Импульс фотона, фотонный двигатель и философия

Импульс фотона, фотонный двигатель и философия
(Сокращенный вариант)
Пренебрежительное отношение части исследователей к достижениям философии
приводит к снижению качества научных разработок и к появлению ложных научных
концепций, на базе которых появляются следующие поколения недееспособных научных
и технических проектов.
Одной из прижившихся ложных научных концепций является официальное
представление об импульсе фотона.
Все энциклопедические справочники и все учебники предоставляют одинаковую
информацию о величине импульса фотона и способах его расчета. Кроме того, там же
приводятся сведения об экспериментальной проверке, которая якобы многократно
подтвердила предлагаемую математическую модель p=chf/c 2 , где с – вектор скорости
фотона.
Официальная академическая позиция открывает перед изобретателями перспективу
создания фотонных двигателей. И работы уже ведутся. Например, разработка Photonic
Laser Thruster (PLT) – фотонного лазерного двигателя для коррекции траектории
искусственных спутников, которую ведет НАСА. И это далеко не единственная
коллаборация, ведущая такие разработки.
Принцип экспериментального двигателя прост. Солнечные батареи аккумулируют
энергию космических (солнечных) фотонов и по мере накопления энергии поддерживают
работу управляемого лазера, создающего фотонную тягу.
Поздравлений с успешными испытаниями не слышно. И это естественно, т.к.
положительный результат невозможен по причине принципиальной неосуществимости
фотонного двигателя.
Докажем это утверждение, основываясь только на самых общих соображениях, т.е.
используя инструментарий присущий философскому методу.
Начнем доказательство с анализа самых бесспорных знаний о фотоне.
Известно, что фотоны излучаются всеми вещественными объектами, температура
которых больше абсолютного нуля.
Бесспорно также, что освещаемый объект всегда нагревается, т.е. получает тепло от
фотонов. Единичный квантовый акт прироста энергии хаотического теплового движения
невозможно реализовать без прироста импульса одного из элементов этого движения – это
первая аксиома. Таким образом, факт переноса импульса фотоном можно считать также
бесспорным. Но также бесспорно, что передача импульса происходит только совместно с
передачей энергии. Невозможно сообщить вещественному объекту дополнительный
импульс, не изменив соответственно энергию объекта. Это тоже аксиома, вторая.
Также известно, что поглощение тепловой энергии от стабильного потока фотонов
тем меньше, чем ярче выражены отражательные способности освещаемого объекта.
Логично допустить, что при полном отражении, передача энергии от фотона к отражателю
вообще не происходит, т.е. равна нулю.
Принято считать, что в природе нет вещества, способного реализовать полное
отражение. Однако создание искусственного вещества, способного реализовать всѐ
большее и большее отражение, успешно прогрессирует. А квантовый акт отражения в
принципе не может быть частичным, т.е. или отражения фотона нет, или это полное
отражение.
Если при полном отражении неподвижным отражателем нет передачи энергии от
фотона отражателю, то нет и передачи импульса (вторая аксиома). Казалось бы, это
1
очевидно. Однако официальная наука предлагает всем формулу для расчета импульса, из
которой следует, что при полном отражении отражатель приобретает удвоенный импульс
фотона. Вот эта формула: p = (I/c)(1- k + q), где I — интенсивность падающего излучения;
c — скорость света, k— коэффициент прохождения, q — коэффициент отражения.
А теперь представьте два параллельных отражателя в свободном пространстве и
фотонный луч между ними. По официальной версии, при каждом переотражении фотоны
будут многократно сообщать отражателям свой удвоенный импульс, пока луч не затухнет.
Суммарное количество движения системы при этом будет все время сохраняться, энергия
же системы будет экспоненциально возрастать вместе с растущей скоростью разбегания
отражателей. Нарушение закона сохранения энергии не вызывает сомнений.
Предложенный мысленный эксперимент может быть оспорен, т.к. проведен без
учета гравитации. Приведем модификацию этого доказательства с учетом гравитации, и в
более традиционной форме - от противного. Для этого сконструируем вечный двигатель
на основе официальной версии модели фотона. Закрепим идеальные отражатели на
пассивный механический привод, и подберем массу отражателей так, чтобы сила
притяжения между ними была в два раза меньше расчетной силы давления светового
луча. Теперь сформируем прерывистый луч со скважностью ½, т.е. меандр, с длиной
волны модуляции, равной удвоенному расстоянию между отражателями, - и вечный
двигатель, в принципе, готов. Пока один из отражателей испытывает давление луча,
которое в два раза больше силы притяжения, он ускоряется от центра конструкции. В это
же время другой отражатель, испытывая только силу притяжения, ускоряется к центру
конструкции. Легко убедиться что, результирующие силы, действующие на отражатели,
всегда направлены одинаково, и согласованно меняют свое направление, создавая вечный
механический вибратор, т.е. вечный двигатель. А это невозможно.
