Академия Тринитаризма -- Институт Физики Вакуума--Публикации -- Шипов Г И -- Теория физического вакуума Часть третья- «Новая картина мира»

АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА

Шипов Г.И.
Теория физического вакуума.
Часть третья: «Новая картина мира»

Oб авторе

Уровни реальности
Как устроено пространство событий теории физического вакуума
Что рождается из физического вакуума?
Уравнения физического вакуума

Уровни реальности

Уравнения теории физического вакуума позволяют выделить несколько уровней реальности нашего мира. (см. рис.15).

Рис.15. Основные уровни реальности в теории физического вакуума

Абсолютное <<Ничто>> описывается тождеством вида

С точки зрения современной науки (в рамках двоичной логики «да» и «нет») это тождество бессодержательно, поскольку не позволяет сказать об Абсолютном <<Ничто>> ничего конкретного. Тем не менее, именно этот уровень реальности порождает уровни первичного вакуума и вакуума. К такому заключению мы приходим потому, что уровень Абсолютного <<Ничто>> обладает максимальной устойчивостью. Действительно, вакуумный уровень описывается системой уравнений, которые переходят в уравнения первичного вакуума, когда риманова кривизна обращается в нуль (см. рис. 13 б). Этот переход позволяют совершить конформные преобразования координат, изменяющие риманову кривизну пространства. В свою очередь, уравнения, описывающие первичный вакуум, опять же с помощью конформных преобразований, сводятся к тождеству

, т.е. к Абсолютному <<Ничто>>. В рамках формальной логики это максимально устойчивое состояние.

План первичного вакуума представляет собой некоторую первичную матицу, согласно которой будет возникать первичное торсионное поле. По своим свойствам первичное торсионное поле отличается от обычной материи тем, что не искривляет пространство, т.е. не участвует в силовых взаимодействиях.

Уравнения вакуума и первичного вакуума устроены так, что они не содержат никаких конкретных физических констант. Пустота не может характеризоваться чем-то конкретным. Более того, сами уравнения носят характер тождеств, поскольку удовлетворяют любому набору искомых переменных.

После того, как возникли планы первичного вакуума и вакуума, из первичного вакуума рождается мир, представленный первичными торсионными полями. Анализ уравнений первичных торсионных полей показывает, что тензор энергии-импульса этих полей равен нулю, хотя сами поля отличны от нуля. Поля с нулевым тензором энергии-импульса не искривляют пространство и несут информацию только о вращательных свойствах материи. В общем случае <<вращательная>> информация может менять величину и направление вращения собственного углового момента материальных объектов без изменения траектории их центра масс.

Решение уравнений первичного вакуума, показывают, что в природе существуют объекты, у которых нет ни массы, ни заряда, а есть только спин. Из-за отсутствия потенциальной энергии взаимодействия у этих объектов их проникающая способность оказывается значительной.

В современной физике известна элементарная частица нейтрино, которая (теоретически) подобно первичному торсионному полю, обладает только спином. Экспериментально установлена высокая проникающая способность нейтрино. Известно, что нейтрино может пройти сквозь Землю без взаимодействия. Отличие нейтрино от первичного торсионного поля состоит в том, что нейтрино представляет собой разновидность вторичного торсионного поля, т.е. материю, обладающую массой, зарядами и т.д.

У первичного торсионного поля энергия и импульс равны нулю с самого начала, поэтому говорить о скорости распространения этого поля, вообще говоря, не имеет смысла. Если такое поле появляется, то оно накрывает сразу все пространство. Оно как бы сразу есть везде и всегда.

Присутствие первичных торсионных полей в пространстве делает структуру физического вакуума неустойчивой, вызывая рождение из вакуума элементарных частиц — простейших представителей мира материи, обладающие энергией. Здесь можно выделить четыре уровня реальности: твердое тело, жидкость, газ и элементарные частицы (см. рис. 15).

