Физика и астрономия

Недосекин Ю.А.

Природа пространства и физических полей

Аннотация

Проанализированы понятия физического и

математического пространств. Показано, что объяснение

природы гравитации искривлением пространства-времени

является ошибочным. Введено понятие об элементах поля,

составляющих основу всего материального. Приведены

схемы структур протона и электрона. Сделан вывод о

локализации любого физического поля в ограниченном объеме пространства. Показан ошибочный характер квантового механизма взаимодействия полей. Представлен новый механизм взаимодействия физических полей на основе понятия элементов поля. Показано, что кинетическая энергия тела материальна и является абсолютной величиной в противоположность неправильному представлению о кинетической энергии в специальной теории относительности. Введено понятие расширения поля, имеющего важные следствия в физике звездных объектов.

Представлено новое понимание природы гравитации, из которой следует отсутствие гравитационных волн.

Содержание 1. Природа пространства 2. Структура электрона и протона 3. Расширение физических полей 4. Механизм взаимодействия физических полей 5. Астрофизические следствия Литература 1. Природа пространства.

О понятии пространства много было написано, начиная с античной древности и до наших дней. Мы не будем перечислять все рассуждения о пространстве, которые когда-либо возникали, а лишь кратко остановимся на некоторых из них. С введения Р. Декартом системы координат о пространстве стали говорить, как о математическом пространстве, к которому можно применять аналитические методы. Метод координат стали применять для определения положения материальных тел и расстояний между Доклады независимых авторов 2005 выпуск № ними. И. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства безотносительно к чему-либо внешнему, в котором находились все материальные объекты – планеты, звезды и т.д. По своему определению абсолютное пространство Ньютона было пустым и являлось вместилищем всех материальных тел, т.е. оно было математическим пространством Декарта. Ни о какой физической сущности пространства Ньютон не размышлял. Декарт ввел понятие механического эфира, заполняющего все пространство, для объяснения световых явлений. Предполагалось, что свет представляет собой колебания некоторой упругой среды, названной эфиром. Эфир Декарта являлся наполнителем опять же математического пустого пространства, т.е. сам эфир никаким образом не связывался со структурой физического пространства. Во времена Декарта и Ньютона о структуре пространства и его физической сущности не говорили. Эти рассуждения стали появляться лишь в 20-х годах 19-го века, когда математики Н.И.

Лобачевский, К. Гаусс, и Я. Больяи создали свои неевклидовы геометрии. Лобачевский первым поставил вопрос о геометрии реального трехмерного пространства. До этого момента геометрия была чисто математической теорией, которая, конечно, использовалась для практических нужд как средство каких-либо вычислений, но она не вмешивалась в вопросы строения Мира. Но если был поставлен вопрос о геометрии реального физического пространства, то это имело смысл лишь только в том случае, если считать, что пространство является некоторой материальной оболочкой. Гаусс развил теорию поверхности, исходя из которой можно было сделать заключение о ее локальной кривизне, находясь на самой поверхности. Это в математических теориях можно говорить о кривизне многомерных пространств, являющихся, как и все образы математики, нематериальными. Бессмысленно также говорить об искривлении пространства, заполненного материей, ибо такое пространство по-прежнему, как и абсолютное пространство Ньютона, является лишь только вместилищем материи и не имеет собственной материальной структуры.

Несколько позже Б. Риман построил свою неевклидову геометрию, ставшей впоследствии математическим фундаментом общей теории относительности. В работе [1] им исследовалось понятие о многократно протяженной величине, положившее начало представлению о многомерном пространстве. В этой работе Риман задавался вопросом о геометрических свойствах пространства в бесконечно большом и бесконечно малом, связывая Физика и астрономия их с реальным физическим пространством. По существу он пытался проанализировать геометрические свойства реального пространства, являющиеся предметом исследования физики. Сама же геометрия, как математическая теория, может использовать непрерывность математического пространства до сколь-угодно малых и сколь-угодно больших пространственных областей, геометрические свойства которых полностью определены заданной системой аксиом. Вопросы же геометрии реального Мира находятся в компетенции физической науки.

