Ключевые слова: фотонный двигатель.
Аннотация. Представлена модель фотона, которая переносит только энергию, и при этом не имеет ни инертной массы, ни импульса. После акта передачи энергии от фотона к веществу формирующиеся в веществе импульсы должны составлять сумму, равную нулю.
Современное поле научной деятельности так широко и так разнообразно, что кто-то сравнил интегральное научное представление об окружающем нас мире с плохо сшитым лоскутным одеялом. В идеале каждый лоскут должен быть естественным, непротиворечивым продолжением соседних лоскутков. Однако реалии таковы, что в одеяле пока ещё много дыр, а где, казалось бы, «дыр» нет – теории не стыкуются.
Ситуация вполне естественная, но не желательная, и требует контроля, учёта и координации действий по выявлению и устранению недостатков и противоречий.
Давно, до создания академий наук, эту функцию добровольно выполняли философы-энциклопедисты. В настоящее время философия эту функцию практически утратила, и надежд на неё в этом плане нет, однако значимость прежних достижений философии от этого ничуть не уменьшилась.
Словосочетание «философский закон» несёт двойную нагрузку. Это может быть любой открытый природный закон, имеющий философскую значимость, но это может быть и закон, являющийся исключительно достижением философской мысли, который в принципе не может быть установлен в рамках практической физики. Философские законы дополняют систему физических законов и действуют так же неукоснительно, без исключений и без погрешностей.
Свод исконно философских законов автору, к сожалению, не встречался. Эти законы рассыпаны по трудам классиков и более концентрированно представлены в первоисточниках, которых тоже достаточно много и их трудно собрать воедино.
Несоблюдение законов философии, особенно при построении модели мира, подобно состоянию сна разума, и порождает чудовищ, которые ведут общество к бессмысленной трате его ресурсов, как материальных, так и интеллектуальных.
При анализе современных гипотетических теорий создается впечатление, что многие теоретики просто не знают основополагающих законов философии. А может быть и знают, но эти законы так им мешают, что авторы сознательно не хотят их знать. Примером может служить отношение к философскому положению (закону) о невозможности существования в природе объектов с бесконечными или нулевыми размерами. Нет отверстий с нулевым диаметром, и нет точечных массивных частиц с нулевыми размерами и бесконечной плотностью. И это всего один из многих постоянно и официально нарушаемых философских законов.
Пренебрежительное отношение части исследователей к достижениям философии приводит к появлению новых ложных научных концепций, на базе которых появляются следующие поколения недееспособных научных и технических проектов.
Одной из ложных научных концепций является официальное представление о продольном импульсе фотона.
Все энциклопедические справочники и все учебники предоставляют одинаковую информацию о величине импульса фотона и способах его вычисления, а также сообщают об экспериментальной проверке, которая многократно подтвердила предлагаемую математическую модель p = hf/c, где с – вектор скорости фотона.
Официальная академическая позиция открывает перспективу конструкторам в создании фотонных двигателей. И работы уже ведутся. Например, разработка Photonic Laser Thruster (PLT) – фотонного лазерного двигателя для коррекции траектории искусственных спутников, которую ведет НАСА. И это далеко не единственная коллаборация, ведущая такие разработки.
Принцип двигателя прост. Солнечные батареи аккумулируют энергию космических фотонов и по мере накопления энергии поддерживают работу управляемого лазера, создающего фотонную тягу.
Поздравлений с успешными испытаниями не слышно. И это естественно, так как положительный результат невозможен по причине принципиальной неосуществимости фотонного двигателя.
Докажем это утверждение, основываясь на самых общих соображениях, то есть используя инструментарий, присущий философскому методу, а также на самых современных экспериментах.
Согласитесь, посыл очень странный. Зачем нужно доказывать то, что подтверждено самыми современными экспериментами. Однако откройте учебники, справочники, энциклопедии – и поймете, что надо доказывать.
Начнём доказательство с анализа самых бесспорных знаний о фотоне.
Известно, что фотоны излучаются всеми вещественными объектами, температура которых больше абсолютного нуля. Фотоны переносят энергию, и поглощаются только целиком. Поглощаясь, фотоны преобразуются в разные формы энергии, которые могут сопровождаться импульсами движения, что послужило поводом для заблуждения об импульсе фотона. Однако сумма возникающих в поглощающей системе импульсов всегда равна нулю.
Если фотон не имеет собственного продольного импульса, а все современные целевые эксперименты подтверждают этот факт, то фотон принципиально не может быть поглощен ни одной свободной элементарной частицей. Самостоятельно элементарные частицы могут только рассеивать фотоны. Это – нечто совершенно новое, и хочется в этом убедиться.
