создает поступательное движение прямой в направлении крутящего момента (подобно движению винта при закручивании). В атоме данное направление противоположно направлению, в котором происходит вращение RAР1-прямой. Если абсолютные величины скоростей этих 2-х движений будут совпадать, то расстояние между электроном и ядром будет оставаться неизменным: электрон будет находиться на фиксированном расстоянии от ядра. Именно в этом, вероятно, заключается причина стабильности атомов.
Примечание. Условие равенства абсолютных величин указанных скоростей будет выполнено, если будут согласованы угловые скорости вращения и кручения RAР1-прямых, что достигается благодаря значению постоянной тонкой структуры, равному 1/137.
Заключение.
В данной работе предпринята попытка получить все объекты физического мира: пространство-время, частицы материи, кванты действия, фотоны, атомы, ядра, – как результат комбинаций элементов внутреннего аффинно-проективного пространства.
Показано, что все эти объекты могут быть построены из относительно небольшого числа элементов RАP3-пространства.
Выводы.
1. Все частицы материи построены на основе замкнутых поверхностей, принадлежащих внутреннему аффинно-проективному пространству.
2. Частицы обычной и темной материи различаются типом поверхности, которая служит жестким керном частиц.
3. В состав частиц материи входит связка аффинно-проективных прямых, наделяющая частицы массой, зарядом, спином.
4. Кванты действия и фотоны образуются из прямых, выделяемых из связок, входящих в состав частиц материи.
5. Пространство-время образовано множеством значений координат внутреннего аффинно-проективного пространства.
6. Необратимость времени является следствием того, что во внутреннем пространстве существуют бесконечно удаленные, недостижимые элементы.
7. Атомные ядра представляют собой нуклонные конструкции, построенные путем объединения кварковых зарядов нуклонов в кварковые узлы.
8. Стабильность атомов достигается за счет компенсации эффектов вращения и кручения прямых, которые соединяют электроны с нуклонами ядра.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.А. Шашлов, Проективное миропознание // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28296, 22.01.2023
2. В.А. Шашлов, Спектр адронов // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ. 28387, 18.03.2023
В.А. Шашлов, Фундамент Мироздания – внутреннее пространство // «Академия Тринитаризма», М.,
 |