В 1854 году Риман обобщил метод Гаусса на пространство произвольного числа измерений введением метрики, определяемой компонентами метрического тензора, являющимися функциями координат любой точки рассматриваемого пространства. Он также ввел понятие кривизны пространства, которая может меняться от точки к точке. Кривизна пространства однозначно определяется через компоненты метрического тензора.

После появления специальной теории относительности (СТО), написанной А. Эйнштейном в 1905 году, Г. Минковский в 1908 году ввел для описания событий СТО четырехмерное псевдоевклидово пространство, в котором координаты события определялись тремя пространственными координатами (x, y, z) и временной координатой ct, где c – скорость света в вакууме. Вопрос о геометрии реального физического пространства в СТО не рассматривается, поскольку изначально предполагается, что оно евклидово.

В общей теории относительности (ОТО), созданной Эйнштейном и окончательно им сформулированной в 1915 году, развита концепция о геометрической природе гравитации, определяемой якобы геометрией реального физического пространства-времени. Геометрия же самого пространства-времени определяется распределенной в нем материей. В ОТО, как само собой разумеющееся, считается, что гравитационные свойства материи и ее движение определяются геометрией реального пространства-времени, совпадающей с геометрией, определяемой в ОТО. Однако, это всего лишь гипотеза и далеко не самая удачная.

Пространство-время в ОТО является ее внутренним построением и имеет чисто математический характер. Можно говорить о кривизне пространства-времени ОТО в связи с распределением в нем материи, но это все будет относиться лишь только к математическому пространству-времени ОТО, а не к реальному физическому пространству. Считать априори, что геометрия пространства-времени ОТО является геометрией реального физического пространства-времени, нет никаких оснований.

Согласие же, выводимых из ОТО, следствий с опытом не является основанием считать, что геометрия реального физического пространства-времени совпадает с геометрией пространствавремени ОТО. В данном случае использование модели пространства-времени ОТО является не более чем лишь только математическим способом описания гравитационных взаимодействий. Поэтому вопрос о геометрии реального физического пространства остается открытым.

Геометрия реального физического пространства не является геометрией пространства ОТО.

После создания ОТО многие авторы стали рассматривать эту теорию как основу для построения всевозможных космологических моделей реальной Вселенной. Кривизна пространства в этих моделях связывалась со средней плотностью материи Вселенной, что само по себе является некорректным предположением. Влияние материи на кривизну пространства, ежели таковое и существует, должно иметь лишь только локальный характер.

Поэтому космологические модели, использующие понятие средней плотности материи, не являются адекватными существующей реальности. Это во-первых.

Во-вторых, в ОТО не определяется плотность энергии гравитационного поля, поэтому в рамках ОТО нельзя говорить о локальной кривизне пространства, определяемой плотностью энергии в данной точке. А именно, только локальность кривизны пространства и имеет физический смысл. Кривизна пространства должна плавно переходить от точки к точке. Совокупность локальных искривлений образует геометрию всего пространства.

Говоря о пространстве и его кривизне, следует уточнить определение самого пространства, иначе оно будет выступать в той же роли, что и абсолютное пространство Ньютона. Под пространством обычно понимают математическое пространство, выражающее расстояния между отдельными материальными объектами при помощи той или иной системы координат. Это математическое пространство позволяет измерять протяженность материальных объектов и описывать метрические свойства материи.

Поэтому, говоря об искривлении пространства, следует иметь в виду, что речь идет об искривлении материальной среды, метрические свойства которой определяются математическим пространством через посредство введенной системы координат.

Физика и астрономия Материя обладает протяженностью и она является физическим содержанием математического пространства.

Физического пространства, как такового, не существует.

Существует лишь только материя, геометрические свойства которой могут быть описаны тем или иным математическим пространством. Именно в этом смысле и надо понимать искривление пространства, как искривление самой материи.

В дальнейшем, выражение “искривление пространства” будем понимать в указанном выше смысле.

Но возможно ли искривление материи и от чего оно зависит? В математике искривление математического пространства можно рассматривать в произвольной форме, задавая ту или иную метрику. Возможное же искривление материальной среды определяется свойствами самой материи.