Развивая эту мысль, логически получаем, что свободные элементарные частицы не могут излучать фотоны. А это приводит к краху множества интерпретаций экспериментов с участием фотонов и гамма квантов.
Перед нами еще один философский закон, действием которого является ограничение действия другого закона.
Известно, что поглощение импульса тоже происходит только совместно с передачей энергии. Невозможно сообщить вещественному объекту дополнительный импульс, не изменив соответственно энергию объекта.
Кроме того, поглощение тепловой энергии от стабильного потока фотонов тем меньше, чем больше выражены отражательные способности освещаемого объекта. Логично допустить, что при полном отражении передача энергии от фотона к отражателю вообще не происходит, т.е. равна нулю.
Принято даже считать, что в природе нет веществ, способных реализовать полное отражение. Однако создание искусственных веществ со всё большим и большим отражением успешно прогрессирует, а квантовый акт отражения в принципе не может быть частичным, т.е. или отражения фотона нет, или это полное отражение.
Если при полном отражении нет передачи энергии, то нет и передачи импульса, это очевидно. Однако академическая наука предлагает всем формулу для расчёта импульса, из которой следует, что при полном отражении отражатель приобретает удвоенный импульс фотона. Вот эта формула: p = (1 – k + q) ; I/c, где I – интенсивность падающего излучения; c – скорость света, k – коэффициент прохождения, q – коэффициент отражения.
Абсурд ситуации очевиден. Но всё же прокомментируем.
Приведем доказательства с помощью учета гравитации, в традиционной форме – от противного. Для этого сконструируем на основе официальной математической модели вечный двигатель. Закрепим идеальные отражатели на скользящих механических подставках и подберем массу отражателей так, чтобы сила притяжения между ними была в два раза меньше предполагаемой силы давления светового луча. Теперь сформируем прерывистый луч со скважностью ;, т.е. меандр, с длиной волны модуляции, равной расстоянию между отражателями. Вечный двигатель, в принципе, готов. Пока один из отражателей испытывает давление луча, которое в два раза больше силы притяжения отражателей, он ускоряется от центра конструкции. В это же время другой отражатель, испытывая только силу притяжения, ускоряется к центру конструкции. Легко убедиться, что результирующие силы, действующие на отражатели, всегда направлены одинаково, и согласованно меняют свое направление, создавая вечный механический вибратор, т.е. вечный двигатель. А это невозможно.
Вывод однозначен: при полном отражении фотона (луча) отражатель не получает ни энергии, ни импульса.
В таком уточнении модели фотона нет ничего деструктивного и неожиданного, ведь фотоны признаны поперечными электромагнитными волнами. А всем известно, что радиоволны, электромагнитная природа которых несомненна, раскачивают электроны проводимости, создавая в приемных антеннах переменный ток, исключительно в поперечном направлении к поглощаемому лучу, т.е. вывод о поперечном импульсе фотона-волны экспериментально давно уже подтвержден.
Обратимся ещё раз к справочникам и учебникам, которые сообщают читателю, что наличие у фотонов продольного импульса подтверждено множеством прямых и косвенных экспериментов.
Не будем утомлять читателя критикой техники проведения этих экспериментов. Их несостоятельность можно считать доказанной на кончике пера независимым исследователем А.А. Гришаевым [3].
Кроме того, самым распространенным и авторитетным аргументом в пользу светового давления до сих пор являются ссылки на опыты П.Н. Лебедева [4], которые в своё время стали решающими в борьбе мнений. Эти опыты тщательнейшим образом повторены на более высоком техническом уровне, и расширены, в плане наглядности и разнообразия, исследователем В.Е. Костюшко [5]. В этих опытах светового давления обнаружить не удалось, при этом выявлены (экспериментально) все ошибки, допущенные Лебедевым.
На основании результатов экспериментов Костюшко логично предположить, что все наблюдаемые Эйнштейном эффекты, связанные с передачей фотонного импульса электронам вещества при фотоэффекте, являются либо вторичными, либо половинчатыми. Другими словами, энергия выхода электрона в два раза (и больше, по модулю) меньше энергии облучающих фотонов. Таким образом, Нобелевская премия Эйнштейна экспериментами Костюшко не оспаривается. Критике подвергается только сопутствующая квантовой идее «медвежья услуга» с собственным продольным импульсом фотона.
Но не надо забывать, что теория фотоэффекта создавалась во время научной революции, со всеми атрибутами смутного, революционного времени. Революции не гарантируют принятие оптимальных решений. В революции всего важнее победа, которая иногда достигается авантюрными методами и поступками. Продольный импульс фотона – это всего лишь один случай из целого перечня прижившихся, ложных по неведению, постулатов.
