Баллистическая теория Ритца

Размещено на http://www.allbest.ru/

Баллистическая теория Ритца

баллистический теория атом

В начале XX века наука резко сменила курс своего развития. На смену наглядной классической картине мира, основанной на механике Ньютона, пришла абстрактная неклассическая картина, включающая теорию относительности и квантовую механику. Тогда казалось, что классика не в силах совладать с возникшим кризисом, зато неклассическая физика выводит из него. Но, оказывается, был и другой путь выхода из кризиса, пролегавший целиком в пределах физики Ньютона. Этот прямой, но тернистый путь был проложен БТР (Баллистической Теорией Ритца) - разработкой швейцарского физика Вальтера Ритца. В 1908 г. Ритц показал, что причина кризиса крылась не в классическом подходе, а в прежних моделях. От неудачных моделей и трактовок явлений классическая физика давала неверные выводы. Основная заслуга Ритца в том, что он сумел найти такие механические модели, которые не только объясняли все известные в его время эффекты оптики, электродинамики, гравитации, космоса и микромира, но и предсказывали многое, что было открыто спустя десятилетия.

Вальтер Ритц родился в 1878 г. в Сьоне (Швейцария), в семье художника-пейзажиста Рафаэля Ритца. В 1890 г. Ритц поступил в Цюрихский политех, попав в одну группу с Альбертом Эйнштейном. Отчасти это объясняет, почему они занимались близкими проблемами физики, а их идеи перекликались. Также они дискутировали в печати и написали в соавторстве одну статью. При этом Эйнштейн и Ритц открыли два диаметрально противоположных пути выхода из кризиса. Если Эйнштейн заложил фундамент теории относительности и квантовой физики, то Ритц разработал БТР. Он создал и опубликовал эту теорию в рекордно короткий срок - в течение 1908-1909 г. Однако в 1909 г. Ритц трагически погиб в возрасте 31 года (в 2009 г. исполняется сто лет с его смерти). О его теории надолго забыли, поскольку, будучи незавершённой и неокрепшей, БТР не могла противостоять критике без своего главного защитника. Лишь теперь выясняется, что теория Ритца вполне жизнеспособна и ряд явлений объясняет проще, естественней и точней, чем нынешняя наука.

В основе БТР лежит следующая простая идея: свет и электрические воздействия в вакууме распространяются от источника со скоростью c' равной векторной сумме скоростей света c и источника v. Этот принцип был назван баллистическим, а теория - Баллистической Теорией Ритца (БТР) ввиду механической аналогии: движение света сравнивалось с полётом пуль: подобно тому, как движение орудия придаёт добавочную скорость выстрелянному снаряду, так же источник сообщает лишнюю скорость испущенному свету. Поэтому электродинамика Ритца удовлетворяет классическому принципу относительности и даёт простое объяснение опыту Майкельсона и аберрации звёздного света, которых классическая физика с электродинамикой Максвелла объяснить не могли. Ритц предложил и механизм взаимодействия зарядов: электрическое воздействие передаётся посредством испускаемых элементарными зарядами мельчайших частиц-реонов, вылетающих со скоростью света и чисто механически заимствующих скорость заряда. Используя это простое положение, Ритц не только количественно и качественно объяснил все явления электродинамики, но и дал наглядное механическое истолкование электрическому, магнитному и гравитационному воздействию.

Объясняет БТР и опыт Кауфмана (1901), открывший увеличение массы электрона с ростом его скорости. В опыте измерялось отклонение пучка постоянным электрическим полем в зависимости от скорости электронов. Найденное из отклонения ускорение m на высоких скоростях выходило меньше ожидаемого из электродинамики. По второму закону Ньютона a=F/m спад ускорения с ростом скорости был истолкован в Специальной Теории Относительности (СТО) как результат роста массы m электрона. То есть пошли по пути отказа от классической механики и пришли к релятивистской зависимости массы от скорости. Но Ритц показал, что проще объяснить спад ускорения снижением электрической силы F, и, сохранив механику, отказаться от максвелловской электродинамики, дающей постоянную величину силы F. Это изменение силы со скоростью - естественное следствие БТР. Раз сила взаимодействия зарядов это сумма ударов частиц-реонов, испущенных со скоростью света одним зарядом и ударяющих в другой (как сила давления складывается из ударов атомов), то при движении заряда сила изменится от изменения скорости и частоты ударов частиц. Так БТР объясняет изменение электрической силы и магнитную силу, возникающую как добавка силы электрической от движения (тока).