Вопросы о размерности физического пространства занимали умы многих исследователей, пытавшихся понять причину его трехмерности. Предлагались всевозможные объяснения существования трехмерности пространства, но ни одно из них не являлось научным доказательством.

Вопрос о геометрии реального физического пространства, макроскопическим областям пространства всей видимой части Вселенной. Геометрические свойства пространства в малых его областях также были предметом исследований. Априорные рассуждения об этом мы встречаем у Римана в его работе [1].

Реальное физическое пространство предполагалось непрерывным до сколь-угодно малых размеров – континуум. Такое понимание непрерывности пространства не мешало развитию физики вплоть до начала исследований в области физики высоких энергий. Опыты по исследованию взаимодействия сталкивающихся частиц высокой энергии и их теоретическое осмысливание возродили вопросы о непрерывности пространства на малых расстояниях. Начиная с 30-х годов 20-го века, было предложено много работ по дискретности пространства, выражающейся в виде понятия наименьшей фундаментальной длины пространственной области, так называемой “зернистости” пространства. Некоторые ссылки на эти работы можно найти в книге [2].

В связи с развитием теории элементарных частиц и поиском “кирпичиков” материи можно поставить вопрос не только о минимальной длине пространственной области, в которой нет материи в виде некоторой части структуры элементарной частицы, но также и вопрос о другой более фундаментальной длине, определяющей размеры “кирпичика” материи. Логически ясно, что дробление материи на все более мелкие части не может продолжаться до бесконечности, где-то должен быть предел, выражающийся в существовании некоторого элементарного элемента материи, из которого все и построено. В настоящее время за наименьшие материальные объекты принимают кварки, считающимися бесструктурными частицами.

Кварки – это чисто гипотетические частицы, введенные в физику М. Гелл-Маном и, независимо от него, Г. Цвейгом в году для построения классификации, существовавших в то время, сильновзаимодействующих элементарных частиц. В дальнейшем теория кварков легла в основу квантовой хромодинамики (КХД), считающейся в настоящее время одной из самых продвинутых экспериментальный материал в физике высоких энергий способствовал введению новых кварковых свойств, призванных согласовать кварковую теорию с наблюдениями. Искусственность таких нововведений очевидна, в связи с чем КХД можно назвать квантовой мифологией.

Мы считаем, что материальный элемент наименьших размеров существует и он является строительным материалом всего многообразия материальных объектов Вселенной. Под материальными объектами мы понимаем как сами элементарные частицы, образующие макротела, так и всевозможные виды излучений (кванты) и физических полей. В связи с этим введем следующую гипотезу.

Материальным элементом наименьших размеров является четырехмерный бесструктурный материальный элемент, пространственным измерениям, являющийся строительным материалом любых форм материи и обеспечивающий взаимодействие физических полей друг с другом.

Под понятием “бесструктурный материальный элемент” будем понимать то обстоятельство, что никакими физическими опытами не удастся вскрыть его внутреннюю структуру, поскольку более мелких материальных элементов, самостоятельно существующих в свободном виде независимо от других таких же элементов, в Природе не имеется. Вопрос о внутренней структуре такого элемента материи становится таким же бессмысленным, как и вопрос о причине существования Вселенной, на который Физика и астрономия невозможно дать ответ. Это первооснова, которая должна быть принята, как изначально заданное. Мы можем лишь только вводить различные гипотезы о свойствах этого материального элемента материи, приводящие к согласию с опытом.

Поскольку наименьший элемент материи, исходя из его определения, может перемещаться только по трем пространственным измерениям, то он способен формировать только трехмерные материальные образования в виде элементарных частиц, представляющих собой не что иное, как некоторый набор физических полей. Объединения элементарных частиц, как мы знаем, приводят к образованию атомных ядер и самих атомов, совокупность же последних образует множество молекул и макротела.

