Аннотация
Статья является обзорной, научно-популярной. Приведена краткая история космологии. Проведен анализ кризиса академических представлений о Вселенной. Вселенная представлена как глобальная физическая лаборатория, в которой можно проверить работоспособность любой физической теории, претендующей на общность описания природы.
Охарактеризованы новые решения уравнений Эйнштейна. С учетом объективных характеристик Вселенной разработана новая модель стационарной (нерасширяющейся) Вселенной с трехмерным пространством и трехмерным временем и получены поправки ко всем основным законам физики, ответственные за глобальную гравитационную взаимосвязь всех явлений природы.
Перечислены основные результаты, полученные лично автором. Показано, что красное смещение спектров излучения галактик является результатом такой взаимосвязи, а микроволновое фоновое излучение - равновесным излучением всех объектов Вселенной. Доказано тождество инертной и гравитационной масс. Выявлены новые свойства Вселенной, названные гравитационной вязкостью и геодезической кривизной Вселенной, а также экранирующие свойства материи. Показана совместимость полученных результатов с наблюдаемыми явлениями природы.
В то же время новые результаты автора основаны на отказе от преобразований Лоренца и замене их новыми преобразованиями. Приведено авторское видение пути объединения фундаментальных взаимодействий на основе мультипольно-мультипольного взаимодействия зарядов нейтральных тел. Показано, что гравитационные волны и гравитационные резонансы являются результатами такого взаимодействия.
Приведены прикладные аспекты возможного использования результатов для создания новых летательных аппаратов типа "летающих тарелок". Предсказывается существование природных образований в виде гравитационных вихрей, которые могут выступать в виде транспортных артерий Вселенной. А на этой основе возможно создание средств телепортации, называемых нашими предками "вратами междумирья".
1. Вселенная как гигантская физическая лаборатория
Ценность изучения Вселенной заключается в том, что она представляет собой своего рода гигантскую природную физическую лабораторию, в которой можно проверить работоспособность любой физической теории. Построение адекватной модели Вселенной позволяет отбраковать нереальные физические теории, уточнить существующие представления о законах окружающего мира и применить эти законы для пользы человека.
Изучением Вселенной занимается наука, которая называется космологией. Космология - это та общая часть математики, физики, астрономии и философии, в которой изучаются физические свойства, структура и эволюция Вселенной как единого целого. Математика дала космологии тензорное исчисление и дифференциальную геометрию многомерных пространств, физика - общую теорию относительности (ОТО), астрономия - объективные характеристики крупномасштабной структуры Вселенной, философия - общие методы научных исследований и мировоззренческие обобщения.
Целостное представление о Вселенной ставит космологию в особое положение по отношению к другим наукам. Действительно, если любая другая наука может исследовать свой предмет со всех сторон и в полном объёме, то космологии доступна только часть Вселенной, т. е. только часть своего предмета исследования (и то только изнутри, поскольку познающего субъекта невозможно отделить от предмета исследования). Выявленные в этой части законы природы затем экстраполируются на всю Вселенную.
Так как целое обладает такими качествами, которых нет у его частей, - и именно этими качествами оно, собственно говоря, отличается от этих частей, - то становится понятным наличие тех затруднений, которые космология испытывала во все времена.
А смысл этих затруднений всегда сводился к одному: никакая физическая теория не могла в полной мере объяснить наблюдаемые свойства Вселенной. Если же теорию каким-либо образом приспосабливали для описания одних свойств Вселенной, то появляющиеся при этом следствия не согласовывались с другими известными её свойствами или выходили за пределы здравого смысла.
Усугубляет ситуацию и тот факт, что четырехмерное пространство-время в ОТО (которая является теоретическим фундаментом академической космологии) описывается десятью переменными, в то время как сама теория предлагает только шесть независимых уравнений. А ведь даже школьники знают, что если число переменных больше числа уравнений, то такая система не имеет однозначного решения. Поэтому неудивительно, что на одних только уравнениях ОТО объективную картину мира никому построить до сих пор не удалось.
Чтобы изучить целое по его части, требуется непрерывная интеграция представлений о предмете исследования с самых разных точек зрения на каждом этапе его изучения и непрерывное согласование следствий разрабатываемой теории с объективной реальностью.
Несоблюдение принципа соответствия (перехода новой или более общей теории в старую или в менее общую теорию при некоторых менее общих условиях), появление внутренних противоречий (нескольких выводов из одной теории, которые исключают друг друга), сингулярностей (нулей и бесконечностей там, где их не может быть в принципе) и парадоксов (абсурдных выводов из, казалось бы, правильной теории) при применении созданной теории к описанию целого указывает на ложность того пути, по которому пошли исследователи.
Именно такая ситуация и сложилась к настоящему времени в космологии, официальная концепция которой базируется на идее Большого Взрыва Вселенной, который якобы произошёл 20 млрд. лет тому назад и привёл в движение все её массы.
А с чего начиналось научное исследование Вселенной?
2. Немного из истории космологии
Первый истинно научный подход к изучению Вселенной связан с именем Ньютона. Его закон всемирного тяготения, прекрасно описавший движение планет, столкнулся, однако, с непреодолимыми трудностями, когда был применен ко Вселенной в целом. Если бы Вселенная обладала конечными размерами, то все её массы под действием сил тяготения устремились бы к общему центру и собрались бы в одном месте. Но на практике испокон веков люди видели на небе одни и те же созвездия и, естественно, считали Вселенную статичной, неизменной. Чтобы преодолеть разрыв между теорией и наблюдениями, Ньютон постулировал, что Вселенная бесконечна, так что не существует единого центра, на который могло бы всё падать.
Однако и это не спасло космологию Ньютона от внутренних противоречий. Уже в 1744 г. швейцарский астроном Шезо высказал предположение, а в 1826 г. немецкий врач и любитель астрономии Ольберс сформулировал так называемый фотометрический парадокс. Этот парадокс заключается в том, что если допустить бесконечность Вселенной, то в соответствии с теоретическими рассуждениями небо должно было бы сиять так же ярко, как поверхность Солнца, чего на самом деле не наблюдается.
