СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Теория Относительности Эйнштейна и ее критика ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ФИЗИЧЕСКИМИ КОНСТАНТАМИ

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ФИЗИЧЕСКИМИ КОНСТАНТАМИ

© Дмитрий Сахань

Контакт с автором: karina@st.lg.ukrtel.net

www.aimatrix.nm.ru

Всем мы не раз убеждались, как связаны разные явления окружающего мира. Нечто первое проистекает из другого явления, которое в свою очередь случается по причине третьего явления. В такой причинно-следственной связи мир "растворен" полностью, и бывает, какие-то взаимоотношения сущностей кажутся нам стоящими обособленно, не подчиняясь связующим мир условиям. Теоретически мы признаем возможное наличие связи "обособленного" явления с остальным миром, но вследствие недостатка знаний иногда подобные связи оказываются за рамками наших представлений о мире.

Именно такое положение дел складывается сейчас вокруг фундаментальных физических констант. Они определяют важные характеристики окружающего мира, а вот какая между константами существует связь, до сих пор не ясно. Сразу оговоримся, что в данный момент под связью констант более всего понимается математическое выражение связи, так как константы – величины математического аппарата физики. Вне всякого сомнения, каждая константа имеют свой физический смысл, однако в этой статье значимость будет придаваться математическому выражению некоторой константы через другую константу.

Из последнего замечания следует не столько то, что уже известны математические связи констант (по крайней мере, 6 основных связей известны точно), сколько факт: достаточно взять одну фундаментальную величину, и с помощью нее мы вычислим остальные физические константы, даже если условно принять их за неизвестные (будто бы их значения нам еще не известны). Причем в качестве "стартовой" величины взять можем любую из 6 формулируемых констант, поскольку выведенные формулы взаимно связаны. А в настоящее время сформулированы математические связи таких констант: f - гравитационная постоянная, e - элементарный заряд, c - скорость света, eo - электрическая постоянная, k - коэффициент пропорциональности в законе Кулона, h - постоянная Планка.

Соглашения

Точность вычислений. Правило номер 1: всякую величину брать с максимально возможной точностью, включая все доступные знаки после запятой. Правило номер 2: физические постоянные брать из специализированной литературы, в частности справочники по физике. Я, например, в статье буду использовать данные справочника "Универсальный справочник по физике, автор: Костко Олег Константинович, издатель: "Лист Нью" и "Вече", 2002 год". Правило номер 3: все вычисления непременно производить без округления результата, сохраняя его для последующих математических действий и обеспечивая тем самым наибольшую точность вычислений. Правило номер 4: окончательные результаты предоставлять с максимально доступными знаками после запятой.

Используемые вычислительные устройства. Для выполнения вычислений буду использовать калькулятор операционной системы Windows 98. Калькулятор перевожу в режим "Инженерный" при помощи пункта меню "Вид \ Инженерный". Дисплей калькулятора отображает 32 символьных разряда в числе без учета символа "запятая" и помимо всего обеспечивает широкий диапазон точности результата отдельно взятой математической операции. Во всяком случае, с учетом математической простоты (мало операций) рассматриваемых в дальнейшем формул накопление ошибок при последовательных операциях с "обрезанными" по 32-ому разряду числами окажется незначительным, то есть очень далеко после запятой.

Сторонние величины. В нижеследующих формулах используется число Пи. Его значение беру из калькулятора Windows, для чего нажимаю в калькуляторе кнопку "pi". Выданное значение числа Пи такое: 3,1415926535897932384626433832795. Именно этим значением с сохранением всех знаков после запятой и буду пользоваться в вычислениях. Еще в одной формуле (точнее, в двух связанных между собой формулах) используется физическая константа mo - магнитная постоянная. В справочнике приводится ее значение: 12,566370614014*10-7. Ради точности вычислений расширю значение этой постоянной исходя из ее математического выражения 4¶*10-7. Вычисляя такое выражение, калькулятор выдает результат 1,2566370614359172953850573533118*10-6, что эквивалентно записи 12,566370614359172953850573533118*10-7. В дальнейшем буду пользоваться этим числом.

Используемые практики. Базис предлагаемых формул опирается на понятие сферического пространства 16¶*R2, где R – это расстояние между взаимодействующими телами или зарядами. Если вместо величины R мы подставим константу c - скорость света, то получим сферическое пространство для расстояния между телами/зарядами, равному расстоянию, проходимому лучом света за 1 секунду.

