Взаимосвязь классической и квантовой механики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Взаимосвязь классической и квантовой механики

И.Н. Подрезенко

Сила гравитационного притяжения существует не только для тел, взаимодействующих с планетами и звездами, но и между атомами, молекулами и элементарными частицами слагающих вещество. Эти силы притяжения между частицами настолько незначительны по сравнению с электромагнитными (в случае двух протонов их гравитационное притяжение в e/G ·M2 ~ 1036 раз меньше электромагнитного отталкивания, где G = 6.67 · 10-8 г-1·см3·сек2 - гравитационная постоянная, e = 4.8 · 10-10 абс. эл.-ст. ед. - заряд протона и M = 1.67· 10-24 г - его масса [1]), что при исследовании взаимодействия вещества на атомарном и молекулярном уровне гравитационные силы никто не принимает в расчет. Казалось, что гравитация слишком слаба, чтобы объяснить устойчивость электрона.

В работах [2,3] нами было установлена взаимосвязь гравитационных колебаний между элементами, веществами, планетами и звездами с их плотностью:

w2В = w2П сВ /сП = w2С сВ /сС = w2ЭЛ сВ /сЭЛ = w2В.1 сВ /сВ.1 (1),

где wВ , wП , wС ,wЭЛ ,wВ.1 - циклическая частота гравитационных колебаний соответственно вещества, планеты, Солнца, элемента и любого другого вещества;

сВ, сП, сС, сЭЛ, сВ.1 - плотность вещества, планеты, Солнца, элемента и любого другого вещества.

Вывод уравнения (1) основывается на использовании силы гравитационной упругости (Fг.у.), которая равна:

,

где - гравитационная жесткость планеты, R - радиус планеты.

Величина гравитационной жесткости планеты связана с ее плотностью следующим соотношением:

,

где - средняя плотность планеты. Циклическая частота гравитационных колебаний планеты определяется из выражения:

. (2),

где m - инертная масса планеты.

Так как сила гравитационной упругости противодействует силе тяжести (силе притяжения), то и энергия гравитационных колебаний, связанная соотношением (2) с гравитационной жесткостью, также будет противодействовать силе притяжения.

На основе проведенных исследований установлено, что частота гравитационных колебаний веществ и планет < 10-3 Гц и находится в верхней части шкалы электромагнитных излучений (частота колебаний низкочастотных волн 103 - 10-3 Гц). Отметим также, что расчетный период прецессии Земли с учетом взаимодействия гравитационных колебаний Луны и Солнца составил 426 дней, а без этого учета - 300 дней. Наблюдаемый период прецессии Земли составляет 427 дней [4].

Уравнение (1) показывает, что совпадение гравитационных частот возможно в том случае если совпадают плотности различных веществ и элементов. Совпадение гравитационных частот между веществами, элементами и т.д. приводит к резонансу. То есть к более высокому энергетическому состоянию взаимодействующих элементарных частиц внутри вещества. Особенно это должно отражаться при совпадении плотности веществ и элементов с плотностью планеты или Солнца. Но так как повышенное энергетическое состояние является неустойчивым, то вещество преобразует свою внутреннюю структуру таким образом, что бы его энергетическое состояние было минимальным. То есть мы имеем в результате этого взаимодействия с уже произошедшим фактом изменения структуры элементов и веществ. Многообразие плотности элементов и веществ обуславливает возникновение огромного количества их гравитационных колебаний, имеющих различные частоты излучения. Исходя из того, что явление резонанса является энергетически невыгодным для устойчивого состояния атомов, то электронная структура их должна быть расположена таким образом, чтобы плотность вещества, которое они образуют, соответствовала минимальным энергетическим затратам внутри вещества. Тогда взаимосвязь гравитации и электромагнетизма должно проявляться через явление гравитационного резонанса. Именно энергия гравитационного резонанса обладает достаточной силой, чтобы распределить положение электронов в атоме таким образом, что на электронных орбитах образуется энергетически потенциальная яма (то есть данная орбита электрона соответствует минимальным энергетическим затратам при его движении) и при этом избегаются те орбиты где наступает резонансное состояние под действием гравитации. Таким образом, энергия резонанса при сложении колебаний различных гравитационных частот на определенных расстояниях от ядра атома будет создавать явление их интерференции, заключающееся в том, что в одних местах волны усиливают друг друга, а в других ослабляют. В местах ослабления волн и располагаются электроны, а энергия волн, где они усиливаются, не дает возможность упасть электрону на ядро атома, не смотря на то, что разноименные заряды притягиваются. В квантовой механики проблема устойчивости атома объясняется на основе принципа соотношения неопределенностей (СН). Рассмотрим эту задачу для атома водорода. Пусть электрон движется вокруг ядра (протона) по круговой орбите радиуса r со скоростью v. По закону Кулона сила притяжения электрона к ядру равна e2/r2, где e - заряд электрона, а центростремительное ускорение равно v2/r. По второму закону Ньютона, mv2/r = e2/r2 (m - масса электрона), т. е. радиус орбиты с точки зрения квантовой механики может быть сколько угодно малым, если v достаточно велика. Но в квантовой механике должно выполняться СН. Если допустить неопределенность положения электрона в пределах радиуса его орбиты r, а неопределенность скорости - в пределах v, т.е. неопределенность импульса в пределах Дp = mv, то исходя из соотношения неопределенности этих величин, можно получить mvr ? h (универсальная мировая постоянная). Отсюда можем иметь v ? e2/h и r ? h2/me2. Следовательно, движение электрона по орбите с r < аБ = h2/me2 ? 0.5·10-8 см невозможно, т.е. электрон не может упасть на ядро - атом устойчив. Величина аБ и является радиусом атома водорода (боровским радиусом). Ему соответствует максимально возможная энергия связи атома Е0 = - e2/2аБ ? - 13.6эВ, определяющая его минимальную энергию - энергию основного состояния. В данном случае соотношение неопределенности указанных выше величин только указывает на положение электрона на орбите атома водорода, так как было сделано допущение о возможности изменения его скорости. Центростремительная сила направлена по касательной к окружности, которая уравновешивается центробежной силой направленной в противоположную сторону. Поэтому она не может уравновесить силу притяжения электрона к протону. В классической механики центростремительная сила компенсируется силой упругости вещества. Устойчивость атома определяется не допущениями, а должна опираться на энергетическое состояние электрона на орбите, где бы учитывалось и энергия притяжения его к протону ввиду противоположности их зарядов. В данном случае на наш взгляд данная сила компенсируется силой возникающей в процессе сложения гравитационных волн - силой упругости гравитационного резонанса. Так плотность кристаллических веществ (сР) на прямую связано с параметрами элементарной ячейки [5], которая определяется по данным рентгено - структурного анализа из выражения:

сР= n M / N V (3),

где n - число формульных единиц (для элементов - число атомов); М - молекулярный вес; N - число Авогадро равное 6.02 · 1023; V - Объем элементарной ячейки.

