Этот опус я публикую в день 40-летия открытия колебательной динамики «дыхания вакуума» (22.11.1983 г.). Конечно, речь идёт не об упругости пространства, а об упругости среды физического вакуума. Эти понятия, на самом деле, неразрывны; в физическом мире физическое пространство – материально, и имя этой материи – физический вакуум. Среду физического вакуума нельзя изъять из пространства, как выкачать воздух из колбы. Но понятие «упругость пространства» больше распространено в научном мире, о нём больше говорят и пишут. Особенно, когда дело касается релятивистской гравитации (ОТО Гильберта-Эйнштейна). Почему я тронул эту тему? Один из комментаторов моих опусов обратил внимание на идеи Андрея Сахарова об упругости вакуума, идеях 60-х годов прошлого века («Вакуумные квантовые флуктуации в искривлённом пространстве и теория гравитации», 1967 г.). В статье небольшого объёма излагается новый подход к динамике Общей теории относительности. Классическая динамика ОТО есть проявление, по выражению Сахарова, «квантовой упругости вакуума». Как пишет Сахаров в этой своей работе, предложенный им подход аналогичен возможности пренебречь «затравочным» классическим действием Максвелла свободного электромагнитного поля, и получить это действие за счёт эффекта поляризации вакуума заряженных квантовых полей (идея индуцированной гравитации). Зримым проявлением поляризации вакуума заряженных квантовых полей служит эффект Казимира, эффект притяжения незаряженных проводящих пластин под действием квантовых флуктуаций в вакууме (точнее – вакуума). Флуктуации – это колебание, колебательная динамика. Но флуктуации толкуются как случайные отклонения какой-либо величины от среднего значения. Мне думается, так справедливо говорить о газовой, молекулярной среде, но не о среде физического вакуума. В газовой среде атомы свободны в своём движении, имеют большие расстояния пробега. В среде вакуума элементы среды не имеют той свободы, могут лишь колебаться около положения равновесия. В квантовом вакууме возможны такие устойчивые коллективные колебательные динамики с едиными фазами, которые невозможны в газовой, молекулярной среде. И эти колебательные динамики вакуума нельзя назвать случайными отклонениями величины от среднего значения. Никакого произвола и случайности тут нет! Эти динамики даны Богом… В сущности, подобная динамика представляет собой продольные колебания квантового вакуума, напоминающая звуковые волны сжатий и растяжений плотности среды. Учёные за многие столетия привыкли иметь дело с вращательной периодической динамикой, круговой, кольцевой. А тут периодичность движения в микромире выступила в роли продольных осцилляций, причём – коллективных, синфазных.
Интересный момент. За три года до статьи А. Сахарова о квантовой упругости вакуума, британский физик Питер Хиггс предложил механизм спонтанного нарушения электрослабой симметрии. Такой механизм предсказывал новую тяжёлую частицу в виде устойчивой продольной осцилляции поля (бозон Хиггса, 1964 год). Эта частица, вернее, взаимодействие с бозоном Хиггса, наделяло инертной массой векторные бозоны (W, Z). Чем, собственно, и обусловливалась инертная масса протона, основной частицы вещества. Но ещё задолго до Хиггса и Сахарова, немецкий физик Вернер Гейзенберг в пятидесятых годах прошлого века разработал «Объединённую нелинейную спинорную теорию поля». Эта теория рассматривала все элементарные частицы как возбуждённые состояния единого фундаментального дираковского спинорного поля, описываемого нелинейным спинорным уравнением. Но учёные сочли новую теорию Гейзенберга ошибочной, т. к. описать все элементарные частицы с помощью одного нелинейного уравнения нельзя. Подобный подход Гейзенберга уходит корнями ещё в тридцатые годы двадцатого века, к работам Поля Дирака о релятивистском электроне. Позднее появятся теория двойного решения со скрытой термодинамикой Луи де Бройля, и теория скрытых переменных Бома-Вижье. В качестве аргумента в пользу существования продольных колебаний плотности среды физического вакуума, здесь можно помянуть о скалярных полях, введённых в теорию элементарных частиц в начале семидесятых годов. Природа скалярных полей, по мнению теоретиков, сильно напоминает природу звукового поля, либо поля температур и давлений. Скалярное поле не выделяет никакого направления действия сил в пространстве, как, скажем, электрическое поле; в любой точке скалярное поле выглядит совершенно одинаково и для покоящегося, и для движущегося наблюдателя. В этом смысле постоянное скалярное поле неотличимо от обычного состояния вакуума, и по этой причине такие поля долгое время не вызывали у теоретиков большого интереса.