Действительно, если Вселенная бесконечна и равномерно заполнена звёздами, то, в каком бы направлении неба мы ни посмотрели, наш луч зрения, в конце концов, должен будет упереться в поверхность какой-либо звезды, поэтому-то ночное небо и должно сиять необычайно ярко. А несовпадение, казалось бы, правильной теории с очевидным фактом и составляет суть всякого парадокса.
В 1895 г. немецким астрономом Зеелигером был сформулирован гравитационный парадокс, который ещё убедительнее показал полную несостоятельность теории тяготения Ньютона для описания свойств Вселенной в целом. Суть этого парадокса базируется на свойстве сферически-симметричной материальной оболочки - наподобие мыльного пузыря - не создавать во внутренней полости никакого гравитационного поля. С использованием этого свойства можно доказать существование какой угодно по величине и направлению силы, действующей со стороны среды на выделенную точку. Вот эта неоднозначность в доказательстве и породила упомянутый парадокс.
Есть ещё одна проблема, по поводу которой не утихают споры и в настоящее время. Со времён Ньютона известно, что ускоренное движение и сила тяготения создают как бы один и тот же эффект, а равенство инертной и тяжёлой масс проверено с высочайшей точностью. (Для тех, кто забыл, напомним, что инертная масса входит во второй закон Ньютона, а тяжёлая - в его же закон тяготения).
Численное равенство двух, казалось бы, различных масс наводило на мысль о существовании какого-то фундаментального закона. Ещё в начале XVII века ирландский епископ и философ Беркли высказал предположение, а через 150 лет австрийский физик Мах сформулировал гипотезу о том, что никакой инертной массы не существует, а инертные свойства материальных тел обусловлены их гравитационным взаимодействием с другими массами Вселенной. Позже эта гипотеза получила название принципа Маха.
Принцип Маха сыграл большую эвристическую роль в создании Эйнштейном ОТО, но после создания теории никакие попытки ни её автора, ни его соратников и последователей доказать или опровергнуть этот принцип успеха не имели.
Тем не менее ОТО все же удовлетворительно объяснила те локальные явления, которые не укладывались в рамки теории Ньютона, и предсказала новые. Однако первая же попытка Эйнштейна в 1917 г. применить свою теорию ко всей Вселенной, считавшейся статичной, потребовала модификации уравнений ОТО путём добавления к ним слагаемого с так называемой космологической постоянной - настолько малой, что о необходимости её ведения в теорию нет единого мнения до сих пор.
По физическому смыслу это слагаемое должно было описывать действие неких гипотетических сил отталкивания, препятствующих сжатию Вселенной под действием сил тяготения. Если рассматривать расстояния порядка размеров Солнечной системы или даже Галактики, то это слагаемое практически не играет в их судьбе никакой роли. Но в космологических масштабах его влияние огромно.
Относительно целесообразности введения в ОТО космологической постоянной в учёном мире никогда не было единого мнения в связи с тем, что был неясен смысл гипотетических сил отталкивания и, кроме того, последующие исследования показали, что и введение этой величины не спасает модель статичной Вселенной, поскольку любые флуктуации плотности приводят к самопроизвольному сжатию или расширению всей материи или отдельных её частей. Таким образом, модель статичной Вселенной в то время не получилась, но проблема космологической постоянной осталась.
В 1922 г. советский математик и геофизик Фридман нашёл нестационарные решения уравнений ОТО. Согласно этим решениям, Вселенная не может быть статичной - она должна эволюционировать: либо сжиматься, либо расширяться (это же следует и из теории Ньютона для конечной Вселенной). В 1929 г. американский астроном Хаббл обнаружил, что с увеличением расстояний до галактик практически линейно увеличивается и смещение их спектров излучения в красную сторону, что в соответствии с известным эффектом Доплера было истолковано как взаимное удаление галактик друг от друга, т. е. расширение Вселенной. С тех пор в космологии фигурирует постоянная Хаббла, характеризующая скорость этого расширения.
В 1948 г. американским физиком Гамовым (который родился в Одессе) было предложено для модели расширяющейся Вселенной "горячее начало" - теория Большого Взрыва. Эта теория получила наибольшее признание после открытия в 1965 г. американскими радиоастрономами Пензиасом и Вильсоном микроволнового фонового излучения космоса с эффективной температурой 2,7 градуса выше абсолютного нуля. Это излучение приходит к нам со всех точек звёздного неба с одинаковой интенсивностью. Считают, что оно является реликтом, т. е. остатком высокотемпературного излучения, выделившегося в раннюю эпоху расширения Вселенной и остывшего до столь низкой температуры за всё время её расширения.
3. Кризис академических представлений о Вселенной
Удивительное совпадение решений уравнений ОТО с астрономическими открытиями разных лет послужило причиной того, что в настоящее время в академических кругах общепринята только одна концепция - расширяющейся Вселенной. Разновидности проявляются лишь в вопросах о том, сменится ли расширение сжатием и закончится Большим Хлопком или будет продолжаться вечно и какова скорость этого расширения. Однако более глубокие исследования и в этой модели Вселенной выявляют ряд слабых мест, которые традиционными подходами, т. е. с помощью ОТО, не удаётся обойти.
Так, теория Большого Взрыва приводит к проблеме сингулярности, связанной с тем, что Вселенная начала расширяться из точки с бесконечной плотностью материи, что уже само по себе противоречит здравому смыслу. Неясен и смысл "рождения" Вселенной. Возникает закономерный вопрос: а что было до этого?
С другой стороны, из теории следует, что если бы в первые мгновения после Большого Взрыва плотность материи всего лишь на 10^{-53} % превосходила некоторую критическую, то расширение Вселенной давным-давно сменилось бы сжатием, и мы теперь наблюдали бы не удаление галактик друг от друга, а их быстрое сближение. Напротив, если бы плотность взорвавшейся материи была хотя бы на 10^{-53} % меньше этого критического значения, то современная средняя плотность Вселенной была бы существенно меньше наблюдаемой и зарождение жизни в ней стало бы невозможным. Возникает вопрос: почему Вселенная родилась с плотностью, которая была фантастически точно равна критической?