Объем элементарной ячейки определяется из выражения:

V2 = a02·b02·c02·(1 - cos2б - cos2в - cos2г + 2·cosб cosв cosг) (4),

где a0, b0 и c0 - ребра элементарной ячейки; б, в, г - углы между ребрами (углы координатной системы).

В приведенном виде формула (3) применяется для триклинных кристаллов, а для кристаллов остальных сингоний она упрощается:

для моноклинных V = a0·b0·c0·sinв (5)

для ромбических V = a0·b0·c0 (6)

для тетрагональных V = a02·c0 (7)

для кубических V = a03 (8)

для гексагональных и тригональных V = a02·c0·sin1200 (9)

для тригональных (ромбоэдрическая ячейка) V = a03·v1-3cos2б +2cos3б (10).

Формула (1) определяет универсальность зависимости (3), которая должна работать и для жидкостей и газов. Используя зависимость (3) рассчитаем число Лошмидта (NL) - число молекул в 1 см3 вещества, находящегося в состоянии идеального газа при нормальных условиях. NL = N/ V0, где V0 - объем 1 моля идеального газа при нормальных условиях. NL = 2.6872 1019. В нашем случае:

NL = 1 см3/ V = 1 см3 сл N/ n M (11),

где сл - плотность газов при температуре 200С и атмосферном давлении, n - количества атомов в молекуле вместо формульных единиц. Данные по определению числа Лошмидта приводятся нами в таблице 1.

Таблица 1 - Расчет числа Лошмидта для одноатомных и двухатомных газов

Погрешности при определении числа Лошмидта связаны с неточным определением плотности веществ. Для газов существенное значение, при определении их плотности, играют незначительные перепады температур, давления и количества микропримесей в них. В общем, полученные значения числа Лошмидта для газов, подтверждают универсальность зависимости (3), которая через плотность веществ указывает нам на влияние распределения элементарных частиц в атомах не только в кристаллах, но и в газах в результате воздействия гравитационных колебаний. Подставляя значения выражения(3) в зависимость (1) мы показываем связь гравитационных колебаний с параметрами внутреннего строения вещества:

w2В = w2ЭЛ nВ MВ·VЭЛ/ nЭЛ MЭЛ VВ (12)

Зависимость (12) свидетельствует о том, что симметрия кристаллов, с которой связано ряд фундаментальных результатов и в том числе зонная структура спектра энергетических состояний электронов, которая следует непосредственно из вида симметрии функции потенциальной энергии каждого электрона (V(r)). Так как внутреннее поле в кристалле одинаково в кристаллографических идентичных точках, потенциальная энергия электрона V(r) обладает теми же элементами симметрии, что и сама кристаллическая решетка и в частности, трансляционной симметрией:

V(r+n·a+m·b+l·c) ? V(r) (13)

Здесь a, b, c - основные трансляции решетки, а n, m, l - любые целые числа.

Основываясь на зависимостях (12) и (13) мы получаем выражение:

E(w) + V(r) = 0 (14),

где E(w) - энергия гравитационных колебаний (энергия резонансных колебаний), противодействующая потенциальной энергии электрона.

Гравитационная сила притяжения электрона к ядру в зависимости (14) не учитывается, так как она компенсируется силой гравитационной упругости и эти силы малы.

Уравнение (14) соответствует закону сохранения энергии электрона на орбите и определяет устойчивость атома.

Согласно теории Бора электроны могут обращаться вокруг ядра атома только по строго определенным, разрешенным, круговым орбитам, причем, двигаясь по таким орбитам, электроны не излучают электромагнитную энергию. То, какую именно разрешенную орбиту будет занимать электрон, зависит от энергии атома. При заполнении электронных слоев атома в стационарном (невозбужденном) состоянии выдерживается принцип наименьшего запаса энергии, в соответствии с которым наиболее устойчивому состоянию электрона в атоме отвечает минимальная возможная его энергия. Зависимость энергии гравитационных колебаний и спектра энергетического состояний электрона от элементов кристаллической решетки позволил нам предположить, что минимальная возможная энергия приурочена к местам ослабления гравитационных колебаний, определяющей интерференционную картину спектра атома. В данном контексте классическая механика допускает вращение электрона лишь только по строго определенным орбитам, определенным энергетическим спектром гравитационных колебаний. Таким образом, снимается одно из резких противоречий классической и квантовой механик, при котором считалось, что ньютоновская механика допускает вращение электрона по любой орбите.

