СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Теоретическая физика КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ ТЯГОТЕНИЯ

КВАНТОВАЯ МОДЕЛЬ ТЯГОТЕНИЯ

© Гринчик Анатолий Иванович

Информация для контакта: grin@definf.unibel.by

Введение

В квантовой электродинамике взаимодействие между заряженными частицами осуществляется путем обмена фотонами: одна из взаимодействующих частиц испускает фотон, который, перемещаясь в пространстве с конечной скоростью, достигает второй взаимодействующей частицы и изменяет состояние ее движения. Заряженная частица непрерывно испускает и поглощает фотоны, которые образуют, окружающее ее, электромагнитное поле. Энергия фотона W связана с частотой электромагнитного излучения ν: W = hν, где h - постоянная Планка. В свою очередь, частота электромагнитного излучения, регистрируемая приемником, зависит от относительного движения источника и приемника этого излучения. Следовательно, сила взаимодействия между заряженными частицами зависит от их относительной скорости.

Схожесть законов Кулона и всемирного тяготения заставляет думать, что аналогичным механизмом обладает и гравитационное взаимодействие: материальные тела обмениваются квантами гравитационной энергии, вследствие чего происходит их взаимное сближение. При этом скорость, приобретаемая каждым телом в результате взаимодействия, напрямую зависит от количества гравитационной энергии, поглощаемой им за единицу времени.

Рассмотрим систему, состоящую из двух одинаковых гравитационных источников, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Пробное тело, помещенное в середину отрезка, соединяющего данные источники, будет поглощать за единицу времени от каждого из них одно и то же количество гравитационной энергии E = Q / t, где Q - энергия, поглощаемая пробным телом от каждого источника за время t. Результирующая сила тяготения в рассматриваемой точке системы равна нулю. Пробное тело сохраняет состояние покоя.

В случае движения пробного тела со скоростью v через рассматриваемую точку системы, в сторону одного из источников гравитационной энергии, вследствие эффекта Доплера возникает неуравновешенная сила тяготения, так как в направлении своего движения пробное тело поглощает за единицу времени гравитационную энергию в количестве

,

а с противоположной стороны

,

где u - скорость распространения гравитационной энергии.

Может ли эта, неуравновешенная сила тяготения, возникающая вследствие движения тел, являться причиной инерции?

Если наше предположение соответствует действительности, необходимо признать, что любое движение, в том числе и равномерное, возможно только при наличии некоторой силы, приложенной к движущемуся телу. В рассмотренном выше примере пробное тело, двигаясь с постоянной скоростью v, за равные промежутки времени поглощает равные порции неуравновешенной гравитационной энергии

.

Если эта энергия является единственной причиной движения тела, его скорость будет равна

,

где k - коэффициент пропорциональности. Из последней формулы вытекает условие равномерного движения пробного тела для рассмотренного примера: 2kE = u.

Найденное условие может быть создано сразу для всех направлений в центре однородного по плотности шара. А если предположить, что радиус гравитационного взаимодействия имеет конечную величину , то любую точку пространства можно считать центром такого шара. В этом случае движущееся тело взаимодействует только с той частью вселенной, которая расположена внутри сферы с радиусом , окружающей данное тело.

Изложенные рассуждения привели к следующей модели гравитационного взаимодействия.

Основные определения

Введем особую систему отсчета, связанную с гравитационным эфиром – неподвижной средой, являющейся проводником гравитационного излучения. Гравитационный эфир состоит из отдельных элементов, взаимодействующих друг с другом. Взаимодействие происходит путем передачи кванта энергии, или, другими словами, гравитационного импульса от возбужденного элемента гравитационного эфира к не возбужденному элементу. Не возбужденный элемент гравитационного эфира, поглотивший гравитационный импульс, переходит в возбужденное состояние.

Направленный поток гравитационных импульсов образует гравитационное излучение, скорость распространения которого u(r) зависит от пройденного им расстояния:

, (1)

где u - скорость распространения гравитационного излучения в начальный момент испускания в непосредственной близости от гравитационного источника; r - расстояние, пройденное гравитационным излучением от точки испускания; H - постоянная, показывает, на какую величину Δu изменится скорость гравитационного излучения за единицу пройденного им пути Δr:

.

