К чему приводит квантованность Пространства

К чему приводит квантованность Пространства - Времени
Кравченко С.В.
В предыдущих статьях отмечалось, что параметры
нашей Вселенной,
имеется в виду фундаментальные постоянные, «удивительным» образом
«подогнаны», т.е. обеспечивают её стабильное существование, но не
раскрывался
основополагающий
принцип
такой
калибровки
фундаментальных констант. В тоже время, интуитивно, понятно, что такой
основополагающий принцип должен быть. И, как представляется автору этой
статьи, такой принцип уже давно есть благодаря квантовой механике.
И так, простые формулы, которые были использованы в предыдущих
статьях, при построении модели Вселенной, были получены исходя из
основного принципа – Пространство - Время квантуется (т.е. не существует
порций Пространства и Времени менее, чем это определяется планковскими
величинами). Тогда мы имеем следующий взаимозависимый ряд величин,
представленных в таблице 1 и на рис. 1.
Таблица 1
2
3
4
…..
k
Масса растущего ПВК (МВС), кг mп
2*mп
3*mп
4*mп
…..
k* mп
Размер растущего ПВК (RВС), м
rп
2*rп
3*rп
4*rп
…..
k*rп
ПВК ρп
ρп/4
ρп/9
ρп/16
…..
ρп/k2
2*Еп
3*Еп
4*Еп
…..
k*Еп
Порядковый номер ПВК, (n)
Плотность
внутри
1
(Вселенной), (ρВС), кг/м3
Энергия системы, (Есис), Дж
Еп
Рис. 1 Квантованный размер растущего сечения ПВК (Вселенной)
Энергию системы в этом случае можно записать в виде выражения:
Есис = Евнут. + Евнеш. = Еп + А = n*Еп,
(1)
где
Евнут.(Еп) – энергия внутри ПВК; Евнеш.(А) – энергия (работа),
затрачиваемая на расширение ПВК; Еп – планковская энергия.
И так, в соответствии с приведенным (1), мы видим, что энергия внутри
Вселенной
остаётся
постоянной
(отсюда
всегда
выполняется
Закон
сохранения энергии), т.е. Еп = const, вторая часть поступающей в систему
энергии
идёт на расширение Вселенной! Теперь, если мы запишем
внутреннюю энергию системы, для каждого последующего момента времени,
то получим следующие уравнения:
Еп = Рп*Vп = (4*σ/3*с)*(Т)4*(4π/3)*R3 = ρ*с2*(4π/3)*R3,
т.е. из этого
тождества следует, что для Вселенной, в любой конкретный момент времени,
должны выполняться условия:
ρ/ Т4 = const, и ρ*R2 = const
(2)
так как при R = rп, ρ = ρп, т.е. const = ρп*rп2 и, следовательно,
ρ = ρп*/( R/ rп)2 = ρп*/n2, что и показано в табл. 1.
К таким же уравнениям для Вселенной ведёт и условие – гравитационный
потенциал Вселенной есть величина постоянная, т.е. Фвс = с2 = F/(m/R) =
= const (или k*с2, где k – коэффициент, а с – скорость света), т.е. m/R =
= const и F = const, отсюда опять - ρ*R2 = const, и т.д.
В связи с такой трактовкой развития Вселенной весьма важно знать
граничное значение величины n(k), т.е. встаёт вопрос определения
минимально возможной плотности материи (или максимального значения R).
По сути, общая идея проста, раз есть максимально возможная плотность
материи, то, следовательно должна быть и минимально возможная плотность
материи.
Одна из таких попыток определения Rmax, предпринятая автором – это пропорция между соотношениями в устойчивом атоме и всей Вселенной.