Действительно, рассмотрим заряженную нить и летящий вдоль неё со скоростью v заряд. Механический расчёт на базе реонной модели показывает, что сила F отталкивания нитью подвижного заряда чуть больше отталкивания F0 неподвижного: F=F0(1+v2/2c2). Реоны за счёт движения заряда, ударяют в него чуть чаще и с большей скоростью, передавая больший импульс. Рассмотрев два параллельных проводника с током (фактически комбинацию неподвижных положительно заряженных нитей и подвижных отрицательных), найдём, что вызванная движением добавка нарушит баланс сил притяжения и отталкивания. Потому два проводника с током и взаимодействуют. То есть магнитная сила их взаимодействия имеет чисто электрическую природу и вызвана изменением силы от движения зарядов.

Тем самым БТР не только сводит магнитные воздействия к электрическим, но и позволяет отказаться от понятия электромагнитного поля (невесомой абстрактной субстанции), приняв чисто механическое описание воздействий посредством элементарных частиц, источаемых зарядами. По принципу Оккама и напутствию Коперника БТР сокращает число гипотез, объектов, сущностей. В своей работе 1908 г. Ритц показал, что и гравитационное воздействие, возможно, лишь частное проявление электрического, если допустить, что элементарная сила притяжения разноимённых зарядов чуть больше силы отталкивания одноимённых.

Далее рассмотрим эксперимент, "доказавший" растяжение времени с увеличением скорости. Такой эффект был экспериментально открыт при исследовании распада частиц космического излучения - мюонов. Как оказалось, они проходили в атмосфере Земли много больший путь L, чем может пройти мюон за время его жизни t, даже если он летит с предельной скоростью V равной по СТО скорости света. По избытку величины L=Vt был сделан вывод о справедливости эффекта растяжения времени t для быстродвижущихся частиц. Но с позиций БТР избыток пути L проще объяснить не растяжением времени, а огромной скоростью частиц V, многократно превышающей световую, раз в БТР нет ограничения на скорость. И точно, из огромных энергий Е частиц космических лучей и классической формулы Е=mV2/2, следует, что их скорости V многократно превосходят скорость света c.

Точно так же огромная энергия частиц в ускорителях говорит не о выросшей по формуле СТО E=mc2 массе m частиц, а лишь об огромной их скорости, отвечающей формуле E=mV2/2. Это подтверждают и прямые оценки скорости частиц в ускорителях. Поделив длину ускорительного кольца на период ускоряющего поля, найдём V>c. Доказательством эквивалентности массы и энергии считают и ядерные реакции, где часть массы ядер "исчезает", обращаясь в энергию. И всё же энергия ядерного взрыва это не энергия уничтожения массы, а высвобожденная внутренняя энергия связи нуклонов в ядрах. Так и в простой бомбе энергия химической связи выделяется в виде взрыва. И пропажа массы мнимая - "теряемая" масса просто не регистрируется. При взрыве простой бомбы тоже могли бы решить, что взрывчатое вещество исчезло, хотя оно лишь перешло, сгорев, в невидимую газообразную форму.

Тот же Вальтер Ритц ещё в 1908 г., задолго до Эйнштейна, дал объяснение некоторым эффектам общей теории относительности (ОТО), в том числе смещению перигелия Меркурия. Орбита Меркурия медленно вращается в направлении его орбитального движения. Классическая механика не могла объяснить этот феномен. Но Ритц объяснил его ещё в 1908 г., показав, что сила тяготения имеет электромагнитную природу и при взаимном движении тел меняется, подобно электрической силе от движения зарядов. Так Ритц с позиций классической механики дал точное количественное и качественное описание векового смещения перигелия Меркурия, предсказал верные смещения для Земли и Венеры. Объясняла БТР и другой эффект ОТО - искривление лучей света возле Солнц. Согласно Ритцу механика даст такое же отклонение за счёт изменения силы тяготения, действующей на луч света, летящий с большой скоростью и состоящий, как показал Ритц, из частиц, притягиваемых Солнцем.

Наконец объясняет БТР и другое проявление ОТО - различие скорости хода часов на разной высоте, наблюдавшееся с помощью атомных часов. Хотя атомные часы и являются пока наиболее точными, никто не может поручиться, что они отражают реальный ход времени, и что гравитация не влияет на скорость их хода. Так, если двое маятниковых часов поместить на разной высоте над землёй, то более низкие ощутимо уйдут вперёд. Но ведь это не доказывает, что время течёт с разной скоростью на разной высоте. Видно и атомные часы подвержены влиянию гравитации, поскольку на частоту атомных переходов, как известно, влияют электрические и магнитные поля. Значит и гравитационное поле, особенно если оно электромагнитной природы, меняет эту частоту, нарушая точность хода атомных часов.