Итак, продольный импульс, переносимый фотоном, не существует ни в образе фотона-частицы, ни в образе фотона-волны. А это значит, что мечте о маршевых фотонных двигателях не суждено сбыться. Все разработки таких двигателей – это чёрная дыра любого бюджета. Но это мелочь, по сравнению с потерями в разработках гипотетической термоядерной энергетики, в которой основополагающие эффекты происходят в результате давления света.
Каким же образом можно уточнить модель фотона, и каково может быть его природное назначение в свете установленной истины?
Рассмотрим изотропный излучатель когерентных фотонов в неподвижном пространстве. Исходим из того, что каждый излучённый фотон распространяется в свободном пространстве, не изменяя своих параметров.
Каждый излученный фотон отнимает у излучателя калиброванную порцию энергии и уносит её в неопределенную даль со скоростью света. Фотон в свободном физическом вакууме распространяется с постоянной скоростью, строго прямолинейно, без затухания и дисперсии. Единственным мыслимым назначением излучённого уже фотона является возможность быть поглощённым другим веществом. Бесконечное во времени удаление (распространение) фотона, без гарантированного поглощения (взаимодействия), является для системы, называемой Вселенная, уничтожающим фактором, ведущим к неизбежному энергетическому истощению системы. Исключая такую возможность, т.е. утверждая, что каждый фотон будет неизбежно поглощён, можно утверждать, что фотоны призваны обеспечивать принудительный обмен энергией между веществом Вселенной.
Дальнодействие фотонов является неограниченным и гарантированно обеспечивает энергообмен в подсистеме любого размера. Фотонным обменом природа обеспечивает превращение тепловой энергии в другие виды энергии, противодействуя этим неограниченному увеличению энтропии. Таким образом, фотоны, как и гравитация, выполняют системообразующую функцию, не искажая при этом гравитационных законов движения массы. И это наиважнейшее философское положение, недоступное математической физике.
Таким образом, фотон является одним из ключиков к пониманию устройства Вселенной. Декларируемый здесь принцип неизбежности поглощения каждого фотона веществом в космологическом аспекте мог бы стать очень действенным требованием, предъявляемым к гипотетическим моделям устройства Вселенной. Но этот отличный критерий для всех космологических теорий надо ещё обосновать.
Анализ параметров вещества, обеспечивающего максимальное отражение, а непременный их атрибут – это гладкая поверхность, позволяет сделать более частные предположения в плане устройства фотона.
Поверхность является максимально гладкой, если все атомы наружного слоя находятся в одной плоскости, иногда образуя правильную решетку на гранях кристаллов. Поверхностный электронный слой таких структур образуется электронами, плоскость обращения которых практически ортогональна отражающей поверхности. Если для отражения это свойство является определяющим, то можно предположить, что поглощение фотонов осуществляется электронами, орбиты которых параллельны отражающей поверхности.
Исходя из этого и учитывая поглощающие свойства сажи, можно предположить, что в атомах углерода, находящихся в несвязанном состоянии (сажа), плоскости электронных орбит не проходят через ядро и смещены от центра атома (ядра), образуя тетраэдр, и практически во всех направлениях соответствуют условиям поглощения фотонов. Такой принцип построения электронных оболочек атомов отстаивает Ф.М. Канарёв [6].
При формировании кристаллических структур электронные оболочки атомов, в том числе углерода, видоизменяются за счёт кристаллических связей, в результате плоскости электронов, формирующих поверхностный слой, видимо, смещаются к центру атома и устанавливаются ортогонально к поверхности кристалла. Эта конфигурация и обеспечивает практическое отсутствие поглощения на гранях алмаза.
Это краткое отступление в теорию строения атома сделано для подтверждения того, что при переходе электрона с орбиты на орбиту фотон излучается не произвольным образом, а строго ортогонально орбите электрона в момент излучения. Такой же вывод можно получить исходя из принципа взаимности. Если фотоны при поглощении раскачивают электроны ортогонально своему направлению, то и излучаются при таких же условиях.
Что же такое фотон?
Ответ на этот вопрос архиважен.
Авторитеты квантовой теории признали своё бессилие, объявив своим лозунгом следующее высказывание (не дословно): счастливы тем, что умеем немного прогнозировать то, чего совсем не понимаем. Такое положение соответствует истине, и надо принимать его во внимание, но не поднимать же его как знамя.
Фотон это тот объект, с которого надо начинать учится строить квантовые структуры элементарных квантовых объектов. Попытка начать эту учёбу с протонов, похоже, закончится неудачей
Фотон – специфическое и уникальное, локальное возбуждение квантовой материи физического вакуума, которое необходимо изучить, используя методику черного ящика.