Другое противоречие - между механиками то, что в классической механики считается невозможным движение заряженной частицы по круговой орбите без излучения энергии. Переход электрона с более удаленной от ядра орбиты на более близкую орбиту, энергия излучения изменяется не непрерывно, а порциями - квантами. Условия существования электрона сколько угодно на определенной орбите определяется зависимостью (14), где участвуют как электромагнитные, так и гравитационные силы. Равенство указанных выше сил определяет движение электрона по круговой орбите без излучения энергии. Кроме этого основным состоянием электрона является нахождение его в активном или инертном измерениях, установленное нами в работах [2,6,7]. Контактное измерение, отражающее настоящее время, существование которого по времени близко к нулю, является областью неопределенности нахождения электрона на орбите. Так как его появление в контактном измерении можно только зафиксировать и в связи с его почти мгновенным нахождением на орбите становится невозможным одновременно установить все параметры движения частицы. То есть электрон переходит снова в одно из указанных выше нами измерений. В этой связи классическая механика определяет принцип соотношения неопределенности квантовой механики, который действует не только для указанных выше величин, но и для энергии и времени. Существование электрона в основном состоянии приводит к прерывистой передачи кванта энергии при переходе его с более удаленной орбиты от ядра на более близкую орбиту в контактном измерении. Согласно запрету Паули, на одном уровне (на одной орбите) не может быть двух электронов, причем они должны отличатся спинами. Такое положение обусловлено наличием активного и инертного измерений, в каждом из которых наиболее вероятно нахождение одного электрона. Естественно потребовать, чтобы в пределе, когда дебройлевская длина волны частицы значительно меньше размеров, характерных для данной задачи (в частности для макроскопических тел), законы квантовой механики переходили бы в законы движения классической механики. То есть законы квантовой механики отвечали бы движению частиц (тел) по классическим траекториям, а действия квантовомеханических операторов на векторы состояния сводились бы к умножению их на соответствующие классические величины. Эти требования составляют содержание принципа соответствия квантовой механики. Нами показано на основе исследования гравитационных взаимодействий частиц (тел) полное соответствие законов классической механики с принципами и постулатами квантовой механики. Соотношение неопределенности также вытекает из зависимости

G = Vоб/mрЧt2 (15),

установленной нами в работе [2]. G=6.673Ч10-11м3/с2 кг - гравитационная постоянная; Vоб - объем планеты; mр - реальная масса планеты; t - время прохождения гравитационной волны от поверхности к центру планеты. На основе преобразования уравнения (15) получаем:

G = 3·w2П/4р·сП = 3·w2В/4р·сВ (16)

g = w2П·RП (17),

где g - гравитационный потенциал, RП - радиус планеты.

Связь показателей в уравнении (14) с циклической частотой гравитационных волн и плотностью планет и веществом (15) определило кристаллическую структуру планет, установленную еще Кеплером. С другой стороны связь гравитационных колебаний с гравитационным потенциалом показывает нам на изменчивость циклической частоты одного и того же вещества. Действительно гравитационный потенциал изменяется в зависимости от скорости вращения планеты вокруг своей оси, характера изменчивости теплового потока недр и за счет движения планеты вокруг Солнца. Это вносит свой вклад в соотношение неопределенности при движении электрона по орбите вокруг ядра. Но наиболее сложно понять тот факт, что для вещества имеющий первоначальный объем и массу изменение частоты гравитационных колебаний приводит к изменению первоначальных параметров, в том числе и течению времени. Для небольшого количества вещества эти изменения незначительны. Хорошо эти изменения наблюдаются для больших масс. Так изменение циклической частоты гравитационных колебаний от экватора (wэ= 123.832Ч10-5с-1) к полюсу (wп= 124.367Ч10-5с-1) Земли приводит к изменению взаимодействующих масс, объема и времени соответственно: mЭ - mП = 9·1021 кг; хЭ - хП = 1.097·1019 м3; tЭ - tП = 3.48 с. Исходя из законов сохранения и зависимостей (15 - 17) мы можем заключить, что масса, объем и время могут переходить друг в друга. Эти переходы и их соотношения контролируются постоянной величиной - гравитационной постоянной. Само же изменение объема, массы и течение времени может приводить к отклонению от законов симметрии, которое на наш взгляд без учета изменения этих характеристик является кажущийся.

Наличие измерений позволяет объяснить парадоксы квантовой механики на основе законов классической физики. Наличие активного измерения, отражающего будущее время и инертного измерения, отражающего прошедшее время, позволят объяснить прохождение фотона сразу через две щели на основе классической механики. Попеременное попадание фотона в эти измерения может дать нам такой эффект. В этой связи по-иному истолковывается и опыт Майкельсона, который подтверждает существование выделенных нами измерений. То есть движение фотона происходит в одном из измерений - активном или инертном (основное положение частиц) и независимо от направления движения Земли, при измерении скорости распространения света в двух взаимно перпендикулярных направлениях, никакого смещения интерференционных полос не должно наблюдаться. В данном случае фотон делает скачок в указанных выше измерениях и сопровождаемая с его движением электромагнитная волна в контактном измерении не может изменить своих характеристик. Поэтому не имеет никакого значения ориентация интерферометра, в каком либо другом направлении, интерференционная картина для разных направлений будет одинакова. То есть постоянное движение фотона в контактном измерении, отражающего настоящее время, не возможно, в связи с течением времени в контактном измерении. Приведем еще один аргумент в пользу существования измерений только уже для макрообъекта - планеты. Форма Земли, близкая к эллипсоиду вращения, указывает на то, что вещество планеты находится в гидростатическом равновесии по отношению к действующим на него силам (притяжения, центробежным и др.), т.е. Земля ведет себя по отношению к длительно действующим силам как жидкое тело. На наш взгляд гидростатическое равновесие Земли обусловлено, в основном, взаимодействием сил гравитационной упругости и тяжести [6]. Так как инертная масса находится в инертном измерении (другом временном измерении), которое отражает прошедшее время, то сила гравитационной упругости непосредственно связанное с данным измерением в реальном осуществлении давления на центр планеты принимать участие не должна. В данном случае сила гравитационной упругости уменьшает силу тяжести от центра планеты к ее поверхности, за счет чего происходит в этом направлении и уменьшения давления. То есть, если не существовало бы силы гравитационной упругости, то давление под действием силы тяжести было бы одинаковым на поверхности, в недрах и в центре планеты, как мы это наблюдаем для жидкостей и газов, которые передают производимое на них давление во все стороны одинаково (закон Паскаля). Тогда, исходя из предположения, что инертная масса находиться в другом временном измерении, мы можем определить давление, создаваемое силой тяжести на поверхности Земли, которое должно в точности соответствовать давлению в центре планеты. Исходя из того, что в любой точке на поверхности планеты сила тяжести равна:

F = р·m·g/3 (17)

Так как мы определяем давление в центре планеты, и у нас отсутствует равенство гравитационных сил, то в соответствии с работой [6], для расчета силы тяжести мы применяем множитель р/3. Тогда давление (P) в центре планеты при силе гравитационной упругости равной нулю будет иметь значение:

P = F/S = m·g/4R2 (18)

где S - средняя поверхность земного шара, R - средний радиус Земли.

