Представляем вам абсолютно новый взгляд на происхождение Вселенной разработанный группой физиков теоретиков из университета Индианы и представленный Никодимом Поплавским, работником этого университета.
Каждая черная дыра содержит новую Вселенную, наша не исключение, она тоже существует внутри черной дыры. Подобное утверждение может показаться странным, но именно это предположение наилучшим образом объясняет рождение Вселенной и течение всех процессов, которые мы наблюдаем сегодня.
Стандартная теория Большого взрыва не в состоянии ответить на многие вопросы. Она предполагает, что Вселенная зародилась, как «сингулярность» бесконечно малой точки содержащей бесконечно высокую концентрацию вещества расширяющую свой размер до состояния наблюдаемого нами сегодня. Теория инфляции, супер – быстрого расширения пространства, конечно отвечает на многие вопросы, такие как, почему именно не большие куски концентрированной материи на ранней стадии развития Вселенной объединялись в крупные небесные тела: галактики и скопления галактик. Но многие вопросы остаются без ответа. Например: что началось после Большого взрыва? Что послужило причиной Большого взрыва? Что является источником таинственной темной энергии, которая поступает из за границ Вселенной?
Теория о нахождении нашей Вселенной целиком внутри черной дыры дает ответы на эти и многие другие вопросы. Она исключает понятия физически невозможных особенностей нашей Вселенной. И она опирается на две центральные теории физики.
Во - первых, это общая теория относительности, современная теория гравитации. Она описывает Вселенную больших масштабов. Любое событие во Вселенной рассматривается, как точка в пространстве, и времени, и пространства – времени. Массивные объекты, такие как Солнце, искажают или создают «кривые» пространства – времени, сравнимые с шаром для боулинга лежащем на подвешенном холсте. Гравитационная вмятина от Солнца изменяет движение Земли и других планет, вращающихся вокруг него. Притяжение планет Солнцем предстает перед нами, как сила тяжести.
Второй закон квантовой механики, на который опирается новая теория, описывает Вселенную в самых малых масштабах, таких как атом и другие элементарные частицы.
В настоящее время физики стремятся объединить квантовую механику и общую теорию относительности в единую теорию «квантовой гравитации», что бы адекватно описывать важнейшие явления природы, в том числе поведение субатомных частиц в черных дырах.
В 1960-х годах, адаптацию общей теории относительности, учитывая эффекты от квантовой механики, назвали теорией гравитации Энштейна – Картона – Sciama – Kibble. Она не только обеспечивает новый шаг на пути к пониманию квантовой гравитации, но и создает альтернативную картину мира. Это изменение общей теории относительности включает в себя важное квантовое свойство матери известное, как СПИНОМ.
Мельчайшие частицы, такие как атомы и электроны обладают СПИНОМом, или внутренним угловым моментом аналогичным вращению фигуриста на льду. В этой картине СПИНОМ частиц взаимодействует с пространством – временем и снабжает его свойством называемым «торсионным». Что бы понять подобное скручивание, представьте себе пространство не как двумерный холст, а как гибкий одномерный стержень. Изгиб стержня соответствует пространственно – временному скручиванию. Если стержень тонкий, вы можете его скрутить, но трудно увидеть витой он или нет.
Скручивание пространства должно быть заметно, а точнее, весьма значительным на ранней стадии зарождения Вселенной или же в черной дыре. В этих экстремальных условиях скручивание пространства – времени должно проявить себя, как сила отталкивания или сила тяжести для ближайших от искривления пространства - времени объектов.
Как и в стандартной версии общей теории относительности, очень массивные звезды в конечном итоге попадают в черные дыры: области пространства, из которых ничего, даже свет не способно вырваться.
Вот какую роль в начальный момент зарождения вселенной может играть процесс скручивания:
Первоначально гравитационные притяжения искривленного пространства позволят превратить скручивание в силу отталкивания, ведущую к исчезновению вещества в меньших областях пространства. Но затем процесс скручивания становиться очень сильным превращаясь в точку бесконечной плотности, достигая состояния чрезвычайно большой, но конечной плотности. Так как энергия способна преобразовываться в массу, очень высокая гравитационная энергия, в этом чрезвычайно плотном состоянии может вызвать интенсивное рождение частиц, что значительно увеличивает массу внутри черной дыры.
Растущее число частиц с СПИНОМом приведет к более высокому уровню пространственно – временного скручивания. Отталкивающий момент скручивания может остановить развал материи и создать эффект «большого отскока» напоминающий вылетающий из воды утопленный до этого мячик, что приведет к процессу расширяющейся Вселенной. В результате этого мы наблюдаем соответствующие этому явлению процессы распределения массы, формы и геометрию вселенной.
В свою очередь, торсионный механизм предлагает удивительный сценарий, исходя из которого, каждая черная дыра способна производить внутри себя новую, юную Вселенную.
Таким образом, наша собственная Вселенная может находиться внутри черной дыры находящейся в другой Вселенной.
Так же, как мы не можем видеть то, что происходит внутри черной дыры, любые наблюдатели, в родительской Вселенной, не в состоянии видеть, что происходит в нашем мире.
Движение материи через границу черной дыры, называются «горизонтом событий» и происходит только в одном направлении, обеспечивая направление вектора времени, что мы воспринимаем как движение вперед.
Стрела времени в нашей Вселенной, досталась нам по наследству от родительской Вселенной, через процесс скручивания.
Скручиванием так же можно объяснить наблюдаемый дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной. Наконец процесс скручивания может быть источником темной энергии, таинственной формой энергии, которая пронизывает все наше пространство увеличивая скорость расширения Вселенной. Геометрия скручивания производит «космологическую постоянную», которая распространяется на внешние силы и является самым простым способом объясняющим существование темной энергии. Таким образом, наблюдаемое ускоряющееся расширение Вселенной может оказаться самым сильным свидетельством процесса скручивания.
Скручивание, следовательно, обеспечивает теоретическую основу для сценария, в котором внутри каждой черной дыры существует новая Вселенная. Этот сценарий так же выступает как средство решения нескольких крупных проблем современной теории гравитации и космологии, хотя физикам еще требуется объединить квантовую механику Энштейна – Картона – Sciama – Kibble с квантовой теорией гравитации.
Меж тем, новое понимание космических процессов поднимает другие важные вопросы. Например, что мы знаем о родительской Вселенной и черной дыре, внутри которой находится наша собственная Вселенная? Сколько слоев родительской Вселенной мы имеем? Как можно проверить, что наша Вселенная находится в черной дыре?
Потенциально последние вопросы могут быть исследованы, поскольку все звезды и черные дыры вращаются, наша Вселенная должна была унаследовать ось вращения родительской Вселенной, как «предпочтительное направление».
Недавнее обследование 15 тыс. галактик в одном полушарии вселенной установило, что они являются «левыми», то есть вращаются по часовой стрелке, в то время как в другом полушарии галактики являются «правыми» или вращаются против часовой стрелки. Но это открытие еще требует осмысления. В любом случае сейчас уже понятно: процесс скручивания в геометрии пространства – времени является правильным шагом на пути к успешной теории космологии.
Глядя на произведение искусства, прекрасный пейзаж или ребенка человек всегда ощущает гармонию бытия.
В научных терминах это чувство, подсказывающее нам, что все во Вселенной гармонично и взаимосвязано, называется нелокальной согласованностью. По мнению Эрвина Ласло, чтобы объяснить присутствие значительного числа частиц во Вселенной и непрерывную, но отнюдь не равномерную и линейную эволюцию всего, что существует, мы должны признать присутствие фактора, который не является, ни материей, ни энергией.
Важность этого фактора теперь признается не только в социальных и гуманитарных науках, но и в физике и естествознании. Это информация - информация как реальный и эффективный фактор, устанавливающий параметры Вселенной при ее рождении, а впоследствии управляющий эволюцией ее базовых элементов, превращающихся в сложные системы.
И теперь опираясь на данные новой космологии, мы, наконец, вплотную подошли к реализации мечты каждого ученого - созданию целостной теории всего.
Создание целостной теории всего
В первой главе мы обсудим задачу создания теории всего. Теория, заслуживающая такое название, должна по-настоящему быть теорией всего — целостной теорией всего, что мы наблюдаем, переживаем и с чем сталкиваемся, будь то физические объекты, живые существа, социальные и экологические явления или порождения разума и сознания. Создать такую целостную теорию всего возможно — и это будет показано в этой и последующих главах.
Есть много способов постижения мира: через собственные представления, мистическую интуицию, искусство и поэзию, а также через системы убеждений мировых религий. Из множества доступных нам способов один заслуживает особого внимания, так как основывается на воспроизводимом опыте, строго соблюдает методологию и открыт для критики и переоценки. Это путь науки.
Наука имеет значение. Она имеет значение не только потому, что является источником новых технологий, которые меняют нашу жизнь и мир вокруг, но и потому, что дает нам надежный взгляд на мир и на нас в этом мире.
Но взгляд на мир через призму современной науки неоднозначен. До недавнего времени наука рисовала фрагментарный образ мира, который составляли кажущиеся независимыми дисциплины. Ученым тяжело сказать, что соединяет физическую Вселенную и живой мир, живой мир и мир общества, мир общества со сферами разума и сознания. Теперь ситуация меняется; на передовом рубеже науки все больше исследователей стремятся получить более целостную, единую картину мира. В первую очередь это касается физиков, которые трудятся над созданием единых теорий и больших единых теорий. Эти теории связывают вместе фундаментальные поля и силы природы в логичную теоретическую схему, выдвигая предположение, что те имеют общее происхождение.
Особенно перспективное течение в последние годы появилось в квантовой физике: попытка создать теорию всего. Этот проект опирается на теории струн и суперструн (называемые так потому, что в этих теориях элементарные частицы рассматриваются как вибрирующие нити или струны). Развиваемые теории всего используют сложные математические и многомерные пространства для того, чтобы создать одно главное уравнение, которое могло бы объяснить все законы Вселенной.
Физические теории всего
Теории всего, развиваемые в настоящий момент теоретическими физиками, направлены на достижение того, что Эйнштейн однажды назвал «чтением разума Бога». Он сказал, что если бы мы могли объединить все законы физической природы и создать связную систему уравнений, то сумели бы объяснить все характеристики Вселенной на основе этих уравнений, что было бы равносильно чтению разума Бога.
Собственную попытку такого рода Эйнштейн предпринял в форме создания теории единого поля. Хотя он не прекращал усилий до самой своей смерти в 1955 году, он не обнаружил простого и действенного уравнения, которое могло бы объяснить все физические феномены в логичной и связной форме.
К своей цели Эйнштейн шел, рассматривая все физические феномены как результат взаимодействия полей. Теперь мы знаем, что он потерпел неудачу из-за того, что не учел поля и силы, которые действуют на микрофизическом уровне реальности. Эти поля (слабое и сильное ядерное взаимодействие) занимают центральное положение в квантовой механике, но не в теории относительности.
Сегодня большинство физиков-теоретиков придерживаются другого подхода: они считают элементарной единицей квант—дискретный аспект физической реальности. Но физическая природа квантов пересмотрена: они считаются не отдельными материально-энергетическими частицами, а вибрирующими одномерными нитями — струнами и суперструнами. Физики пытаются представить все законы физики как вибрацию суперструн в многомерном пространстве. Они рассматривают каждую частицу как струну, которая создает собственную «музыку» вместе со всеми другими частицами. На космическом уровне целые звезды и галактики вибрируют вместе, а также и целые вселенные. Задача физиков состоит в том, чтобы создать уравнение, которое покажет, как одна вибрация соотносится с другой, чтобы все они могли быть выражены в одном суперуравнении. Это уравнение расшифровало бы музыку, в которой воплощена самая бескрайняя и фундаментальная гармония космоса.
Во время написания этой книги основанные на теории струн теории всего все еще продолжают оставаться честолюбивыми задумками: никто так и не создал суперуравнения, которое выражало бы гармонию физической Вселенной в формуле такой же простой, как созданная Эйнштейном Е = mc2. В действительности в этой области существует столько проблем, что все больше физиков предполагают, что для прогресса потребуется новая концепция. Для уравнений в теории струн требуются множественные измерения, четырехмерного пространства-времени недостаточно.
Изначально теория требовала наличия 12 измерений для того, чтобы связать все вибрации в единую теорию, но теперь считается, что достаточно «всего» 10 или 11 измерений при условии того, что вибрации происходят в более многомерном «гиперпространстве». Более того, теория струн требует существования пространства и времени для ее струн, но не может показать, как могли появиться время и пространство. И, наконец, смущает то, что эта теория имеет так много возможных решений — около 10500 — что становится совершенно непонятно, почему наша Вселенная такова, какова она есть (притом, что каждое решение ведет к иной Вселенной).