Найдем предельный радиус гравитационного взаимодействия , считая, что u() = 0:

. (2)

Элементарным источником гравитационного излучения является массон – наименьшая частица вещества, участвующая в гравитационном взаимодействии. Масса тела может выражаться целым числом M - количеством массонов из которых состоит данное тело. Массон представляет собой замкнутую область гравитационного эфира, состоящую исключительно из возбужденных элементов. Каждый массон за единицу времени испускает определенное число гравитационных импульсов и, кроме того, поглощает такое же число гравитационных импульсов, испущенных другими массонами. Поглощение массоном одного гравитационного импульса приводит к тому, что этот массон перемещается на расстояние l, со скоростью u, относительно гравитационного эфира, в направлении точки испускания поглощенного гравитационного импульса. Причем, момент поглощения гравитационного импульса массоном и момент начала его перемещения, вследствие данного поглощения, разделяет интервал времени T >> l / u, который в дальнейшем будем называть квантом времени. Массон, поглотивший n гравитационных импульсов, совершит n перемещений l, каждое со скоростью u.

Таким образом, величина l является квантом пространства – наименьшим расстоянием, на которое способно переместиться материальное тело, участвующее в гравитационном взаимодействии. Квант пространства l - это среднее расстояние между двумя соседними элементами гравитационного эфира. Перемещение массона на расстояние l означает, что в состав массона вошел новый элемент гравитационного эфира и один из элементов, перешедший в не возбужденное состояние, перестал быть частью массона. Наглядное представление массона дают бегущие огни на елочной гирлянде.

Относительно гравитационного эфира, массон может находиться в одном из двух состояний: состоянии покоя, или движения со скоростью u. Чередование состояний покоя и движения со скоростью u воспринимается нами, как движение с некоторой средней скоростью, отличной от u. (В принципе, массон может совершать перемещение l мгновенно, но это не влияет на ход наших дальнейших рассуждений.)

Гравитационные импульсы, испускаемые массоном во всех направлениях, образуют гравитационное поле массона. Гравитационные импульсы, поглощаемые массоном со всех направлений, образуют гравитационное поле вселенной. Напряженность гравитационного поля G в заданной точке пространства и в заданном направлении определяется следующей формулой:

, (3)

где l - квант пространства; T - квант времени; n - число гравитационных импульсов, прошедших за один квант времени T через площадку s, равную по площади проекции массона на плоскость; i - единичный вектор нормали к площадке s, начало и направление которого совпадают, соответственно, с заданной точкой пространства и с заданным направлением.

Гравитационное поле одиночного источника

Пусть один массон в течение кванта времени T испускает m гравитационных импульсов. Тогда тело, состоящее из M массонов, за то же время T будет испускать гравитационные импульсы в количестве mM. Через площадку s, расположенную произвольным образом на расстоянии r от гравитационного источника с массой M, за один квант времени T будут проходить гравитационные импульсы в количестве

, (4)

где θ - угол, образованный единичным вектором i с радиусом – вектором r, соединяющим заданную точку пространства с источником гравитационного излучения; ε - объемная плотность гравитационной энергии в излучении на расстоянии r от гравитационного источника:

. (5)

Из формул (1), (2), (4) и (5) получим

. (6)

Подставив выражение (6) в формулу (3), найдем напряженность гравитационного поля на расстоянии r от источника с массой M:

. (7)

Формулу (7) можно упростить для расстояний uT << r << :

. (8)

Если площадку s расположить так, чтобы направление единичного вектора i, нормали к площадке s, совпало с направлением радиуса – вектора r, то формула (8) предстанет в следующем виде:

. (9)

Введем гравитационную постоянную

. (10)

Формула (9) примет классический вид:

. (11)

В случае движения площадки s со скоростью v, относительно гравитационного эфира, в произвольном направлении, вследствие эффекта Доплера изменится количество гравитационных импульсов n, пересекающих площадку s за один квант времени. Перепишем формулу (4) с учетом движения площадки s:

,

где α - угол, образованный вектором скорости v с радиусом – вектором r, соединяющим начало единичного вектора i с источником гравитационного излучения.