Современная физика занимается исследованием этого мира. В школе, институте или университете общая физика обычно начинается с механики Ньютона, которая описывает законы движение твердых тел. Затем последовательно изучают жидкости, газы и, наконец, элементарные частицы. Считается, что теория элементарных частиц представляет собой передний край современной физики. На решение этой проблемы направлены колоссальные материальные и ментальные ресурсы. Однако до сих пор теория элементарных частиц окончательно не построена. Имеются лишь различные предварительные модели, которые совершенствуются по мере накопления экспериментальных данных.

Как устроено пространство событий
теории физического вакуума

Рассмотрим сначала пространство событий теории физического вакуума со структурой геометрии Вайценбека. Это пространство образует множество относительных координат произвольно ускоренных (с учетом вращения) систем отсчета, и его использование в физике приводит к объединению вращательной и общей относительности.

Пространство имеет десять измерений, которые образуют четыре трансляционных координаты x, y, z,

ct и шесть вращательных

Почему десть координат? Ответ простой; произвольно ускоренная система отсчета, образованная четырьмя ортогональными векторами, имеет десять степеней свободы и, следовательно, должна описываться десятью координатами.

Пространство событий теории физического вакуума не только искривлено и закручено. Что такое кривизна пространства? Представим себе половину длины окружности и проведем через концы этой кривой ось вращения. Заставим кривую вращаться (см. рис. 16). В результате кривая будет заметать двумерную поверхность, образующую сферу. Поверхность сферы представляет собой двумерное искривленное пространство. Если провести на поверхности сферы параллельные линии — меридианы, то они пересекутся на полюсах. Напомним, что в плоских геометриях, например, в геометрии Евклида, параллельные линии не пересекаются, сколько бы мы их не продолжали.

Рис. 16. Вращение половины длины окружности вокруг оси, проходящей через диаметр, заметает в пространстве двумерную сферу. Поверхность сферы представляет собой двумерное искривленное пространство

А как можно представить закрученное пространство? Пусть мы имеем бумажную ленту (см. рис. 17). Закрепим один конец ленты, а другой будем поворачивать. В результате получим скрученную ленту. Устремим ширину ленты к

Рис. 17. Перекрученная бумажная лента в пределе, когда ее ширина стремится к нулю, превращается в закрученную линию

нулю, тогда в пределе мы получим скрученную линию. Единичный вектор, присоединенный к какой-нибудь точке этой линии, будет вращаться по мере передвижения вектора вдоль линии. Если теперь взять закрученную полуокружность на рис.16 и начать вращать ее вокруг диаметра, то мы получим сферу, поверхность которой будет не только искривлена, но и закручена. Траектории частиц, принадлежащие такой поверхности, будут соответствовать движению в некотором силовом поле с учетом вращения вокруг собственной оси (т.е. с учетом <<классического>> спина). Это был пример двумерного по трансляционным координатам искривленного и закрученного пространства, в то время как пространство теории физического вакуума по трансляционным координатам четырехмерно.

Если рассматривать одни лишь трансляционные координаты, то в специальной теории относительности, в теории Эйнштейна и общерелятивистской электродинамике доступное наблюдателю пространство событий находится внутри и на поверхности светового конуса будущего(см. рис. 18).

После создания модели электрон-позитронного вакуума, Дирак предложил рассматривать позитрон как электрон, который движется вспять по времени, т.е. в прошлое. Впоследствии все античастицы стали рассматривать как соответствующие им частицы, движущиеся вспять по времени. Поэтому в квантовой теории поля на микроуровне пространство событий включает в себя (дополнительно к конусу будущего) конус прошлого.

В теории физического вакуума допустимыми оказываются все области пространства событий (см. рис. 18). Этот вывод следует из двух теоретических следствий новой теории.

Во-первых, решения уравнений вакуума носят триплетный характер. Каждое решение описывают один и тот же объект, но этот объект может проявить себя либо как брадион — частица, которая движется со скоростью меньше скорости света, либо как люксон — частица, которая движется со скоростью света, либо как тахион — частица, которая движется со сверхсветовыми скоростями (см. рис. 19).