И, наконец, изотропия (одинаковость по всем направлениям) микроволнового фонового излучения привела к проблеме космологического горизонта. Смысл этой проблемы заключается в том, что к нам приходит излучение из таких далеких противоположно расположенных областей пространства, которые на протяжении всей истории Вселенной не успели оказать влияния друг на друга даже с помощью самых быстрых, т. е. световых сигналов. Почему же тогда свойства этих областей одинаковы?
К этому следует ещё добавить проблему существования выделенной инерциальной системы отсчёта (системы координат, движущейся равномерно, прямолинейно и имеющей свои собственные масштабы не только координат, но и времени), связанной с тем же микроволновым фоновым излучением и глобальной системой галактик, которая не укладывается в рамки ОТО, и многое другое. Но этого достаточно для возникновения недоверия к современным космологическим моделям, в основе которых лежит ОТО. А недоверие рождает альтернативные теории.
Так, например, в 80-х годах XX века группой физиков во главе с ректором Московского государственного университета Логуновым была разработана релятивистская теория гравитации (РТГ), которая, по мнению авторов, должна заменить теорию Эйнштейна. Если ОТО - чисто геометрическая теория, описывающая движение материи на фоне ею же искривлённого пространства-времени, то РТГ представляет собой полевую теорию, наподобие теории электромагнетизма Максвелла, в которой полевые переменные рассматриваются на фоне плоского мира.
Правда другая группа московских физиков утверждала, - и похоже на законных основаниях, - что ОТО также имеет полевую формулировку и что принцип получения полевых уравнений в ней такой же, как и в РТГ. Более того, эта группа была уверена, что сама РТГ является полевой формулировкой ОТО.
Полемика между указанными группами достигла в то время такого накала страстей, что их работы печатались рядом в одних и тех же номерах научных журналов, а обсуждение основных разногласий выплеснулось даже на страницы научно-популярных изданий.
4. Новые решения уравнений Эйнштейна
Не вдаваясь в полемику между приверженцами и противниками той или иной теории, следует отметить их общую закономерность: в одном из своих вариантов каждая из них приводит к одному и тому же результату - обобщённому уравнению Клейна-Гордона, которое больше характерно для квантовой механики, чем для космологии.
К сожалению, этот случай малоизучен в рамках РТГ и практически не изучен в ОТО. Над авторами РТГ довлела концепция расширяющейся Вселенной, которую они "постарались" подтвердить. А если получен результат, в общих чертах совпадающий с общепринятой концепцией, то это успокаивает. Такова уж психология человека. Позиция же сторонников ОТО тем более была непоколебима, и они были больше заняты иссле-дованием гравитационных волн, чем выдвижением новых гипотез в космологии.
Уравнение Клейна-Гордона (имеет нулевую правую часть в отличие от обобщённого уравнения Клейна-Гордона) впервые было предложено в 1926 г. независимо Клейном, Гордоном, Шрёдингером и Фоком как релятивистское волновое уравнение квантовой механики. Каким же образом подобное уравнение перекочевало и в космологию? И как всё это нужно понимать?
Наиболее понятные ответы на данные вопросы можно найти в рамках ОТО. Но, прежде чем искать ответы, следует отметить, что для однозначного решения уравнении ОТО необходимо найти ещё четыре уравнения (для полноты системы). И такие уравнения в космологии имеются!
Итак, что мы знаем о Вселенной достоверно? Астрономические наблюдения свидетельствуют, что в глобальных масштабах геометрия Вселенной евклидова (это следует также и из факта существования десяти физических законов сохранения), а распределение материи в ней однородно. Эти два обстоятельства и дают ключи к однозначному решению уравнений ОТО.
Во-первых, условие евклидовости Вселенной однозначно приводит к выводу о том, что из двух видов уравнений Эйнштейна правильными являются только те из них, которые содержат космологическую постоянную (хотя на самом деле она и не постоянна). Это же условие предполагает возможность полевой формулировки ОТО в виде разложения геометрии пространства-времени на плоский фон и отклонения относительно этого фона точно так же, как пульсирующий электрический ток можно представить в виде суммы постоянного и переменного токов.
Во-вторых, условие однородности Вселенной по своему математическому смыслу эквивалентно добавлению четырёх недостающим для полноты ОТО уравнений. Таким образом, система уравнений становится замкнутой, а задача описания свойств Вселенной - разрешимой без всяких допущений.
Более того, она не только становится разрешимой, но и значительно упрощается, так как её сферическая симметрия позволяет перейти от десяти переменных к одной - характеризующей гравитационное поле любой материальной точки Вселенной как функцию расстояния. С учётом всего вышеизложенного и получается обобщённое уравнение Клейна-Гордона.
Вне сферически-симметричного материального тела обобщенное уравнение Клейна-Гордона превращается в обычное уравнение Клейна-Гордона, которое описывает распространение гравитационных волн в свободном пространстве, т. е. за пределами тела. Гравитационные волны, в свою очередь, могут возникать при резкой деформации материальных тел - взрыве и коллапсе звёзд, столкновении галактик и т. п. Но нас здесь интересуют не способы их генерации, а их закон распространения.
В статическом случае для того же тела уравнение Клейна-Гордона преобразуется в уравнение Юкавы, решением которого является, соответственно, потенциал Юкавы. Данное уравнение было предложено в 1935 г. японским физиком Юкавой для описания действия ядерных сил, а теперь оно естественным образом появилось и в гравитации как новый закон всемирного тяготения. Хотя, справедливости ради, следует упомянуть и Неймана, который еще в 1896 г. предложил аналогичное уравнение и аналогичный потенциал в гравитации с целью исключения гравитационного парадокса в космологии. Но теория Эйнштейна его похоронила:
Характерной особенностью уравнения Неймана-Юкавы и упомянутого выше уравнения Клейна-Гордона является то, что они описывают короткодействующие физические процессы и содержат в качестве характеристики затухания процесса постоянную величину, которая в гравитации названа радиусом гравитационных взаимодействий.
Скорость затухания этих процессов можно показать на примере сравнения потенциала Неймана-Юкавы с потенциалом Ньютона, описывающем привычные для нас силы тяготения. Так, если на расстоянии одного радиуса гравитационных взаимодействий от материального тела потенциал Неймана-Юкавы составляет 37% от потенциала Ньютона, то на утроенном расстоянии - уже только 5, а на удесятерённом - всего лишь 0,005%.