Полагаю, что удачная попытка решения этой задачи позволит ответить на
целый ряд космологических вопросов. Кстати, в работах у ряда авторов,
например, Лоскутов Ю.М. (К вопросу об эволюции однородной изотропной
Вселенной, скрытой массе и отсутствии монополей. ТМФ, Т.94, №3, март,
1993 г.) такие расчёты приводятся. Выполненные расчёты основаны на
тензорных уравнениях
теории гравитации (точнее РТГ), но без учёта
планковского масштаба, что автор считает ошибочным. Однако главное в
статье есть – это ненулевая масса гравитона (~ 2,5*10-69 кг), максимальная
(~ 1070 кг/м3) и минимальная (1,25*10-27 кг/м3 ) плотность вещества и период
пульсаций (~ 75 млрд. лет). И так, серьёзная современная Космология
(теоретическая физика) не отрицает сценария пульсирующей Вселенной, что
разделяет автор данной статьи. Однако, как представляется автору, должен
быть более простой подход обеспечивающий понимание того, что Вселенная
должна быть пульсирующей.
С точки зрения автора по этому вопросу, также интересная статья
приводится в журнале Теоретическая и математическая физика, том 80, №2,
август 1989 г. (Мествиришвили М.А., Чугреев Ю.В «Фридмановская модель
эволюции Вселенной в релятивистской теории гравитации»). Замечательно,
что среди всех решений (Этап I, Этап II, Этап III развития Вселенной) есть
решение вида – ρ = const/R4 (при w = 1/3) или R = const/mгр.. Из последнего
выражения
видно,
что:
во-первых,
это
напоминает
формулу
для
элементарных частиц (ЭЧ), а значит сразу просматривается «генетическая»
связь Вселенной и ЭЧ; во-вторых, такая зависимость размера гравитона от
его массы охватывает весь диапазон от rп до Rвс сразу, без этапов, только при
этом масса гравитона (mгр) не остаётся постоянной и это правильно, она
также квантуется - mгр. = mп/n.
В статье Мествиришвили – Чугреева приводятся оценочные данные по
массе гравитона (~ 10-68 кг), а также связь минимального и максимального
размера Вселенной с массой гравитона, в статье не приводится размер
гравитона, но это уже связано с подходом авторов при решении данной
задачи. Кроме того полагается, что масса гравитона величина постоянна,
пожалуй это спорный момент.
Далее рассмотрим, как оценивается ситуация в Космологии
и теории
элементарных частиц в современном естествознании (см. например, - Р.А.
Браже, Р.М. Мефтахутдинов. Концепции современного естествознания. Ч1,
Ульяновск, 2003. – 143с (электронная версия).
Пример 1. (стр. 83)
Теория Большого взрыва достаточно хорошо описывала эволюцию
Вселенной: её результаты согласовались с наблюдательными данными. Но
был
один
существенный
недостаток
–
кривизна
пространства
не
соответствовала действительности. Другими словами, расчёты в рамках
теории Большого взрыва давали современные размеры Вселенной чуть
больше размеров апельсина. Для устранения этого недостатка американские
физики-теоретики
А.Гут
и
П.Сейнхардт
ввели
так
называемую
инфляционную стадию раздувания. Эта стадия длится не долго: от10 -30 с до1с
после взрыва. Только в эти доли секунды имеется отличие моделей. В
раздувающейся Вселенной сначала была фаза инфляции, когда масштабный
фактор Вселенной увеличился по экспоненциальному закону – в 1050 раз
больше, чем предполагалось в модели Большого взрыва.
(В модели
Вселенной, основанной на расширяющемся ПВК, нет
необходимости вводить фазу инфляции, к тому же всего на одну секунду, все
размеры Вселенной легко считаются от момента её возникновения и до
наших дней. Чувствуется некоторая искусственность введённого периода
инфляции). Приведём ряд числовых значений для Вселенной, определённых
по формуле (2): R*T2 = rп*Tп2 = 1,61*10-35*(1,42*1031)2 = 3,246*1027, отсюда
R = 3,246*1027/T2. Результаты расчёта представлены в таблице 2.
Таблица 2
t, 0C
6000
0
-50
-100
-150
-200
-270
T, К
6273
273
223
173
123
73
3
Rвс, м(1019)
8,2
4355
6527
10846
21455
60912
36066667
t,вс млн.лет
8700
4,6
6,9
11,5
22,7
64,5
38165
лет
В приведенных данных t, 0C (или T, К) – текущая температура Вселенной.
Как видно из табл.2 размеры и время существования Вселенной
получаются довольно внушительными (не апельсиновыми).