Если вернуться к гравитации и рассмотреть буквальный смысл упругости вакуума, то позволю себе снова привести пример с гипотетическим туннелем вдоль диаметра нашей планеты Земля. Если бросить в этот туннель металлическое тяжелое ядро, то ядро с ускорением устремится к центру планеты. По инерции проскочит центр планеты и устремится ко второму выходу туннеля. Ядро выскочит из второго отверстия, поднимется на некоторую высоту, и вновь вернётся силой гравитации к отверстию. Так возникнет колебательное движение ядра вдоль диаметра Земли. При условии отсутствия сопротивления и потери энергии движения, ядро могло бы колебаться вечно. Как ни забавно это звучит, но колебания ядра вдоль диаметра Земли, по сути, ничем не отличается от обычного колебания гармонического маятника, который может сделать каждый из подручных средств. Колебания ядра также ничем не отличаются от колебания горизонтального пружинного осциллятора (маятника), где есть тело на горизонтальной оси, соединённое двумя пружинами между местами крепления. Если сместить тело из положения равновесия, то возникнут затухающие гармонические колебания тела. Причина – упругость пружин, работает закон Гука. Сжатие или растяжение пружины приводит к увеличению энергии движения атомных слоёв металла пружины, что у нас называется увеличением «потенциальной энергии». А что с ядром, какая «потенциальная энергия» заставляет колебаться ядро вдоль диаметра Земли? Да, та же самая упругость, только не пружин, а среды физического вакуума, вполне реальная, материальная упругость!.. Но вместо пружин здесь выступает градиент напряжённости поля, иначе, градиент плотности скоростей вакуумных колебаний, ещё иначе, градиент давлений и плотностей среды физ. вакуума. И этот градиент напряжённости поля создаёт само массивное тело, всей суммой волновых полей своих частиц протонов. Давление и плотность среды физ. вакуума колоссальны. Массивное тело лишь изменяет вокруг себя эти давление и плотность среды, создаёт градиент давлений и плотностей, иначе, градиент напряжённости поля. На поверхности массивного тела и в ближайших недрах давление и плотность среды минимальны из-за большой плотности волновых полей, из-за большой плотности волновой динамики (максимальная плотность скоростей). «Потенциальная» энергия тут минимальна. Но с удалением от поверхности массивного тела – «потенциальная» энергия пропорционально растёт, растут плотность и давление среды. И потому ядро, вылетая из отверстия туннеля, возвращается назад растущим давлением и плотностью среды. И назад ядро возвращается с ускорением, т. к. движется в изменяющемся градиенте напряжённости поля, туда, где напряжённость минимальна, меньше давление и плотность среды. Т. е. среда физ. вакуума в градиенте давлений и плотностей ведёт себя по отношению к пробному телу как упругая пружина! Ядро не притягивается землёй, а выдавливается более высокой напряженностью поля. То, что напряжённость поля вокруг массивного тела заметно изменчива даже на небольших расстояниях по радиусу поля, показывает любой гармонический маятник. Так называемое притяжение тел объясняется именно этим; участие материальной среды физ. вакуума здесь решающее, ключевое. Давление среды – это энергия среды, и массивное тело лишь изменяет вокруг себя эту энергию среды. Энергия гравитации – в энергии среды. Затрачивая энергию, поднимая тело над поверхностью земли, мы перемещаем тело в область большего потенциала, большего давления и плотности среды, большей энергии. Вот почему так трудно и энергетически затратно выводить аппараты в космическое пространство. Ещё трудней посылать аппараты дальше, космические скорости должны неизбежно расти. Давление и плотность среды физ. вакуума в межгалактических пространствах максимальны. Это то, что зовётся сегодня тёмной материей и тёмной энергией.