Радиус гравитационных взаимодействий прямо пропорционален скорости света и обратно пропорционален корню квадратному из плотности среды. Для реальной Вселенной с её чрезвычайно малой плотностью (10^{-26} кг/м3) он равен примерно 20 млрд. световых лет или 10^{26} м. Поэтому на тех расстояниях, с которыми обычно имеет дело человек, заметить разницу между реальными силами тяготения и силами, вычисленными по формуле Ньютона, практически невозможно. Действительно, даже на расстоянии в 1000 км относительная разница между ними составляет всего 10^{-40}. Разве эту разницу можно измерить существующими приборами?
Если же чисто математически среднюю плотность Вселенной устремить к нулю, то уравнение Клейна-Гордона переходит в привычное для нас волновое уравнение Даламбера, описывающее распространение гравитационных волн в свободном простран-стве при отсутствии материи, а юкавовский закон тяготения - в известный закон тяготения Ньютона. Таким образом соблюдается принцип соответствия в физических теориях. Более того, результаты исследований показывают, что все классические законы физики справедливы только для пустой Вселенной, какой она на самом деле не является.
5. В центре чёрной макродыры
В линейном приближении реальный закон всемирного тяготения показывает, что все гравитационные взаимодействия осуществляются точно так же, как и ядерные взаимодействия, т. е. только в пределах радиуса взаимодействий. Но если для атомного ядра этот радиус равен 10^{-15} м, то для Вселенной - на сорок порядков больше. Образованная таким образом область взаимодействия материального тела со Вселенной представляет собой аналог "чёрной дыры", первая космическая скорость на поверхности которой (если удалить внешние массы) равна скорости света.
Учитывая чрезвычайно большие размеры гравитационно-замкнутых областей Вселенной, условимся называть их черными макродырами. Теперь можно сказать, что мы сами живем в центре черной макродыры, но это не наша привилегия, а свойство любой материальной точки Вселенной образовывать вокруг себя ограниченную область взаимодействий. С другой стороны, можно утверждать и то, что мы находимся на поверхностях бесчисленного множества других черных макродыр, центры которых расположены на поверхности нашей макродыры. Естественно, что из центров этих дыр и с более удаленных областей свет до нас уже практически не доходит, поэтому-то мы и видим ночное небо черным, этим-то и разрешается фотометрический парадокс.
Чрезвычайно интересен и сам механизм изменения взаимодействия материального тела со Вселенной. Скорость света постоянна только в инерциальных системах отсчёта. Именно в таких системах справедливы все основные законы физики. И именно в своей собственной инерциальной системе отсчёта по этим законам осуществляется взаимодействие данного тела с другими объектами Вселенной.
Но, как оказалось, скорость света в системе отсчёта, движущейся относительно наблюдателя, измеренная по масштабам пространства и времени этого наблюдателя, подчиняется обыкновенному закону сложения скоростей так, что она может быть значительно больше или меньше 300 тыс. км/с. Указанное утверждение эквивалентно рассмотрению всех процессов Вселенной в одной единственной системе отсчёта, жёстко связанной с наблюдателем (что и исключает всякие недоразумения). Вот эта особенность в совокупности с выявленным ограничением радиуса гравитационных взаимодействий и обеспечивает уникальные закономерности взаимодействия материального тела со всеми массами Вселенной.
Так, если материальное тело разогнать до некоторой скорости, то его взаимодействие с окружающей средой изменится: ослабнет гравитационная связь с массами позади себя и усилится с массами впереди по ходу движения тела. Это эквивалентно перемещению области взаимодействия вперёд по ходу движения тела на величину, пропорциональную отношению скорости его движения к скорости света. При этом энергия, затраченная на разгон тела, будет равна работе по преодолению сил тяготения при выходе тела из центра к поверхности шара с плотностью, равной средней плотности Вселенной, и радиусом, равным радиусу гравитационных взаимодействий, умноженному на отношение конечной скорости движения тела к скорости света.
При определении характера и величины этих изменений однозначно доказывается тождество инертной и гравитационной масс и показывается, что инертные свойства материальных тел обусловлены изменением их гравитационного взаимодействия со всеми массами Вселенной в духе принципа Маха.
Интересно привести несколько примеров, характеризующих разгон какого-либо тела и изменение его взаимодействий со Вселенной. Так, разгон пешехода от состояния покоя до скорости 6 км/час эквивалентен совершению работы по преодолению сил тяготения при его выходе из центра к поверхности шара с плотностью, равной средней плотности Вселенной, и радиусом 10^{18} м, что в 3.10^{10} раза больше диаметра орбиты Земли. На такое же расстояние вперед по ходу движения передвинется и область взаимодействий. Масса такого шара примерно в сто раз больше массы Земли. А при разгоне самолета до скорости звука радиус шара будет равен уже 6.10^{19} м, а масса - больше массы Солнца более чем в тысячу раз. При движении же со скоростью света сдвиг области взаимодействий равен радиусу гравитационных взаимодействий и движущаяся точка будет находиться на задней поверхности области взаимодействий, т. е. область взаимодействий передвинется вперёд на 10^{26} м (что возможно только для распространения самого света).
6. Гравитационная вязкость Вселенной
Исследования также показали, что при движении материального тела относительно Вселенной на него должна действовать тормозящая сила. Поскольку её величина пропорциональна скорости движения, а не квадрату скорости, как это бывает с лобовым сопротивлением в аэродинамике, то такое свойство Вселенной названо гравитационной вязкостью по аналогии с вязкостью любой другой среды. Иными словами, Вселенная не является консервативной системой в прямом смысле этого слова. В ней постоянно происходит обмен между механической энергией отдельных её компонентов и гравитационным полем. Поэтому, отказавшись от модели расширяющейся Вселенной, мы не вернулись к модели статичной Вселенной Ньютона, а создали модель стационарного мира.
Ускорение от действия гравитационной вязкости чрезвычайно мало. Оно пропорционально скорости движения тела, а коэффициент пропорциональности равен примерно 10^{-18}. И что интересно - не зависит от массы тела. Но, невзирая на такую малую величину, гравитационная вязкость приводит к весьма интересным явлениям во Вселенной.
