Абсолютный вакуум

Размещено на http://www.allbest.ru/

Абсолютный вакуум

вакуум вселенная галактика скорость свет

Океанов Е.Н.

Нынче вакуум в физике понимается неоднозначно. Это, например, газ, находящийся в состоянии ниже атмосферного давления [1]. Здесь вакуум различают как низкий, средний, высокий и сверхвысокий. В теории элементарных частиц вакуум уже совершенно другой - это основное (наинизшее по энергетике) состояние полей, описывающих в квантовой теории соответствующие частицы. В первом случае вакуум оказывается ущербным потому, что не пустота, а целых четыре степени приближения к пустоте. Но и во втором случае вакуум не пустота, а компания частиц в особом состоянии. То есть, в обоих случаях вакуум определен не как собственная субстанция, а как некоторые свойства посторонних субстанций.

Человек разумный придумал время и координаты для субъективного (математического) отображения объективной реальности - пространства и его состояний. Пространство же обладает единственной собственной объективной характеристикой - протяженностью. Мерой протяженности является длина. Коль скоро вакуум является частью этого пространства, естественно ожидать, что однозначное определение вакуума должно быть как-то связано с протяженностью.

К числу универсальных мировых констант относятся такие собственные количественные характеристики вакуума, как электрическая константа с размерностью и магнитная константа с размерностью . Указанные размерности позволяют предположить, что каждая из этих констант может выражать линейную плотность, соответственно, электрической емкости и индуктивности , распределенных неким образом в пространстве вакуума. В свою очередь размерности индуктивности и емкости однозначно предполагают их скалярный характер. Но тогда можно предположить, что электрическая и магнитная константы являются векторами средних градиентов, соответственно, емкости и индуктивности на пути

и (1)

Тогда любому вектору в пространстве соответствует емкость и индуктивность

и (2)

При этом протяженность длиной характеризуется собственной круговой частотой

(3)

где - частота неких колебаний с периодом . Полагая, что радиус-вектор выражает протяженность математически, из равенства (3) легко получить длину протяженности в функции от круговой частоты

(4)

Отсюда вытекает длина волны этих колебаний

(5)

Связь протяженности с частотой указывает на участие протяженности в колебательных процессах, а такие процессы не могут обходиться без энергии. Как известно, энергию с частотой связывает постоянная Планка

На этом основании длина волны (5) в функции от энергии (присущей протяженности) принимает вид:

(6)

Поскольку энергия связана с массой известным соотношением Эйнштейна

постольку длина волны (5) в функции от массы принимает вид:

(7)

Но это означает, что протяженность в функции от массы принимает вид:

 (8)

Соответственно, протяженность в функции от энергии принимает вид

(9)

Легко, например, подсчитать, что протяженность длиной 1мм имеет энергию :

и массу :

Соответственно, протяженность длиной 1км имеет энергию :

и массу :

Протяженность порядка классического радиуса электрона имеет энергию :

и массу :

Для сравнения: известная масса электрона (универсальная мировая константа) равна:

Интересно отметить, что вычисленный действующий радиус электрона равен:

Эта протяженность имеет массу :

Но это означает, что протяженность фактического радиуса электрона имеет его массу. Вычисленный действующий радиус протона равен:

Эта протяженность имеет в точности массу протона:

Наконец, вычисленный действующий радиус нейтрона равен:

Эта протяженность имеет в точности массу нейтрона:

Все это похоже на закономерность в микромире. Уместно проверить ее на макромире, воспользовавшись комплектом космологических констант Дирака [2]. В этом комплекте, в частности, есть значение минимальной массы Вселенной:

9.2084229*10^-69*kg

Рассматривая ее, как минимальную частицу массы пространства (квант массы), легко определить ее протяженность :

Но в этом же комплекте констант радиус Вселенной определяется величиной:

От полученной протяженности кванта массы он отличается только в 5-ом знаке после запятой. Если квант массы и бозон Хиггса - одна и та же частица, то радиус Вселенной определяется именно этой частицей. То есть упомянутая закономерность действует, похоже, и в макромире. Тогда появляется возможность определить и квант протяженности. Действительно, в комплекте космологических констант значение общей массы Вселенной:

,

где и .

Именно этой массе соответствует искомая протяженность или квант протяженности:

Его надо понимать, как наименьшую протяженность пространства Вселенной. Уместно, наконец, указать еще одно совпадение. Из равенства (4) вытекает значение угловой частоты колебаний, присущих данной протяженности . В частности, частота колебаний максимальной протяженности (или радиуса Вселенной) равна:

Оказывается, эта частота отличается от постоянной Хаббла лишь в 5 знаке после запятой (и полученное здесь значение представляется более точным, поскольку выражается только через одну константу ). Здесь уместно о постоянной Хаббла поразмышлять подробнее.

Закон Хаббла [3] связывает красное смещение галактик и расстояние до них линейным равенством:

где - красное смещение галактики, - расстояние до нее, - постоянная Хаббла, - скорость света. В теоретической интерпретации упомянутой работы подчеркивается, что указанное равенство является приближенным, в то время, как равенство:

где - расстояние в данный момент, есть точное равенство. Легко, однако, заметить, что это точное равенство является дифференциальным уравнением, общее решение которого равно:

где - начальное расстояние в начальный момент времени. В обозначениях, принятых в настоящей работе, это уравнение принимает вид:

Поскольку в настоящее время радиус Вселенной оценивается величиной , постольку возраст Вселенной определяется соотношением:

Год содержит секунд, в связи с чем возраст Вселенной составляет

лет, в то время, как «хаббловский» возраст Вселенной определяется величиной , обратной постоянной Хаббла, и равен:

Он оказывается на 2 порядка меньше фактического.

Возможно, протяженность пространства и есть та самая «темная материя» (и «темная энергия»), которую физика уже обнаружила во Вселенной, но не может увидеть. Во всяком случае, если под абсолютным вакуумом понимать протяженность невозмущенного пространства, то все известные определения вакуума оказываются частными случаями этого абсолютного вакуума.

Литература.

1. Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов Вузов. - Изд. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. М., 1974 г., 944 с.

Размещено на Allbest.ru