СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Физическая механика УНИВЕРСАЛЬНАЯ ФОРМУЛА СИЛЫ

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ФОРМУЛА СИЛЫ

© Косинов Н.В., кандидат технических наук.

E-mail: kosinov@unitron.com.ua

Аннотация

Получена универсальная формула силы, из которой, как частные случаи, вытекают формулы законов Ньютона F=ma , Кулона, формула закона всемирного тяготения, и новые формулы закона силы универсального взаимодействия Fо = Gu ν2 , и формула сильного взаимодействия F=mb.

Универсальная формула силы получена на основе выявленной связи между гравитационной константой G и важнейшими фундаментальными физическими константами. Такая связь обусловлена существованием онтологического базиса у фундаментальных констант. Онтологический базис констант представлен группой первичных, независимых суперконстант, состоящей только лишь из пяти констант: фундаментального кванта действия hu (hu =7.69558071(63) ∙10-37 J s); фундаментальной длины lu (lu=2.817940285(31) ∙10-15 m); фундаментального кванта времени tu (tu= 0.939963701(11) ∙10-23 s); постоянной тонкой структуры α (α= 7.297352533(27) ∙10-3); числа π (π =3.141592653589). Полученные результаты указывают на единую природу электромагнетизма и гравитации и на возможность управления гравитацией с помощью электромагнитных технологий.

1. Онтологический базис фундаментальных констант

Открыта группа констант [2 -4], которая является онтологическим базисом фундаментальных физических констант. Фундаментальные физические константы являются функционально зависимыми от трех размерных констант и двух безразмерных констант: фундаментального кванта hu (hu=7.69558071(63) ∙10-37 J s), фундаментальной длины lu (lu=2.817940285(31) ∙10-15 m), фундаментального времени tu

(tu= 0.939963701(11) ∙10-23 s), постоянной тонкой структуры α (α = 7.297352533(27) ∙10-3), числа π (π =3.141592653589). Так, например, гравитационная константа G имеет следующую функциональную зависимость: G=f (hu,lu,tu, α, π). Константы из группы hu, lu, tu, α, π задают значения и других фундаментальных физических констант. Планковская масса имеет следующую функциональную зависимость: mpl=f (hu, lu, tu, α, π). Планковская длина имеет следующую функциональную зависимость: lpl=f (lu, α, π). Планковское время имеет следующую функциональную зависимость: tpl=f (tu, α, π ). Элементарный заряд имеет следующую функциональную зависимость: е=f (hu,lu,tu). 

2. Универсальная формула силы

Константа G традиционно считалась весьма далекой от электромагнитных констант. Выявленная фундаментальная общность между константами позволяют получить ряд новых важнейших результатов. Рассмотрим некоторые их них. Физики всегда обращали внимание на поразительное сходство формул

закона Кулона и закона всемирного тяготения Ньютона. В одном - заряды, в другом - массы. При этом математические записи законов абсолютно идентичны. Поразительное сходство законов наводит на мысль о том, что они являются фрагментами какого-то универсального фундаментального закона силы. Такой универсальный закон действительно существует. Ниже приведена полученная нами универсальная формула силы. На ней продемонстрирована взаимосвязь и единство всех известных формул для силы: ньютоновской формулы F=ma, формулы F=mg, формулы закона всемирного тяготения Ньютона, формулы закона Кулона.

Универсальная формула силы имеет вид:

F=( ħ α /lu tu)(k1 k2/k32)

В универсальную формулу силы входят фундаментальные константы - постоянная Планка ħ , постоянная тонкой структуры α, фундаментальная метрика пространства-времени lu, tu. В универсальную формулу силы входят также безразмерные коэффициенты k1, k2, k3. Коэффициенты k1 и k2 зависят от вида взаимодействия. Эти коэффициенты k1 и k2 единым образом представляют или отношения взаимодействующих масс к элементарной массе, или отношение зарядов к элементарным зарядам. Коэффициент k3 представляет собой отношение длины к фундаментальной длине lu. Здесь комбинация констант h α /lu tu представляет собой константу силы. Ее значение равно Fu= 29,0535047(31) N. Из универсальной формулы силы, как частные случаи, следуют и законы механики Ньютона, и закон Кулона, и закон всемирного тяготения, и закон Галилея.