Например, силы сопротивления, обусловленные гравитационной вязкостью, становятся сравнимыми с силами притяжения средней галактики на расстоянии в 500 килопарсек от её центра (один парсек равен 3,1.10^{16} м). Значит, во Вселенной идёт постоянная борьба между локальными и глобальными взаимодействиями и граница этой борьбы сравнима с половиной среднего расстоянием между галактиками. Можно сказать, что именно гравитационная вязкость ответственна за среднемасштабную структуру Вселенной, связанную со скучиванием вещества в галактики.
Сюда следует добавить и тот факт, что поскольку реальные силы тяготения отличаются от ньютоновских, то становится несправедливым и свойство сферически-симметричной материальной оболочки не создавать во внутренней полости сил тяготения. Напротив, в реальной Вселенной всякое уплотнение материи в виде оболочки в результате какой-либо флуктуации ведёт к дальнейшему наращиванию её плотности, в том числе и из внутренней полости. И именно в этом заключается секрет эффекта "мыльной пены" в крупномасштабной структуре Вселенной, связанной с образованием пустых ячеек со стенками из скоплений галактик.
Как показали дальнейшие исследования, гравитационная вязкость оказалась тождественной вязкости эфира. Наличием этой вязкости обусловлено аномальное и никем пока не объясненное торможение (порядка м/с2) космических аппаратов "Пионер-10" и "Пионер-11", улетевших за пределы Солнечной системы.
При вращении больших тел и их систем (планет, звезд, галактик) гравитационная вязкость приводит к замедлению угловой скорости их (их компонентов) вращения. Из многолетних наблюдений известно, что период суточного вращение Земли за 100 лет увеличивается на 2.10^{-3} с. Оценка влияния вязкости эфира для диапазона его плотностей от средней во Вселенной до галактической (в месте расположения Солнечной системы) дает увеличение суток за столетие, равное 0,0012...0,33 с. Уточнение плотности эфира и учет его увлечения вращающимися телами приведет к уточнению этих данных.
В последние годы найдены формулы, по которым для вышеуказанного диапазона плотностей эфира оценена его динамическая (10^{-32}...10^{-29}) и кинематическая (10^{-5}...10^{-3}) вязкости (более точно кинематическая вязкость эфира определена экспериментально харьковчанином Галаевым - 6,24.10^{-5}).
Материальная среда Вселенной, взятая в глобальном масштабе, влияет не только на движение материальных тел, но и на распространение полей. Мы уже видели, как это влияние сказываются на гравитационном поле любого материального тела. И как гравитационные поля всех тел складываются и формируют структуру самой Вселенной. Они, как оказалось, влияют также и на распространение света, уменьшая его энергию с расстоянием. А это изменение, в свою очередь, ведёт к уменьшению его частоты по экспоненциальному закону. В линейном приближении эффект от действия такого закона легко спутать с эффектом Доплера, что и было сделано при объяснении красного смещения в спектрах излучения других галактик.
Если с учётом нового закона распространения света просуммировать излучения всех звёзд Вселенной, то получится суммарное излучение, имеющее эффективную температуру 2,7 градуса выше абсолютного нуля. Именно это излучение и фиксируют радиотелескопы с 1965 г. И это не остаток Большого Взрыва, а равновесное электромагнитное излучение всех источников вечно живой Вселенной.
7. Теория относительности - знакомая и незнакомая
Особо следует сказать о теории относительности (хотя для этого и нужен отдельный доклад). Как известно, Эйнштейн разработал две теории: в 1905 г. - специальную теорию относительности (СТО), которая связала воедино пространство и время, а в 1915 г. - ОТО, которая связала СТО с гравитацией.
Центральным ядром СТО являются преобразования Лоренца, которые описывают изменения масштабов 3-мерного пространства и 1-мерного времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Решением XIII (1967) и XVII (1983) Генеральной конференции по мерам и весам дано современное определение единиц длины и времени - метра и секунды. В 2002 г. при анализе соответствия этих определений преобразованиям Лоренца автором было выявлено, что такое соответствие невозможно.
Действительно, в СТО существует понятие интервала между двумя событиями в четырехмерном пространстве-времени (обычно излучением и приемом света в разных точках), который является инвариантом (т. е. неизменной величиной) по отношению к преобразованиям Лоренца. Но этот интервал строится на сторонах прямоугольного треугольника и справедлив только для плоскости, проходящей через начало движущейся системы отсчета и перпендикулярной вектору ее скорости. Применение преобразований Лоренца для иных условий (что повсеместно и делается) противоречит вышеупомянутым определениям единиц длины и времени. Иными словами, только в этой плоскости сохраняется инвариантным вышеуказанный интервал.
В отличие от этого автором еще в 1984 г. предложена и до сих пор плодотворно используется группа преобразований координат, сохраняющая инвариантным интервал для всего сферического фронта световой волны. Эта группа предполагает использование 3-мерного пространства и абсолютно симметричного ему 3-мерного времени. Они являются следствиями того, что масштабы пространства, времени и скорости света являются тензорами второго ранга (типа ежика векторов), геометрические образы которых (концы этих векторов) представляют собой сферы, сдвинутые одинаковым образом относительно точки прикрепления (этих векторов) пропорционально скорости движения одной инерциальной системы отсчета относительно другой.
Кроме того, у ОТО имеются особенности при преобразовании из геометрической в полевую форму. Переменными в этой теории, которые являются аналогом гравитационного потенциала в теории тяготения Ньютона, выступают компоненты так называемого фундаментального метрического тензора (связывающего масштабы компонентов четырехмерного пространства-времени между собой). В случае слабых полей данный тензор традиционно раскладывают на две части, одна из которых соответствует плоскому (евклидовому) фону, а другая - отклонениям от этого фона вблизи массивных тел под действием их гравитации. Между тем такое разложение не соответствует требованиям математики. Правильнее раскладывать на две части не тензор, а тензорную плотность, в которую тензор входит как составная часть. При этом, во-первых, удовлетворяются требования математики, а во-вторых, получаются условия, которые значительно упрощают конечные уравнения ОТО в полевой форме.