В дальнейшем, наименьший элемент материи будем называть элементом поля. Эти элементы поля распределены по всему трехмерному пространству Вселенной и они являются его неотъемлемой частью. Совокупность бесконечно большого числа таких элементов и образует всю материю Вселенной. Как видим, для понятия физического вакуума квантовой теории поля в нашей картине места не нашлось. Дополнительно, к выше приведенному определению элемента поля, добавим следующие его свойства:

элементы поля взаимодействуют между собой контактным способом;

они могут сливаться друг с другом в таком их количестве, которое позволяют иметь свойства их взаимодействия;

элементы поля, слившиеся друг с другом в некотором их количестве, образуют ячейку поля;

элементы поля при соответствующих условиях могут совершать повороты относительно 4-го измерения.

Элементы поля образуют материальную оболочку трехмерного пространства. Поскольку они могут перемещаться только по трем пространственным измерениям, то и все материальные объекты, составленные из них, также могут перемещаться только по трем измерениям в трехмерной материальной оболочке реального физического пространства.

Материальные объекты не могут покинуть материальную оболочку трехмерного физического пространства ни при каких условиях, так как возможности их физического перемещения в пространстве ограничены тремя измерениями по указанной выше причине.

Так как элемент поля по определению является четырехмерным образованием, то материальная оболочка физического пространства представляет собой трехмерную поверхность с тонкой толщиной в 4-м измерении. Возможность искривления этой поверхности относительно 4-го измерения должна определяться свойствами введенных элементов поля и их геометрической формой. Существование искривления реального физического пространства должно быть определено соответствующими опытами на основе геометрических свойств общей теории неевклидового трехмерного математического пространства Таким образом:

Пространство нашей Вселенной является материальной трехмерной поверхностью с тонкой толщиной в 4-м измерении.

Мы не можем физически выйти за пределы нашего трехмерного пространства в другое измерение ни при помощи каких бы то ни было технических средств, ни при помощи всевозможных квантов излучения. Все, что есть в нашем Мире, может перемещаться только по трехмерной оболочке нашего физического пространства. В этом смысле говорить о существовании других Вселенных, пространственно разделенных с нашей Вселенной, не имеет физического смысла из-за невозможности их обнаружения никакими средствами.

2. Структура электрона и протона.

После открытия электрона в конце 19-го века предлагались электромагнитного поля. Строение электрона связывали со способом распределения его электрического заряда либо по поверхности сферы, либо по некоторому объему. Такое представление являлось необоснованным, поскольку понятие электрического заряда было введено при рассмотрении электрического взаимодействия между макроскопическими заряженными телами, заряды которых по величине кратны элементарному электрическому заряду. Измерениями было установлено, что электрон обладает наименьшим по величине электрическим зарядом, поэтому нельзя считать, что сам электрон состоит из множества более мелких электрических зарядов. Все эти Физика и астрономия модели по разным причинам были отвергнуты классической физикой. В квантовой электродинамике (КЭД) электрон считается точечной частицей. Трудности в вычислении собственной энергии электрона, возникшие в классической теории поля, остались и в КЭД, в которой для точечного заряда получают бесконечную собственную энергию. В настоящее время нет удовлетворительной теории, которая бы не приводила к бесконечной собственной энергии точечного электрона. Нет также и удовлетворительной теории неточечного электрона. КЭД рассматривает точечные частицы, что и привело к указанным выше трудностям при вычислении собственной энергии электрона. Предположение о точечности частиц упрощает описание их взаимодействия как между частицами, так и между частицей и полем. В каких-то задачах это и оправдано. Но зачем же пытаться вычислять собственную энергию электрона, считая его точечным? Электрон – физический объект, имеющий некоторую структуру и не являющийся в реальности точечным. Вообще-то точечным считается заряд электрона и на этом предположении вычисляют его собственную энергию, считая ее электромагнитной. Но эта энергия распределена в пространстве вокруг заряда, что соответствует модели протяженного электрона. Поскольку КЭД оперирует только точечными частицами, то она принципиально не в состоянии вычислить собственную энергию электрона, так как для описания структуры протяженного объекта требуется использовать формализм, которым КЭД не располагает.