Вывод однозначен: при полном отражении фотона (луча) неподвижный отражатель
не получает ни энергии, ни импульса. А это значит, что импульс фотона (а ранее показано,
что он существует) после отражения тоже должен остаться неизменным. Единственной
возможностью избежать парадокса является признание поперечного направления
переносимого фотоном импульса. Но если это так, то и при поглощении фотона
происходит передача только поперечного импульса.
Что и требовалось доказать.
В таком новом качестве фотона нет ничего удивительного и неожиданного, ведь
фотоны это поперечные электромагнитные волны. А давно известно, что радиоволны,
электромагнитная природа которых несомненна, раскачивают электроны проводимости,
создавая в приемных антеннах переменный ток, исключительно в поперечном
направлении, т.е. вывод о поперечном импульсе фотона экспериментально давно уже
подтвержден.
Обратимся еще раз к справочникам и учебникам, которые сообщают читателю, что
наличие у фотонов продольного импульса подтверждено множеством прямых и
косвенных экспериментов. Самым распространенным аргументом до сих пор является
ссылка на опыты П.Н. Лебедева [3], которые в свое время (1910г.) стали решающими в
борьбе мнений.
В настоящее время все опыты П.Н. Лебедева тщательнейшим образом повторены
В.Е. Костюшко на более высоком техническом уровне [4]. В этих повторных опытах
светового давления обнаружить не удалось, при этом экспериментально выявлены и
описаны все ошибки, допущенные Лебедевым.
Суммируя всю приведенную информацию, логично предположить, что все
наблюдаемые эффекты, связанные с передачей фотонного импульса, если они
демонстрируют продольное направление действия, являются вторичными.
2
Итак, можно сделать обобщающий вывод: продольный импульс фотона, не может
быть реализован ни фотоном-частицей, ни фотоном-волной. А это, к сожалению, означает,
что мечте о маршевых фотонных двигателях не суждено сбыться. Разработки таких
двигателей – это черная дыра бюджета. Но это мелочь, по сравнению с потерями
гипотетической термоядерной энергетики, в которой основополагающие эффекты и
процессы невозможны без давления света.
Но, если фотон и не частица и не волна, то что же он представляет, и какая роль
отведена ему в природе.
Каждый излученный фотон отнимает у излучателя калиброванную порцию энергии
и уносит еѐ в неопределенную даль со скоростью света. Фотон в свободном физическом
вакууме распространяется с постоянной скоростью, строго прямолинейно, без затухания
и дисперсии. Единственным мыслимым назначением излученного уже фотона является
возможность быть поглощенным другим веществом. Бесконечное распространение
фотона, без гарантированного поглощения, является для системы, называемой Вселенная,
смертельным фактором, ведущим к неизбежному энергетическому истощению системы.
Исключая такую возможность (по философским соображениям), т.е. утверждая, что
каждый фотон будет неизбежно поглощен, можно утверждать, что фотоны обеспечивают
естественный обмен энергией между веществом Вселенной. Дальнодействие фотонов
является неограниченным и гарантированно обеспечивает как минимум одностороннюю
передачу энергии в подсистеме любого размера.
Фотонное излучение происходит в основном за счет тепловой энергии, но из этого
не следует, что фотоны это тепловое излучение. Фотон несет универсальную энергию,
способную превращаться в другие виды энергии, в том числе способные к аккумуляции
(фотосинтез, лазерная накачка). Фотонным обменом природа обеспечивает тепловой
обмен, сопровождаемый превращением тепловой энергии в энергию потенциальную,
сбалансировано противодействуя тем самым неограниченному увеличению энтропии.
Отцы термодинамики усмотрели в фотоне и пытались абсолютизировать функцию
уравнивания температур. Однако на всѐ можно взглянуть иначе, с точки зрения гармонии
Вселенной. Гравитация неустанно стремится к повышению концентрации вещества, и
периодически ей удается создавать объекты с высочайшей концентрацией вещества и
энергии.
Энергия – это способность к развитию (движению) и собственно развитие. Она
нужна всему веществу, и жизненно необходима веществу, не попавшему в аккреционный
центр гравитационной концентрации. Именно это вещество и обеспечивается избыточной
энергией за счет фотонного излучения мощных гравитационных образований. Таким
образом, фотоны это не уравнители температуры, а носители-распределители энергии
жизнеобеспечения.
Фотоны, как и гравитация, выполняют свою системообразующую функцию, не
искажая при этом гравитационных законов движения массы. И это - наиважнейшее
философское положение, по своей природе недоступное математической физике.
Таким образом, фотон является одним из ключиков к пониманию устройства
Вселенной. Декларируемый здесь принцип неизбежности поглощения каждого фотона
веществом, в космологическом аспекте является очень действенным и сильным
требованием, предъявляемым к гипотетическим моделям устройства Вселенной. Это
отличный критерий для всех космологических теорий.
Что же такое фотон, с учетом не только выявленных физических свойств, но и с
учетом философской точки зрения.
3
Систематизируем результаты проделанного анализа.