Физики, стремящиеся спасти теорию струн, выдвигают различные гипотезы. Например, все возможные вселенные сосуществуют, хотя мы живем лишь в одной из них. Или, быть может, у нашей Вселенной есть множество граней, но мы воспринимаем лишь одну знакомую нам. Вот несколько гипотез, выдвинутых физиками-те- оретиками, которые стремятся показать, что теории струн имеют некоторую долю реалистичности. Но ни одна из них не является удовлетворительной, и некоторые критики, среди которых Питер Войт и Ли Смолин, готовы похоронить теорию струн.
Смолин является одним из основателей теории петлевой квантовой гравитации, согласно которой пространство является сетью ячеек, которая связывает все точки. Теория объясняет, как возникли пространство и время, и объясняет также «действие на расстоянии», то есть странную «взаимосвязь», которая лежит в основе феномена, известного как нелокальность. Этот феномен мы подробно рассмотрим в главе 3.
Неизвестно, смогут ли физики создать работающую теорию всего. Однако ясно, что даже если предпринимающиеся усилия увенчаются успехом, создание настоящей теории всего не будет само по себе означать успеха. В лучшем случае физики создадут физическую теорию всего — теорию, которая будет не теорией всего, а лишь теорией всех физических объектов. Настоящая теория всего будет включать в себя не только математические формулы, которые выражают феномены, изучаемые этой областью квантовой физики. Во Вселенной есть не только вибрирующие струны и связанные с ними квантовые события. Жизнь, разум, культура и сознание являются частью реальности мира, и настоящая теория всего будет принимать во внимание и их.
Кен Уилбер, написавший книгу «Теория всего», согласен с этим. Он говорит о «целостном видении», воплощаемом в истинной теории всего. Однако он не предлагает такой теории, а в основном обсуждает, какой она могла бы быть, и описывает ее с точки зрения эволюции культуры и сознания в отношении к собственным теориям. Имеющую научные основания целостную теорию всего еще предстоит создать.
Подходы к истинной теории всего
Истинная теория всего может быть создана. Хотя она выходит за пределы струнной и суперструнной теорий, в рамках которых физики пытаются разработать собственную супертеорию, она вполне вписывается в рамки самой науки. Действительно задача создания истинной целостной теории всего проще, чем задача создания физической теории всего. Как мы видим, физические теории всего стремятся свести законы физики к единой формуле — все те законы, что управляют взаимодействием частиц и атомов, звезд и галактик; многими сложными сущностями со сложными взаимодействиями. Проще и разумнее искать основные законы и процессы, которые порождают эти сущности и их взаимодействия.
Компьютерное моделирование сложных структур показывает, что сложное создается и может быть объяснено базовыми и относительно простыми начальными условиями. Как показала теория клеточных автоматов Джона фон Неймана, достаточно определить основные составляющие системы и задать правила — алгоритмы — управляющие их поведением (это основа всех компьютерных моделей: разработчики указывают компьютеру, что делать на каждом этапе процесса моделирования, а компьютер выполняет все остальное). Ограниченный и неожиданно простой набор базовых элементов, управляемых небольшим количеством алгоритмов, может создать кажущуюся непостижимой сложность, если процессу позволено разворачиваться во времени. Набор правил, несущих информацию для элементов, запускает процесс, упорядочивающий и организующий элементы, которые получают, таким образом, возможность создавать все более сложные структуры и отношения.
В попытках создать истинную целостную теорию всего мы можем следовать аналогичным путем. Мы можем начать с элементарных вещей — вещей, которые порождают другие вещи, не будучи порождаемыми ими. Затем мы должны определить простейший набор правил, согласно которым будет создаваться нечто более сложное. В принципе, затем мы должны быть в состоянии объяснить, как возникла каждая «вещь» в мире.
Кроме теорий струн и суперструн в новой физике существуют теории и концепции, благодаря которым этот грандиозный замысел может осуществиться. Используя открытия в передовых областях теорий частиц и поля, мы можем определить основу, которая порождает все, не будучи сама при этом чем-то порождаемой. Эта основа, как мы увидим, — море виртуальной энергии, известное как квантовый вакуум. Мы можем также обратиться к множеству правил (законов природы), которые сообщают нам, как базовые элементы реальности — частицы, известные как кванты, — при взаимодействии со своей космической основой превращаются в сложные вещи.
Однако мы должны добавить новый элемент, чтобы получить истинную целостную теорию всего. Известные в настоящий момент законы, по которым существующие объекты мира возникают из квантового вакуума, — это законы взаимодействия, основанные на передаче и трансформации энергии. Этих законов оказалось достаточно для объяснения, как реальные объекты — в форме пар частица-античастица — создаются в квантовом вакууме и возникают из него. Но они не предоставляют объяснения того, почему в Большом взрыве было создано больше частиц, чем античастиц; а также как в течение миллиардов лет сохранившиеся частицы объединялись во все более и более сложные структуры: в галактики и звезды, атомы и молекулы, и (на подходящих планетах) в макромолекулы, клетки, организмы, общества, экологические ниши и целые биосферы.
Чтобы объяснить присутствие значительного числа частиц во Вселенной («материи» в противоположность «антиматерии») и непрерывную, но отнюдь не равномерную и линейную эволюцию всего, что существует, мы должны признать присутствие фактора, который не является ни материей, ни энергией. Важность этого фактора теперь признается не только в социальных науках и науках о человеке, но и в физике и естественных науках. Это информация — информация как реальный и эффективный фактор, устанавливающий параметры Вселенной при ее рождении, а впоследствии управляющий эволюцией ее базовых элементов, превращающихся в сложные системы.
Большинство из нас под информацией понимают данные или то, что известно человеку. Физические и естественные науки открывают, что информация выходит далеко за границы сознания отдельного человека и даже всех людей вместе взятых.
Информация является неотъемлемым аспектом как физической, так и биологической природы. Великий физик Дэвид Бом назвал информацией процесс, который воздействует на получателя, «формируя» его. Мы примем эту концепцию.
Информирование — это не человеческий продукт, не то, что мы создаем, когда пишем, считаем, говорим и передаем сообщения. Мудрецы древности давно знали, а современные ученые узнают это снова, что ин-формация присутствует в мире независимо от человеческой воли и действий и является определяющим фактором в эволюции всего, что наполняет реальный мир. Основа создания истинной теории всего — это признание того, что ин-формация является фундаментальным фактором природы.
О загаках и мифах
Движущие силы грядущей смены парадигмы в науке
Мы начнем наш поиск истинной целостной теории всего с рассмотрения факторов, которые приближают науку к смене парадигмы. Ключевыми факторами являются загадки, которые появляются и накапливаются в ходе научного исследования: аномалии, которые существующая парадигма объяснить не в состоянии. Это подталкивает научное сообщество к поиску новых подходов к аномальным феноменам. Такие исследовательские попытки (мы будем называть их «научными мифами») содержат много идей. Некоторые из таких идей могут содержать ключевые концепции, которые приведут ученых к новой парадигме — к парадигме, которая сможет прояснить загадки и аномалии и послужить основой для истинной целостной теории всего.
Ведущие ученые стремятся расширить и углубить свое понимание исследуемого сегмента реальности. Они понимают все больше и больше о соответствующей части или аспекте реальности, но не могут изучить эту часть или аспект непосредственно — они способны постичь его только через концепции, превращенные в гипотезы и теории. Концепции, гипотезы и теории недостаточно вески, они могут быть и ошибочными. По сути, отличительной чертой по-настоящему научной теории (по мнению философа науки сэра Карла Поппера) является опроверга- емость. Теории опровергаются, когда предсказания, сделанные на их основе, не подтверждаются наблюдениями. В этом случае наблюдения аномальны, и рассматриваемая теория либо считается ошибочной и отвергается, либо нуждается в пересмотре.
Опровержение теорий — это двигатель настоящего научного прогресса. Когда все работает, прогресс может существовать, но он частичен (представляет собой доработку существующей теории для того, чтобы она соответствовала новым наблюдениям). Настоящий прогресс происходит тогда, когда это невозможно. Рано или поздно наступает момент, когда вместо того, чтобы пытаться пересмотреть существующие теории, ученые предпочитают начать поиск более простой и многое объясняющей теории. Открывается путь к фундаментальному обновлению теории: к смене парадигмы.
Смена парадигмы запускается накоплением наблюдений, которые не вписываются в принятые теории и не могут вписаться в них после простой доработки таких теорий. Приходит этап появления новой и более приемлемой научной парадигмы. Задача состоит в том, чтобы найти фундаментальные новые концепции, которые станут основой новой парадигмы.
Существуют строгие требования к научной парадигме. Теория, основанная на ней, должна позволять ученым объяснять все открытия, которые могла объяснить предыдущая теория, а также аномальные наблюдения. Она должна объединять все относящиеся к делу факты в более простую и в то же время более полную концепцию. Именно это сделал Эйнштейн на рубеже XX столетия, когда прекратил искать причины странного поведения света в рамках физики Ньютона и вместо этого создал новую концепцию физической реальности — теорию относительности. Как сказал он сам, нельзя решить проблему на том же уровне, на котором она возникла. За неожиданно короткое время физическое сообщество отказалось от классической физики, основанной Ньютоном, и ее место заняла революционная концепция Эйнштейна.
В первом десятилетии XX века наука пережила смену парадигмы. Сейчас, в первом десятилетии века XXI, загадки и аномалии накапливаются снова, и научное сообщество стоит перед лицом следующей смены парадигмы — такой же фундаментальной и революционной, как переход от механистического мира Ньютона к относительной Вселенной Эйнштейна.
Современная смена парадигмы уже некоторое время назревала в передовых научных кругах. Научные революции — это не мгновенные процессы, когда новая теория сразу же занимает свое место. Они могут быть быстрыми, как в случае с теорией Эйнштейна, или же более растянутыми во времени, как, например, переход от классической теории Дарвина к более широким биологическим концепциям постдарвинизма.
Прежде чем начинающиеся революции приводят к окончательному результату, науки, в которых существуют аномалии, проходят через период неустойчивости. Принадлежащие к общепринятому направлению ученые защищают существующие теории, в то время как ученые-вольнодумцы в передовых областях исследуют альтернативы. Последние выдвигают новые идеи, предлагающие по-иному взглянуть на феномены, знакомые традиционным ученым. На некоторое время альтернативные концепции, существующие изначально в форме рабочих гипотез, кажутся если не фантастичными, то странными.
Они иногда напоминают мифы, придуманные исследователями с богатым воображением. Однако таковыми они не являются. «Мифы» серьезных исследователей основаны на тщательно выверенной логике; они объединяют то, что уже известно о сегменте мира, который исследует определенная дисциплина, с тем, что пока ставит в тупик. Это не обычные мифы, это «научные мифы» — продуманные гипотезы, которые открыты проверке и, следовательно, могут быть подтверждены или опровергнуты при помощи наблюдений и экспериментов.
Изучение аномалий, которые обнаруживаются при наблюдениях и в экспериментах, и измышление проверяемых мифов, которые могут объяснить их, являются главными компонентами фундаментального научного исследования. Если аномалии продолжают существовать несмотря на все усилия ученых, придерживающихся старой парадигмы, и если тот или иной научный миф, выдвинутый учеными-вольнодумцами, предлагает более простое и логичное объяснение, критическая масса ученых (в основном, молодых) перестает придерживаться старой парадигмы. Так начинается смена парадигмы. Концепция, которая до сего момента была мифом, начинает считаться надежной научной теорией.
Существуют бесчисленные примеры как успешных, так и провалившихся мифов в истории науки. Подтвержденные мифы — считающиеся надежными, хоть и не абсолютно истинными научными теориями, — включают предположение Чарльза Дарвина, что все живые виды произошли от общих предков, и гипотезу Алана Гута и Андрея Линде, что Вселенная появилась при сверхбыстром «расширении», последовавшем за ее рождением во время Большого взрыва. Провалившиеся мифы (те, которые предлагали не точное или не лучшее объяснение соответствующих феноменов) включают идею Ханса Дриша, что эволюция жизни следует предопределенному плану в направляемом определенной целью процессе, называемом энтелехия, и гипотезу Эйнштейна, что дополнительная физическая сила, называемая космологической константой, не дает Вселенной погибнуть из-за силы гравитации. (Интересно, что, как мы узнаем, некоторые из этих положений в наше время подвергаются сомнениям: возможно, что теория расширения Гута и Линде будет заменена более широкой концепцией циклической Вселенной, а космологическая константа Эйнштейна все же не была ошибочной…)
Примеры современных научных мифов
Здесь представлены три рабочие гипотезы — «научных мифа» — выдвинутых высокоуважаемыми учеными. Все три, хотя и кажутся невероятными, привлекли к себе серьезное внимание со стороны научного сообщества.
10100 вселенных
В 1955 году физик Хью Эверетт предложил поразительное объяснение квантового мира (ставшее впоследствии основой для одного из самых популярных романов Майкла Крайтона «Стрела времени»). Гипотеза параллельных вселенных Эверетта связана с загадочным открытием в квантовой физике: пока частицу не наблюдают, не измеряют и никак на нее не воздействуют, она находится в любопытном состоянии, которое является суперпозицией всех возможных состояний. Однако когда частицу наблюдают, измеряют или воздействуют на нее, это состояние суперпозиции исчезает: частица находится в единственном состоянии, как и любой «обычный» предмет. Так как состояние суперпозиции описывается как сложная волновая функция, связанная с именем Эрвина Шре- дингера, то, когда состояние суперпозиции исчезает, говорят, что происходит коллапс волновой функции Шредингера.