По данным работы [8] масса Земли m = 5.9742·1024 кг; R = 6371032 м; стандартное ускорение свободного падения g = 9.80665 м/с2.Оцененное таким образом давление в центре Земли составило 3608.4515·108 Па.

В настоящее время главными методами, определяющими давление в недрах Земли, являются сферически-симметричные модели, построенные на фактических данных прохождения сейсмических волн от поверхности к центру планеты [9-12]. Приведем определения значений давления в центре Земли по результатам данных работ (таблица 2).

гравитационный плотность лошмидт давление

Таблица 2 - Давление в центре Земли (глубина 6371 км)

Сравнение значений давлений в центре Земли [табл.2], со значением давления, полученном на основе представлений о нахождении инертной массы в другом измерении, показало соответствие между полученными результатами. Следовательно, наше предположение о нахождении инертных масс, в другом временном измерении подтверждается, а само давление в недрах планеты определяется силой тяжести на ее поверхности, которое увеличивается с глубиной за счет уменьшения в этом направлении силы гравитационной упругости.

В связи с тем, что сила притяжения электрона к ядру атома и сила, образованная в результате гравитационных колебаний, имеют противоположную направленность, то большое значение приобретает характер заполнения электронной оболочки атома, из которого состоит вещество. Так как плотность напрямую связана с циклической частотой гравитационных колебаний, то ее увеличение будет свидетельствовать об увеличении спектра энергии гравитационных колебаний. Силы электромагнитного воздействия направлены против сил гравитационных колебаний, и следовательно уменьшение электромагнитного воздействия на ядро атома (в ядре сосредоточена основная масса) должно приводить к увеличению плотности элемента. Наиболее просто установить связь плотности с характером заполнения электронной оболочки атома - это использование периодической системы элементов Менделеева. Действительно, свойства отдельного элемента можно понять в полной мере лишь в связи со свойствами других элементов и в связи с положением данного элемента в периодической системе. Исходя из периодичности характера свойств веществ, изменения плотности нами рассматривалось в зависимости от изменения электронной конфигурации оболочек и магнитных моментов по периодам и отдельно по принадлежности к s, p, d и f - элементам. По подгруппам устанавливался характер изменения плотности веществ (при одинаковой электронной конфигурации элементов) в зависимости от дипольного магнитного момента, а также по изменению количества электронных оболочек и характера их заполнения. При этом учитывался характер кристаллической решетки элемента и ее изменение при различных термобарических условиях, оказывающий влияние на упаковку атомов при их сравнении. В обоих случаях анализировалось количество протонов и нейтронов и их соотношение для изотопов, которые обнаружены в природном состоянии. Определялась средняя величина приходящийся на один атом элемента объема элементарной ячейки (Vn = V/n), который сравнивался с объемом атома. Плотность элементов по рентгеноструктурным данным определялась в соответствии с зависимостями (4-10). Также для веществ исследовалась плотность в твердом, жидком и газообразном состоянии, определенная в лабораторных условиях. Так как элемент (вещество) может испытывать максимальное воздействие гравитационных колебаний в случае совпадения его плотности с средней плотностью огромных масс, исследовалось поведение при приближении плотности элемента к плотности Солнца (сС= 1.41 г/см3) и Земли (сЗ = 5.52 г/см3). Данные по плотности элементов и веществ, ядерных моментов, атомные веса, размеры атомных и ионных радиусов, межатомные расстояния, параметры кристаллической структуры элементов и их соединений и т.д. взяты из публикаций [13-18].

Приведем некоторые аспекты этого анализа (более полный анализ воздействия на ядро атома энергии гравитационных колебаний и электромагнитной энергии требует отдельной публикации).