Фотон бессмысленно рассматривать в качестве частицы, т.к. с частицей его роднит
единственное свойство – сохранение своей внутренней структуры во времени.
Фотон нельзя рассматривать в качестве элемента поля, т.к. после излучения он
существует совершенно независимо от излучателя, и не может быть остановлен для
формирования конфигурации стационарного поля заряда. Тем более, что электрическое
поле заряда подчиняется закону сохранения, т.е. оно не может отрываться от заряда и
излучаться.
Фотон не разумно рассматривать как некий конгломерат свойств известных
природных образований. Предлагаемый дуализм фотона является порождением
эклектики, чуждым гармоническому единству природы.
Фотон нельзя рассматривать в качестве традиционной волны, т.к. все известные
типы волн реализуются относительным движением составляющих элементов среды, а
квантовые элементы физического вакуума в принципе не могут перемещаться друг
относительно друга.
Доказательство последнего утверждения элементарно. Приведем его.
Все, признающие квантовую структуру материи, в том числе и физического
вакуума, признают неразрывность квантового пространства, образуемого несжимаемыми
квантами. Это одно из фундаментальных положений диалектической философии.
Механическое перемещение любого квантового объекта (а других нет, и не может быть),
даже состоящего из одного кванта, невозможно в таком пространстве, т.к. требует для
своего перемещения поочередного смещения бесконечного числа смежных квантов. А т.к.
за один квант времени возможен только один акт причинно-следственного смещения, то
перемещение любого кванта принципиально невозможно. Вывод однозначен и очевиден
(хотя и возмутителен для нашего механистического мышления): все взаимодействующие
материальные объекты Вселенной реализуются согласованной передачей возмущенных
состояний квантов физического вакуума, без перемещения самих квантов. Кванты при
этом остаются взаимно неподвижными и реализуют диалектическое движение, только
изменением своей внутренней структуры. Из этого тождественно следует, что все кванты
материи идентичны по конструкции и универсальны по своим возможностям, т.е. каждый
квант это универсальный трансформер, который в нулевом состоянии, простейшей своей
конфигурации, представляет квант свободного пространства. В возбужденном состоянии
каждый квант может быть чем угодно. В этом разгадка загадочности физического вакуума
(свободного пространства). Более подробно об этом см. [5].
Вернемся к фотону.
Фотон – специфическое, локальное возбуждение квантовой материи физического
вакуума. Фотон это квантовая волна, в которой передача возбуждения среды не имеет
механических признаков. В квантовой волне, в силу неделимости дозированного
квантового возмущения, это возмущение может распространяться только по линии, от
кванта к смежному кванту. Естественным следствием такого закона распространения
является отсутствие затухания в зависимости от расстояния. Таким образом, лучевое
распространение фотона без затухания прямо указывает на его квантовую природу, не
маскируемую от нас промежуточными макроскопическими образованиями.
Предложенный взгляд на принципы, реализованные в устройстве фотона, ставят
перед физиками массу новых и неожиданных вопросов. Ответ на один из таких вопросов
4
помог бы более конкретно понять физику фотона. Если фотоны, передавая импульс, явно
и определенным образом воздействуют на заряженные частицы, то каким образом фотоны
взаимодействуют с нейтронами. Достоверный ответ на этот вопрос без эксперимента,
видимо, невозможен.
Каковы бы ни были ответы на новые вопросы, необходимо сразу признать, что
множество современных интерпретаций оптических эффектов искажают истинную
природу света. Особенно важно это для теории звезд и теории термоядерных реакций,
которые практически полностью рушатся без наличия в природе давления света.
А его нет!
Итак, перед нами безукоризненное теоретическое доказательство поперечности
фотонного импульса и такое же безупречное его экспериментальное подтверждение.
Казалось бы, истина установлена. Но это не так. Знание истины ограниченным
кругом людей бессмысленно и бесполезно, если это знание не стало достоянием практики.
А здесь на арену выступают человеческий и исторический факторы. Слишком много
авторитетов связали свою научную карьеру с продольным импульсом фотона. Огромное
количество научных трудов должны потерять свою актуальность. Сопротивление
признанию истины будет соответствующим.
Но еще никому не удалось остановить ход истории.
Вопрос только о времени задержки.
Нижний Новгород, декабрь 2013г.
Источники информации
1. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия, 1983.
2. Вайнберг С., «Свет как фундаментальная частица», пер. с англ. "Успехи
физических наук", 1976, т. 120, в. 4.
3. Лебедев П.Н., «Давление света» Под редакцией П.П.Лазарева и Т.П.Кравца.
(М.: Гостехиздат, 1922. - Классики естествознания.)
4. Костюшко В.Е., «Экспериментальная ошибка П.Н. Лебедева – причина
ложного вывода об обнаружении им давления света». Русское Физическое
Общество Энциклопедия Русской Мысли. Т. XVI, стр. 34, Интернет http://vkostushko.narod.ru.
5. Леонович В.Н., «Концепция физической модели квантовой гравитации».
Интернет, сайт: SciTecLibrary - Новости Науки и Техники.
5