Проблема в том, что невозможно сказать, какое из множества возможных виртуальных состояний примет частица. Выбор частицы кажется непредопределимым — совершенно не зависимым от условий, которые запускают коллапс волновой функции. Согласно гипотезе Эверетта, неопределимость коллапса волновой функции не отражает существующих в мире условий. Здесь нет неопределенности: каждое виртуальное состояние, избранное частицей, определенно — оно просто присутствует в мире само собой!
Вот как происходит коллапс: когда квант измеряют, существует некоторое количество возможностей, каждая из которых связана с наблюдателем или измерительным прибором. Мы воспринимаем только одну из возможностей в кажущемся случайным процессе выбора. Но, по мнению Эверетта, выбор не случаен, так как этого выбора не происходит: все возможные состояния кванта реализуются каждый раз, когда его измеряют или наблюдают; они просто
не реализуются в одном мире. Многие возможные состояния кванта реализуются в таком же количестве вселенных.
Предположим, что, когда такой квант, как электрон, измеряют, существует пятидесятипроцентная вероятность того, что он направится вверх, и такая же вероятность того, что он направится вниз. Тогда у нас есть не одна Вселенная, в которой квант может с вероятностью 50 на 50 направиться вверх или вниз, а две параллельных. В одной из вселенных электрон действительно движется вверх, а в другой направляется вниз. В каждой из этих вселенных есть также наблюдатель или измерительный прибор. Два исхода существуют одновременно в двух вселенных, так же как и наблюдатели или измерительные инструменты.
Конечно, когда многочисленные состояния суперпозиции частицы сходятся в одно, существуют не только два, а большее количество возможных виртуальных состояний, которые эта частица может принять. Таким образом, должно существовать множество вселенных, возможно, около 10100, в каждой из которых существуют наблюдатели и измерительные инструменты.
Созданная наблюдателем Вселенная
Если существует 10100 или даже 10500 вселенных (притом, что в большинстве из них жизнь возникнуть не могла никогда), как же получилось, что мы живем в такой Вселенной, где существуют сложные формы жизни? Может ли это быть простой случайностью? Многие научные мифы посвящены этому вопросу, включая антропный космологический принцип, который утверждает, что наше наблюдение за этой Вселенной имеет отношение к такому счастливому стечению обстоятельств. Недавно Стивен Хокинг из Кембриджа и Томас Хер- тог из ЦЕРН (Европейской организации по ядерным исследованиям) предложили математически оформленный ответ. Согласно их теории Вселенной, созданной наблюдателем, не отдельные вселенные ответвляются во времени и существуют сами по себе (как предполагает теория струн), а все возможные вселенные существуют одновременно в состоянии суперпозиции. Наше существование в этой Вселенной избирает путь, который ведет именно к такой Вселенной, среди всех других путей, ведущих ко всем другим вселенным; все остальные пути исключаются. Таким образом, в этой теории причинная цепь событий перевернута: настоящее определяет прошлое. Это было бы невозможно, если бы Вселенная имела определенное изначальное состояние, так как из определенного состояния родилась бы определенная история. Но, утверждают Хокинг и Хертог, у Вселенной нет изначального определенного состояния, нет точки отсчета — такой границы просто не существует.
Голографическая Вселенная
Этот научный миф утверждает, что Вселенная является голограммой (или, по крайней мере, может считаться таковой). (В голограмме, о чем мы подробнее поговорим чуть позже, двухмерная модель создает картину в трех измерениях.) Считается, что вся информация, которая составляет Вселенную, находится на ее периферии, являющейся двухмерной поверхностью. Эта двухмерная информация возникает внутри Вселенной в трех измерениях. Мы видим Вселенную трехмерной, несмотря на то, что нечто, делающее ее такой, какая она есть, является двухмерным полем информации. Почему же эта кажущаяся нелепой идея стала темой споров и исследований?
Проблема, которую устраняет теория голографической Вселенной, относится к сфере термодинамики. Согласно ее твердо установленному второму закону, уровень хаоса никогда не может снизиться в закрытой системе. Это означает, что уровень хаоса никогда не может снизиться во Вселенной в целом потому, что, если мы рассматриваем космос во всей его полноте, он является закрытой системой (нет внешнего и, следовательно, нет ничего, что могло бы стать открытым). То, что уровень хаоса не может снизиться, означает, что порядок, который может быть представлен как информация, не способен увеличиться. Согласно квантовой теории, информация, которая создает или поддерживает порядок, должна быть постоянной, ее не может стать больше или меньше.
Но что происходит с информацией, когда материя исчезает в черных дырах? Может показаться, что черные дыры уничтожают информацию, содержащуюся в материи. Это, однако, бросает вызов квантовой теории. Чтобы разрешить эту загадку, Стивен Хокинг вместе с Якобом Бекенштейном, работавшим тогда в Принстонском университете, вместе вывели, что хаос в черной дыре пропорционален площади ее поверхности. Внутри черной дыры есть гораздо больше места для порядка и информации, чем на поверхности. В одном кубическом сантиметре, например, есть место для 1099 планковских объемов и всего для 1066 битов информации на поверхности (планковский объем — это почти непостижимо малое пространство, ограниченное сторонами в 10-35 метров). Леонард Сасскинд из Стэндфорда и Герард ‘т Хоофт из Утрехского университета выдвинули предположение, что информация внутри черной дыры не потеряна — она голографически сохранена на ее поверхности.
Математика обнаружила неожиданное применение для голограмм в 1998 году, когда Хуан Малдасена, будучи тогда в Гарвардском университете, попытался поработать с теорией струн в условиях квантовой гравитации. Малдасена выяснил, что со струнами легче работать в пятимерных пространствах, чем в четырехмерных. (Мы воспринимаем пространство в трех измерениях: две плоскости вдоль поверхности и одна вертикально. Четвертое измерение будет располагаться перпендикулярно этим трем, но его нельзя воспринять. Математики могут добавлять любое число измерений, все дальше уходя от воспринимаемого мира.) Решение казалось очевидным: предположим, что пятимерное пространство внутри черной дыры в действительности является голограммой четырехмерного пространства на ее поверхности. Тогда можно производить относительно легкие подсчеты в пяти измерениях, работая с четырехмерным пространством.
Подойдет ли прием уменьшения количества измерений для Вселенной в целом? Как мы видели, ученые, работающие в рамках теории струн, бьются со множеством дополнительных измерений, выяснив, что трехмерного пространства недостаточно для того, чтобы выполнить их задачу: связать вибрации различных струн во Вселенной в единое уравнение. Голографический принцип мог бы помочь, так как Вселенную можно было бы считать многомерной голограммой, хранящейся в меньшем количестве измерений на своей периферии.
Голографический принцип мог бы облегчить подсчеты в рамках теории струн, но он несет в себе фантастические предположения касательно природы мира. Даже Герард ‘т Хоофт, бывший одним из основоположников этого принципа, уже не считает его неоспоримым. Он сказал, что в данном контексте голография является не принципом, а проблемой. Возможно, предположил он, квантовая гравитация могла бы быть выведена из более основополагающего принципа, не подчиняющегося законам квантовой механики.
Во времена научных революций, когда существующая парадигма находится под давлением, выдвигаются новые научные мифы, но не все из них находят подтверждение. Теоретики укрепились в убеждении, что, как сказал Галилео, «книга природы написана на языке математики», и забыли, что не все в языке математики существует в книге природы. В результате множество математически оформленных мифов остаются всего лишь мифами. Другие, однако, несут в себе зародыши значительного научного прогресса. Изначально никто не знает наверняка, какие из семян прорастут и принесут плоды. Поле бурлит, находясь в состоянии творческого хаоса.
Таково положение дел сегодня во множестве научных дисциплин. Множится число аномальных феноменов в физической космологии, квантовой физике, в эволюционной и квантовой биологии и в новой сфере исследований сознания. Они создают все больше неопределенности и заставляют открытых новому ученых раздвигать границы принятых теорий. В то время как консервативные исследователи настаивают, что научными могут считаться только идеи, опубликованные в известных научных журналах и воспроизведенные в учебниках, передовые исследователи ищут фундаментально новые концепции, включая те, что считались выходящими за рамки их дисциплин всего несколько лет назад.
Все больше научных дисциплин описывают мир все более невероятным образом. Космология добавила в него темную материю, темную энергию и многомерные пространства; квантовая физика — частицы, которые мгновенно связаны в пространстве-времени на более глубоких уровнях реальности; биология — живую материю, которая демонстрирует целостность квантов; а исследования сознания — независимые от пространства и времени трансперсональные связи. Это лишь немногие из уже подтвержденных научных теорий, которые теперь считаются полноправными.
Космологию, условно можно разделить на три направления. 1. Стационарная Вселенная с единым подходом о старении излучения пропорционально ~ t ½ , вариации данной модели позволяют решить практически все космологические проблемы, кроме одной - это реликтовое излучение. Реликт, как излучение тоже стареет, тогда в далёком прошлом его энергия была значительно выше, вплоть до плазменного состояния всего вещества, т.е. Вселенная со временем должна видоизменяться, что противоречит самой сути термина стационарность. 2. Многоликая Вселенная - нулевой стартовый вариант общей энергии. В гиперпространстве может образовываться бесчисленное множество Вселенных и у каждой своя физика свои законы, это разовые сбалансированные модели. Тёмная энергия поставила под сомнение о реалистичности данного направления: нарушается нулевой стартовый вариант общей энергии, что автоматически ведет к разбалансировке, Вселенная начинает ускорено расширяться. 3. Цикличная Вселенная, до 80-ых годов считалась наиболее перспективным направлением, поэтому имеет большое разнообразие в физических построениях. Но на данный момент совершенно не стыкуется с космологическим ускорением, нет фазы перехода от расширения к сжатию. Вам предлагается к рассмотрению научная статья где, на основе нового подхода к физической сущности баланса динамики развития Вселенной, можно объяснить природу происхождения темной материи и темной энергии, аномалию пионеров, физический смысл взаимосвязи больших чисел и в какой-то мере новый взгляд на антропный принцип.
Сокращения
БВ---большой взрыв
ВЯ---вакуумная ячейка
ГК---гравитационный коллапс
ГЗ---гравитационный заряд
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
ГП---гравитационный потенциал
ЭЧ---элементарная частица
ФВ---физический вакуум
СТО---специальная теория относительности
ОТО---общая теория относительности
КЭД---квантовая электродинамика
ЗСЭ---закон сохранения энергии
Теория единой физической Вселенной (ТЕФВ)
Применяемый мат/аппарат носит чисто показательный характер.
Прежде чем войти в суть ТЕФВ, необходимо рассмотреть совремённые теоретические и экспериментальные наработки происхождения и развития Вселенной, тогда нам легче будет увидеть возникновение вопросов, на которые пока нет ответа. Начнём с исходного базового материала, теория БВ с версией инфляционного начала.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
Инфляционная Вселенная (разработчик А. Гут А. Линде )
Любому следствию нужна причина. Инфляция - это следствие, причина явно отсутствует. Рассмотрим чисто философски вопрос о взаимодействиях. Все теории о Вселенной сходятся во мнении, что в начале БВ все силы были объединены, существовала единая суперсила (Теория Супергравитации или Суперструн ). По мере расширения Вселенной силы разъединялись, приобретая свою индивидуальность в виде фундаментальных констант. В дальнейшем Вселенная прошла целый этап преобразований до получения исходного материала в виде ЭЧ и квантов. Возникает вопрос: если этот принцип разовый (открытая модель Вселенной), то откуда рождённая Вселенная может знать о существовании всех сил, если до этого ничего не было, кроме ФВ. Природа не может сама себя выдумывать создавая многоликость, значит эти силы были замкнуты, где-то заложены в ФВ. Любой закон природы формируется и действует реально, другими словами, чтобы замкнуться любому взаимодействию, нужно сначала реально существовать (действовать). А это означает: до БВ должна была существовать Вселенная, которая замкнулась и привела механизм БВ в действие, т.е. Вселенная циклична (закрытая модель Вселенной). Тогда какая всё-таки сила или силы управляют циклом Вселенной, несомненно ключевую роль в этом процессе играет баланс динамики развития Вселенной.
В чём суть баланса?