Пересматривает БТР и одно из важных следствий ОТО - современную космологию, утверждающую рождение Вселенной в результате Большого Взрыва и её расширение. Эта концепция ОТО не только возвращает нас к библейским мифам о сотворении мира, но и отвергает всё то, за что боролись такие учёные как Демокрит, Бруно, Кеплер, Ньютон, Циолковский, утверждавшие бесконечность и вечность Вселенной. Все эффекты, якобы подтверждающие неклассическую космологию, легко получаются в рамках теории Ритца. Именно БТР даёт правильные значения постоянной Хаббла и температуры реликтового фона.

БТР производит грандиозные перестройки в наших взглядах на Космос. Так, упомянутое красное смещение в БТР удаётся легко понять как естественное следствие открытого Ритцем эффекта изменения частоты f от ускорения a источника. Этот эффект Ритца f'=f(1-La/c2) является естественным следствием баллистического принципа. Ведь источник, ускоренно удаляясь от нас, пускает к нам свет со всё меньшей скоростью, отчего фронты световых волн, имеющие разные скорости, по мере движения всё больше расходятся. Соответственно частота f' прихода световых волн падает пропорционально расстоянию L до источника света. Именно такой пропорциональный расстоянию L спад частоты наблюдают в спектрах далёких галактик, интерпретируя его по эффекту Доплера как свидетельство разбегания галактик и расширения Вселенной в результате Большого Взрыва. Если же покраснение света вызвано эффектом Ритца, то галактикам ни к чему разбегаться - сдвиг частоты будет вызван не скоростью, а ускорением a галактик от их вращения. Известные скорости вращения галактик дают по эффекту Ритца значение постоянной Хаббла очень близкое к измеренному и, кроме того, объясняют различие красных смещений у парных галактик и другие парадоксы.

Удаётся классически объяснить и микроволновое фоновое излучение космического пространства, называемое реликтовым (остаточным излучением некогда грянувшего Большого Взрыва). Этот фон, обладающий планковским спектром, оказывается равновесным излучением межзвёздного газа, нагретого излучением всех звёзд Вселенной до 3 К.

Эффект Ритца объясняет и аномально высокие скорости звёзд в центрах галактик, находимые по эффекту Доплера. Если спектральные сдвиги вызваны эффектом Ритца, то реальные скорости звёзд окажутся много меньше, и отпадёт надобность в принятии чёрных дыр, тёмного вещества, предположительно вызывающих столь быстрые движения. Смещения частот от эффекта Ритца могут достигать столь высоких значений, что преобразуют оптическое излучение звёзд в иные частотные диапазоны. Поэтому многие оптические, рентгеновские и гамма-источники вполне могут оказаться рядовыми звёздами и галактиками.

Рассмотрение в рамках БТР с эффектом Ритца двойных звёзд позволяет объяснить естественным образом и многие другие загадки космоса, не прибегая к введению таких экзотических объектов как цефеиды, пульсары, новые и сверхновые звёзды, гравитационные линзы. За счёт переменной скорости летящих по орбите звёзд и вызванного их ускоренным движением эффекта Ритца, будут периодически смещаться их спектральные линии и меняться яркость. Ведь кроме частоты света меняется временной масштаб процессов. То есть свет, испущенный в течение данного интервала времени, приходит к наблюдателю за иное время. А раз энергия сохраняется, то мощность, яркость света будет меняться пропорционально частоте. Этим, вероятно, вызваны периодичные изменения яркости и спектра переменных звёзд-цефеид. Может случиться и так, что энергия, излучённая звездой в течение длительного времени, воспримется наблюдателем в краткий миг в виде сверхъяркой вспышки. Так могут возникать вспышки новых, сверхновых и пульсаров. Тем самым БТР предсказывает все эти экзотические объекты, как естественное следствие их двойственности и эффекта Ритца. И действительно сейчас открыта двойственность, вращение этих звёзд, с чем теперь и связывают их вспышки, хоть и на основании куда более сложного механизма. Такие вспышки возможны благодаря тому, что свет, испущенный звездой в разные моменты времени, имел разные скорости и за счёт этого приходил к наблюдателю одновременно. Это также позволяет видеть один и тот же объект одновременно в разных точках его орбиты - изображение объекта как бы размножается. Именно этим проще всего объяснить дополнительные изображения звёзд, галактик, а не гипотетическими гравитационными линзами Эйнштейна.