Полная формула для определения напряженности гравитационного поля на расстоянии r от источника с массой M, учитывающая абсолютное движение приемника гравитационного излучения, будет выглядеть следующим образом:

.

Гравитационное поле вселенной

Определим напряженность гравитационного поля, созданного совокупной массой вселенной, в заданной точке пространства O и в заданном направлении. Будем считать, что точка O расположена достаточно далеко от одиночных источников гравитационного излучения. Расположим площадку s таким образом, чтобы начало и направление единичного вектора i, нормали к площадке s, совпали, соответственно, с заданной точкой пространства O и с заданным направлением. Введем декартову систему координат так, чтобы ее начало совпало с заданной точкой O, а направление оси OZ совпало с заданным направлением. Ось OX зафиксируем в произвольном направлении. Искомую напряженность гравитационного поля создают только те источники гравитационного излучения, координаты которых удовлетворяют условию

, . (12)

Область V, удовлетворяющая условию (12), есть полушарие. Разобьем область V на элементарные объемы , включающие в себя точки . Каждый элементарный объем вносит свой вклад в искомую напряженность гравитационного поля в виде

,

где - плотность вещества в элементарном объеме , а x, y, z - координаты точки . Предположим, что вещество во вселенной распределено равномерно по всему объему, тогда, при , получим суммарную напряженность гравитационного поля в заданной точке пространства и в заданном направлении:

, (13)

где - средняя плотность вещества во вселенной. При переходе от декартовых координат x, y, z к сферическим координатам r, θ, φ связанным с x, y, z соотношениями

x = rsinq cosφ, y = rsinq sinφ, z = rcosq ,

якобиан преобразования J = rsinq и формула (13) примет вид:

Сферические координаты изменяются в следующих пределах:

£ £ R, £ q £ , £ φ < 2p .

 

Вычислив интеграл, получим искомую напряженность гравитационного поля, созданного совокупной массой вселенной:

. (14)

Напряженность гравитационного поля, созданного совокупной массой вселенной, можно найти другим способом. Из закона сохранения энергии следует, что массон в течение кванта времени T должен испускать и поглощать одно и то же количество гравитационных импульсов. То есть, массон, расположенный в рассматриваемой точке пространства, в течение одного кванта времени T поглощает m гравитационных импульсов, испущенных совокупной массой вселенной. Следовательно, через единицу площади его поверхности за один квант времени проходят гравитационные импульсы в количестве

,

где - радиус массона. Через площадку s, равную по площади , расположенную в той же точке пространства, за один квант времени будут проходить гравитационные импульсы в количестве

.

Подставив значение n в формулу (3), найдем искомую напряженность гравитационного поля

. (15)

Приравняем правые части формул (14) и (15):

. (16)

Подставив значение γ из формулы (10) в уравнение (16), найдем среднюю плотность вещества во вселенной:

.

С учетом найденной плотности , модуль напряженности гравитационного поля, созданного совокупной массой вселенной, будет равен

.

Формулы (14) и (15) справедливы для любой точки пространства, достаточно удаленной от одиночных источников гравитационного излучения, и для любого направления. Поэтому результирующая напряженность гравитационного поля в этих точках пространства равна нулю. Относительно приемника излучения, движущегося со скоростью v в особой системе отсчета, симметрия гравитационного поля, созданного совокупной массой вселенной, будет нарушена. Если направление единичного вектора i, нормали к площадке s, совпадает с направлением вектора скорости v, то модуль вектора результирующей напряженности гравитационного поля, относительно движущегося приемника, равен

( £ r £ , £ q £ p , £ < 2p ),

где θ - угол, образованный вектором скорости v с радиусом – вектором r, соединяющим приемник и источник гравитационного излучения.

Вычислив интеграл, получим:

.