Некоторые свойства фотонов весьма противоречивы – и это надо рассматривать как удачу, способствующую поиску истины, а не насиловать природные характеристики, втискивая их в ложе имеющихся классификаторов.
Надо больше экспериментировать. Ни в одном справочнике или учебнике автор не находил информации об отклонении фотонов постоянным магнитным полем. Между тем, блогеры в интернете демонстрируют этот эффект.
Что ещё обнаружат блогеры? И как их находки попадут в справочники и учебники при наличии специальной организации, официальной целью которой является недопущение в науку всего принципиально нового. Можно только улучшать. Да, и то – не всё.
Фотон бессмысленно рассматривать в качестве частицы, так как с частицей его роднит единственное свойство – сохранение внутренней структуры во времени.
Фотон нельзя рассматривать в качестве элемента поля частицы-излучателя, так как после излучения он существует совершенно независимо от излучателя и не может быть остановлен для формирования стационарной конфигурации постоянного поля заряда. Тем более что электрическое поле заряда подчиняется закону сохранения, т.е. оно не может отрываться от заряда и излучаться.
Фотон неразумно рассматривать как бестелесный конгломерат свойств известных природных образований. Предлагаемый официальной наукой дуализм фотона является порождением эклектики, чуждым гармоническому единству природы.
Фотон нельзя рассматривать в качестве традиционной волны, так как известные типы волн реализуются относительным движением составляющих элементов среды, а элементы физического вакуума в принципе не могут перемещаться друг относительно друга.
Доказательство последнего утверждения элементарно и приведено в [7].
Фотон – это квантовая ударная волна, в которой возбуждение среды не имеет механических признаков. В квантовой волне возмущение (внутреннее изменение структуры кванта) может распространяться только по линии перемещения фотона, в силу его неделимости (сохранения). Естественным следствием такого закона распространения является отсутствие затухания в зависимости от расстояния. Таким образом, прямолинейное распространение фотона без затухания прямо указывает на его квантовую природу, немаскируемую от нас промежуточными макроскопическими образованиями. Фотон, видимо, является объектом, состоящим из самого малого количества материальных квантов.
Предложенный взгляд на принципы, положенные в устройство фотона, ставят перед физиками массу новых и неожиданных вопросов. Ответ на один из таких вопросов помог бы более конкретно понять устройство фотона. Если фотоны, передавая импульс, явно воздействуют на заряженные частицы определенным образом, то как же фотоны взаимодействуют с нейтронами. Достоверный ответ на этот вопрос без эксперимента, видимо, невозможен.
Каковы бы ни были ответы на новые вопросы, необходимо сразу признать, что множество современных интерпретаций оптических эффектов являются ошибочными и искажают истинную природу света. Особенно важно это для теории звёзд и теории термоядерных реакций, которые практически полностью рушатся без наличия в природе давления света.
А его нет!
Итак, перед нами безукоризненное теоретическое доказательство отсутствия продольного фотонного импульса, и такое же безупречное его экспериментальное подтверждение.
Казалось бы, истина установлена. Но это не совсем так. Вернее совсем не так
Во-первых, устранение выдуманного, несуществующего и очень вредного для науки параметра фотона, не решает проблемы выявления истинной природы фотона.
Во-вторых, знание полезной истины в ограниченном круге людей, если это знание не стало достоянием общей практики, временно бесполезно. И здесь на арену выступают человеческий и исторический факторы. Слишком много авторитетов связали свою научную карьеру с продольным импульсом фотона. Огромное количество научных трудов должны потерять свою актуальность.
Сопротивление признанию истины будет соответствующим.
Но еще никому не удалось остановить ход истории.
Вопрос только во времени задержки.
Нижний Новгород, декабрь 2013 г.
Источники информации
1. Физический энциклопедический словарь. М. : Советская энциклопедия, 1983.
2. Вайнберг С. Свет как фундаментальная частица : пер. с англ. Успехи физических наук. 1976. Т. 120. в. 4.
3. А.А. О так называемом давлении света. URL: http://newfiz.narod.ru
4. Лебедев П.Н. Давление света / под редакцией П.П. Лазарева и Т.П. Кравца. М. : Гостехиздат, 1922. Классики естествознания.
5. Костюшко В.Е. Экспериментальная ошибка П.Н. Лебедева – причина ложного вывода об обнаружении им давления света. Русское Физическое Общество Энциклопедия Русской Мысли. Т. XVI. С. 34. URL: http://v-kostushko.narod.ru
6. Канарёв Ф.М. Главная теоретическая проблема химиков решена. URL: http://www.micro-world.su/
7. Леонович В.Н. Концепция физической модели квантовой гравитации. URL: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10168.html