Рассмотрим плотность s элементов по периодам. Плотность Li и Be, Na и Mg, K и Ca, Rb и Sr, Cs и Ba соответственно (определенных при нормальных условиях) равны: 0.534 г/см3 и 1.82 г/см3; 0.968 г/см3 и 1.74 г/см3; 0.863 г/см3 и 1.54 г/см3; 1.532 г/см3 и 2.63 г/см3; 1.90 г/см3 и 3.76 г/см3. Объем Vn для Li и Be соответственно равен: 21.44·10-24 см3 и 8.11·10-24 см3; Na и Mg - 39.50·10-24 см3 и 23.20·10-24 см3, K и Ca - 76.31·10-24 см3 и 43.63·10-24 см3; Rb и Sr - 92.11·10-24 см3 и 55.98·10-24 см3; Cs и Ba - 111.27·10-24 см3 и 62.88·10-24 см3. Использование показателя Vn позволяет нам сравнивать элементы с различной кристаллической структурой и устанавливать характер упаковки их электронной оболочки. В данном случае увеличение атомной массы по периодам и уплотнение электронной оболочки без изменения количества электронных слоев привело к тому, что произошло экранирование воздействия электронов на ядро. То есть в большей степени прибавилось взаимное отталкивание электронов. Как следствие этих процессов произошло увеличение энергии гравитационных колебаний, которое выражается через увеличение плотности. Для d элементов при заполнении полностью s оболочки от 1 к 2 подгруппе плотность соответственно для Cu и Zn, Ag и Cd, Au и Hg равна: 8.92 г/см3 и 7.13 г/см3; 10.50 г/см3 и 8.65 г/см3; 19.32 г/см3 и 14.19 г/см3, а Vn - 11.81·10-24 см3 и 15.20·10-24 см3; 16.95·10-24 см3 и 21.59·10-24 см3; 16.96·10-24 см3 и 23.22·10-24 см3. В данном случае в связи с заполнением для d элементов внутренних оболочек резко возрастает взаимное отталкивание электронов, что приводит к меньшему воздействию заряда электронов на ядро атома и увеличению энергии гравитационных колебаний, противодействующих энергии отрицательно заряженных электронов. К этому необходимо добавить, что внутри металлов электроны каждого отдельного атома принадлежат всем атомам, находящимся в контакте. То есть это вносит свой вклад в уменьшения воздействия заряда на ядро атома и увеличение энергии гравитационных колебаний. В связи с этим мы наблюдаем для d элементов повышенные значения плотности по сравнению с s и p элементами. Что касается 1 и 2 подгруппы, то достройка d элементами s оболочки приводит к увеличению Vn , что приводит при общих равных условиях к увеличению заряда электронов и уменьшению энергии гравитационных колебаний, о чем свидетельствует уменьшение плотности элементов в этом направлении, несмотря на увеличения атомного веса. В данном случае вышеперечисленные факторы уменьшающие воздействие зарядов электронов на ядро в некоторой степени компенсируются полным заполнением s оболочки. То есть при полном заполнении внутренних оболочек происходит заполнение внешней оболочки, что приводит к увеличению электромагнитного заряда электронов воздействующих на ядро атома. При переходе от Ni к Cu в четвертом периоде плотность изменяется от 8.90 г/см3 до 8.92 г/см3; в пятом периоде - от Pd к Ag плотность изменяется от 12.02 г/см3 до 10.50 г/см3; в шестом периоде - от Pt к Au плотность изменяется от 21.45 г/см3 до 19.32 г/см3. При большем количестве заполненных внутренних оболочек увеличении заряда атома при заполнении верхней оболочки приводит к уменьшению плотности элемента в одном и том же периоде, что связано на наш взгляд с увеличением воздействия электромагнитных сил на упругие силы гравитационных колебаний. В четвертом периоде для d элементов Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co плотность соответственно равна: 3.02 г/см3, 4.51 г/см3, 6.11 г/см3, 7.19 г/см3, 7.44 г/см3, 7.87 г/см3 и 8.84 г/см3; для пятого периода плотность элементов Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru и Rh соответственно равна: 4.47 г/см3, 6.50 г/см3, 8.57 г/см3, 10.20 г/см3, 11.49 г/см3, 12.37 г/см3 и 12.41 г/см3; в шестом периоде плотность элементов La, Hf, Ta, W, Re, Os и Ir соответственно равна: 6.16 г/см3, 13.31 г/см3, 13.35 г/см3, 16.62 г/см3, 19.30 г/см3, 21.02 г/см3, 22.61 г/см3 и 22.65 г/см3. Отметим также, что для лантаноидов, где заполняются f-оболочки, от церия до лютеция плотность увеличивается от 8.23 г/см3 до 9.84 г/см3. Как мы видим, заполнение внутренних оболочек приводит к более сильному экранированию электронами друг друга и как результат к меньшему воздействию их зарядов на ядро атома и на энергию гравитационных колебаний, что приводит к увеличению плотности элементов с увеличением их зарядового числа. При этом анализ показал, что увеличение атомного веса не соответствует изменению плотности элементов в периодах. Особенно это заметно при сравнении d и f элементов с p элементами. В качестве примера можно привести Bi атомный вес, которого составляет 208.9804, а плотность - 9.80 г/см3 и Ta - атомный вес 180.9479, а плотность - 16.62 г/см3. Несомненно, что атомный вес оказывает влияние на плотность элементов (уравнение 3), но основное влияние на их плотность все же оказывает характер расположения электронов на орбитах атомов, которое обусловлено электромагнитной составляющей и характером энергетического спектра гравитационных колебаний.

При рассмотрении p элементов первое, на что обращает наше внимание это то, что при заполнении полностью внешнего электронного слоя ( He - 1s2; Ne - 2s2 2p6; Ar - 3s2 3p6; Kr - 4s2 4p6; Xe - 5s2 5p6 и Rn - 6s2 6p6 ) образуются благородные газы. Поэтому в одном периоде по мере увеличения заряда ядра увеличивается сила притяжения электронов к ядру, и значит, максимально создается воздействие на упругую силу гравитационных колебаний, что и приводит к уменьшению плотности благородных газов. Плотность благородных газов самая минимальная в периодах. Немного больше плотность газов N2, O2 и F2 по сравнению с Ne, газа Cl2 по сравнению с Ar, определенная при 00С и нормальном давлении. В данном случае двухатомные газы за счет обобщения электронов приобретают структуру благородных газов. Об этом свидетельствуют и одинаковые значения отношения плотности двухатомных газов к их молекулярным весам совпадающих со значениями отношения плотности благородных газов к их атомным весам.

То есть создаются максимальные электромагнитные силы, воздействующие на силы гравитационных колебаний, что приводит к уменьшению плотности двухатомных газов. В четвертом периоде, рядом с криптоном расположен бром, который при нормальных условиях является жидкостью.

Плотность брома равна 3.10 г/см3, что является минимальным значением для p элементов в четвертом периоде, имеющих меньший атомный вес. В таблице 3 нами приведены основные физические характеристики p элементов, имеющих кристаллическую структуру при нормальных условиях.

Таблица 3 - Физические характеристики p-элементов

Для всех указанных в таблице 3 элементов в каждом из периодов при приближении к благородным газам увеличивается заряд атома при заполнении электронами внешнего слоя, что увеличивает силу притяжения между ядром и электронами. Этот процесс должен сопровождаться уменьшением плотности элементов в этом направлении. С другой стороны четность и нечетность элементов определяет наличие или отсутствия магнитного момента ядра. Опыт показывает, что магнитные моменты четно - четных ядер (количество протонов и нейтронов четные) всегда равны нулю. То есть для нечетных ядер возникают магнитные моменты, препятствующие притяжению между ядром и электронами, которое приводит к усилению энергии гравитационных колебаний и как следствие мы имеем увеличение плотности нечетных элементов. Но уже для 4 и 5 периода влияние магнитного момента ядра скрадывается из-за увеличения металлических свойств p-элементов. Поэтому для этих периодов основным фактором определившим уменьшение плотности элементов при приближении к благородным газам является увеличения заряда атома, несмотря на увеличения их атомного веса.