Рис. 18. Различные области пространства событий. I — пространство специальной и общей теории относительности; I + II — то же квантовой теории поля; I + II + III — теории физического вакуума

Из специальной теории относительности известно, что тахионы обладают мнимой энергией и, следовательно, мнимой массой:

. Известна так же

Рис. 19. Триплетный характер решений уравнений физического вакуума. Скорости решений:

- брадионного; с- люксонного;

— тахионного

теорема, согласно которой системы, состоящие из совокупности положительных и мнимых масс, могут иметь отрицательную массу.

Во вторых, закон сохранения энергии при рождении из вакуума положительных масс требует одновременного рождения масс отрицательных. Отрицательные массы порождают отрицательные энергии:

а отрицательные энергии соответствуют частицам, которые движутся вспять по времени (внутри и на поверхности конуса прошлого).

Рассмотрим теперь свойства пространства Вайценбека-Вейля, структурой которого обладает множество относительных координат конформных систем отсчета (см. рис. 14). Такое пространство имеет 15 координат. Пять дополнительных координат включают в себя: а) четыре специальных конформных координаты, описывающих композицию инверсии, трансляции и повторной инверсии; б) пятая координата соответствует конформным растяжениям.

Замечательным свойством пространства Вайценбека-Вейля оказывается равноправие бесконечно удаленной точки со всеми остальными точками пространства. Отсюда следует важный для физики вывод — рождение каких-либо объектов из вакуума является существенно нелокальным процессом, поскольку в нем участвуют бесконечно удаленные точки пространства.

Что рождается из физического вакуума?

На этот вопрос современная физика отвечает так. Из вакуума рождаются пары частиц, причем каждая пара представляет собой частицу и античастицу, например, электрон и позитрон. В теории физического вакуума рождение материи начинается с уровня первичного вакуума. Происходит расслоение первичного вакуума по спину, в результате чего появляются правые и левые первичные торсионные поля. Эти поля покрывают все пространство и выступают как своего рода катализаторы, вызывая рождение грубой материи с вакуумного уровня. Поскольку первоначальная энергия вакуума равна нулю, то происходит одновременное рождение правой материи с положительной массой

и левой материи с отрицательной массой

. Поэтому глобально всегда выполняется закон сохранения масс

Полный спектр частиц, рождаемых в теории вакуума, изображен на рис. 20.

Рис. 20. Классы частиц, рождаемых из физического вакуума: а) с положительной массой покоя

; б) с отрицательной массой покоя

; в) с положительной массой движения

; г) с отрицательной массой движения

; д) с мнимой массой

; е) с мнимой массой

На плоскости E/c — p (энергия — импульс), принятой в специальной теории относительности, изображены шесть классов частиц, рождаемых из физического вакуума.

Частицы с положительной массой покоя и положительной энергией (правая материя)

Частицы с отрицательной массой покоя и отрицательной энергией (левая материя)

Частицы с нулевой массой покоя и положительной энергией (правая материя)

Частицы с нулевой массой покоя и отрицательной энергией (левая материя)

Частицы с мнимой массой покоя и мнимой энергией, имеющей положительный знак перед мнимой единицей (правая материя)

Частицы с мнимой массой покоя и мнимой энергией, имеющей отрицательный знак перед мнимой единицей (правая материя)

Торсионное поле, сопровождающее рождение частицы 5 из вакуума — антитахион.

Российский физик Я.П. Терлецкий предложил называть частицы с положительной массой и положительной энергией позитонами, а если эти величины отрицательны — негатонами. Поскольку первоначальная энергия, импульс, масса, заряд, спин и другие физические характеристики вакуума равны нулю, то законы сохранения требуют, чтобы частицы рождались из вакуума не парами, а квадригами (квадриги Терлецкого). Например, при рождении из вакуума таких основных частиц как протоны и электроны (обозначим их как

), одновременно должны рождаться негатонные протон-электронные пары (

) или

В таких процессах рождения соблюдаются сразу шесть законов сохранения: массы, заряда, спина, барионного числа (слева внизу у буквы), лептонного числа (обозначения не введены) и четности.

Наблюдаемое во Вселенной отсутствие скопления отрицательных масс объясняется тем, что отрицательные массы взаимно отталкиваются, образуя равномерный фон плотностью

Эта плотность настолько ничтожна, что почти не влияет на лабораторные эксперименты. Зато в масштабах галактик ее влияние может быть существенным.