Андрей Сахаров говорит о квантовой упругости вакуума. Но реальная, физическая гравитационная упругость вакуума вытекает как раз из квантовой упругости вакуума. Пока нет массивных тел – нет явной гравитации, нет градиентов давлений и плотностей среды вокруг массивных тел. Когда я начинал своё движения в темах физики (январь 1983 год), то ясно понимал одно: ответ на загадку природы гравитации надо искать в природе частицы протон; кто узнает – как устроен протон – тот узнает природу гравитации. И подобный исходный посыл оказался верен! В ноябре 1983 года удалось найти примерную модель протона, как колебательную динамику элементов среды физ. вакуума в локальной области среды, которую позднее назову «дыханием вакуума». Соседние элементы среды упруго взаимодействуют друг с другом, как осцилляторы в цепочке связанных осцилляторов. Простейшая модель – два массивных подвижных шарика на единой оси, соединённые упругой пружиной (по горизонтали). Силовое сближение или разведение шариков вызовет колебательный процесс. При минимальном сопротивлении и трении колебания здесь могут идти очень долго, что в механической системе достичь невозможно. В среде физ. вакуума соседние элементы среды упруго взаимодействуют похожим образом, где, конечно, никаких пружинок нет. Но есть вокруг каждого элемента свой градиент напряжённости поля, разность давлений и плотностей, как вокруг массивного тела со своим гравитационным полем. Механизм упругого взаимодействия масс, как в гравитации, так и в среде физ. вакуума, – один и тот же. И там и там взаимодействия масс сопровождаются колебательной или вращательной динамикой. Но начало – именно в упругой колебательной динамике элементов среды физ. вакуума!
Но почему же мы ничего не знаем об этой среде физ. вакуума, не можем её обнаружить, увидеть на опыте эти вакуумные колебания?! А причина проста. Колебательная динамика «дыхания вакуума» – это продольные колебания элементов среды, подобные звуковым волнам колебаний плотности. Мы же имеем инструменты и приборы, работающие только с электромагнитным излучением, с магнитными волновыми полями и волновыми полями зарядов, поперечными по своей природе. И магнитные поля, и поля зарядов – все имеют вихревую природу. А колебательная волновая динамика «дыхания вакуума» – продольная; в этом весь драматизм! Да, мы пока не можем обнаружить среду физ. вакуума доступными нам приборами, но мы всегда видим и чувствуем её силу и упругость! Даже поднимаясь вверх по лестнице – мы чувствуем её возрастающую силу сопротивления. И наоборот, спускаясь вниз по лестнице – мы чувствуем её ускоряющую силу. Даже колебания обычного маятника с массивным грузом показывает нам силу и упругость среды физ. вакуума. Если, упруго сжимая пружину пружинного маятника, мы создаём сами «напряженность поля» в структуре металла пружины, то напряжённость гравитационного поля уже создана самим массивным телом, всей суммой волновых полей частиц тела. Поднимая с усилием тело над поверхностью земли, мы не сжимаем пружину, а лишь перемещаем тело в область большего напряжения поля (давления и плотности). Любое колебание маятника в гравитационном поле Земли и любое орбитальное движение планет по эллиптическим орбитам вокруг Солнца (в поле Солнца) – динамики одного порядка, вызванные разностью, градиентом энергий среды физ. вакуума. Отказавшись в начале 20-го века от эфира, учёные не только отказались от среды, переносящей эл. маг. излучение, но от колоссальной энергии, содержащейся в этой среде, энергии в виде колебаний элементов вакуума (эфира), от Богом данной динамики «дыхания вакуума».
И в заключение ещё раз о частице протон. Иногда можно слышать вопрос: откуда в атоме столько энергии?! Чтобы понять – откуда в атоме столько энергии – надо понять природу частицы протон, из которых и сложено атомное ядро. Есть в ядре ещё и нейтрон, но нейтрон – это составная частица из протона, электрона и нейтрино. Всё дело именно в частице протон! Протон – не некий исчезающе малый кусочек тверди, а радиальная упругая колебательная динамика элементов среды физ. вакуума, условно называемая «дыханием вакуума». В этой устойчивой колебательной динамике вакуума сокрыта огромная энергия, потому что упруго колеблются элементы вакуумной среды со скоростью близкой скорости света. Подобную радиальную колебательную динамику нельзя разрушить, рассыпать, растолочь. Протон постоянно возбуждает вокруг себя волновое поле такой же природы («шуба» протона). Оставаясь такой радиальной осцилляцией в среде, протон не может образовывать связи с себе подобными. И лишь начав двигаться в собственном волновом поле, как целое, по кольцевой траектории (тор), протон может устанавливать обменные связи с другими протонами. Не мезоны связывают нуклоны в ядре, а фазовые состояния периодических динамик нуклонов и напряжённости поля. Нахождение 40 лет назад упругой колебательной динамики «дыхания вакуума» привело позднее и к пониманию природы атомного ядра, природы атомной периодичности, и к пониманию природы гравитации…