Так, например, универсальная формула силы превращается в формулу F=ma при k1=m/me, k2=l/lu, k3=l/lu=t/tu:

F=( ħ α/lu tu)(k1 k2/k32) = ma.

Универсальная формула силы превращается в формулу закона Кулона при k1=q1/e, k2=q2/e, k3=l/lu=t/tu:

F=( ħ α /lu tu)(k1 k2/k32) = q1 q2/l2.

Универсальная формула силы превращается в формулу закона всемирного тяготения при k1=m1/me, k2=m2/me, k3= l/lu=t/tu и при замене кванта действия ħ на гравитационный квант действия hg (hg= ħ/Do):

F=(hg α/lu tu)(k1 k2/k32) = G m1 m2/l2.

Мы получили то, что и электрическая сила, и механическая сила, и гравитационная сила описываются одной и той же универсальной формулой. В эту формулу входит константа силы и безразмерные величины, определяемые отношением масс, зарядов, метрических единиц, соответственно к элементарной массе, элементарному заряду, элементарной длине. При этом и закон Кулона, и второй закон Ньютона, представленные с помощью универсальной формулы силы имеют совершенно идентичную запись. Закон всемирного тяготения Ньютона, представленный с помощью универсальной формулы силы, сохраняет такой же вид, что и закон Кулона и отличается всего лишь тем, что вместо кванта действия ħ в него входит гравитационный квант действия hg. Тот факт, что и законы механики, и законы гравитации, и законы электростатики выражаются единой формулой - универсальной формулой силы, указывает на единую природу всех взаимодействий.

Универсальная формула силы показывает, что электрические, механические и гравитационные силы зависят не столько от абсолютных значений масс, зарядов и расстояний, сколько от их соотношения с фундаментальными константами электромагнетизма – массой электрона, элементарным зарядом, фундаментальной длиной и фундаментальным квантом времени. В этом состоит причина поразительного сходства формул в законах Кулона и всемирного тяготения Ньютона. Оказалось, что это сходство не является формальным. Оно проистекает от фундаментального единства сил инерции, гравитации и электромагнетизма.

Вышеизложенное приводит к непосредственному выводу о возможности нового подхода к проблеме квантовой гравитации и о возможности управления гравитацией посредством электромагнитных технологий.

Выявленная связь между законом Кулона и законами Ньютона указывает на то, что принцип эквивалентности масс допускает более широкую трактовку чем та, которая существует сегодня в физике. Мы считаем, что принцип эквивалентности должен быть расширен на эквивалентность инертной, гравитационной и электромагнитной масс.

3. Универсальное взаимодействие

Поиск единого взаимодействия, объединяющего четыре фундаментальных взаимодействия, - одна из сложнейших нерешенных задач физики. Попытки объединения сильного, слабого, электромагнитного и

гравитационного взаимодействий основаны на поиске условий, при которых константы взаимодействий совпадают по своим величинам. Вопрос о существовании пятого фундаментального взаимодействия продолжает быть предметом обсуждения в научных публикациях. Тот факт, что существует возможность представить все известные формулы силы с помощью одной универсальной формулы силы, приводит к выводу, что должен существовать единый закон силы, который лишь проявляется для электричества как закон Кулона, а для гравитации - как закон Ньютона. Полученные выше результаты о единстве электромагнитных, инерционных и гравитационных сил, указывают на единую природу четырех фундаментальных взаимодействий.

Легко показать, что из универсальной формулы силы кроме закона Кулона, закона всемирного тяготения, закона F=ma, закона F=mg следуют еще две формулы силы, которые не имеют аналогов ни в электродинамике, ни в механике, ни в гравитации. Это новые формулы силы. Одна из них имеет следующий вид:

Fо = Gu ν2,

где: Gu -константа, равная 2,5669694(21) ∙10-45 N s2 ; ν - частота.

Другая формула силы имеет следующий вид:

F = mb,

где: b - новая константа, которая по физическому смыслу является ускорением. Ее значение равно 3,189404629(36) ∙ 1031m/s2.