Уравнения физического вакуума

В качестве уравнений физического вакуума в теории использованы структурные уравнения Картана геометрии Вайценбека или Вайценбека-Вейля в зависимости от рассматриваемой физической ситуации. По самому названию понятно, что структурные уравнения описывают структуру геометрии, т.е. ее основные геометрические свойства. В случае пространства Вайценбека имеются:

24 уравнения (А)
и
20 уравнений (В).

Уравнения (А) представляют собой определение кручения Риччи геометрии Вайценбека, а уравнения (В) устанавливают связь между римановой кривизной и кручением Риччи (помните, в мире ничего не происходит, кроме изменения кривизны и кручения пространства).

Если в уравнениях (А) и (В) выбраны четыре трансляционных координаты x, y, z,

ct и шесть вращательных

то тогда уравнения вакуума представляют собой систему 44 нелинейный дифференциальных уравнений первого порядка относительно 24 независимых компонент кручения Риччи и 20 независимых компонент тензора Римана.

Поскольку уравнения (А) и (В) имеют геометрическую природу, то первоначально они не содержат никаких физических констант (они же структурные уравнения). Подобными свойствами обладают вакуумные уравнения Эйнштейна, описывающие гравитационное поле частицы вне массы. Это свойство вакуумных уравнений объясняется тем, что вакуум не может характеризоваться какими-либо конкретными физическими параметрами.

Рис. 21. Расщепление уравнений вакуума на систему узнаваемых физических уравнений

Уравнения вакуума (А) и (В) можно записать в спинорном виде, т.е. заменить входящие в них векторные и тензорные величины спинорами различного ранга.

Тогда уравнения вакуума распадаются на систему уравнений (см. рис. 21), в которую входят:

геометризированные уравнения Гейзенберга (А);
геометризированные (включая тензор энергии-импульса) уравнения Эйнштейна (В.1);
геометризированные уравнения Янга-Миллса (В.2).

Уравнения Гейзенберга были предложены в середине пятидесятых годов Вернером Гейзенбергом для описания структуры элементарных частиц. Используя нелинейные спинорные уравнения с кубической нелинейностью, Гейзенберг с сотрудниками частично описал спектр масс элементарных частиц.

Геометризированные уравнения Эйнштейна решают программу максимум (геометризация полей материи) по созданию единой теории поля. Они переходят в уравнения Эйнштейна или в уравнения общерелятивистской электродинамики в пределе, когда чисто полевой источник становится стационарным и имеет точечное распределение для плотности.

Уравнения Янга-Миллса были предложены Янгом и Миллсом для описания внутренней структуры элементарных частиц. Для этого физикам кроме четырехмерного пространства трансляционных координат x, y, z,

ct понадобилось ввести некоторое дополнительное внутреннее пространство. В уравнениях физического вакуума роль такого внутреннего пространства (слоя) играет шестимерное множество вращательных координат

заданное в каждой точке четырехмерного пространства трансляционных координат x, y, z,

ct (базы). Поля, которые проявляют себя на подобном расслоенном пространстве, называются калибровочными полями. В уравнениях вакуума (В.2) торсионные поля выступают как потенциалы калибровочного поля, а риманова кривизна как само калибровочное поле.

В математической физике существуют методы, которые позволяют находить те или иные конкретные решения уравнений (А) и (В). Каждое такое решение содержит произвольную константу (или функцию) интегрирования, которой, после использования принципа соответствия, придается физическое значение.

Найденное решение описывает конкретное искривленное и закрученное пространство, интерпретируемое как вакуумное возбуждение (или частица). Естественно, что всякое решение удовлетворяет сразу совокупности уравнений (А), (В.1) и (В.2), т.е. геометризированным уравнениям Гейзенберга, Эйнштейна и Янга-Миллса.

Шипов Г.И. Теория физического вакуума. Часть третья: «Новая картина мира» // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.10746, 13.10.2003

[Обсуждение на форуме «Институт Физики Вакуума»]