Связь между фундаментальными физическими величинами.
Существует несколько фундаментальных физических величин относящихся к ньютоновской механике, энштейновской теории относительности, электромагнетизму, и квантовой механике на первый взгляд не связанные между собой. Но так как все происходящие физические процессы взаимосвязаны, то и между ними должна существовать связь. К этим физическим величинам прежде всего относятся: гравитационная постоянная G, масса m, скорость света с, постоянная тонкой структуры L, заряд g, комптоновская длина волны l, постоянная Планка h, гравитационный радиус электрона rгр.
Эти физические величины относятся к внутренней структуре частиц. Пространство Электромагнитных Взаимодействий - это внутреннее пространство частиц в ( 3+1+1) мерном пространстве. Почему рассматривается ( 3+1+1 ) мерное пространство? Потому что плотность электрона составляет около 10 тысяч тонн на кубический сантиметр( это легко вычисляется: классический радиус электрона 2,82 х 10^-13 см, масса равна 9,109383 х 10^-31 кг) . При такой плотности вещества ( 3+1)_ пространство искривляется и становится ( 3+1+1) пространством. Пространство более высокого n – мерного уровня является менее дискретным по сравнению с пространством более низкого уровня. Так например вращение в четырёхмерном пространстве ( в пространстве 3+1+1) определяется шестью угловыми параметрами в отличии от трёх угловых параметров в трёхмерном пространстве Поэтому, например, волна имеющая непрерывный фронт в ( 3+1+1) пространстве будет иметь вид прерывистой дискретной структуры соответствующей квантовой структуре частиц в ( 3+1) пространстве . В изотопическом пространстве ( 3+1+1) фотон не квантирован. Это непрерывная волна создаваемая колебаниями его колебательных составляющих. Только с точки зрения нашего (3+1) мерного пространства он, совершая повороты вокруг спиновых осей, приобретает свойства единичных квантов и вращательное движение в одну или другую сторону.
Чтобы начать рассмотрение фундаментальных физических величин и связи между ними рассмотрим вначале закон Кулона. Формула закона Кулона имеет вид :
F = K x ( g1 x g2)/ r^2
Коэффициент в формуле Кулона имеет следующее значение:
K = 8,9075517873661764 x 10^9 Н х м^2 / Kл^2
Это его численное значение может быть представлено в виде формулы:
K = c^2 х 10^-7 Гн /м = 8,9075517873661764 х 10^9 H x м^2 / Кл^2 , где
c - скорость света в вакууме, равная 2,99792458 х 10^8 м/сек
10^-7 Гн / м - постоянная величина.
Имеющееся, на первый взгляд, несоответствие размерности физических величин в формулах можно объяснить тем, что, как и в законе Кулона у коэффициента K появляется величина 10^-7 Гн /м вносящая свою размерность в эту формулу, так и в нижеприведённых формулах десять в степени должны вносить свою размерность в них.
Постоянная тонкой структуры: L = 1/ 137,036 = 0, 00729735 является безразмерной величиной, и играет фундаментальную роль в атомной физике.
Она выражается формулой :
L = e2 / 2 x e0 x h x C, где
e – элементарный электрический заряд,
еo – электрическая постоянная,
с - скорость света в вакууме.
Но постоянная тонкой структуры также играет фундаментальную роль в физике элементарных ( субатомных ) частиц. Только для них она проявляется в виде константы ( 1 + L ) x 10^23 .
( 1+ L ) х 10^23 - константа, характеризующая взаимосвязь между разными фундаментальными физическими величина . Она играет существенную роль в физике элементарных частиц, и может быть выражена через скорость света в вакууме c , число П , и планковскую массу Мр . Эта формула имеет следующий вид :
( 1 + L ) x 10^23 = c / ( 2 х П х Мр^2 ) , где
с - скорость света в вакууме,
П - число пи ( 3,14159 ),
Мр - планковская масса.
Связь между гравитационной постоянной G и планковской постоянной h может быть выражена формулой в которой связаны эти две фундаментальные величины :
Равенство №1 :
h x ( 1 +L ) x 10^23 = G ;
6,62607015 х 10^-34 x ( 1 + 0,00729735 ) x 10^23 = 6,6744229 x 10^-11 ; где
G = 6,67430(15) х 10 ^ -11 м ^2 /кг х сек^2 - величина гравитационной
постоянной принятая в настоящее время. ( По другим данным в лабораторных опытах проведённых в 2018 году двумя разными способами она составила 6,674184(78) и 6,674484(78) соответственно . В первой группе применялся метод «time of swing» (TOS), где коэффициент пропорциональности зависит от колебательной частоты весов. Во второй – метод «angular acceleration feedback» (AAF), где угловое ускорение независимо вращающихся коромысел шаров измеряется системой управления с обратной связью, при этом нить поддерживается незакрученной. По результатам команды первый метод продемонстрировал значение гравитационной постоянной , G=6,674184 х 10^(-11) м^3 /кг х с^2 второй метод – G = 6,674484 х 10^(-11) м^3 / кг х с^2. Относительная погрешность составила 11,6 х 10-6. Таким образом, гравитационная постоянная всё время уточняется, требуя новые, более точные способы измерения и вычисления.