Пример 2 (стр. 104, 105)
Проверить
теорию
Великого
объединения
взаимодействий
не
представляется возможным, поскольку ни на одном, даже самом мощном ,
ускорителе нельзя «разогнать» частицы до энергий, близких к 10 14 ГэВ. О
1019 ГэВ говорить вообще не приходится, так как примерно такой энергией
обладает вся Вселенная. (Энергия 1019 ГэВ – это энергия планковской массы,
Еп = mп*с2 = (ћ*c5 / G)0,5 = 1,96*109 Дж = 1,23*1028 Эв = 1,23*1019 ГэВ).
(В соответствии с гипотезой о квантовании Пространства – Времени,
действительно, планковская энергия – это и есть энергия Вселенной, при
распаде которой образуются и все ЭЧ).
Пример 3 (стр. 65)
Измерения распределения заряда по объёмам нуклонов были сделаны
американским физиком Р. Хофстадтером. В эксперименте учёного нуклоны
обстреливались пучком высокоэнергетичных, до 2 ГэВ, электронов.
Благодаря этому точность, с которой можно было зондировать внутренности
частиц, составляла около 10-15 м (1 ферми).
Можно оценить размеры высокоэнергетичных электронов (с точки зрения
тороидальной модели) по формуле де Бройля, тогда мы получим:
λ = h*с/Е = 2*π*r, или r = ћ*с/Е = 1,054*10-34*3*108/2*109*1,6*10-19 =1*10-16 м.
Как видно из приведенного, точность в 10-15 м может быть обеспечена, так
как возбуждённый (разогнанный) электрон имеет размеры на порядок
меньше (1*10-16 м). Напомним, что размер невозбуждённого
свободного
электрона составляет величину – 3,86*10-13 м, а размер ядра свободного
протона – 2,1*10-16 м, размер несвободного ядра протона в 7 раз больше).
Центральная область и протона, и нейтрона радиусом 0,2 ферми несёт
примерно 10-12% положительного заряда (рис.2). Во внутреннем кольце
протона средним радиусом около 0,8 ферми сосредоточено около 60%
заряда. Наконец, внешний слой, радиус которого равен 1,4 ферми, несёт 28%
положительного заряда.
Нейтрон имеет положительно заряженные центральную и наружную части
и отрицательно заряженную внутреннюю область.
протон
нейтрон
Рис. 2 Распределение зарядов внутри нуклонов
Что касается представленного на рис.2, то с позиций тороидальной модели
последний слой имеет нулевой заряд, т.е. схематическая модель протона и
нейтрона выглядит так, как показано на рис.3. Преимущество представления
протона и нейтрона по схеме 3 в том, что нейтральный слой позволяет
получать парные взаимодействия нуклонов вида – рр, рn, nn, как известно
характеризующиеся одинаковой энергией связи, рис.4.
протон
нейтрон
Рис. 3 Распределение зарядов внутри нуклонов в тороидальной модели
а)
б)
Рис.4 Пространственная схема модели протона (а) и
взаимодействие
нуклонов (б) по нейтральному слою – рр (рn, nn)
В заключении несколько слов о природе «тёмной» энергии. Разумеется в
качестве
предположения.
Поскольку в
момент
возникновения
ПВК
(гравитона) мы имеем сверхсжатое гравитационное поле (ГП), то при
дальнейшем расширении ПВК (пока не понятно по какой причине) оно
начинает распадаться на другие поля и частицы обеспечивая устойчивость в
данных условиях. Следовательно, «тёмная» энергия (примерно 70%) – это
«остатки» не распавшегося первоначального гравитационного поля.
Электронные статьи автора:
1.К вопросу о пространственно – временных квантах и гравитации или
как вычислить некоторые параметры нашей Вселенной.
2.К вопросу о размере электрона, об элементарных частицах или что
такое тороидально сжатое фотонное поле.
3. К вопросу о постоянной тонкой структуры.
4. К вопросу о сингулярности или как определить предельный возраст
Вселенной.
5.Атом, фотон, Вселенная или что такое сингулярный центр системы.
6. К вопросу о модели атома, интерференции электронов, коэффициенте
связи или что такое физический вакуум.