Что такое "сферическое пространство"? Поставим два тела на некотором расстоянии друг от друга, считая тела материальными точками. Представим, будто каждое тело испустило одиночную волну абстрактного излучения. Из соображений незамысловатости подразумеваем под волной только ее пик, без фронтов. Рассматриваем первое тело. Волна его излучения распространяется в виде расширяющейся сферы 4¶*R2, где R – расстояние от тела (или, по-другому, радиус сферы), пройденное волной за период времени. В некоторый момент расширяющаяся сферическая волна достигает второго тела, условно символизируя акт передачи взаимодействия от первого тела ко второму. Точно так сферическая волна от второго тела расширялась, пока не достигла первого тела, и тоже символизирует акт передачи взаимодействия, но уже от второго тела к первому. Если вообразить, что сферические волны передали телам какую-то долю "энергии" ОБЩЕГО взаимодействия между двумя телами, то доля такой "энергии" будет кратна СУММАРНОЙ площади сферических волн в тот момент, когда волны достигли отдаленных тел, то есть радиус каждой сферы равен расстоянию между телами. И в таком случае суммарная площадь (это не сумма двух площадей!) будет равна 4¶*(R+R)2. Иными словами, мы будто вычисляем площадь одной сферы с таким ее радиусом, словно бы сферическая волна от первого тела пробежала ко второму телу и вернулась обратно. Математически упрощая выражение 4¶*(R+R)2, мы приходим к виду 4¶*(R+R)2 = 4¶*(2*R)2 = 4¶*22*R2 = 4¶*4*R2 = 16¶*R2.

Итак, сферическое пространство – это площадь ОБЩЕЙ сферической волны, где ее радиус равен двойному расстоянию между телами. В принципе, можно сказать, что это сумма площадей двух отдельных сферических волн, но тогда такая сумма должна быть помножена на два, ведь взаимодействовало два тела сразу. Например, мы образно указываем, что Солнце притягивает Землю, хотя на самом деле и Земля вкладывает свою лепту в общую силу притяжения. Это выражается в формуле закона всемирного тяготения произведением масс Земли и Солнца. В итоге получаем как бы одно (общее) тело, испускающее "волну" гравитации. И для такого тела нужно взять адекватное сферическое пространство 16¶*R2 (то есть площадь общей сферической "волны" гравитации), которое на расстоянии R и покажет истинную силу притяжения между Землей и Солнцем.

Если известна только скорость света

Представим, будто единственной известной нам величиной оказалась физическая постоянная c - скорость света. Согласно справочным данным, ее численное значение равно 299792458 метров в секунду. Задача: вычислить остальные физические постоянные. Например, начнем с гравитационной постоянной f. Формула для ее вычисления выглядит следующим образом:




f = 6,6360468235951809605265221253712 * 10-11

по справочнику f = 6,67259 * 10-11

Разница в константах достаточно серьезна, однако в статье я не буду вести дебаты в защиту результата. Ограничусь лишь заявлением: гравитационная постоянная в справочниках указана неверно, то есть ее измеренное значение не соответствует действительному для нашей Вселенной.

Что касается физического смысла представленного математического соотношения, то 16¶ - это сферическое пространство при расстоянии между притягивающимися телами, равном 1 метру. Фактически, 16¶ обозначает 16¶*12, где 1 - расстояние в 1 метр между притягивающимися телами. Естественно, умножая гравитационную постоянную на квадрат расстояния между телами в формуле закона всемирного тяготения, мы получим полное сферическое пространство для расстояния между избранными телами, а не для расстояния в 1 метр.

Единичка в числителе - произведение двух 1-килограммовых масс. Умножая эту единицу на произведение масс двух тел в формуле закона всемирного тяготения, мы получим произведение масс избранных тел.

И деление на скорость света (умножение на 1/c) обеспечивает выделение мгновенной напряженности гравитационного поля. Поскольку 16¶ - сферическое пространство с расстоянием в 1 метр между телами, а 1 - произведение килограммовых масс, то и временной тик (1/c) выделяет долю силы притяжения, успевшую "пройти" только через 1 метр. Проще говоря, 1/c - это время, за которое луч света (излучение) успевает пройти всего 1 метр.

В конечном счете физический смысл гравитационной постоянной таков: это СУММАРНЫЙ модуль силы тяготения, действующей на два тела массами в 1 килограмм при расстоянии между телами, равном 1 метру. То есть не со стороны одного тела на другое, как сейчас принято, а взаимно между двумя телами.

Расчет элементарного заряда. Формула расчета такая:




e = 1,6017253532311610250801458164246 * 10-19

по справочнику e = 1,60217733 * 10-19

Здесь тоже разница в константах оказывается серьезной, причем со всей ответственностью утверждаю, что если скорость света действительно равна 299792458 м/с, то вычисленное по предъявленной формуле значение элементарного заряда точно соответствует элементарному заряду (заряду электрона) в условиях нашей Вселенной.