Движение тела в гравитационном поле

Исходя из предложенной модели, рассмотрим поведение пробного тела в гравитационном поле одиночного источника излучения (r << ). Пусть одиночный источник в месте нахождения пробного тела создает гравитационное поле с напряженностью

.

Единичный вектор i направлен в сторону источника гравитационного излучения. Будем считать, что некая сила удерживает пробное тело в неподвижном положении, относительно гравитационного эфира. В момент времени удерживающая сила исчезает. С момента времени до момента времени пробное тело остается неподвижным. При этом каждый массон пробного тела, независимо от других массонов, поглощает со стороны одиночного источника на гравитационных импульсов больше, чем с любой другой стороны. Поэтому, в течение следующего кванта времени T, с момента времени до момента времени , пробное тело совершит перемещений l в направлении одиночного источника гравитационного излучения. Таким образом, если за промежуток времени средняя скорость пробного тела была равна нулю

,

то в течение следующего кванта времени она составила величину

.

В дальнейшем скорость тела, измеренную в течение одного кванта времени T, будем называть мгновенной скоростью. Вследствие эффекта Доплера результирующая напряженность гравитационного поля, измеренная относительно пробного тела за промежуток времени , равна

.

Такой же будет мгновенная скорость пробного тела в течение следующего кванта времени :

.

Мгновенная скорость тела, измеренная в течение (k+1) - го кванта времени, равна результирующей напряженности гравитационного поля, измеренной, относительно движущегося тела, в течение k - го кванта времени:

,

где k = 0, 1, 2, 3, …

Если пробное тело движется в гравитационном поле с напряженностью G в произвольном направлении, его мгновенная скорость будет равна

,

где θ - угол, образованный вектором скорости с вектором напряженности гравитационного поля G.

Если в момент времени прекратит поступать гравитационная энергия от одиночного источника, то, начиная с момента времени , мгновенная скорость пробного тела будет равна

. (17)

При условии она останется такой же и в дальнейшем, то есть будет иметь место инерция.

Запишем, с учетом инерции, ряд мгновенных скоростей, приобретаемых телом в гравитационном поле с напряженностью G, с первого по k - ый квант времени:

, , ,…, .

Подставив значение скорости в формулу для скорости , затем, полученное выражение для скорости , в формулу для скорости и так далее, найдем выражение для скорости :

.

Найдем мгновенное ускорение, приобретаемое телом в гравитационном поле с напряженностью G:

.

Путь, пройденный телом в гравитационном поле с напряженностью G с нулевого по k - ый квант времени включительно, будет равен

.

Заключение

В заключение хотелось бы остановиться на некоторых следствиях, вытекающих из предложенной модели. Допустим, что в какой-либо части вселенной плотность вещества превысила величину . Тогда из формулы (17) следует, что > , так как в этом случае 8 / 3u > 1. То есть, вместо инерции, без видимых внешних причин, тела будут испытывать ускорение и покидать область с повышенной плотностью вещества. И, наоборот, если в какой-либо части вселенной плотность вещества меньше величины , то там происходит торможение тел и накапливание вещества до величины . Именно по этой причине вещество не собралось вместе под действием сил тяготения, а равномерно распределилось по всему объему вселенной.

Согласно предложенной модели тяготения наша вселенная стационарна и бесконечна. Понятия инертной и тяжелой масс следует упразднить: все тела обладают единой гравитационной массой. По другому должны интерпретироваться некоторые известные явления: “реликтовое” излучение есть ни что иное, как совокупная светимость вещества, заключенного в сфере с радиусом (предельным радиусом электромагнитного взаимодействия). Постоянная Хаббла показывает, на какую величину изменится скорость электромагнитного излучения за единицу пройденного им пути.

Источники информации:

  1. Физический энциклопедический словарь. – Москва, “Большая российская энциклопедия”, 1995.
  2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – Москва, “Наука”, 1990.
  3. Гусак А.А., Гусак Г.М., Бричникова Е.А. Справочник по высшей математике. – Минск, “ТетраСистемс”, 1999.
Дата публикации: 10 июня 2002
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.