Следует также отметить, что в геометрической форме ОТО гравитационное поле как материальная среда отсутствует. Это является следствием использования специальной системы координат и римановой геометрии пространств дискретной мерности. Иными словами, в данной форме ОТО пространство-время так искривлено, что это в традиционном (бытовом) представлении эквивалентно действию сил тяжести.
Уравнения Эйнштейна в геометрической форме состоят из двух частей: в их левой части записана вышеуказанная геометрия, а в правой - вся материя, кроме материи гравитационного поля. При преобразовании уравнений в полевую форму геометрия Римана, в свою очередь, распадается на две половины: на плоскую геометрию пространств непрерывной мерности и материю гравитационного поля.
Первая половина приводит к выявлению во Вселенной геодезической кривизны, связанной с изменением масштабов расстояний при движении с какой-либо скоростью или при нахождении вблизи массивного тела, а вторая - к выявлению массы покоя у частицы, переносчика гравитационных взаимодействий, в отличие от общепринятого мнения о том, что источником гравитации является абсолютно пустое, но искривленное пространство-время. Она оказалась равной 10^{-69} кг. Древний философ Демокрит называл ее амером, ссылаясь на еще более древние источники.
Кстати, космологические исследования в области электродинамики показали, что масса частицы - переносчика электромагнитных взаимодействий точно такая же, как у амера. А гравитоны так же, как и фотоны, массы покоя не имеют, поскольку это не частицы, а эквиваленты частиц (типа фононов в воздухе), которые связаны с распространением волновых процессов в эфире
Таким образом, ОТО в полевой форме (которая более естественно соответствует реальной Вселенной) привела, с одной стороны, к понятию нецелой мерности пространства, а с другой - к проявлению материальности носителя гравитационного поля.
Первое из указанных свойств Вселенной для нас оказалось абсолютно новым, но вполне объяснимым свойством. Так, если взять сумму трёх взаимно перпендикулярных отрезков прямой линии длиной по одному метру по местному масштабу пространства, то по глобальной координатной сетке это будет не обязательно число 3. В зависимости от движения местной системы координат или от наличия массивных тел эта сумма может быть меньше или больше 3, а в некоторых случаях - стать даже отрицательной. Точно так же длина окружности при наличии гравитирующего тела в ее центре будет больше, а за ее пределами - меньше числа "пи" (3,14).
8. Объединение фундаментальных взаимодействий
Известный физик Лоренц 100 лет назад высказал гипотезу о том, что гравитационные взаимодействия могут быть результатом нескомпенсированности сил электрического взаимодействия. В 1998 г. ученый из Екатеринбурга Калеганов нашёл причину этого: каждый заряд притягивается ко всем зарядам противоположного знака, а отталкивается от всех зарядов одного знака минус единица (сам от себя-то он не отталкивается).
В дальнейшем эти идеи привели к исследованию мультипольного взаимодействия (по закону Кулона) электрических зарядов нейтральных тел путем численного моделирования на компьютере. В результате моделирования выяснилось, что как результирующая сила, так и закон ее изменения с расстоянием не зависят от числа зарядов (при неизменных размерах тела). Однако главным результатом было то, что закон изменения мультипольного потенциала от расстояния с большой точностью аппроксимируется функцией, соответствующей потенциалу Неймана-Юкавы. При этом мультипольный потенциал электрона, состоящего из амеров, оказался в 1039 слабее обычного электрического потенциала, что соответствует гравитационным силам. А мультипольное взаимодействие электронов и позитронов в атомном ядре дало потенциал, соответствующий ядерным силам.
Таким образом, в природе существует связь между всеми фундаментальными взаимодействия, характерной особенностью которой является возможность выражения взаимодействия между материальными телами через мультипольное взаимодействие частиц, их составляющих.
ОТО, как считается, есть релятивистская, но не квантовая теория пространства, времени и гравитации. Разработанная автором теория основывается на математическом аппарате ОТО (т. е. на тензорном исчислении и дифференциальной геометрии многомерных пространств), но по своему содержанию представляет собой релятивистскую квантовую теорию эфира и фактически является единой теорией всех фундаментальных взаимодействий. Поскольку для нашего восприятия (в том числе с помощью приборов) доступно только 4 фундаментальные взаимодействия (гравитация, электромагнетизм, ядерные и слабые взаимодействия), а в новой теории есть только 4 основных уравнения (для свободного пространства), то это и послужило причиной назвать ее квадродинамикой.
Следует отметить, что ОТО по своему содержанию фактически также является единой теорией фундаментальных взаимодействий, однако до настоящего времени этот факт не был понят ни ее создателем, ни его современниками, ни его последователями из-за значительной сложности математического аппарата теории и большого количества заложенных в нее ошибок или толкований.
До сих пор квадродинамика не имела ни одного противоречия с природой, в то время как ОТО всегда входила в конфликт со свойствами реального мира, особенно в области космологии. Традиционная электродинамика также противоречива и неполна. Поэтому из вышеприведенных результатов исследований вытекает задача дальнейшего развития не теории гравитации (в ней развития требуют теперь больше прикладные вопросы), а электродинамики как основы всех фундаментальных взаимодействий.
В этой работе основной упор должен делаться на отождествлении уравнений квадродинамики с известными уравнениями электродинамики и изучении неизвестных ранее уравнений электродинамики, а также отождествлении их свойств с реальной природой. Ключом к этой работе есть отказ от специальной теории относительности и, в частности, от преобразований Лоренца, узость которых на протяжении 100 лет тормозила развитие всей физики, и замена их на группу преобразований координат, сохраняющих неизменным уравнение светового конуса.
9. Гравитационные волны и гравитационные резонансы
Волновые решения уравнений квадродинамики в отсутствие источников гравитационного поля, т. е. за пределами материальных тел, однозначно идентифицируются с электромагнитными волнами по следующим признакам:
1) одинаковой скорости распространения, равной скорости света;
2) единому переносчику взаимодействий - частице эфира с массой 10^{-69} кг;
3) одинаковому экспоненциальному закону уменьшения частоты с расстоянием;
4) одинаковому диапазону частот - от 10^{-18} до 10^{23} 1/с;
5) одинаковой поляризации - ортогональной.