L = 0,0072973525 - постоянная тонкой структуры ( безразмерная величина);
h = 6,62607015 x 10 ^-34 ( кг х м^2 ) / сек - постоянная Планка.
Полученное значение гравитационной постоянной G является точным значением G, полученным путём расчёта, а не путём лабораторных измерений имеющим много разного рода погрешностей. Получив таким образом точное значение гравитационной постоянной G, можно уточнить значение планковской массы Мр. В настоящее время она считается равной Мр =2,176434 х 10^-8 кг. После пересчёта получается величина равная Мр = 2,1764143 х 10^-8 кг.
Для элементарных частиц, которые являются аттракторами существующими в фазовых пространствах должна существовать фазовая скорость в ( 3+1+1) пространстве меньшая скорости света с =2,99792458 х 10^8 м/сек. Только при скорости меньшей чем скорость света частица в пространстве ( 3+1+1) может оставаться стабильным вихревым образованием ( аттрактором). Как будет показано ниже, такой скоростью может быть скорость, равная v = 2,99631043 x 10^8 м/сек.
Равенство №2 ( для электрона ):
mэл. = v^2 x (( 1+ L ) х 10^23))^2 x 10^-93 ; где
mэл. = 9,1093837 x 10^-31 кг - масса электрона;
L = 0,0072973525 - постоянная тонкой структуры ( безразмерная величина),
(1 + L ) x 10^23 - коэффициент электромагнитного сопротивления (3+1+1) мерного пространства.
v = 2,99631043 x 10^8 м/сек - скорость удовлетворяющая равенству ( фазовая скорость в ( 3+1+1 ) пространстве.
10^-93 - коэффициент имеющий размерность с^4 x кг^3 / м^4.
Равенство №2 указывает на связь скорости электрона с приобретаемым им свойством массы, являющейся следствием сопротивления скорости в искривлённом пространстве (3 +1 +1 ) когда скорость равна v = 2,99631043 х 10^8 м/сек. Это сопротивление создаёт инерционную массу частицы.
Равенство № 3 ( для электрона).
Существует также физическая величина называемая гравитационным радиусом электрона rg. числовое значение которого определяется формулой:
rg.= 2 х G x mэл./ с^2.
Для случая, когда гравитационный радиус определяется скоростью вращения v = 2,99631043 x10^8 м/сек в ( 3+1+1 ) пространстве формула гравитационного радиуса принимает вид :
rg. = (2 х G x mэл. / c^2) x ( v^4 / c^4 ).
Причиной появления дополнительного множителя v^4/ c^4 объясняется наличием осциллятора массы m, заряда g. Гравитационный радиус будет равен приблизительно 1,35х 10^-57 м.
Центростремительное ускорение создаваемое на этом радиусе будет иметь значение равное :
a цс = v^2 / rg. = (2,99631043 х 10^8)^2 / 1,35 х 10^-57 =
= 6,65021 х 10^73 м/сек^2
Если сравнить величину числового значения центростремительного ускорения ( без учёта степени числа ) с числовым значением величиной гравитационной постоянной G= 6,6744229 , и постоянной Планка h = 6,62607015, то можно заметить, что оно занимает серединное значение между ними в цифровом значении.
То есть: а цс х (( 1 + L ) x 10^23)^0,5 х 10^-95,5 = G = 6,67443 х 10^-11, и
а цс / (( 1 + L ) x^ 10^23)^0,5 х 10^-95,5 = h = 6,626068 х 10^-34; где
L – постоянная тонкой структуры, равная 0,00729735.
10^-95,5 - коэффициент имеющий размерность м х сек х кг.
То есть, величина гравитационно постоянной связана с величиной центростремительного ускорения в пространстве ( 3+1+1) инерционной массы частицы. Центростремительное ускорение частицы - аттрактора в ( 3+1+1) пространстве также скорее всего является причиной притяжения масс друг к другу и связана с величиной постоянной Планка h. Постоянная Планка h и гравитационная постоянная G, полученные этими вычислениями очень близки к значениям, полученным лабораторными, экспериментальными способами.
Отсюда можно сделать два вывода: во-первых, что центростремительное ускорение а ц.с. в пространстве ( 3+1+1 ) связано как с гравитационной постоянной G в пространстве ( 3+1 ) так и с постоянной Планка h в пространстве электромагнитных взаимодействий . И второе: фундаментальные физические постоянные определяются свойствами пространства, а не свойствами частиц.
Равенство №4 ( для электрона ) :
( h х l ) / ( ( 1 + 0,006755) x 10^23 )^0,5 x 10^27 = g где :
h - постоянная Планка, равная 6,62607015 х 10^-34 кг х м^2/сек
l = 2,4263 х 10^ -12 м – комптоновская длина волны для электрона,( в настоящее время согласно CODATA на 2018 г. равна 2,4263 х 10^-12 м )
g - заряд электрона.
10^27 - коэффициент имеющий размерность удовлетворяющую вышеуказанному уравнению.
((1+0,006755) x 10^23 )^0,5 = ( me / c^2 )^0,5 - постоянная величина, где
me - масса электрона,
с - скорость света в вакууме.
Равенство №4 указывает на связь комптоновской длины волны электрона с величиной его заряда. Заряд электрона – это тоже квантированная величина.