На формуле Fo=Gu ν2 остановимся подробнее. Данная формула описывает новое взаимодействие. Это взаимодействие не связано с взаимодействием частиц вещества. Оно существует в физическом вакууме и является его фундаментальным свойством. Это взаимодействие предшествует четырем известным взаимодействиям: электромагнитному, сильному, слабому и гравитационному. Это новое взаимодействие названо нами универсальным взаимодействием.

Несмотря на то, что значение константы Gu мало, этой пятой силой нельзя пренебрегать. Это связано с тем, что в формулу силы входит частота в квадратичной зависимости. В пределе, для больших частот, пятая сила универсального взаимодействия становится соизмеримой с кулоновской силой. Легко показать, что в предельном случае формула Fо = Gu ν2, естественным образом переходит в формулу закона Кулона.

По генетической связи все пять взаимодействий можно расположить в такой последовательности: универсальное, электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное.

Формула F=mb также является новой формулой. Она определяет силу, связанную с дефектом массы. Также, как формула Эйнштейна E=mc2 показывает связь дефекта массы и энергии, так и формула F=mb показывает связь дефекта массы и силы. Из формулы F=mb следует, что сила, связанная с дефектом массы, огромна. Это связано с огромной величиной константы b. Соотношение F=mb является основной формулой для оценки сильных взаимодействий.

4. Внутренняя структура протона

Полученные результаты позволяют решить еще одну проблему современной физики - проблему внутренней структуры протона. В опытах по рассеянию на протонах электронов и гамма-квантов были получены доказательства существования внутренней структуры у этой частицы. Однако конкретная внутренняя структура протона остается не раскрытой. Не находит объяснения природа его массы, равная 1836,152... электронным массам.

Выявленная взаимосвязь фундаментальных физических констант позволяет решить эти проблемы, объяснить закономерность формирования внутренней структуры протона и разработать теорию массы протона. Нами получена формула, отображающая особенности топологии внутренней структуры протона. Эта формула имеет вид:

Рр = 2(2(2(2(2(2(2(2(2(2+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1)+1.

Будем называть эту формулу топологической формулой протона. Эта очень простая и красивая формула содержит абсолютно всю информацию о протоне и обо всех промежуточных стадиях его формирования:

В топологической формуле протона содержится не только информация о "настоящем" этой частицы, но и о её "прошлом". Она отображает как структуру протона, так и динамику формирования его внутренней структуры. Формула указывает на существование бинарного закона формирования протона во всей динамике структурогенеза. Из формулы видно, что протон прошел 20 шагов структурогенеза до завершения своей структуры. На десяти шагах структуризации существовали промежуточные вещественные образования, имеющие полуцелый спин. На других десяти шагах структуризации существовали промежуточные вещественные образования, имеющие целый спин. Единицы в топологической формуле протона отображают полуцелый спин для промежуточных вещественных образований. Из топологической формулы протона видно, что на промежуточных этапах в формировании структуры протона участвовали зарядово-сопряженные вещественные образования, которые объединились в единые структуры. Видно, что в динамике структурогенеза протона соблюдается принцип Паули. Топологическая формула протона показывает, что внутреннее устройство протона имеет фрактальную структуру. Топологическая формула протона показывает, что формирование этой частицы происходит по рукурсивному алгоритму.

С использованием универсальных суперконстант получена формула для массы протона. Эту формулу удалось получить на основе рекурсивного алгоритма структурогенеза протона. Она имеет вид:

mp = (hu tu/lu2)( 211-1-(ge/2) ( ∑212-i(1-((Do )1/10 α 2 )i ) + (210-1)(1-((Do )1/10 α 2 )2 ))),

где: ∑ - знак суммы, в котором суммирование производится от i=2 до i=11; ge - g-фактор.

Значение массы протона в электронных массах, вычисленное по этой формуле, равно 1836,150206(28) me. Таким образом, удалось раскрыть тайну важнейшего фундаментального числа mp/me. Это число, по мнению Манина Ю.И., "...является первым истинно фундаментальным числом. Теория, которая его объяснит, будет важной теорией" [1].