Отсутствие плотности элементов со значениями 1.41 г/см3 и 5.52 г/см3 в периодической системе, подтверждает выше сделанный вывод о том, что вещество преобразует свою внутреннюю структуру таким образом, что бы его энергетическое состояние было минимальным. В качестве наглядного примера можно привести калий (атомный вес 39.0983, плотность 0.826 г/см3), расположенный в I-а подгруппе, который находится между натрием (атомный вес 22.98977, плотность 0.968 г/см3) и рубидием (атомный вес 85.4678, плотность 1.532 г/см3). Все вышеуказанные элементы имеют кубическую решетку, n = 2, и относятся к пространственной группе Im3m. Зная зависимость циклической частоты гравитационных колебаний от плотности вещества (1) мы можем утверждать в данном случае, что элемент под действием энергии гравитационных колебаний как бы разбух (изменил параметры элементарной ячейки), так как его плотность должна была быть близкой к плотности Солнца. В качестве примера, оказывающего обратное воздействие гравитационных колебаний (на образование более плотного вещества), возьмем б-Sn и в-Sn. Так при температуре < 13.20С существует б-Sn с кубической решеткой, n = 8, пространственная группа Fd3m, плотностью 5.77 г/см3. При температуре > 13.20С образуется в-Sn с тетрагональной решеткой, n = 4, пространственная группа I41/amd, плотностью 7.30 г/см3. То есть при нагревании плотность олова должна была стать равной средней плотности Земли. В результате воздействия гравитационных колебаний Земли поменялась кристаллическая структура олова. Следовательно, под воздействием энергии гравитационных колебаний возможно увеличение или уменьшение плотности вещества. Изменение плотности в ту или иную сторону зависит от энергетического состояния электронов и энергии гравитационных колебаний, которую в общем виде можно записать:

EW1 < V(r) +Д V(r) < EW2 (18)

EW1 > V(r) + Д V(r) > EW2 (19),

где EW1 - энергетический уровень, образованный в процессе явления резонанса и расположенный на более удаленной орбите; EW2 - энергетический уровень, образованный в процессе явления резонанса и расположенный относительно первоначального положения на более близкой орбите; Д V(r) - приращение энергии электронов (обратный процесс в данных случаях нами опущен в связи с возможностью сохранять полученную кристаллическую структуру веществом сколь угодно длительное время).

В уравнении (18) дан случай, когда электроны в результате воздействия получат достаточно энергии, чтобы выйти на более высокий энергетический уровень, что приведет к разбуханию вещества. В уравнении (19) - наоборот, на более низкий энергетический уровень, что приводит к уплотнению вещества. Зависимостями (18) и (19) объясняется разуплотнение веществ на границе смены направления вращения внешней оболочки и ядра Земли, где должны были находиться породы с ее средней плотностью, к поверхности планеты и резкого увеличения плотности ее ядра. В связи с этим средней плотности планеты не может быть для веществ, расположенных в ее недрах из-за явления гравитационного резонанса.

При увеличении температуры многие вещества уплотняются. Перечислим некоторые из них: Si, Ga, Bi, Sb, GaSb, GaP, InSb и др. Анализ показал, что каждый из указанных веществ, при нагревании приближался по плотности к Солнцу или к Земле. По-видимому, что многие вещества при их нагревании резко изменяющие свою плотность также связаны с явлением воздействия гравитационных колебаний в соответствии с зависимостью (1). Исходя из полученных результатов исследования, рассмотрим и характер разбухания воды при 00С, а также связанные с этим ее аномальные физические свойства. Так как аномальными физическими свойствами обладают гидриды аммиака и фтора, то наиболее полно природа этого явления может быть раскрыта при совместном анализе выше указанных гидридов. Мы уже знаем, что в атоме водорода положение электрона определяется боровской орбитой (аБ), ниже которой он не может находиться. Следовательно, сравнивая межъядерные расстояния в невозбужденной молекуле водорода (rH = 0.07414 нм), находящегося в состоянии идеального газа и межъядерное расстояние между водородом и элементом с которым он образует связь (rH-Э) для молекул в газообразном состоянии и, соотнося различия между указанными выше расстояниями с размером боровской орбиты, мы можем определить влияние протона на электронную структуру гидрида. Физические характеристики гидридов нами приводятся для подгрупп V-а, VI-а и VII-а (таблица 4).

Таблица 4 - Физические свойства гидридов

Как видно из таблицы 4 для гидридов аммиака, кислорода и фтора отношение rH-Э - rH/ аБ меньше единицы, что указывает на то, что протон влияет на всю электронную структуру N, O и F входящих в эти соединения. Для остальных гидридов данный показатель больше единицы, что указывает на отсутствие влияния протона на орбиталь 1s2 для атомов, образующих связь с протоном. Это различие в влиянии протона на электронную структуру входящих с ним в соединение атомов обусловило аномальные свойства гидридов аммиака, кислорода и фтора по отношению к остальным гидридам находящихся в каждой соответствующей подгруппе. Для воды аномальное изменение физических свойств не исчерпывается только этим фактором. По данным Кошкина Н.И. и Васильчикова Е.Н. (1996 г.) нами рассмотрена плотность воды и ртути при различных температурах. Так уравнение зависимости плотности ртути (сHg) от температуры (t) имеет вид прямой (сHg = - a · t + b). Отрезок такой же прямой зависимости плотности воды (сH2О) от температуры наблюдается при значении температур в интервале 290 - 330 0С:

сH2О = - 2.32 кг/м3· t + 1404 кг/м3 (20)