Теперь о физическом смысле формулы. 16¶*c2 обозначает сферическое пространство между зарядами, находящимися на расстоянии, равном константе скорости света, то есть на расстоянии 299792458 метров. Единица в числителе обозначает произведение зарядов, то есть произведение равно кулоновскому заряду (1 Кл). И вот деление заряда на сферическое пространство выделяет порцию заряда, приходящуюся на отдельную точку на поверхности сферического пространства.

Величина ¶/6 будет упомянута ниже при расчете электрической постоянной eo.

Обратное вычисление скорости света. Зная элементарный заряд, можно также вычислить скорость света. Формула расчета такая:

естественно, при условии:
e = 1,6017253532311610250801458164246 * 10-19





c = 299792458

по справочнику c = 299792458

если же возьмем общепризнанный заряд,
то получим c = 299750169,053128554335547022797104

Из формулы скорости света однозначно следует, что чем меньше элементарный заряд, тем выше будет скорость света (электромагнитного излучения), и наоборот, чем больше элементарный заряд, тем меньше скорость света. В таком случае гипотетические глюоны, которыми обмениваются кварки в протонах, нейтронах и так далее, должны тоже быть квантами электромагнитного "глюонного" излучения, однако это излучение тогда распространяется с гораздо большей скоростью (519255768,981958728126980629183153 м/с), ведь заряд кварка равен трети заряда электрона, а значит, скорость такого "света" окажется выше.

Расчет электрической постоянной. Формула расчета:




eo = 8,8541878176203898505365630317108 * 10-12

по справочнику eo = 8,854187817 * 10-12

Здесь, безусловно, идентичность результатов налицо. С одной стороны это подтверждает правомерность использования сферического пространства, с другой – ставит вопрос: какая связь существует между магнитной постоянной и соотношением ¶/6 из формулы элементарного заряда? Ведь в данной формуле магнитная постоянная (а точнее, 1/mo) связана со сферическим пространством 16¶*c2. И в формуле элементарного заряда соотношение ¶/6 связано с таким же сферическим пространством 16¶*c2.

Расчет коэффициента пропорциональности в законе Кулона. Формула расчета:




k = 8987551787,3681764

по справочнику k = 8987551787

Тут все понятно, ведь коэффициент пропорциональности - это произведение величины 1/4¶ (площадь одной "силовой" линии) и электрической постоянной (1/eo).

Расчет постоянной Планка. Формула следующая:




h = 6,6239968630240410637836980246163 * 10-34

по справочнику h = 6,6260755 * 10-34

В общем, результат довольно точен, хотя физический смысл формулы в настоящий момент обсуждать сложно, пока не будет ясен вопрос связи магнитной постоянной и величины ¶/6. Вместо этого рассмотрим еще одну постоянную, полученную из постоянной Планка.




h/2¶ = 1,0542418437754844789957808266568 * 10-34

по справочнику h/2¶ = 1,0545726 * 10-34

Ну, и еще если мы хотим взять постоянную Планка в размерности "электрон-вольт", то формулы примут такой вид:




h = 4,1355384989451844838901801732002 * 10-15

по справочнику h = 4,1356692 * 10-15






h/2¶ = 6,5819139445396309560373932315019 * 10-16

по справочнику h/2¶ = 6,582122 * 10-16

То есть попросту каждая из двух первичных формул делится на элементарный заряд. Посмотрите, в двух первичных формулах e возводится в степень 5, а в "электрон-вольтах" – в степень 4 (e5/e = e4).

Если известна другая физическая константа

Далее мы не будем рассматривать формулы расчетов, если изначально известна, скажем, не скорость света, а элементарный заряд. Использовавшиеся формулы очень просты в математическом смысле, поэтому любой математик в состоянии вывести их обратные эквиваленты. Причем все мы прекрасно понимаем, что чаще всего на роль извечно доступной величины попадает скорость света. Поэтому еще раз привожу все формулы, оперирующие известной величиной – скоростью света. Кстати, добавлю сюда и формулу расчета скорости света (третья формула по счету) из элементарного заряда.

Вообще надо отметить, что приведенные формулы характеризуют единение между небольшим набором важных физических постоянных. Конечно, далеко не все постоянные (хотелось бы иметь формулы не только для 6 важных) подпадают под список формул, но ход мысли ведь не стоит на месте. Так что, возможно, в скором времени найдутся связи и между остальными явлениями и константами физического мира.

Дмитрий Сахань, Украина, www.aimatrix.nm.ru Дата публикации: 20 октября 2003
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.