По Фридману Вселенная может быть открытой и закрытой. Баланс - это как раз грань между открытой и закрытой, т.е. «инфляция» создала условия равенства силы взрыва, в дальнейшем инерции, с гравитацией космоса. Для того чтобы понять, в чём суть этого равенства смоделируем идеальную Вселенную в соответствии строгому решению сценария БВ, путём ввода эфемерных теоретических ЭЧ. Будем считать начальные стартовые условия БВ эрой Планка, исходное состояние после инфляции, тогда масса ЭЧ равна массе Планка М планк =10 -8 кг расстояния между ними L планк =10 -35 м, стартовая скорость расширения равна скорости света. Расширение Вселенной подчинялось следующим законам (из теории БВ ). Пусть n - число частиц, укладывающихся по линии диаметра Вселенной, тогда скорость расширения, за время прохождения сигнала между соседними частицами (слоями), начиная с С падает как V расш. =С/ n , (где n = 1.2. и.т.д.) т.е. в момент БВ все частицы были причинно несвязанными, соответственно расстояния между соседними слоями растут какL расш =L планк *n , в таком же порядке, согласно КЭД, уменьшается масса ЭЧ =М планк /п. (считаем, что масса покоя вводимых ЭЧ всегда равна М расш ). Охват Вселенной соответствует стреле времени R всел =С* D t , легко доказать, что R всел = L планк * n 2 , а L расш =Ö С* D t всел * L планк . Вселенная начала расширяться примерно 13.7 млрд. лет назад, тогда в современную эпоху L расш = 10 -4.5 м, т.е. в 10 1.5 раз меньше чем L реликта , размер Вселенной R всел =С* D t =10 26 м, тогда число слоёв n = Ö R всел / L планк =10 30.5 . Итак, размер Вселенной начиная с L планк * n вырос до = L планк * n 2 , шаг растяжки, начиная с L планк вырос до L планк * n . Энергия соответственно, начиная с E планк =10 8 дж, уменьшилась до Е расш =10 -22.5 дж. Баланс означает равенство гравитации g *М 2 расш / L расш с инерцией расширения М расш * V 2 расш , обобщим это условие ко всей стреле времени М расш =М планк /п , V расш. =С/ n , L расш =L планк *n , тогда g *М 2 планк / L планк * n 3 = М планк с 2 / n 3 , т.е. теория БВ в своём идеальном варианте строго но локально соблюдает баланс. Заметим, в построении модели Вселенной, из за R всел = L планк * n 2 =С* D t всел используется только один наблюдаемый параметр D t всел = 13.7 млрд, всё остальное это константы КЭД, тогда масса Вселенной определяется простой зависимостью:
М всел =М планк * D t всел /t планк =10 -8 *10 18 /10 - 43 =10 53 кг, следовательно:
g *М всел / R всел = g *М планк / L планк =С 2
А это означает, сбалансированность динамики развития Вселенной исходя из однородности и изотропности пространства, требует неизменности Гравитационного Потенциала (ГП) во всех точках пространства и по всей стреле времени, предположение спорное и требует дополнительной аргументации. Рассмотрим как формируется ГП на стадии расширения Вселенной, исходя из следующих соображений. Основной вклад в формировании ГП играют далёкие массы, т.к. их количество растёт с расстоянием пропорционально n 2 , кроме этого гравитационное воздействие далёких масс подчиняется закону космологического расширения, поэтому массу эфемерных ЭЧ с приемлемой точностью можно считать равной М расш в любой точке пространства. Тогда итогом интегрирования слоёв масс по всему объёму, будет ГП равный:
Ф(t ) =g *М всел (t )/ R всел (t ) = g * М расш * n 3 / L планк* n 2 = g *М планк / L планк =С 2
Т.е. мы доказали что, если вводимые эфемерные ЭЧ подчиняются КЭД, то в сбалансированной Вселенной ГП есть константа и равна С 2 по крайней мере, на фазе расширения. Обратим внимание, следствием равенства ГП константе С 2 есть неизменность масштабного фактора R всел (t ) ~ t 1/2 по всей стреле времени, такая модель Вселенной должна быть плоской. А что нам даёт реальная Вселенная, рассмотрим, как ведёт себя ГП по массе всех ЭЧ в совремённую эпоху.
Ф(t ) = g *М всел (t )/ R всел (t ) = g * Мнук * n 3 / С* D t всел (где п= 10 26.5) =10 15 т.е. меньше чем С 2 .
Для анализа выберем ещё один отрезок времени, эру рекомбинации: Dt всел =10 13 сек, Ф(10 13 сек) = g * Мнук * n 3 / С* D t всел (где п = 10 24)=10 13
Мы видим, даже без учёта изменения масштабного фактора, масса Вселенной практически никакой роли в балансе не играет. Рассмотрим ГП по реликтовому излучению в эпоху рекомбинации:
Ф(10 13 сек) = g * Мрел * n 3 / С* D t всел = 10 17 Где Мрел=10 -35 кг. п=10 27
Потенциал стабилен и практически равен С 2 , на совремённом этапе из-за изменения масштабного фактора с R всел (t ) ~ t 1/2 на ~ t 2/3 , реликт в балансе практически ни какой роли не играет, к чему это ведётся. Теория развития Вселенной построена на идеи жесточайшего баланса, но механизма его соблюдения совремённая теория гравитации не даёт, мы при различных соотношениях вещества и излучения, получаем различный сценарий развития Вселенной, а это уже настораживает. Нам ещё необходимо разобраться, что это за такие идеальные эфемерные ЭЧ отвечающие идеальной сбалансированной Вселенной, существуют ли они на самом деле. Общая картина развития Вселенной говорит об одном, всё взаимосвязано, при этом непонятным образом, почему-то гравитация глобально и локально абсолютно точно всегда и везде равна инерции расширения. Кроме этого расчёты масс скопления галактик, гравитационное линзирование, дают однозначный вывод: масса реальной Вселенной должна быть в 4-5 раз тяжелее, она присутствует, но мы её не видим. Это общепризнанная реальная тёмная материя , мёртвая для всех взаимодействий, кроме гравитации. И что интересно, с учётом этой материи теоретические и экспериментальные расчёты средней плотности вещества во Вселенной полностью совпали и соответствуют балансной (критической) Р крит = 10 -29 г/см 3 . Проведём анализ данного варианта возникновения Вселенной, а также изложим ключевые предпосылки, т.е. фундамент зарождения ТЕФВ.
Аргументы и Факты
Инфляция решила проблему баланса, но потянула за собой след, новых проблем. По сути, мы имеем возникновение Вселенной из ничего, а чтобы не нарушать закон сохранения энергии вводится понятие о полной энергии Вселенной равной нолю , отрицательная энергия растёт, тогда в таком же порядке должна расти и положительная, в инфляции эти два процесса разделены во времени, корректно ли это. Далее в период инфляции должны быть заложены неоднородности необходимые для формирования галактик, что и делается, закладывая «заморозку » вакуумных флуктуаций. В ФВ может образовываться бесчисленное множество вакуумных пузырей и у каждого своя Вселенная со своей физикой. Имеет ли смысл рассматривать многоликость Вселенных со своими законами, не имеющие друг на друга никакого влияния. Конечным итогом инфляции должна была стать либо теория Суперструн, либо теория Супергравитация, т.е. фундаментальные константы должны как-то быть взаимосвязанными, из чего-то вытекать, эта проблема в инфляции осталась открытой.
Коснёмся более конкретно проблемы причинности. Возникновение причинно связанного вакуумного пузыря, процесс спонтанный, который в итоге, абсолютно причинно, распадается на 10 91.5 причинно не связанных областей, нет ли здесь конфликта. Можно ли этот конфликт разрешить следующим способом. Инфляция допускает появление и тут же захлопывание не созревших вакуумных пузырей, а возможен ли полный обратный процесс, например коллапсирование нашей Вселенной, далее обратная инфляция и как итог захлопывание вакуумного пузыря, по идеи он не запрещён. Можно ли считать это событие причиной инфляции, т.е. мы как бы зацикливаем процесс. Инфляция изящная теория, но такое предположение делает её более чистой и законченной. У нас наконец появляется замкнутая цикличная система сама себя воспроизводящая по законам именно нашей физики. Но здесь мы сталкиваемся с одной существенной космологической проблемой, которая не совместима с версией цикличности Вселенной. Оказывается Вселенная, ближе к совремённой эпохе замедляется не так, как предписано законом Хаббла. Чтобы объяснить такое поведение, было введено понятие тёмная энергия , отрицательное давление которой по мере расширения Вселенной остаётся неизменной. Примерно 7 млрд. лет тому назад отрицательное давление сравнялось с гравитацией космоса и в совремённую эпоху доминирует, Вселенная начала расширяться, при этом ускорено. Тёмная энергия не имеет физического объяснения, нарушает баланс, практически ставит крест чистоте теории инфляции, более нелепого по своей вредности открытия природа нам ещё не преподносила. Как-то странно развивается Вселенная, сначала потребовалось введения тёмной материи, затем тёмной энергии, а на совремённом этапе, достигнув максимума, тёмная энергия на малых масштабах ни как себя не проявляет. Природа потребовала введения двух совершено противоположных понятий, но разделенных во времени, что-то здесь не так. Самый лучший вариант решения возникшей проблемы, это не строить теории о природе происхождения тёмной материи и энергии, а просто от них избавиться. Не соответствие интенсивности излучения сверхновых спектру галактик, отсутствие крупных скоплений галактик в совремённую эпоху, возможно это маскировка «чего-то, под что-то» совершенно не требующая ускоренного расширения Вселенной. Предлагаемый далее механизм управления циклом Вселенной, даёт одно интересное следствие, напрямую связанное с эффектами под интерпретацию тёмная материя и энергия. Чтобы понять, в чём тут суть, необходимо соблюсти поэтапность излагаемой теории, итак версия цикличной Вселенной с инфляционным началом, принимается как стартовая позиция построения ТЕФВ.
Гравитация
Отсутствие причинности возникновения Вселенной и процессов в физике микромира имеют одну общую особенность с философской точки зрения. Точность применяемых законов носит абсолютный характер, а вот проявление их носит вероятностный характер, приводящий к разбросу измеряемых параметров (принцип неопределённости). Очень осторожно это можно изложить и так, чем точнее мы пытаемся измерить точность одного закона (параметра), тем большим у нас получается разброс другого закона (параметра), переводя на философский язык, мы констатируем: причиной точности действия закона в данный момент, в данной области есть неточность действия другого закона. Какой то «принцип несоответствия», здесь не отрицается принцип неопределённости - это основа КЭД, дело в другом, мы из цепочек беспричинных событий получаем реальную причинно следственную связь, может суть здесь совершенно в другом. Предположим, что во всех этих разбросах лежит не измеряемый процесс, т.е. причина есть, а обнаружить (измерить) её невозможно. Такие не измеряемые эффекты нам неожиданно преподносит теория Эйнштейна. Рассмотрим важнейшие следствия СТО и ОТО Эйнштейна .
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
ОТО Эйнштейна гласит - гравитация это не сила, это искривление пространства, тело как бы автоматически выбирает наикротчайший путь перемещения (принцип лени), т.е. источник гравитации (масса) изменяет геометрию пространства. Гравитация не имеет экранов, она носит накопительный характер, она одинаково действует и на массу и на излучение. Рассмотрим более детально утверждение эквивалентности поля тяготения и ускоренного механического движения, например, в ускоренно двигающейся замкнутой системе мы будем ощущать тяготение и никакими экспериментами доказать, что она создана искусственно, невозможно. Находясь внутри этой неинерциальной системы, мы получаем все признаки тяготения, т.е. ускоренное движение создаёт поле тяготения. И наоборот, тяготение, создав ускоренное движение объекта, убирает все инерциальные признаки объекта. Получается следующая картина: тело ускоренно двигается, в какой то среде, тогда реакцией среды на этот процесс есть создание поля тяготения и наоборот, среда аннулирует все признаки инерции, при этом создавая движение в поле тяготения. Вывод, действие поля тяготения и инерции на пространство идентично и носит локальный характер. А какое место в гравитации занимает СТО, принцип относительности гласит: определить абсолютность движения невозможно, тогда как быть с эффектами СТО, например, с течением времени, если определить, что движется, невозможно. И здесь судьёй в этом споре выступает ускорение, что ускоряется (замедляется) на то и действует СТО. Но ускоренное движение создаёт поле тяготение. Перестав, ускорятся, мы просто перешли в однородное гравитационное поле со своим ГП в соответствии достигнутой скорости. По сути дела СТО это теория однородного гравитационного поля, тогда эффекты СТО и гравитации неразличимы. Здесь разговор ведётся не об эквиваленте, а именно о единой природе возникновения эффектов, т.е. реакцией среды. А физически что является первоисточником всех эффектов, например замедление времени, ГП или скорость. Рассмотрим простой пример. Пусть тело находится на Земле, естественно под действием тяготения собственное время его замедлилось (движения нет). Поместим тело в центр Земли. Обратим внимание на важный момент, гравитация есть, а тяготения нет, расчёты показывают, что ГП уменьшился в 2 раза, соответственно уменьшилось замедление времени (движения нет). Теперь пусть тело движется над поверхностью Земли с 1-ой космической скоростью. Тяготения нет, расчёты дают возрастание замедления по сравнению с временем тела на Земле, т.е. на ГП Земли накладывается сформировавшийся ГП за счёт движения. Мы видим замедление времени связано не с движением как таковым, а именно с процессом создания ГП, т.е. пространство (ФВ) реагирует на изменение движения изменением своего же ГП. Подведём итоги.