Выявились и новые результаты:
1) нижняя ненулевая частота диапазона существования электромагнитных волн, равная 10^{-18} 1/с;
2) физический смысл постоянной Планка h, умноженной на минимальную частоту 10^{-18} 1/с, - энергия амера, частицы эфира;
3) дополнительные неизвестные уравнения электродинамики (число новых уравнений электродинамики вдвое больше числа уравнений Максвелла), которые описывают продольные электромагнитные волны и продольное взаимодействие параллельных токов.
Уравнения квадродинамики имеют вид волнового уравнения, в котором в явном виде присутствует некая резонансная частота, зависящая от плотности материального тела или среды. Поскольку плотности космических тел меняются по глубине, то для каждого тела должно существовать множество резонансных частот.
Вычисленные резонансные частоты Земли занимают диапазон от 10^{-6} до 10^{-4} Гц. Эти колебания относятся к гравитационным волнам, распространяющимся со скоростью света в различных слоях Земли, ее океане и атмосфере и не тождественны сейсмическим волнам, скорости распространения которых не превышают 7 км/с, а частоты колебаний лежат, в основном, в диапазоне от 10^{-4} до 10^{-2} Гц.
Наличие гравитационно-резонансных частот Земли само по себе еще ничего не означает, но совпадение этих частот с внешними воздействиями астрономического характера способно привести к сложению амплитуд колебаний в определенных точках Земли и вызвать катаклизмы - землетрясения, цунами, извержения вулканов.
Поиск подтверждений показал, что колебания электромагнитного и гравитационного полей Земли в резонансном диапазоне частот уже замечены, являются предметом систематических наблюдений и коррелируют с соответствующими частотами воздействий на Землю астрономических объектов и их систем.
Расчеты резонансных частот Солнца показали, что среди них имеется такая, которая соответствует известным пульсациям с периодом 160,1 минуты. Эта частота относится к слою Солнца на глубине примерно половины его радиуса и, по-видимому, ответственна за циклический энергообмен между внутренней частью, где идут термоядерные реакции, и внешней частью, где такие реакции отсутствуют.
Резонансная частота Галактики определялась для плотности материи в месте расположения Солнечной системы. Длина волны, соответствующая этой резонансной частоте, оказалась равной расстоянию между соседними рукавами Галактики.
10. "Летающие тарелки" - наша ближайшая реальность!
А можно ли из квадродинамики извлечь практические выгоды? До сих пор выгоды ОТО представлялись весьма туманно и связывались в основном с уточнением знаний по отдельным вопросах той или иной модели Вселенной в рамках концепции Большого Взрыва, т. е. мыслились выгоды не вещественные, а познавательные. Квадродинамика также даёт определённые возможности в изучении Вселенной, позволяющие уточнить численные значения многих её параметров.
Так, уменьшение частоты света при его распространении в пространстве можно использовать для определения средней плотности Вселенной. Принцип действия установки для этого эксперимента основан на сравнении частот двух лучей света, излученных одним квантовым генератором непрерывного действия, причём один луч света должен поступать на измерительное устройство непосредственно с генератора, а второй - после прохождения определённого расстояния по световодному волокну, намотанному для удобства экспериментатора на катушку.
Для осуществления эксперимента необходимо, чтобы длина световода была порядка нескольких сот километров, а удлинение за счёт всяких помех не превышало нескольких десятых длины волны используемого света. При этом одно биение частот света придется регистрировать в течение примерно месяца. Как видно, эксперимент очень трудный, но осуществимый.
Зависимость же радиуса гравитационных взаимодействий от средней плотности среды, в которой эти взаимодействия осуществляются, ставит на повестку дня вопрос о принципиальной возможности создания гравитационного экрана из материи с очень большой плотностью и, соответственно, очень маленьким радиусом гравитационных взаимодействии в ней. Пока трудно придумать механизм создания такого экрана (хотя и есть масса рабочих проектов), но если он будет создан, то у человечества появится принципиально новое средство передвижения.
Действительно, если корпус летательного аппарата окружить гравитационным экраном и соответствующим образом подобрать размеры самого аппарата и толщину экрана, то этот аппарат сможет парить в воздухе, как стратостат, поскольку его многотонная "начинка" практически полностью перестанет взаимодействовать с гравитационным полем Земли. Таким образом, летательный аппарат будущего может представлять собой своего рода огромное искусственное атомное ядро с управляемой оболочкой и своеобразной начинкой.
Этот аппарат и разгонять было бы не трудно, так как он почти полностью перестал бы взаимодействовать и со всеми другими массами Вселенной. А мы теперь знаем, что инертные свойства материальных тел проявляются через их гравитационное взаимодействие со всеми массами Вселенной. Иными словами, фактически произошло бы уменьшение гравитационной массы аппарата на несколько порядков.
Так, например, при толщине экрана в 10 радиусов взаимодействий проявляемая масса аппарата уменьшится в 2000 раз. А это значит, во-первых, что такой аппарат можно было бы разгонять с большими ускорениями с помощью даже маломощного (например, фотонного) двигателя, а во-вторых, что ускорение, которое будут ощущать пассажиры этого аппарата, также будет ослаблено во столько же раз, во сколько уменьшена масса. Следовательно, можно будет не опасаться за их безопасность даже при самых резких маневрах. Если верить очевидцам, то такие свойства имеют только НЛО.
Многочисленные наблюдения подтверждают необычность полетов НЛО и свойств их внешних оболочек. Отмечается, что после закрытия люков и включения каких-то внутренних агрегатов полностью исчезают все щели между люками и корпусами НЛО, а также появляется свечение окружающей атмосферы, что свидетельствует о возникновении на их поверхностях каких-то сплошных экранов с огромной напряженностью поля. Хрональные явления, т. е. замедление хода времени по часам и ощущениям лиц, попавших по каким-либо причинам в ближайшее окружение НЛО при их посадках, свидетельствуют, что это поле является гравитационным. Наблюдаются также исходящие от НЛО конусы света, характерные для работы фотонных двигателей. А вертикальное направление этого излучения свидетельствует о его цели - компенсировать остаточную силу тяжести летательных аппаратов (а зачем же днём освещать землю?).