Другой элементарной частицей, имеющей наименьший по величине электрический заряд, является протон, который помимо электромагнитного взаимодействия обладает и сильным взаимодействием, проявляющимся в виде ядерных сил. Ядерные силы притяжения, действующие между протонами и нейтронами в атомном ядре, более чем в 100 раз превосходят электромагнитные силы на тех же расстояниях между частицами и являются короткодействующими, проявление которых ограничено пределами размеров атомного ядра.

Короткодействующий характер ядерных сил нашел свое объяснение в гипотезе Х. Юкавы, выдвинутой им в 1935 году.

Сущность этой гипотезы заключалась в обмене частицами с массой порядка 200 – 300 электронных масс при взаимодействии нуклонов.

Такие частицы – -мезоны – были открыты в 1947 году в космических лучах.

Для объяснения свойств упругого и неупругого рассеяния электронов высокой энергии на протонах Р. Фейнманом в 1969 году была предложена модель структуры протона, состоящей из точечных частиц, названных партонами. Свойства партонов в сильных взаимодействиях проявляются лишь при больших переданных импульсах рассеиваемым электронам. Можно ли в таком случае говорить, что в структуре протона содержатся точечные образования в виде партонов? При низких энергиях электронов таких эффектов не наблюдается. Мы считаем, что никаких партонов не существует. Наблюдаемые же эффекты рассеяния высокоэнергичных электронов на протонах обусловлены превращением части кинетической энергии электрона в некоторое материальное образование, которое может превратиться либо в некоторое количество элементарных частиц, включая и образование резонансов, либо поглотиться взаимодействующими частицами.

Такие соображения о характере взаимодействия частиц высокой энергии мы уже приводили в работах [3] и [4].

В дальнейшем партоны отождествили с кварками и сильновзаимодействующие частицы – адроны – состоят из кварков и антикварков, взаимодействие между которыми осуществляется виртуальными глюонами. В частности, согласно кварковой модели протон состоит из трех кварков. В пункте 1 этой работы мы уже указывали на гипотетичность кварковой модели строения элементарных частиц ввиду большого числа искусственных предположений о кварковых свойствах.

Экспериментальными исследованиями по нуклоннуклонному рассеянию при высоких энергиях было установлено наличие сильного отталкивания между нуклонами на очень малых расстояниях, порядка 0,45 10 13 см, (сердцевина Ястрова [5, стр.

492]), [6, стр. 76]. Существование сильного отталкивания между нуклонами на малых расстояниях не было расценено ядерной физикой и физикой элементарных частиц как проявление нового вида физического взаимодействия. Отталкивание между нуклонами на расстояниях ~ 0,45 10 13 см в ядерной физике характеризуется как проявление свойства прежнего сильного взаимодействия, которое ответственно и за ядерные силы притяжения между нуклонами. В квантовой хромодинамике это явление объясняют взаимодействием между кварками при помощи феноменологической теории, весьма далекой от совершенства.

Физика и астрономия Радиус r действия ядерных сил протона ограничен сверху величиной ~ 10 13 см, а снизу – ~ 0, 2 10 13 см (половина расстояния между двумя нуклонами, когда начинают действовать силы отталкивания между ними). На расстояниях r > 10 13 см расположена область электрического взаимодействия протона с электрическими зарядами.

Этим трем видам взаимодействия соответствуют различные поля:

электрическому взаимодействию – электрическое поле;

ядерному взаимодействию притяжения – ядерное поле;

отталкиванию нуклонов – барионное поле.

Поле, ответственное за отталкивание нуклонов, мы назвали барионным, так как уже существует термин “барионное число”. Для барионов существует закон сохранения барионного числа, запрещающий распад протона на мезоны и лептоны. Это свойство барионов обусловлено существованием барионного поля, введенного выше.

Указанные три поля, являющиеся составной частью протона, обусловливают его структуру. Эти поля пространственно независимы и они расположены внутри друг друга. Исходя из этого, мы предлагаем следующую структуру протона, рис. 1:

протон состоит из трех пространственно обособленных физических полей: барионное, ядерное, электрическое.