1. По ОТО Эйнштейна гравитация это есть искривление пространства, тогда раз есть воздействие (гравитация) и есть реакция на это воздействие (искривление), то пространство (ФВ) должно обладать определённой структурой с конкретными параметрами в том числе и массой, абсурд, но воздействие и реакция явная, это не абстракция.
2. Полю тяготения тождественно любое ускоренное движение, тогда реакцией среды (пространства) на любое движение объекта (инерция) есть её стяжка, хотя источников гравитации и в помине нет. Действие гравитации и инерции на пространство идентично и носит локальный характер.
3. Равномерному движению должно соответствовать однородное гравитационное поле.
4. Гравитацию, если рассматривать как однородное гравитационное поле, ни при каких либо обстоятельствах обнаружить (измерить) не возможно, абсолютный ГП величина не измеряемая.
5. Тяготение в чистом виде обнаружить (измерить) не возможно, эффект его проявления возникает только в противодействии с другими видами сил. Например: сила тяжести на Земле возникает в противодействии с силами э/м происхождения.
6. Тяготение, в чистом виде воздействуя на тело, убирает все инерциальные признаки объекта. Если мысленно представить себе переменное гравитационное поле, например, прорыть сквозной тоннель через центр Земли и создать вакуум, то его воздействие заставит тело совершать колебания с амплитудой равной диаметру Земли с полным отсутствием инерции (реакции), т.е. тело эти колебания совершенно не почувствует.
7. Разговор о фундаментальности законов сохранения в рамках теории Эйнштейна, может вестись только в замкнутых системах.
Почему такое особое место уделяется гравитации. Одним из ключевых моментов теории инфляции есть нулевое условие, потенциальная энергия Вселенной строго равна полной энергии всего вещества, g *М 2 всел */ R всел + М всел *С 2 =0 что в принципе выполняется, тогда мы просто обязаны как-то связать полную инерциальную энергию любого тела с гравитацией космоса. И ключи к этой связке не очевидно, но просматриваются в следствиях СТО и ОТО применительно к принципу Маха.
Мах, исходя из идеи полного сходства инерциальной и гравитационной силы, утверждал: природа инерции кроется во влиянии всей массы Вселенной на конкретное тело . Не что иное это означает, если убрать всё вещество Вселенной кроме одного тела, то у этого тела отсутствовала бы инерция. Предположение очень спорное, на данный момент совремённой наукой не признаётся, но с другой стороны очень заманчиво было бы связать воедино гравитацию бесконечно большого (Вселенная), с инерцией бесконечно малого, например ЭЧ. Каким же образом гравитация космоса могла бы создавать инерцию тел, сложность в том, что согласно СТО скорость распространения гравитации не может превышать скорости света, но Вселенная огромна, а воздействие, т.е. инерция, возникает мгновенно, количественная сторона вообще не решаема. И мы констатируем, теория Эйнштейна, признавая принцип Маха, описать механизм этого влияния не в состоянии. Обратим внимание на следующие факты: 1. ГП Вселенной, соответствующий балансу, всегда и везде равен С 2 , удивительное совпадение с формулой полной энергии любого инерциального тела. 2. Баланс динамики развития Вселенной, означает равенство всегда и везде силы БВ (в дальнейшем инерции) с гравитацией космоса. 3. Действие гравитации и инерции на пространство идентичны. 4. Тяготение в чистом виде убирает все инерциальные признаки объекта. Все изложенные четыре факта, это различная форма интерпретации самой сути принципа Маха, т.е. гравитация без инерции не существует и наоборот. Возможно, в этом и есть ключи к разгадке природы инерции, если мы найдём, каким образом осуществляется принцип Маха, мы тем самым создадим единый механизм, управляющий циклом Вселенной, поэтому чтобы понять бесконечно большое (Вселенная) нужно разобраться с бесконечно малым (Физическим Вакуумом).
Физический Вакуум
ФВ является переносчиком всех видов взаимодействий и процессы эти несут обменный характер (принцип квантования), но есть нюансы. С ФВ связаны следующие проблемы: в КЭД совершено не понятно из чего возникают и во что превращаются ЭЧ, куда деваются неделимые электрические заряды. В теории БВ - что конкретно взрывалось, предполагается пространство, но для физического описания данного феномена необходимо как минимум наделения пустоты, какой либо структуры с определёнными параметрами. И как следствие встаёт вопрос, каков реальный механизм искривления пространства, под воздействием гравитации. Путь один, это материализация пространства и одним из ключей подхода к ФВ следующий. Что такое аннигиляция? Мы понимаем, что никуда эта пара (частица-античастица) не девается и не распадается, они просто переходят в особое связанное состояние, т.е. в структуру ФВ, с наименьшей фоновой энергией, попытаемся физически смоделировать эту связанную структуру. Прежде всего, введём понятие гравитационный заряд (ГЗ), все совремённые теории работают только с зарядами и обменными квантами, и у нас нет причин отделять гравитацию от этого фундаментального принципа, тогда чему он равен. Возвращаемся к БВ, в эру Планка все ЭЧ имели массу Планка, вот и будем считать, что все ЭЧ имеют ГЗ равный массе Планка и заряд этот неделим, на подобии электрического. Но в природе нет таких зарядов, как тут быть. В эру Планка полная энергия ЭЧ М планк *С 2 равнялась гравитационной энергииg *М 2 планк / L планк между ними, но это же условия формирования классического гравитационного коллапса (ГК). Вот и будем считать, что начало БВ ознаменовалось ГК каждой тройки лептокварков, это можно интерпретировать как отделение гравитации (всех гравитонов) от вещества (первый этап в теории Супергравитация), а далее в пары частицы-античастицы (реликтовое излучение). ГЗ должен быть замкнут по линейному закону, это требование вытекает из принципа соответствия квантовой электродинамике и закону расширения Вселенной, зная физическую сущность постоянной Планка, мы чисто логическим путем выводим формулу ГК М вя =М планк * L планк / L расш . Тогда ФВ представляет собой особую среду сколлапсированных состояний, назовём их вакуумными ячейками (ВЯ), масса ВЯ соответствует формуле М вя =М планк * L планк / L расш , это как раз и есть те идеальные ЭЧ, отвечающие за сохранение баланса Вселенной, наделяющие ФВ массой, это фоновая положительная энергия, т.е. мы материализовали ФВ. Тогда что такое масса частицы? Это остаточное явление асимметрии ГК, т.е. дисбаланс работы сил гравитации с другими видами взаимодействия и он тоже замкнут по линейному закону. Тогда как быть с классической действительностью? Дело в том, что в (голом) виде ЭЧ рассматривать нельзя, она всегда окружена облаком, всё с расширяющимся пространственным шагом ВЯ, а так как ВЯ обладает массой, мы получаем классический переход в теорию гравитации Ньютона (рассматриваться будет ниже). Введение ГК вынужденная мера, попытаемся его обосновать.
1. Космология на совремённом этапе неожиданно столкнулась с проблемой тёмная материя, т.к. ВЯ обладает массой и, как было выяснено выше, суммарно отвечают за баланс Вселенной, тогда роль ФВ в качестве тёмной материи вполне просматривается.
2. Все истинно ЭЧ согласно КЭД являются точечными объектами, тогда в вычислениях их параметров появляются бесконечности. В КЭД эту проблему решают с помощью искусственного математического трюка, перенормировка. Возможно истинной элементарности не существует (нет с чем коллапсировать, ГК охватывает именно три лептокварка, почему только три - это отдельная тема), тогда у каждой ЭЧ должно быть три лица например, электрон - мюон - тау-лептон, тоже и у кварков (b,d,s), возможно ЭЧ это есть пространственный квантовый поворот по направлению движения, т.е. асимметрия по трём направлениям составного объекта. ГК с устойчивым внутренним балансом (рассматриваться будет далее) убирает бесконечности, т.е. в бесконечностях появляется предел на основе баланса сил гравитации с другими видами взаимодействия.
Наделив сколлапсированным состоянием любую ЭЧ и материализовав ФВ, мы тем самым приоткрываем путь к пониманию механизма действия КЭД, есть из чего и во что превращаться.
Тёмная материя и энергия
До эпохи рекомбинации Вселенная представляла строго сбалансированную систему, энергия реликта с веществом строго равнялась энергии ФВ, т.е. на один реликт приходится одна ВЯ. Если в эту сбалансированную систему внести ещё и тёмную материю, в том виде как представлена она совремённой наукой, которая составляет 23% от общей энергии, то мы получим катастрофические последствия, Вселенная уже тогда должна была сколлапсироваться, что-то здесь не так. Все беды начались с эпохи отделения излучения от вещества, т.е. изменение масштабного фактора сR всел (t ) ~ t 1/2 на R всел (t ) ~ t 2/3 , а это приводит, к всё возрастающему нарушению баланса и как следствие, к всё возрастающему проявлению тёмной энергии. Мы сделали вывод, за баланс динамики развития Вселенной глобально отвечает материализованный ФВ, что соответствует стабильности ГП = С 2 по всей стреле времени. Всё вещество Вселенной в балансе, практически ни какой роли не играет, всю функцию расширения берёт на себя ФВ, а это в корне меняет картину, ФВ это особая форма материи практически не изученная, в какой-то мере это гравитонная плазма с ГП=С 2 . Тогда у нас появляется реальная аргументация не менять масштабный фактор в период рекомбинации, сR всел (t ) ~ t 1/2 на R всел (t ) ~ t 2/3 а оставить его неизменным. В этом простом решении проблемы главным камнем преткновения выступает реликт, дело в том что наблюдаемая энергия реликта = 3 0 К, а по сценарию t 1/2 , должна быть в 7-8 раз выше, это мощнейший факт в пользу общепринятой модели Вселенной. Энергию реликта можно уменьшить до 3 0 К допустив, что Вселенная продолжает расширяться до L расш = 10 -3 м по сценарию t 1/2 , тогда её возраст должен составлять порядка 200млрд. лет, что совершенно не приемлемо. Казалось всё, попытки укротить тёмную энергию получили полное фиаско и всё же есть одна зацепка. Вещество, отделившись от реликта, представляет собой Фридманскую модель пылевой расширяющейся Вселенной , согласно которой пространство расширяется с масштабным фактором R реликт (t ) ~ t 2/3 , а вот здесь назревает конфликт. Реликт и вещество, став свободными, начали управлять законом расширения Вселенной, т.е. гравитацией космоса. ФВ это материальная строго сбалансированная среда, с локальными осцилляциями ВЯ. Не лучше ли считать: реликт расширяется по законам термодинамики, Вселенная по закону соблюдения баланса. Но встаёт вопрос: куда девается энергия более остывшего реликта и во что расширяется реликт, если нет «свободного пространства», реликт расширился до L реликт = 10 -3.3 м, пространство до L расш = 10 -4.5 м. Попробуем к этой проблеме подойти изнутри, т.е. локально. Для любой ЭЧ баланс локально означает, концентрацию ВЯ вокруг ЭЧ до баланса (равенства), как по ГЗ, так и по энергиям. Очень образно: общая размытая до фона энергия цепочки из ВЯ, всегда равна энергии ЭЧ, тоже самое и по ГЗ. В эпоху отделения реликта, из-за равенства энергий, одному кванту соответствовала одна ВЯ, или длина волны реликта соответствовала шагу растяжки между ВЯ. К чему это ведётся, чтобы было куда расширятся реликту нам необходима асимметрия ВЯ и излучения в пропорции 10 3.3 ВЯ на один квант, тогда остывая реликт как раз и заполнил бы эти вакансии. Возвращаемся к БВ, у нас есть одно белое пятно, это этап в единицах длины: L планк - действие теории Супергравитации, L планк *Ö 137 - действие ТВО (равенствоL планк *Ö 137 вытекает из условия g *М 2 планк * L 2 планк / L 3 расш =е 2 /L расш ). На этом этапе происходит отделение гравитации от ТВО, начинается глобальное торможение, формируются ВЯ, это без квантовый процесс. Далее в этот же процесс начинает вмешиваться с всё нарастающей скоростью ТВО и на отрезке, в масштабах длины равной L планк *Ö 137 скорости выравниваются, а вот этот процесс ведёт к образованию не ВЯ, а частиц Хиггса . Материал исчерпался, сформировались все ВЯ и всё первичное вещество, мы получили приемлемую асимметрию, которая одновременно решила проблему с тёмной материей и энергией, всё стало на свои места. Если Вселенная развивается по сценарию с параметром t 1/2 , а всё свободное излучение (реликт, светимость, красное смещение спектра) расширяются по законам термодинамики с параметром t 2/3 , то у нас естественно появляются несоответствия, компенсация которых требует ввода тёмной энергии и материи. Искажения с нарастанием начали себя проявлять в период полной рекомбинации, возраст Вселенной тогда составлял примерно 0.5млрд. лет. С другой стороны, мы смотрим на Вселенную, как бы через увеличительное стекло, т.е. искажения растут пропорционально расстоянию, суммируя эти две составляющие мы получаем максимум в искажениях 3-4 раза на расстоянии 7-8млрд. лет, что согласуется с наблюдениями.