Применим полученную нами новую формулу F=mb для того, чтобы определить силу, которая обеспечивает устойчивость протона. Соотношение для этой силы имеет вид:

Fp=bme((ge/2) ( ∑212-i(1-((Do )1/10 α 2 )i ) + (210-1)(1-((Do )1/10 α 2 )2 ))),

где: ∑ - знак суммы, в котором суммирование производится от i=2 до i=11.

Сомножитель в формуле, стоящий после константы b, есть суммарный дефект массы (∆mp), обеспечивающий устойчивость протона. Значение силы, расчитанное по этой формуле, равно 6125,925 N. Устойчивость протона обеспечивается этой огромной силой. Рассмотрим весьма примечательную аналогию между силой, обеспечивающей устойчивость протона и гравитационной силой, связанной с дефектом массы

протона. Используя значение силы 6125,925 N, обеспечивающей устойчивость протона, получим эквивалентную ей гравитационную силу:

Fgr = 6125,994/Do=1,470279 ∙10-39 N.

Теперь, на основе закона всемирного тяготения, определим, с какой силой будет взаимодействовать пробная элементарная масса me с массой, эквивалентной дефекту массы протона (∆mp), на расстояниях характерных для сильных взаимодействий. Используя формулу Ньютона, получим:

Fgr = G me ∆mp / lu2 = 1,470279 ∙10-39 N.

Этот результат указывает на взаимосвязь даже таких далеких и разных по природе взаимодействий - сильного и гравитационного. Дополнительную информацию о константах см. на сайтах:

5. Выводы

1. Открыта группа констант, состоящая из пяти абсолютно независимых фундаментальных констант hu, lu, tu, α, π , которым определен особый статус универсальных суперконстант. Этих пяти универсальных суперконстант достаточно, чтобы представить с их помощью законы физики и выразить с их помощью фундаментальные физические константы.

2. Открыто пятое универсальное взаимодействие, лежащее в основе всех четырех известных в физике взаимодействий. Открыта формула силы Fо = Gu ν2 универсального взаимодействия и получена константа взаимодействия Gu = 2,5669694(21) ∙10-45 N s2.

3. Раскрыты причины поразительного сходства формул в законах Кулона и в законе всемирного тяготения Ньютона.

4. Открыта взаимосвязь формул силы F=ma, F=mg, формулы закона всемирного тяготения с формулой закона Кулона и с формулой закона универсального взаимодействия Fо = Gu ν2 .

5. Открыта новая формула силы F=mb, которая определяет связь между силой и дефектом массы. Найдено значение константы b= 3,189404629(36) ∙ 1031m/s2. Эта константа по физическому смыслу является максимальным ускорением.

6. Получена универсальная формула силы, из которой, как частные случаи, вытекают и формула закона Ньютона F=ma , и формула закона Кулона, и формула закона всемирного тяготения, и формула закона силы универсального взаимодействия Fо = Gu ν2 , и формула F=mb.

7. Открыт закон формирования внутренней структуры протона. Получена новая формула, отображающая топологические особенности внутренней структуры протона. Она названа топологической формулой протона.

8. Разработана теория массы протона. Найдена рекурсивная формула, которая позволила математическим расчетом определить значение массы протона.

Литература

  1. Манин Ю.И. Математика и физика. М., "Знание", 1979.
  2. Косинов Н.В. Физический вакуум и гравитация // Физический вакуум и природа, N4, 2000, с. 40 - 69.
  3. Kosinov N. Five Fundamental Constants of Vacuum, Lying in the Base of all Physical Laws, Constants and Formulas // Physical Vacuum and Nature, N4, 2000, с. 96 - 102.
  4. Косинов Н.В. Пять универсальных суперконстант, лежащих в основе всех фундаментальных констант, законов и формул физики и космологии. Актуальные проблемы естествознания начала века. Материалы международной конференции 21 - 25 августа 2000 г., Санкт-Петербург, Россия. СПб.: "Анатолия", 2001, с. 176 - 179.
Дата публикации: 13 ноября 2001
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.