Если летательный аппарат предназначен для полётов только вблизи земной поверхности, то экранировать можно не весь аппарат, а только его нижнюю поверхность (и значительно шире самого корпуса), чтобы отгородиться от силы тяжести Земли. Таким образом, мы и приходим к идее "летающей тарелки". И не в этом ли кроются истоки древних сказаний о "коврах-самолётах"? По крайней мере, Славяно-Арийские Веды, записанные более 40 тыс. лет назад, утверждают, что наши далекие предки прилетели на Землю на больших космических кораблях - Вайтмарах, которые имели на своем борту маленькие летательные аппараты - Вайтманы (см. доклады о Ведах в этом сборнике).
11. Гравитационные вихри - транспортные артерии Вселенной
Свойства уравнений квадродинамики таковы, что они допускают существование не только гравитационных волн, но и гравитационных образований в виде вихрей (фактически это вихри эфира). В отличие от гравитационных волн, скорость распространения которых равна скорости света, гравитационные вихри могут перемещаться в пространстве с самыми маленькими скоростями. На своём пути они деформируют пространство-время так, что образуются своего рода пространственные каналы, скорость света вдоль которых существенно больше, а в поперечном - меньше обычных 300 тыс. км/с.
Гравитационные вихри должны вызывать изменение темпа хода времени, искривление лучей света и связанные с ними эффекты наблюдения вторых солнц, лун, других предметов и источников света, а также их фокусировок и рассеяний. Кроме того, они могут быть причиной телепортации различных объектов на малые и большие рассто-яния, внезапных исчезновений и появлений как бы ниоткуда предметов, воды, огня - в общем, всего того, что мы понимаем под термином "полтергейст".
Гравитационные вихри могут возникать при несимметричном коллапсе (сжатии) или взрыве звёзд. При катастрофах же галактического масштаба должны возникать целые гравитационные циклоны. Это даёт основание полагать, что в природе существует естественный способ быстрого перемещения материальных объектов в пространстве и во времени между звёздными системами и даже галактиками по каналам, образованным указанными явлениями природы. А это, в свою очередь, вселяет надежду на возможность контактов с инопланетными братьями по разуму.
К сожалению, гравитационные вихри менее всего изучены. Отсутствует теоретический фундамент и фактический материал. И в первую очередь этот недостаток нужно связывать с определённой ограниченностью геометрической формы ОТО и представления пространства-времени в виде четырехмерия. Переход автора к 3-мерному представлению времени позволяет решать любые задачи, в том числе исследовать гравитационные вихри и на этой основе создавать устройства генерирования искусственных гравитационных вихрей. Славяно-Арийские Веды утверждают, что у наших далеких предков были своеобразные устройства телепортации, которые генерировали искусственные гравитационные вихри между двумя конечными устройствами, называемыми "вратами междумирья". Они также упоминают "небесные иглы", которые, по-видимому, были уменьшенным аналогом "врат междумирья", предназначенным для сверхбыстрой космической связи.
Заключение
Вышеприведенный доклад позволяет сделать главный вывод о том, что мы живем на пороге новых открытий, изобретений, полетов к другим планетам и звездным системам. И в этом движении земной цивилизации новые знания и технологии не должны стать новым оружием, способным уничтожить нашу среду обитания и нас самих, как это уже произошло 112 тыс. и 13 тыс. лет тому назад.
Публикации автора в Интернете по теме:
1. Жук Н. А. «Микроволновый фон космоса как суммарное излучение всех звёзд». Дата публикации: 23 сентября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6130.html.
2. Жук Н. А. «Современные понятия пространства, времени и ограниченность преобразований Лоренца». Дата публикации: 23 сентября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6131.html.
3. Жук Н. А. «О тождестве инертной и гравитационной масс». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6237.html.
4. Жук Н. А. «О кривизне Вселенной». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6238.html.
5. Жук Н. А. «Потенциал Юкавы и его свойства». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6239.html.
6. Жук Н. А. «Полевая форма общей теории относительности». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6240.html.
7. Жук Н. А. «Космология, фундаментальные взаимодействия и масса частицы – переносчика взаимодействий». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6241.html.
8. Жук Н. А. «Гравитационно-волновые свойства и катастрофы Земли». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6242.html.
9. Жук Н. А. «Распределение квазаров во Вселенной и космологические модели». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6243.html.
10. Жук Н. А. «О тождестве двух видов уравнений Эйнштейна». Дата публикации: 7 октября 2003. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6244.html.
11. Жук Н. А. «Квадродинамика». Дата публикации: 7 июля 2004. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7620.html.
12. Жук Н. А. «Основной закон стохастической динамики твердого тела». Дата публикации: 17 января 2006. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8181.html.
13. Жук Н. А. «Славяно-Арийские Веды о строении Вселенной и истории Человечества». http://zhuck1.narod.ru/SAV-SVIC.htm.
14. Жук Н. А. «Славяно-Арийские Веды о законах продления рода и общинно-родовом укладе». http://zhuck1.narod.ru/SAV-ZPR.htm.
15. Жук Н. А. «Эйнштейн и его теория относительности: 100 лет манипулирования умами ученых». http://infobank.h10.ru/zhuck/einst2.html.
16. Жук Н. А. «Славяно-Арийские Веды о Боге и Дьяволе, Добре и Зле, Гениальности и Безумии». http://zhuck1.narod.ru/SAV_DZ.htm.
17. Жук Н. А. «Космология» (Монография). – Харьков: ООО «Модель Вселенной», 2000, 464 с. http://zhuck1.narod.ru/cosmolog.rar (скачать).
18. Жук Н. А. «Праведы о Троице как всеобщей модели Мироздания». http://zhuck1.narod.ru/troitsa.htm.
19. Информация о результатах исследования квазаров группой ученых во главе с Н. А. Жуком в полном виде представлена на русском и английском языках на сайте http://quazars.narod.ru.
20. «Славяно-Арийские Веды». http://zhuck1.narod.ru/Sl-Ar-Ve.zip (скачать).
21. «Праведы». http://zhuck1.narod.ru/pravedy.zip (скачать).
22. Декларация Славяно-Арийской Академии Наук «Об основах Мироздания и истории Человечества». http://www.efir.com.ua/rus/a.php?r=0&d=10, http://zhuck1.narod.ru/Deklar-A.htm.
Смотрите другие работы автора - на http://proza.ru/avtor/zhuck.