Теория Ритца успешно применима не только к явлениям мегамира, Космоса, но и к микромиру, эффекты которого удаётся понять без привлечения квантомеханических законов, а целиком в рамках классической науки, достаточно лишь следовать моделям БТР.

Свет в БТР представляется потоком частиц, но не фотонов, а реонов, образующих в пространстве периодичные сгустки, волновые распределения, что объясняет волновые свойства света. Так же и для объяснения "корпускулярных" свойств света ни к чему вводить фотоны. Скажем, известный закон излучения абсолютно чёрного тела Планк первоначально получил без деления энергии, света на кванты, а просто считая, что частота f колебаний атомных осцилляторов (электронов в атоме) связана с энергией колебаний как E=hf, где h - постоянная Планка. Да и для понимания фотоэффекта с эффектом Комптона не нужны кванты света. Как показал тот же Планк, вылет из металла электронов энергии E=hf гораздо естественней было бы истолковать не поглощением ими энергии световых квантов, а тем, что электроны изначально располагали такой энергией и вращались в атоме с частотой f. Свет же частоты f резонансно включал спусковой механизм, вызывая выстрелы металла электронами.

Именно БТР позволяет объяснить, почему электроны в атоме вращаются с частотой f=E/h. Дело в том, что Ритц кроме баллистической электродинамики разработал также классическую магнитную модель атома, которая впервые объяснила спектры атомов, эффекты Зеемана и многое другое. В этой модели Ритц применил структурный подход, предположив, что атом представляет собой ядро (структуру, набранную из периодично расположенных магнитных частиц), и вращающихся в магнитном поле этой структуры электронов. Положения электронов в атоме меняются дискретно, поэтому дискретно меняется и поле, и генерируемая ими частота колебаний. Гипотеза Ритца о существовании частиц со стандартным магнитным моментом подтвердилась. Именно такой частицей оказался электрон и позитрон. Поэтому логично допустить, что ядро, остов атома представляет собой периодично расположенные электроны и позитроны, образующие своего рода кристалл, вроде кристалла соли.

Подобную структурную модель атома из положительных и отрицательных зарядов, отстаивали ещё Ленард, Льюис и Ленгмюр. Именно эта модель позволила впервые построить теорию химической связи и объяснить свойства атомов, периодический закон Менделеева. Такой структурно-геометрический подход применим не только к строению атома, но и к строению атомного ядра, элементарных частиц. Вкупе с классическим законом сохранения массы и энергии он позволяет понять строение частиц, объяснить значения их масс и других характеристик, схемы распадов, а также предсказать новые частицы и их свойства.

Итак, вот уже век, как наука свернула с прямого пути и стала развиваться по абстрактному неклассическому направлению, тогда как классический тернистый путь, открытый Ритцем, пребывает в запустении. Никто не осмелился пойти по нему, настолько он был революционным, даже в сравнении с СТО и квантмехом. Ведь теория относительности возникла потому, что учёные не хотели отказываться от привычной электродинамики Максвелла и полевой (эфирной) модели взаимодействия, для чего искусственно ввели согласующее звено - релятивистскую механику. Так же и квантовая механика была введена как согласующее звено для сохранения дискредитировавшей себя планетарной модели атома Резерфорда. А Ритц нашёл в себе смелость отвергнуть общепризнанные модели и создать новые.

Как видим, существует много незаслуженно забытых классических моделей и теорий, легко решающих проблемы, приведшие к краху классической физики и замене её теорией относительности с квантовой механикой. Возврат к наглядным моделям, их развитие позволит не только восстановить естественную классическую картину мира, но и существенно продвинуть физику, астрономию, вывести их из кризиса. Такая стадия науки, когда копятся всё новые гипотезы и объекты, необходимые для истолкования явлений, не укладывающихся в рамки принятой неклассической парадигмы, свидетельствует о её скором крахе. Следуя принципу Оккама и Коперника, естественней вместо вороха умозрительных абстрактных гипотез нынешней неклассической науки, противоречащей нашему жизненному опыту и интуиции, принять простое классическое толкование, позволяющее посредством немногих механических моделей, вводимых БТР, описать на единой основе явления микромира и космоса, электродинамики и гравитации, материи и света. Наука долго шла по пути СТО и квантмеха, и те долго работали, давая верные результаты. Но, как показывает история науки, ошибочные теории могут длительное время давать верные предсказания, как, например, геоцентрическая система мира Птолемея и Аристотеля. Однако рано или поздно они начинают тормозить прогресс науки и должны заменяться более точными, простыми и естественными.

Размещено на Allbest.ru