Будем предполагать, что эти три поля являются сферически симметричными для свободного протона. Пространство между концентрическими сферами назовем шаровым слоем. Тогда каждое из трех вышеуказанных полей протона представляет собой шаровой слой, заполненный материей в виде элементов поля, введенных нами в пункте 1 данной работы. Свойства этих элементов поля таковы, что они приводят к устойчивым материальным образованиям – электрону и протону и их античастицам. Все остальные элементарные частицы вместе со своими античастицами также образованы этими элементами поля, но они, кроме фотонов и нейтрино, являются неустойчивыми образованиями, распадающимися за малое время.

Элементы поля, из которых состоят физические поля, обладают свойством, при котором в процессе рождения элементарной частицы разным по размерам пространственным областям соответствуют разные физические поля, различающиеся плотностью энергии и знаком поля. В электрических полях знак поля проявляет себя в виде направления силы, действующей на пробный заряд. Ядерные силы являются зарядово независимыми относительно частиц, электрические заряды которых противоположны по знаку. Несмотря на это, мы все же будем приписывать ядерному полю тот знак, который имеет электрический заряд данной частицы. Этот знак ядерного поля характеризует его структуру и будет использоваться нами в дальнейшем. Ядерные поля частицы и античастицы имеют противоположные знаки, указывающие на внутреннее различие их структур, которое позволяет частице и античастице аннигилировать при их слиянии.

Пространственные сферически симметричные области полей протона, согласно схеме (рис. 1), запишем следующим образом:

Барионное поле:

Физика и астрономия где r Б, r Я, r0 – нижние границы размеров шаровых слоев, в которых расположены соответствующие поля; r Б < r Я < r0. Электрическое поле протона ограничено сверху радиусом R0.

Все физические поля протона мы считаем материальными, т.е. каждое из них представляет собой материальную структуру, образованную элементами поля. Вся масса протона является суммой масс трех его физических полей.

Для электрона существует только электромагнитное взаимодействие, поэтому его структура определяется одним электрическим полем, расположенным в шаровом слое r0 r R 0, рис. 2.

Поскольку элементарные электрические заряды у электрона и протона равны по величине, то мы на этом основании заключаем, что размеры областей расположения электрических полей у протона и электрона одинаковы.

Электрические поля электрона и протона имеют одинаковые размеры и различаются знаком электрического заряда.

Вся масса электрона и его электрическое поле расположены в области r0 r R 0.

Забегая немного вперед, заметим, что суперпозиция электрических зарядов приводит к образованию макроскопических электрических полей за счет расширения поля, свойственного всем физическим полям.

В описанные структуры протона и электрона не вошло гравитационное поле, происхождение которого мы объясняем следующей гипотезой:

Гравитационное взаимодействие является свойством нейтрального электрического поля, образуемого электрическими полями противоположных знаков.

Атом электрически нейтрален. Совокупность электрических полей ядра атома и его электронов представляет собой нейтральное электрическое поле, которое проявляет свойства гравитационного взаимодействия, действующего на любой вид материи. Полагаем также, что нейтрон, входящий в состав атомных ядер, имеет нейтральное электрическое поле.

Условно будем считать, что гравитационным полем атома является его нейтральное электрическое поле. Макроскопическое гравитационное поле является суперпозицией гравитационных полей атомов, образующих макротело.

Если предположить, что в структурах электрона и протона после области электрического поля расположено гравитационное поле, которое в этом случае являлось бы самостоятельным полем, как и другие поля этих частиц, то такое представление противоречит принципу эквивалентности (ПЭ) (равенство инертной и тяжелой масс), проверенному с точностью m = m Т m И, mТ – тяжелая масса, mИ – инертная масса пробного тела. Нарушение ПЭ при принятии такого допущения составило бы ~ 10 3. Кроме того, гравитационное взаимодействие величину фотонов произвольной энергии удовлетворяет ПЭ.