При температуре больше 330 0С зависимость данных параметров имеет вид кривой, что на наш взгляд связано с переходным состоянием воды от жидкости к пару. При температуре меньше 290 0С данная зависимость вначале изменяет угол наклона с уменьшением интервала температур, где она представлена прямой и в дальнейшем эти отрезки прямой уменьшаются и в дальнейшем с уменьшением температуры эта зависимость представляет собой плавную кривую. Исходя уже з полученных выше результатов нами было предположено, что на разбухание воды повлияло гравитационные колебания Солнца. То есть, продолжив зависимость (20) до 00С, мы должны получить среднюю плотность Солнца. При сH2О = 1.41·103 кг/м3 по зависимости (20) мы получаем температуру около 00С. Полученный результат полностью подтвердил наше предположение о влиянии гравитационных колебаний на аномальные характеристики воды. О постоянном воздействии гравитационных колебаний Солнца на воду свидетельствует и возбужденное состояние протона. При образовании водородной связи вместо узкой полосы, отвечающей колебаниям валентной связи O - H, появляется широкая полоса, максимум которой сдвинут в сторону малых частот. Частота снижается в 2 - 3 раза, а ширина и интегральная интенсивность полосы в ИК - спектре возрастает в 10 - 30 раз. Для водородных связей сдвиг мостикового протона достигает 15 - 20 миллионной доли. Исходя из полученных результатов исследований возбужденного состояния протона, которое определено на наш взгляд воздействием гравитационных колебаний Солнца становится возможным по характеру наблюдения за протоном в водородной связи O - H установить характер изменения гравитационных колебаний звезды. Экспериментальные данные (Разумовский С.Д., 1979 г. и 1981г.) по определению расстояния O - H для жидкой воды составляет 0.1013 нм, а для водяного пара 0.09568 нм. Расстояния между ближайшими молекулами при плавлении льда изменяются от 0.276 нм до 0.290 нм, что также указывает на основное влияние на плотность воды взаимодействие электромагнитной и гравитационной составляющей (несмотря на увеличение расстояния между молекулами воды плотность возрастает). В данном случае мы наблюдаем два процесса влияющих на плотность воды, при ее нагревании начиная с 00С. Первый, с увеличением температуры происходит увеличение расстояния между молекулами приводящей к уменьшению плотности воды. Второй, с увеличением температуры электроны в атоме кислорода получают дополнительную энергию, что дает им возможность перейти на более удаленную орбиталь. Следовательно, их воздействие на протон уменьшается, и протон глубже внедряется в ион кислорода. Этот процесс приводит к увеличению плотности воды, так как влияния электронов на атом кислорода уменьшается. Действие этих двух процессов приводит к максимальной плотности воды при температуре 40С. В дальнейшем первый процесс превалирует. Изменение положения протона в ионе кислорода приводит к тому, что мы имеем при изменении температуры воды жидкость с другой структурой и с другими свойствами. Этот фактор также определяет аномальные свойства воды. Изменение физических свойств наблюдается для всех элементов и веществ, когда их кристаллическая структура меняется. Например, алмаз и графит.

Разбухания твелов в ядерных реакторах свидетельствует о том, что авария на Чернобыльской АЭС и Фукусима, связана с явлением гравитационного резонанса. В работе [19] указывается, гравитационно-динамические процессы (авторы работы [19] относят к ним вибрацию, то есть колебания, обусловленные сейсмопроявлениями в этом регионе) вызвали задержание аварийного введения поглощающих элементов СУЗ в активную зону. Подтверждением этого служат и данные сейсмостанции Норинск, что зафиксировали сейсмопроявления на Припятско-Норинском разломе, а также смерч, что двигался вдоль оси древнего Средне - Русского авлокогена. Смерч - однозначный индикатор нарушения геодинамических процессов в регионе. Локальные землетрясения наблюдались в Татарии, Прибалтике, в центральном районе России, на Украине и в Москве. На основе одержанных данных, полученных при рассмотрении разрушенного энергоблока, необходимо, чтобы фокус (эпицентр) сейсмического процесса находился под основанием шахты активной зоны в юго-восточном секторе [19]. Авторами работы [19] не было отмечено, что ЧАЭС расположена на границе залегания базальтовых и гранодиоритовых отложений докембрия, перекрытых небольшой толщей осадочных пород. Данные породы характеризуются разной плотностью (базальты - 2.6-3.25 г/см3, в среднем - сБ. = 2.8 г/см3; гранодиориты - 2.34 - 2.82 г/см3, в среднем - сГР. = 2.73 г/см3). Оценим по средней плотности базальтов и гранодиоритов высоту поднятия (h) над средним уровнем на их границе залегания друг с другом в соответствии с работой [20]:

h = m·a/KГ.Ж. (21),

где a = 8.47·10-7 м/с2 - приращение ускорения свободного падения в сигизии, вызванное Солнцем и Луной, взят из источника [21]; KГ.Ж. - гравитационная жесткость пород; m - масса Земли. Вначале определяем гравитационную жесткость планеты (KГ.Ж.П.):

KГ.Ж.П. = m·g/R (22),

где g и R - соответственно ускорение сводного падения и радиус Земли в районе ЧАЭС. Откуда устанавливаем коэффициент Л:

Л = KГ.Ж.П /сЗ (23),

где сЗ - плотность Земли. Гравитационная жесткость базальтов и гранодиоритов определим из зависимости:

KГ.Ж. = Л с (24)

Применяя уравнение (21) получим превышение над средним уровнем для базальтов и гранодиоритов соответственно hБ. = 1.07 м и hГР. = 1.10м. Разница в поднятии под действием притяжения Солнца и Луны оцененная таким образом составляет 3 см. Это свидетельствует о существовании постоянных динамических напряжений горных пород на стыке базальтов и гранодиоритов в районе ЧАЭС. Отметим так же что распространения гравитационных колебаний происходит на большие расстояния. С расстоянием происходит только ослабление энергии гравитационных колебаний в связи с взаимодействием их с другими гравитационными колебаниями. Поэтому необязательно чтоб эпицентр землетрясения находился под основанием шахты энергоблока.