Аномалия пионеров
Здесь же уместно рассмотреть версию решения аномалии пионеров , в чем её суть. Выйдя за пределы солнечной системы оба спутника стали испытывать торможение равное 10 -10 м/с 2 , природа этого явления неизвестна и что интересно, это же торможение нам даёт закон расширения Вселенной С *Н хаббл =10 8 *10 -18 =10 -10 м/с 2 . Что конкретно произошло, два спутника просто вышли за пределы солнечной системы, физически это означает, действие гравитации всей солнечной системы практически равно нулю, т.е. это уже не связанная система. В излагаемой теории доказывается, в расширяющейся (сжимающейся) Вселенной следствием соблюдения баланса, есть неизменность шага растяжки (стяжки) между соседними ВЯ, всегда и везде равным L планк . Если принять во внимание, что L планк это минимальная фундаментальная длина, то процесс растяжки (стяжки) на микро уровне принимает квантовый характер. Вычислим это ускорение исходя из следующих соображений: согласно КЭД, каждая ВЯ должна иметь энергию равной Е вя =hc / L расш ,= М вя с 2 , тогда ВЯ находясь на месте должна осциллировать с ускорением С 2 /L расш , за время цикла равному С /L расш происходит изменение шага на L расш -L планк , тогда D а вя =С 2 /L расш -С 2 /L расш -L планк = С 2 *L планк /L 2 расш =10 16 *10 -35 /10 -9 =10 -10 м/ и эта величина, исходя из вышеизложенного, дискретна. Три совпадения это что-то глобальное, не что иное это означает, Вселенная на совремённом этапе начала сжиматься. Тогда почему бы не предположить, что пионеры испытывают действие космологического торможения, подчеркнём, такое воздействие относится только к не связанным системам. Правда величина 10 -10 м/с 2 очень большая, она на 10 30.5 порядков больше классической, здесь совремённая теория гравитации не работает, эту величину можно трактовать так: это локальная величина конкретной ВЯ и эта дискретность может меняться как в большую так и в меньшую сторону L расш -/+L планк , тогда обобщённое среднестатистическое ускорение может принимать любые минимальные значения, но скорей всего отрицательная дискретность в совремённую эпоху приобретает массовый характер. Возможно сжатие сначала происходит в массивных объектах типа галактика, а межгалактическое пространство этим процессом ещё не охвачено, во всяком случае эта версия физике не противоречит. Но рассмотрение данной версии имеет совершенно другую цель, всё направленно на тёмную энергию. Тёмная энергия начала проявлять себя примерно 7-8 млрд. лет назад и на современном этапе доминирует, поверхностные расчеты показывают: из-за ускоренного расширения мы видим только 1/7-1/8ю часть Вселенной, а по теории 1/2, применяя пропорцию по расстояниям и времени, мы получаем космологическое ускорение на расстоянии пионеров в пределах 10 -16 м/с 2 что вполне поддаётся измерениям. Тогда пионеры наоборот, должны ускоряться, что не соответствует действительности, вывод: тёмная энергия не существует.
Рассмотрим ещё одну интересную проблему, это совпадение больших чисел , выпишем сначала формулы: М всел /М нукл =10 80 ; R всел /L нукл =10 41 ;
hc / g *М 2 нукл = 10 39 ; неточности в равенствах связаны с несоответствием всей барионной массы балансной массе в пределах 1/20, поэтому есть основание заменить М нукл на балансную М вя .
М всел /М вя =10 53 /10 -38 =10 91 ; R всел /L расш =10 26 /10 -4.5 =10 30.5 ;
hc / g *М 2 вя = 10 -26 /10 -11 *10 -76 =10 61 ; или (М всел /М вя ) 2/3 =(R всел /L расш ) 2 = hc / g *М 2 вя , докажем эти равенства, исходя из следствий баланса Вселенной:
(М вя * n 3 /М вя ) 2/3 =(L расш * n /L расш ) 2 = g *М 2 планк * n 2 / g *М 2 планк
n 2 = n 2 = n 2
Чтобы понять физический смысл этих равенств, рассмотрим их попарно.
М всел /М вя =(R всел /L расш ) 3 ; g *М всел / R 2 всел = g *М вя * R всел /L 3 расш ; g *М всел / R 2 всел = g *М планк /L 2 расш ; 10 -11 *10 53 /10 52 = 10 -11 *10 -8 /10 -9 ; 10 -10 =10 -10 м/с 2 .
Рассмотрим вторую пару:(М всел /М вя ) 2/3 = g *М 2 планк / g *М 2 вя ; М всел =М 3 планк /М 2 вя ;g *М всел /R 2 всел =М планк *L 2 расш /R 2 всел * L 2 планк ;
g *М всел /R 2 всел = С 2 /R всел ; 10 -11 *10 53 /10 52 = 10 16 /10 26 ; 10 -10 =10 -10 м/с 2 .
И мы опять получаем из двух независимых равенств это же пресловутое ускорение и того же порядка. Что это означает, эти формулы показывают состояние Вселенной в совремённую эпоху и равенство их говорит об одном, Вселенная находится в точке перехода от расширения к сжатию, по стреле времени в прошлое и будущее отношения в равенствах уменьшаются и становятся равными в эпоху Планка. Мы видим (гравитационно) ровно половину Вселенной. Динамику развития Вселенной показывает обобщённая формула С 2 /R (t ) всел . =g *М(t ) всел /R (t ) 2 всел , из неё следует, R (t ) всел это нарастание (охват) причинно связанных областей пространства, из-за С 2 =g *М(t ) всел /R (t ) всел ГП должен принимать неизменную абсолютную величину и он не измеряемый, тогда ГП Земли, Солнца в любой точке также равен С 2 . В принципе, ГП как скаляр, это удобный мат/инструмент, под тяготением мы должны подразумевать изменение напряжённости (ускорения), т.е. изменение гравитации есть тяготение. Нам природа, на примере Пионеров неожиданно преподнесла подсказку, совершено нового вида квантования через меру длины, применительно к гравитации это гравитон, но с одной серьёзной проблемой: такая гравитация должна быть на 10 30.5 порядков больше чем классическая, но в этой проблеме есть и плюс, данная величина абсолютно не измеряемая. А вот почему она не измеряемая, ведь мы предполагаем, что это квантовая величина, наводит на мысль. А нет ли тут связи инерция + гравитация = нулю, т.е. нулевой вариант полной энергии в теории инфляции, но на микро уровне, разделённых во времени через квантовую неопределённость, по сути это квантовая не измеряемая «сильная» гравитация с мат/аппаратом КЭД. По логике, если это условие выполняется применительно ко всей Вселенной, то тогда оно должно выполняться и локально. Начнём эту разборку с классического принципа квантования.
Одномерность в трехмерном пространстве
Возможно, мы до конца не понимаем физической сущности принципа квантования, потому что нет аналогов, нам не с чем сравнить, представить квантовые явления. Например, как можно представить поглощение объёмного трёхмерного э/м кванта, при этом абсолютно полностью, точечным объектом пусть это будет электрон, почему квант любой длины не рассеивается, физического объяснения в КЭД не имеет и принимается как постулат. Вопрос лежит значительно глубже, ведь квантуется всё энергия, материя, применяя терминологию - квантовая гравитация, мы обязаны квантовать и пространство и время. Мы прежде всего должны четко уяснить, что значит обменный процесс (взаимодействие). ЭЧ не может всё время излучать (поглощать) кванты, ей чтобы излучить, нужно сначала поглотить и наоборот. Тогда получается, что ЭЧ может обмениваться только с одним объектом, происходит процесс взаимодействия в данном направлении и с данным объектом за определённый промежуток времени, в этот момент с другими объектами взаимодействия нет, их ЭЧ «не видит». Всё это в сумме математически на данный момент означает, что размерность равна единице. В принципе это математическая игра, физически на квантовом уровне это имеет принципиальное значение. Квантование подводит нас к абсурдной, казалось бы идеи, об одномерности воздействия, на подобие струны (теория Суперструн). В физике полностью отсутствует рассеивание только у одномерных процессах, весь процесс идёт как бы по линии, приписав любому квантовому обменному процессу одномерность, мы тем самым математически обосновываем целостность любого квантового поведения. Тогда любая ЭЧ есть точка, параметры вероятность нахождения определяются КЭД, квант это тоже точка но с временным параметром воздействия т.е. линия. И что очень важно линии (кванты), в замкнутом трёхмерном пространстве, подчиняясь в распределении объёмному шагу, нигде не пересекаются, поэтому кванты не сталкиваются и не рассеиваются. Одномерность это основа соблюдения порядка в хаосе ФВ, например: массивное тело двигается со скоростью близкой к С , и мы констатируем факт, что все процессы, согласно СТО с абсолютно одинаковой синхронностью замедляются. Если это было бы не так, то тогда у нас появляется механизм измерения абсолютной скорости. Казалось бы, двигаясь в этом хаосе (ФВ) и соблюдать неимоверную синхронность, это абсурд. Не говорит ли это о обратном, что ФВ это абсолютный порядок. Из мира квантового хаоса мы получаем абсолютный порядок (телевидение, сотовая связь, и.т.д.). Трехмерное пространство, это единственный путь формирования основных законов природы, которые интегрируются из более простых одномерных обменных процессов.
Здесь же возникает ещё одна проблема наиболее философски запутанная, потому что аргументированных физических объяснений не имеет. Суть её в следующем: Что такое замкнутое пространство (гравитационно) - это когда из конкретной точки ушли гравитационные обменные частицы (гравитоны) по всем направлениям в определенной временной последовательности и они же, в той же последовательности, по всем направлениям вернулись к этой же точке, т.е. пространство приобретает конечность. СТО и ОТО Эйнштейна показали взаимосвязи пространство - время - материя, это единое целое (Вселенная) одно без другого не существует. Гравитация занимается стяжкой пространства и носит накопительный характер, тогда в закрытой модели Вселенной мы получаем эффект влияния источника гравитации самого на себя, т.е. приход испущенной по всем направлениям гравитации, обошедшей всю Вселенную опять к источнику - физический абсурд, в замкнутой Вселенной это можно назвать нарушением причинно/следственных связей. Уже эта проблема накладывает ограничение скорости распространения гравитации, не более чем скорость света, поэтому, моделируя замкнутую Вселенную, мы просто обязаны рассмотреть эту проблему. Обратим внимание, что в замкнутой цикличной Вселенной из бесконечных математических построений, есть единственный вариант решения не обгона или отставания, а именно совпадения причины со следствием. Тогда теоретически можно смоделировать с учётом СТО такую Вселенную, в которой начало Вселенной (БВ) и её коллапс, т.е. полный цикл, равен по времени прохождения гравитона (кванта) со скоростью света из конкретной точки в эту же точку. Это физически обоснованная причинно связанная замкнутая бесконечность. И что интересно, его не надо моделировать, это же есть одно из решений теории БВ, для случая идеального соблюдения баланса динамики развития Вселенной на стадии расширения. Мы его уже решали, тогда закон расширения Вселенной должен протекать по сценарию с масштабным фактором R всел (t) ~ t 1/2 , т.е. все точки начали расширяться между собой со скоростью света и по мере охвата слоёв, скорость расширения падала пропорционально этому охвату, как C/n . Если смоделировать за такой же промежуток времени обратный процесс стадия сжатия, то мы получаем полный замкнутый цикл Вселенной. БВ разделил одновремённость событий согласно СТО на время полного цикла Вселенной. Такая модель Вселенной даёт неожиданное толкование философской проблеме причины и следствия. Событие, которое происходит в данный момент и информация об этом событии, прошедшая весь цикл Вселенной (предыдущий цикл), по идее должны соответствовать друг другу. А если мы докажем, что абсолютный порядок по отношению к гравитонам сохраняется всегда и везде, то данный факт встречи происходящего события с событием предыдущего цикла относится к любой точке Вселенной, к любому моменту времени. Мы как бы синхронизуем причину с предыдущего цикла со следствием реального события настоящего времени. Мы всё время должны «видеть гравитационно» БВ очередного N-ого слоя. Например, в настоящий момент до нас дошли гравитоны 10 30.5 -1 слоя БВ, а в момент коллапса подойдут гравитоны последнего слоя, т.е. ушедшие из этой же точки 2*13.7 млрд. лет тому назад, которые и произведут БВ (следующий цикл Вселенной). Тогда причиной БВ есть коллапс Вселенной с предыдущего цикла, который и произведёт БВ. Вселенная в цикле сама себя повторяет притом абсолютно одинаково. В какой-то мере это антропный принцип, т.е. управлением ходом истории является информация с предыдущего цикла, это похоже на сверхфантастику, но математически задача решаема. В замкнутой Вселенной фундаментальные законы сохранения работают абсолютно, энергия материя, а так же «информация» ни куда не девается, ход истории изменить нельзя. Похоже, природа сама себя отшлифовала. Вот исходные данные построения цикличной Вселенной.
