Как бы успешно ни развивалась современная наука (и физика в частности), всегда будут сушествовать вопросы, проблемы и парадоксы, не решаемые в рамках принятой парадигмы или на существующем уровне познания. Часто для их решения приходится что-то серьезно менять в человеческих представлениях. Такая ситуация имела место в самом конце 19го века, когда развитие классической физики казалось уже законченным, а для теории относительности и квантовой механики время еще не пришло. В то время были известны всего три проблемы, которые не поддавались решению в рамках принятых представлений: 1) бесконечно огромные потери энергии при попытках расчета охлаждения горячего предмета путем испускания теплового излучения - так называемая ультрафиолетовая катастрофа, 2) несоответствие рассчитанных и измеренных теплоемкостей многоатомных газов (разбежка составляла два или даже три раза), 3) эксперименты Физо по измерению скорости света и первые попытки регистрации светоносного эфира.
Когда отмеченные три проблемы были решены путем кардинального отхода от принятых ранее классических представлений (квантование энергии/массы/импульса и искривление пространственно-временного континуума), наука и идущая за ней инженерия резко рванули вперед. Но постепенно приданный импульс развития себя исчерпал и сегодня наука находится в положении, очень похожем на то, что имело место в конце 19го века. А нерешенных проблем накопилось намного больше трех. Описанию этих проблем и наметкам по их решению и посвящается данная статья. Конечно, далеко не все накопившиеся проблемы я смогу решить. Но даже если удастся решить хотя бы несколько, это уже покажет тот путь, по которому следует идти, чтобы решить все остальные. Итак, начинаем....
Квантовая гравитация. Можно ли квантовую механику и общую теорию
относительности объединить в единую самосогласованную теорию? Является ли
пространство-время непрерывным или оно дискретно?
Между квантовой механикой и теорией относительности имеется принципиальная разница, которая не позволяет пока объединить обе теории. Эта разница заключается в том, что у квантовой механики наличествует некая основа в виде физического вакуума, на фоне которой и происходят все события, зато в теории относительности такая основа в виде светоносного эфира отсутствует. Проблему пытаются решить путем введения гравитона в ОТО, но теоретически пока получается не очень, а экспериментально гравитон до сих пор найти не могут. В определенной степени идея гравитона эквивалентна идее светоносного эфира (и то, и другое есть некоторая материальная субстанция). Но это половинчатое решение, которое вряд ли сможет решить проблему.
Мало кому известно, что в теории относительности не выполняются законы сохранения энергии и импульса. Не смотря на это, теория относительности дает результаты, хорошо согласующиеся с наблюдениями, поэтому физики не спешат отказываться от СТО и ОТО. Однако, с нарушением законов сохранения надо что-то делать (кстати, в перечне нерешенных проблем физики я эту проблему не нашел, что весьма странно). По моему мнению, если наука отказывается от идеи светоносного эфира, тогда нарушение законов сохранения становится неизбежным. Энергию может иметь только какая-то материя. Светоносный эфир - это разновидность материи и потому он содержит некоторую энергию. Пространство в ОТО - уже не материя и потому энергии содержать не может. Если из рассмотрения исключается то, что участвует в процессах и обменивается энергией с другими объектами, обязательно должно происходить нарушение законов сохранения. Что мы и наблюдаем на практике.
Поэтому как бы ни упирались наши академики, но светоносный эфир в ОТО возвращать придется. Кстати, негласно и неофициально это уже давно сделано, но официально не признается. Я имею в виду искривление пространственно-временного континуума в ОТО: искривление пространственно-временного континуума эквивалентно деформации физического вакуума или светоносного эфира (читать здесь https://dzen.ru/a/ZTpC17ghGEY552MP). И после того, как эфир будет возвращен, возникнет фундамент, на котором можно будет объединять квантовую механику с теорией относительности. А законы сохранения в СТО и ОТО станут выполняться.
И теперь о дискретности пространства. Да, пространство дискретно. Размер кванта пространства составляет 1.408969х10(-15) м, ровно в два раза меньше того зачения электронного радиуса, который дается в знаменитом советском Справочнике по физике под авторством Яворского и Детлафа. Такое заявление проистекает из следующего факта. Не так давно мне удалось рассчитать численное значение скорости света, которое соответствует табличным данным с точностью до 0.00007% (читать здесь
https://dzen.ru/a/ZWR01IiOolNl3BtK). Расчет был выполнен в предположении дискретной структуры пространства с размером пространственного кванта, данного чуть выше. Если наблюдается столь высокое соответствие рассчитанных значений табличным данным, тогда заложенные в расчет допущения следует признать оправданными.
Черные дыры. Существуют ли они? И если они могут непрерывно испаряться по
Стивену Хокингу, то что присходит с хранящейся в них информацией (квантовая
механика не предусматривает уничтожения информации)?
Когда достаточно массивный объект коллапсирует к состоянию черной дыры, на последних стадиях коллапса его сила тяжести растет уже не по классическому закону Ньютона, а намного быстрее. И в момент окончательного формирования черной дыры сила тяжести на ее поверхности становится равной бесконечности. Но в реальности никаких бесконечностей не бывает, они могут возникать только в наших уравнениях. И появляясь, они свидетельствуют о том, что уравнения не совсем адекватно описывают реальность. В данном случае такая неадекватность обусловлена изгнанием светоносного эфира из науки. Если эфир существует в виде некоторой материальной среды, заполняющей все пространство Вселенной или даже формирующий пространство, он как среда должен иметь различные свойства. Например свойство прочности на разрыв. Мне удалось получить формулу прочности светоносного эфира на разрыв (читать здесь https://dzen.ru/a/ZVntB2BEnmpXBXV). Прочность оказалась конечной, хотя и очень большой.
И это ведет к следующему. На самых последних стадиях коллапса гравитационная сила на поверхности сжимающегося объекта начинает превосходить силу прочности эфирной среды. Следовательно, объект прорывает пространство и покидает наблюдаемую нами Вселенную. Куда он уходит — это уже другой вопрос. Главное, что объект куда-то уходит и уносит с собой накопленную информацию. Таким образом, информация не уничтожается, она только куда-то переходит.
Сами же черные дыры существовать в нашей Вселенной не могут. Процесс формирования черных дыр вполне может происходить и наверняка где-то происходит, но не доходит до конца. А те сверхмассивные объекты, которые воспринимаются нами как черные дыры, на самом деле до состояния черных дыр еще не дошли. Точнее, они не дошли до момента прокола пространственно-временного континуума и ухода из нашей Вселенной.
Кстати, если квантовая механика запрещает уничтожение информации, тогда информацию можно связать с энергией. Потому что энергия тоже не может быть уничтожена, но может переходить от объекта к объекту. И в итоге мы получим некий симбиоз энерго-информации, а закон сохранения энергии станет законом сохранения энерго-информации (читать здесь https://dzen.ru/a/ZNI9Y0rff08h-_IF
здесь https://dzen.ru/a/ZNSlGZqz6VzS3KRe
и здесь https://dzen.ru/a/ZNYMj_zK7XC0ZapH).