В процессе работы ядерного реактора в нем накапливаются осколки распада и образуются трансурановые элементы, главным образом, плутоний. Накопление осколков вызывает уменьшение реактивности ядерного реактора. Это называется отравлением ядерного реактора (в случае радиоактивных осколков) и зашлакованием (для стабильных). Отравление вызывает, главным образом, Xe-135, который обладает наибольшей площадью поглощения нейтронов ~ 2.6·106 барн. Основная часть Xe-135 образуется в результате распада I-135. Это приводит: 1) до увеличения концентрации Xe-135 и до снижения реактивности ядерного реактора после его остановки или уменьшению мощности (йодная яма); 2) через отравления могут происходить пространственно-временные колебания. Рассмотрим конкретно аварийную ситуацию на ЧАЭС. Установлено инструментально изменение течения времени (17-18 сек) произошедшего в период аварии. В результате работы реактора во время сейсмических событий в реакторе образовалась йодная яма. После аварии отмечено разбухания урана. Присутствие во времени аварии сейсмических колебаний, эпицентры которых находились близко к ЧАЭС. Установлено нами, что расположение ЧАЭС попадает на границу залегания базальтов и гранодиоритов, что приводило к постоянным динамическим напряжениям в районе ЧАЭС. Динамические напряжения в районе ЧАЭС создавали дополнительную энергию при землетрясениях. Граница между базальтами и гранодиоритами как бы служила энергетическим волноводом при передаче энергии гравитационных колебаний от эпицентра землетрясений к ЧАЭС. При землетрясениях происходит изменения ускорения свободного падения, приводящие к изменению циклической частоты гравитационных колебаний. Из изложенного материала выше можно заключить, что из многочисленных гравитационных колебаний создаваемых элементами и материалами в ядерном реакторе основными источниками обладающими наибольшей энергией излучения гравитационных колебаний, являлись уран, плутоний и ксенон. Рассчитаем циклическую частоту гравитационных колебаний для U, Pu и Xe, используя зависимость (1). Плотность U равна 18.7 г/см3, Pu - 19.84 г/см3, Xe - 5.8971·10-3 г/см3. Тогда циклическая частота гравитационных колебаний составит для урана WU = 230.36·10-5 сек-1; плутония - WPu = 235.15·10-5 сек-1; WXe = 4.04·10-5 сек-1. Сложение циклических частот элементов производим, как и для механических колебаний. Действительно, исходя из вышеописанного, упругая сила Гука представляет собой комбинацию двух сил - электромагнитных и сил возникающих в результате гравитационных колебаний в веществе. Из уравнения (2) выводится уравнение Шулера для расчета колебаний Земли. Также нами учитывалось то, что колебания различной природы подчиняются одинаковым закономерностям. Это дает нам возможность вести расчет сложения гравитационных колебаний на основе законов сложения механических колебаний. Исходя из природы распада урана, где направление распада его при образовании плутония изменяются от 0 до 2р, то в этом случае мы можем представить сложения волн как движения по кругу. В данном случае мы имеем множество центров, где происходит такое изменение. Эти центры расположены последовательно друг за другом. В этом случае мы замечаем, что аналогично рассчитывается и результирующая жесткость (КР) двух пружинок, которые имеют соответственно жесткость К1 и К2, соединенных последовательно, где общая сила добавленная к ним и направление совпадает. В этом случае также получается уравнение круга - КР = К1 · К2 / К1 + К2. Тогда:

WU+Pu = 230.36·10-5 сек-1 235.15·10-5 сек-1/230.36·10-5 сек-1 + 235.15·10-5 сек-1 = 116.37·10-5 сек-1

Ксенон накапливается отдельно от урана и плутония, поэтому колебания гармонических волн ксенона с общим колебанием волн урана и плутония будет происходить параллельно. Результирующее гравитационное колебание всех трех элементов будет равно:

WР = WXe + WU+Pu = 120.41·10-5 сек-1

Циклическая частота гравитационных колебаний Земли (при отсутствии сейсмических событий) в районе ЧАЭС составляла 124.10·10-5 сек-1. Хорошо видно, что наиболее энергетические гравитационные колебания в реакторе на ЧАЭС очень близки к гравитационным колебаниям Земли. При землетрясениях, произошедших в данном регионе, изменился гравитационной потенциал, и как следствие этого изменилась циклическая частота гравитационных колебаний и в 01h 23m 59s 26. 04. 86. циклическая частота гравитационных колебаний Земли совпала с циклической частотой гравитационных колебаний в реакторе ЧАЭС. Произошел гравитационный резонанс. Энергетически выгодна смена вначале плотности вещества. То есть уран должен был разбухнуть, избегая в дальнейшем резонансного состояния. Однако в данном случае поглощение энергии нейтронов ксеноном стабилизировал энергетическое состояние в реакторе, отвечающее резонансному явлению. Ввод в реактор СУЗ, поглощающих нейтроны, усилил резонансное состояние вещества. Причем это усиление произошло «точечно» вдоль опускающих стержней поглотителей. В результате образовались гравитационные лазеры вдоль этих стержней, которые сделали многочисленные мелкие прожиги в трубопроводах. Самый крупный из них сделал прожиг нижней плиты, толщиной 2 м, в юго-восточном секторе с сохранением краски АС-8с на ѕ части поверхности помещения. Таким образом, большое значение имеет режим ввода в рабочую зону реактора стержней - поглотителей нейтронов, ввод которых даже при незначительных сейсмопроявлениях может привести к разбуханию твелов. Следует отметить что явления: свечение, образование плазмоидов и разбухание пород в недрах Земли на больших территориях происходит и при землетрясениях. Причем разбухание пород на больших территориях как правило не сопровождается землетрясением. Что касается атомной станции Фукусима, то здесь основную роль наиболее энергетических гравитационных колебаний в реакторе обусловили совместные колебания урана и плутония. Несмотря на меньшее значение циклической частоты гравитационных волн, «производимых» реактором, основную роль здесь сыграло больший размах гравитационного потенциала из-за крупного в 9 баллов землетрясения произошедшего на расстоянии около 50 км от АЭС в Тихом океане. Основным удерживающим фактором в резонансном состоянии вещества в реакторе - явилась бромная жидкость, которая поглощала энергию нейтронов. Разрушение реактора произошло внутри блока. В результате его разрушения при выбросе из активной зоны радиоактивных элементов были разрушены и наружные стенки энергоблока. Затем разрушения блока дополнились пришедшей из океана волной. Прочность АЭС Фукусима была рассчитана на 7 бальное землетрясение по японской шкале (шкала Японского Метеорологического Агенства). 7 баллов по японской сейсмической шкале соответствуют 12 баллам по европейской шкале (шкалы типа Меркалли) и 10 баллам по американской шкале (шкала Росси-Фореля).