Строим цикличную Вселенную
Анализ современного состояния Вселенной и все теоретические расчёты говорят об одном, Вселенная находится на грани между расширением и сжатием, критерием чего является ГП. Интенсивность гравитационного взаимодействия по классике необычайно мала, но за счет наложения потенциалов всех источников гравитации (масс) мы получаем суммарный ГП = С 2 по всему пространству и по всей стреле времени. Мы рассматриваем гравитацию как взаимодействие гравитонов с ЭЧ ФВ, т.е. мы должны квантовать однородное гравитационное поле с ГП = С 2 . На момент БВ мы располагаем двумя стартовыми параметрами гравитационного поля, которые можно рассматривать как параметры гравитона, это ГП =С 2 =g *М планк / L планк остающийся стабильным по всей стреле времени и ускорение С 2 / L планк =g *М планк / L 2 планк , гравитон как обменная частица должен подчинятся всем законам развития Вселенной, в частности закону космологического расширения, например, дошедший до нас гравитон от n-го слоя имеет действие в n-раз меньше, тогда в совремённую эпоху действие гравитона равно С 2 /L расш =g *М планк / L планк * L расш = 10 21 м/с 2 ! По классике данная формула имеет вид g *М расш / L 2 расш = 10 -40 м/с 2 , что совершенно не стыкуется с ГП Вселенной равным С 2 . И мы приходим к поразительному результату, фоновая не измеряемая энергия гравитона по взаимодействиям сравнима с э/м квантами. Мы, как бы превращаем гравитон, из без лицевого состояния в не измеряемого монстра. Теперь становится понятным, какая сила согласно КЭД заставляет осциллировать ВЯ с ускорением С 2 /L расш - это гравитон, тогда возникает вопрос, не является ли гравитация, как поток разнородных по энергиям гравитонов, первоисточником всех квантовых явлений (виртуальность, флуктуации), т.е. причиной. А самое главное, у нас появляется реальный инструмент физического описания следствий СТО, ОТО и принципа Маха. Как же совместить эту неимоверно большую величину с реально наблюдаемой гравитацией как быть с классикой, в дальнейшем мы увидим, как создаётся принцип соответствия, но сначала рассмотрим, где заложен сам механизм цикличности Вселенной.
Зададимся таким вопросом, что означает баланс динамики развития Вселенной на микро уровне, это равенство гравитационных параметров гравитона с инерциальными свойствами ВЯ, а теперь объединим эти действия - противодействия в единый процесс. Что мы получим - осцилляцию на уровне ВЯ, но особую, из-за расширения с разными плечами. Вычислим эту разницу, мы эту операцию уже производили, но с других позиций:
V расш = C / n =10 -23 м/ c , t расш = L расш / C =10 -12 с, тогдаL асим = t расш * V расш =10 -35 м= = L расш / n = L планк есть константа, что полностью согласуется с законом ХабблаV расш / L расш =10 -23 /10 -4.5 =10 -18.5 сек -1 =Н хаббл
Ф асим= g *М расш / L расш =10 -45 м 2 /с 2 , что соответствуетV 2 расш
Тогда гравитон, проходя каждую ВЯ, меняет структуру пространства, т.е. в плечах осцилляции возникает асимметрия, всегда и везде равная L планк , что соответствует с одной стороны динамике расширения, а с другой гравитационному балансу между ВЯ. Другими словами, гравитон тормозит динамику расширения, сжимает одномерно пространство. Можно сказать и так, гравитон поддерживает себя (усиливается) за счет снижения скорости расширения пространства. Происходит переход кинетической энергии расширения в потенциальную энергию гравитона. Тогда чем обусловлена фаза плавного перехода. Процесс всё замедляющегося балансного расширения был бы бесконечным, если бы не масса всех ЭЧ. Чтобы заработал обратный отсчёт, гравитон усилившись за счёт масс, за время стадии расширения равное 13.7 млрд. лет, должен поменять разницу в осцилляции с положительной на отрицательную, всего лишь на L планк =10 -35 м. На раннем этапе основную лепту вносили реликт и нейтрино, ближе к совремённой эпохе к ним добавились все остальные ЭЧ, т.е. массы ЭЧ играют роль «мягкого демпфера» в фазе перехода. Тогда за баланс динамики развития Вселенной отвечает масса всех ВЯ, а за временной интервал цикла отвечает масса всех ЭЧ. За весь цикл Вселенной каждый гравитон, взаимодействуя 10 30.5 раз, сначала расширяет в данном направлении осцилляцию ВЯ до L 0 = 10 -4.5 м (стадия расширения), а затем сжимает до L планк =10 -35 м (стадия сжатия). А так как их в кольце не менее 10 30.5 , то за весь цикл расширение и сжатие всего кольца составит соответственно 10 26 м и 10 -4.5 м. Интересно, как с этих позиций строится закон всемирного тяготения. Согласно теории, любая ЭЧ за время цикла равное С /L расш =10 -12 сек. делает стяжку пространства пропорционально своей массы, для нуклона получаем:
М нукл /М вя =10 11.5 ; V нукл =L планк *М нукл /М вя * t цикл = 10 -35 *10 11.5 /10 -12 =10 -11.5 м/с тогда:
а нукл = V 2 нукл /L нукл =10 -23 /10 -15 =10 -8 м/с 2 , что соответствует классике:
g *М нукл /L 2 нукл =10 -11 * 10 -27 /10 -30 =10 -8 м/с 2:
Применительно к нашей планете, по диаметру Земли укладывается 10 17 шт. нуклонов, тогда их общее воздействие создаст ускорение равное:
а земл1 =а нукл * N нукл =10 -8 *10 17 =10 9 м/с 2 , это ускорение соответствует нейтронной Земле (расстояния между нуклонами равны L нукл =10 -15 м), далее мы раздвигаем нуклоны до размеров средней плотности равной L сред =10 -11 м, т.е. на четыре порядка. При этом сила гравитонов не меняется, изменяется только интенсивность пропорционально квадрату раздвижки тогда:
а земл2 = а земл1 * N 2 разд =10 9 * 10 8 =10 1 м/с 2 , что совпадает с классикой.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
В данном построении задействована только одна константа L планк , никакие силы поля не применяются, мы произвели только одномерные операции. Пока здесь ясно одно, сила тяготения (сила единичного гравитона) не зависит от расстояния и носит накопительный характер, меняется только интенсивность. Заметим сразу, здесь в корне меняется смысл гравитации и тяготения, дело в том что гравитация и тяготение, имея единую природу происхождения, все-таки разные вещи, Гравитация это как реликтовое излучение, только рассматривать нужно в виде потока гравитонов, создающего в любой точке Вселенной ГП=С 2 , измерить параметры гравитонов (в сумме гравитация) не возможно, по сути это теория не измеряемых величин. В чем принципиальная разница между классикой и предлагаемой версии гравитации. Классика под гравитацией подразумевает действие (наложение) всех источников гравитации одновремённо на каждую точку пространства. По теории происходит как бы сканирование гравитонами каждой точки пространства, где усиленные гравитоны соответствуют массам источников, а расстояниям до источников соответствует интенсивность. В сумме это одно и тоже, но физический смысл совершенно разный. Именно такой механизм взаимодействия гравитона с ВЯ, ЭЧ объясняет смысл геометризации тяготения. Гравитация - это есть интеграция всех одномерных стяжек пространства гравитонами по всему объему. Реализация предложенного варианта цикличности Вселенной требует нового подхода к физике инерции, как абсолютного равенства инерциальных свойств всех ВЯ, ЭЧ с гравитацией как локально, так и глобально, в противном случае вся эта система теряет устойчивость. Мы должны реально доказать устойчивость такого поведения ФВ и механизм такой нашёлся, это симметрия в гравитации и квантовый принцип движения.
Симметрия в гравитации
Материализовав пространство, становится понятным, что конкретно взрывалось, но остаётся загадкой, чем обусловлен БВ, возникновение и в дальнейшем соблюдение баланса. Приходится вводить новый эфемерный вид силы с невероятными параметрами, эта сила, осуществив БВ, в дальнейшем строго балансирует с гравитацией космоса, как на местном уровне, так и в масштабе всей Вселенной, т.е. каким то образом подстраивается под динамику расширения. Вот здесь нам и поможет механизм решения принципа Маха. Действие гравитации и инерции на пространство идентично, уже само равенство наталкивает на мысль, не является ли сила инерции составной частью гравитации, на что это похоже. Действие- противодействие, гравитация-инерция, а в сумме равенство гравитационной и инертной массы, т.е. гравитация и инерция это неотъемлемые составляющие гравитационного взаимодействия, тогда гравитация симметрична. Приведём ещё четыре довода в пользу симметричности. 1.Гравитация в таком виде чётко выполняет нулевые условия общей энергии, как локально, так и глобально. Грубо говоря, без гравитона как носителя инерции и гравитации, ВЯ, ЭЧ остаётся ни с чем. 2.Гравитация не измеряема, потому что она симметрична, тогда первоисточником постоянной Планка, как носителя инерции, должна быть гравитация. 3.Если взять картину расширения Вселенной и прокрутить как бы назад, вплоть до БВ, то мы получим чистейший механизм формирования фазы сжатия Вселенной и её коллапс, т.е. БВ и коллапс симметричны. Тогда мы не вводя, какой либо новой силы, можем ответить на вопрос. Кто осуществил локально БВ - Гравитон, кто осуществил локально коллапс - Гравитон, таких областей 10 91.5 , столько же и гравитонов, в сумме это вся Вселенная. 4.ВЯ это стабильная структура и в тоже время ВЯ является источником рождения любых форм ЭЧ, т.е. каким то образом преодолевается ГК, что противоречит физической сущности самого коллапса. Вот здесь нам и поможет симметрия в гравитации, позволившая разделить ГК на две части. В научной литературе доказывается, что реально может существовать только трехмерное пространство (имеется ввиду открытых измерений), а сколько замкнутых, это уже вариации теорий. Три поколения фундаментальных фермионов (три пары кварк + лептон) - три измерения пространства, есть ли тут связь. Геометрию движения гравитонов можно представить в виде кольца из цепочек ВЯ с размерами Вселенной, в котором движется не менее 10 30.5 шт. гравитонов. Во Вселенной в целом строгое количество гравитационных колец, их не менее n 2 =10 61 , эти кольца равномерно распределены в объеме Вселенной с определенным объемным шагом, равным 10 -4.5 м. Кольца не должны пересекаться, это требование необходимо для соблюдения порядка структуры ФВ совместно с гравитонами. Построение наиболее простой фигуры (математически), где эти кольца не пересекаются, есть трехмерный шар. В четырехмерном пространстве этих колец должно быть n 3 , если предположить что, трём размерностям должны соответствовать три вида фундаментальных фермионов (вспомним, каждая ЭЧ имеет три лица), то ВЯ должна быть трёхмерным объектом. Четвёртое измерение требует наличия четвёртой пары фермионов, но т.к. Вселенная в этой ситуации неработоспособна, четвёртой пары быть не может. Нам остаётся смоделировать ВЯ под трёхмерное пространство, как основной кирпичик в построении ФВ. Тогда ВЯ, состоящая из двух кирпичиков с тремя элементами в каждом, представляет структуру типа:
Разберём эту структуру более детально.
Мы раньше предположили, что ВЯ есть замкнутое состояние ГЗ по простому закону Мвя=М планк * L планк / L расш . Теперь встает вопрос о стабильности этого состояния. У нас реально есть три направления, по каждому направлению находятся элементы ВЯ (лептокварки) с ГЗ в сумме равными М планк и суммарным электрическим зарядом равным e , и того их шесть. Сбалансированность этой системы приводит к следующим теоретическим выводам: должно существовать два вида ГЗ «+» и «-», но в отличие от электрических одноименные притягиваются, разноименные отталкиваются. Например: все ЭЧ наделяются ГЗ «+» и соответственно все анти ЭЧ имеют ГЗ «-». Три лептокварка находятся в ГК за счет одноименных ГЗ и компенсационный баланс образуется за счет электромагнитного отталкивания одноименных зарядов и наступает при L расш = L планк / Ö 137, (согласно ТВО на этих расстояниях происходит объединение электрослабого и сильного взаимодействий). Остальные три анти-лептокварка находятся в балансе по той же причине. Тогда, с учётом замкнутости ГЗ и симметрии в гравитации, становится понятным механизм аннигиляции и рождения ЭЧ. Симметрия в гравитации чётко объясняет смысл инерции и даёт возвратный механизм в осцилляции. Гравитон это носитель, как инерции так и гравитации и физически обосновывает весь процесс цикличности Вселенной. У нас, возможно, отпала необходимость в инфляционном этапе развития Вселенной. Дело в том, что при коллапсировании Вселенной скорости между соседними слоями приближаются к скорости света, а это приводит как бы к слиянию гравитона с ВЯ и соответственно к уменьшению влияния сил гравитации между ВЯ. Гравитация породив коллапс, сама себя же похоронила, начался сценарий БВ, а это очень схоже на фазовый переход ложного вакуума в истинный. Кроме этого неоднородности, необходимые для формирования галактик, автоматически закладывает сама коллапсирующая Вселенная. Здесь же значительно упрощается решение ещё одной проблемы. В теориях объединения всех взаимодействий и вещества, в частности Супергравитация, для компенсации положительных бесконечностей которые возникают при перенормировке от гравитонных петель, вводятся восемь новых ЭЧ со спином 3/2 типа гравитино, фотино, глюино и.т.д. создающие отрицательные бесконечности. Во главе этой восьмёрки стоит гравитон со спином =2, симметрия в гравитации автоматически создаёт компенсационный механизм и от слуг этих экзотических частиц можно отказаться.
Квантовый принцип движения
ФВ является фундаментом в построении всей КЭД и в тоже время не приемлем для создания СТО. Как же согласовать эти взаимно противоречивые позиции в вопросе о ФВ. Эффекты СТО ОТО, квантовые эффекты, проблема эфира заставляют нас переосмыслить понятия пространства, времени и самой сути движения. Дело в том что, эфир неоспоримая реальность (правы сторонники эфира), но все эксперименты в рамках СТО говорят о обратном, эфира нет (правы противники). Какая совместно решается задача, это принцип движения в среде и без среды. А что если отказаться от источника спора, не эфира это следствие, а именно самой сути движения и тем самым удовлетворить и сторонников и противников эфира. Предположим, что как такового движения в ФВ нет, есть только передача состояния, как это можно представить. Воспользуемся одним из свойств ФВ - виртуальность. Допустим что ЭЧ есть вакансия ФВ т.е. неполная ВЯ всегда стремящаяся заполниться элементами ФВ (виртуальная аннигиляция) при этом создаётся аналогичная вакансия но уже в другой точке, создаётся эффект движения, где-то есть аналогия с полупроводниковыми дырами. Фактически мы здесь ни чего нового не выдумываем, данный принцип движения не явно, но просматривается в КЭД. Движение ЭЧ тождественно пребыванию её в однородном гравитационном поле, что равнозначно обменному процессу между ЭЧ-ВЯ непосредственно гравитонами с энергией в соответствии с достигнутой скоростью. Тогда размерность и время возникают только при обменных процессах, не важно реальный или виртуальный, типа есть взаимодействие по данному направлению, есть и механизм измерения размерности (направленности) и времени. Эти требования вытекают из принципа соответствия СТО и понятием физической сущности времени. Двигаясь со скоростью света ЭЧ «имеет связь» только с одним гравитоном, с каким движется, но так как гравитоны не пересекаются, то все обменные процессы и время в соответствии с СТО приостанавливаются, можно сказать и так ЭЧ переходит в абсолютный порядок ФВ. ЭЧ становится мёртвым объектом, состояние её всегда соответствует последнему взаимодействию, косвенно этот факт проявляется в эксперименте Аспека . Две ЭЧ находясь в связанном состоянии после этого разлетаясь в разные стороны со скоростью С сохраняют память о связанном состоянии до их ней легализации, т.е. измерения производимые над ЭЧ не зависят от длины их него разбега, тогда корреляция соответствующая началу разбега переносится к моменту измерений. Гравитон является носителем гравитации и инерции, объединив это нововведение с квантовым принципом движения, мы более аргументировано можем констатировать: истиной причиной всех без причинных событий является гравитон, это чисто квантовый эффект.
Гравитационный лазер
Материал, изложенный выше, может вызывать различные суждения. Без эксперимента (подтверждения) можно генерировать любые теории и идея постановки эксперимента нашлась, можно назвать его как - гравитационный лазер. Берём сверхдлинный и сверхтонкий массивный стержень и вдоль его направления помещаем ЭЧ со специальной измерительной аппаратурой. Тем самым мы создаём локальную область воздействий, выходящих из стержня усиленных гравитонов, на ЭЧ, специальная аппаратура фиксирует флуктуации ЭЧ. Возбудим в стержне механический волновой процесс, т.е. мы меняем локальную область усиленных гравитонов, в такт волне в стержне, что и фиксируется аппаратурой. Если теория соответствует действительности, у нас впервые появляется реальный механизм измерения скорости распространения гравитации.
Литература
1. П. Девис Суперсила. Изд. Мир 1989.
2. В.Л. Янчилин Тайны Гравитации М. Новый Центр 2004.
3. А.Д. Чернин Космология: Большой Взрыв. Изд. Век-2 2005.
4. Журнал: Земля и Вселенная 2002№5 Странное ускорение Пионеров.
5. В.А. Рубаков лекция: Темная материя темная энергия во Вселенной.
Предлагаю сотрудничество в создании единого проекта в рамках физического реализма.
Экология познания: Ученые из Саутгемптонского университета в попытках разгадать тайны строения нашей вселенной осуществили значительный прорыв. Одно из последних достижений теоретической физики - это голографический принцип.
Ученые из Саутгемптонского университета в попытках разгадать тайны строения нашей вселенной осуществили значительный прорыв. Одно из последних достижений теоретической физики - это голографический принцип. Согласно ему, наша вселенная рассматривается как голограмма, а мы формулируем законы физики для такой голографической вселенной.
Последние наработки профессора Скендерис и доктора Марко Калдарелли из Университета Саутгемптона, доктора Джоан Кэмпс из Кембриджского университета и доктора Блез Гутеро из Северного института теоретической физики Швеции были опубликованы в журнале Physical Review D и посвящены объединению отрицательно искривленного пространства-времени и плоского пространства-времени. Документ объясняет, как с привлечением нестабильности Грегори-Лафламме, некоторые типы черных дыр разбиваются на более мелкие, если их потревожат - как струйка воды разбивается на капли, когда вы касаетесь ее пальцем. Этот феномен черных дыр ранее был доказан в рамках компьютерного моделирования, а актуальная работа еще глубже описала его теоретическую базу.
Пространством-временем обычно называется попытка описать существование пространства в трех измерениях, где время выступает в качестве четвертого измерения, и все четыре собираются вместе, чтобы образовать континуум или состояние, в котором четыре элемента не могут быть разъединены.
Плоское пространство-время и отрицательное пространство-время описывают среду, в которой Вселенная некомпактна, пространство расширяется бесконечно, постоянно во времени, в любом направлении. Гравитационные силы, вроде тех, что создает звезда, лучше всего описываются плоским пространством-временем. Отрицательно искривленное пространство-время описывает Вселенную, наполненную отрицательной энергией вакуума. Математика голографии лучше всего понимается с привлечением модели отрицательно искривленного пространства-времени.
Профессор Скендерис разработал математическую модель, в которой прослеживаются невероятные сходства плоского пространства-времени и отрицательно искривленного пространства времени, однако последнее сформулировано с отрицательным числом измерений за пределами нашего восприятия.
«Согласно голографии, на фундаментальном уровне у вселенной на одно меньше измерений, к которым мы привыкли в повседневной жизни, и она подчиняется законам, похожим на электромагнетизм», - говорит Скендерис. - «Эта идея созвучна тому, как мы видим обычную голограмму, когда изображение с тремя измерениями отражается на двумерной плоскости, как голограмма на кредитке, а представьте себе всю Вселенную, закодированную таким образом».
«Наши исследования продолжаются, и мы надеемся найти больше связей между плоским пространством-временем, отрицательно искривленным пространством-временем и голографией. Традиционные теории того, как работает наша Вселенной, сводятся к индивидуальному описанию самой ее природы, но каждая из них рушится в какой-то момент. Наша конечная цель - найти новое комбинированное понимание Вселенной, которое будет работать во всех направлениях».
В октябре 2012 года профессор Скендерис вошел в двадцатку самых выдающихся ученых всего мира. За рассмотрение вопроса «Было ли начало у пространства и времени?» он получил премию в 175 000 долларов. Возможно, голографическая модель вселенной позволит узнать, что было до Большого Взрыва?
опубликовано
Новые элементарные частицы обнаружить уже не удастся. Также альтернативный сценарий позволяет решить проблему иерархии масс. Исследование опубликовано на сайте arXiv.org.
© Diomedia
Теория получила название Nnaturalness. Она определена на масштабах энергий порядка электрослабого взаимодействия, после разделения электромагнитного и слабого взаимодействий. Это было спустя примерно десять в минус тридцать второй - десять в минус двенадцатой секунд после Большого взрыва. Тогда, по мнению авторов новой концепции, во Вселенной существовала гипотетическая элементарная частица - рехитон (или рехеатон, от английского reheaton), распад которой привел к формированию наблюдаемой сегодня физики.
По мере того как Вселенная становилась более холодной (уменьшалась температура материи и излучения) и плоской (геометрия пространства приближалась к евклидовой), рехитон распался на множество других частиц. Они сформировали почти не взаимодействующие друг с другом группы частиц, практически идентичные по видовому набору, но отличающиеся массой бозона Хиггса, а значит, и собственными массами.
Число таких групп частиц, которые, по мнению ученых, существуют в современной Вселенной, достигает нескольких тысяч триллионов. К одному из таких семейств относятся и описываемая Стандартной моделью (СМ) физика и наблюдаемые в экспериментах на БАКе частицы и взаимодействия. Новая теория позволяет отказаться от суперсимметрии, которую до сих пор пытаются безуспешно найти, и решает проблему иерархии частиц.
В частности, если масса образовавшегося в результате распада рехитона бозона Хиггса мала, то масса остальных частиц будет велика, и наоборот. Именно это решает проблему электрослабой иерархии, связанную с большим разрывом между экспериментально наблюдаемыми массами элементарных частиц и масштабами энергий ранней Вселенной. Например, вопрос о том, почему электрон массой 0,5 мегаэлектронвольта почти в 200 раз легче мюона с теми же квантовыми числами, отпадает сам собой - во Вселенной есть точно такие же наборы частиц, где это различие проявляется не так сильно.
По новой теории, наблюдаемый в экспериментах на БАКе бозон Хиггса - самая легкая частица подобного типа, образовавшаяся в результате распада рехитона. С более тяжелыми бозонами связаны другие группы пока еще не обнаруженных частиц - аналоги открытых сегодня и хорошо изученных лептонов (не участвующих в сильном взаимодействии) и адронов (участвующих в сильном взаимодействии).
© EP Departement / CERN
Новая теория не отменяет, но делает не столь необходимым введение суперсимметрии, предполагающей удвоение (как минимум) числа известных элементарных частиц за счет наличия суперпартнеров. Например, для фотона - фотино, кварка - скварк, хиггса - хиггсино и так далее. Спин суперпартнеров должен на полуцелое число отличаться от спина исходной частицы.
Математически частица и суперчастица объединяются в одну систему (супермультиплет); все квантовые параметры и массы частиц и их партнеров в точной суперсимметрии совпадают. Считается, что в природе суперсимметрия нарушена, и поэтому масса суперпартнеров значительно превышает массу их частиц. Для обнаружения суперсимметричных частиц и понадобились мощные ускорители вроде БАКа.
Если суперсимметрия или какие-либо новые частицы или взаимодействия и существуют, то, по мнению авторов нового исследования, они могут быть открыты на масштабах десяти тераэлектронвольт. Это почти на границе возможностей БАКа, и если предложенная теория верна, обнаружение там новых частиц крайне маловероятно.
© arXiv.org
Сигнал вблизи 750 гигаэлектронвольт, который мог указывать на распад тяжелой частицы на два гамма-фотона, о чем ученые коллабораций CMS (Compact Muon Solenoid) и ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), работающих на БАКе, сообщали в декабре 2015 года и марте 2016 года, признан статистическим шумом. После 2012 года, когда стало известно об открытии в ЦЕРНе бозона Хиггса, новых фундаментальных частиц, предсказываемых расширениями СМ, не выявлено.
Канадский и американский ученый иранского происхождения Нима Аркани-Хамед, предложивший новую теорию, в 2012 году получил премию «Фундаментальная физика». Награда была учреждена в том же году российским бизнесменом Юрием Мильнером.
Поэтому возникновение теорий, в которых необходимость в суперсимметрии отпадает, ожидаемо. «Есть много теоретиков, в том числе я, считающих, что сейчас совершенно уникальное время, когда мы решаем важные и системные вопросы, а не касающиеся деталей какой-либо очередной элементарной частицы», - сказал ведущий автор нового исследования, физик из Принстонского университета (США).
Его оптимизм разделяют не все. Так, физик Мэтт Страсслер из Гарвардского университета полагает надуманным математическое обоснование новой теории. Между тем Падди Фокс из Национальной ускорительной лаборатории Энрико Ферми в Батавии (США) считает, что новую теорию удастся проверить в ближайшие десять лет. По его мнению, частицы, образованные в группе с каким-либо тяжелым бозоном Хиггса, должны оставить свои следы на реликтовом излучении - древней микроволновой радиации, предсказываемой теорией Большого взрыва.