Все это и приводит к вышеупомянутой гипотезе о природе гравитационного взаимодействия, как проявление свойства нейтрального электрического поля, которое для макроскопических тел занимает макроскопические пространственные области. Ни одно другое из известных физических полей (барионное и ядерное) для макротел не занимает макроскопических пространственных областей, поэтому выбора здесь не остается. Поскольку гравитационное взаимодействие есть проявление свойства нейтрального электрического поля согласно введенной гипотезе, то отсюда качественно понятна малость величины ~ 2,4 Физика и астрономия отношения гравитационной и кулоновской сил взаимодействия двух электронов.

Поскольку мы здесь коснулись вопроса о природе гравитационного поля, то будет уместно также заметить, что:

гравитационных волн не существует, так как гравитационным полем является нейтральное электрическое поле.

Если колебания нейтрального электрического поля (гравитационного поля) приводят к излучению энергии, то это излучение будет являться электромагнитным, а не гравитационным.

Более подробные сведения о гравитационном поле будут изложены в отдельной работе.

Существование элементарных частиц, в структуре которых находится новое поле, расположенное внутри барионного поля, с радиусом действия r < r Б, должно быть доказано на опыте. В настоящее время такие частицы не обнаружены. Однако не исключено, что они могут быть найдены в экспериментах с использованием ускорителей более высокой энергии. Возможно, что протон является самой массивной, устойчивой к распаду, частицей и что других, более массивных устойчивых частиц, в Природе не существует. Следующей устойчивой частицей является электрон. И поскольку, как было показано выше, после области электрического поля у протона и электрона других полей не имеется, то не существует и более легких устойчивых частиц, чем электрон.

3. Расширение физических полей.

макроскопических зарядов могут занимать достаточно большие области пространства. Как этот факт надо связать с утверждением из пункта 2 о существовании у элементарного электрического заряда верхней границы R0 электрического поля? Ответом на этот вопрос является утверждение:

Суперпозиция физических полей приводит к их расширению.

Для электрических и гравитационных полей это подтверждается на опыте в существовании их макроскопических размеров. Мы не можем допустить, чтобы верхняя граница R электрического поля у элементарных частиц простиралась бы до галактических размеров и более, поскольку электрическое поле является частью их структуры.

Электрон же полностью состоит только из электрического поля, занимающего в пространстве ограниченный объем в виде шарового слоя r0 r R 0. Приближенно верхнюю границу R можно определить из наблюдаемой спектральной линии атома водорода при наибольшем значении главного квантового числа n.

У каждого сферически симметричного электрического поля существует своя верхняя граница Rmax, являющаяся функцией заряда Q, создающего данное поле.

Согласно пункту 2 за гравитационное поле одного атома было принято его нейтральное электрическое поле, которое ограничено в пространстве ввиду ограниченности электрических полей протонов и электронов и нейтрального электрического поля нейтрона, входящих в состав этого атома. При образовании макротел происходит расширение образуемого гравитационного поля, простирающегося на обширные области пространства. Это является наглядным примером, как из гравитационных полей атомов, занимающих малые области пространства, образуются макроскопические гравитационные поля. Наличие в Природе макроскопических электрических и гравитационных полей служит доказательством существования явления расширения этих полей при их суперпозиции. Это свойство расширения поля мы распространяем и на два других физических поля: ядерное и барионное.

Из опытов по рассеянию быстрых электронов и нейтронов на атомных ядрах были получены их размеры. Радиус атомного ядра определяется по формуле R = r0 A 1/ 3, где A – массовое число (суммарное количество протонов и нейтронов в ядре), r0 – некоторая эффективная длина, различная для разных атомных ядер.

Опыты по рассеянию быстрых электронов на некоторых атомных ядрах для r0 дали следующие значения [7, стр. 62]:

для 20 Ca r0 = 1,32 10 13 см ; для 197 Au r0 = 1,18 10 13 см.

Из этих данных видно, что с увеличением номера химического элемента (величина заряда ядра) значение r0 уменьшается, что свидетельствует о более плотной упаковке протонов и нейтронов в ядре. Если бы упаковка (плотность) нейтронов и протонов во всех ядрах была бы одинаковой, то тогда и значение r0 для них было бы одним и тем же, не считая его изменения за счет кулоновского отталкивания. Здесь мы предполагаем, что рассматриваются только ядра, близкие к сферически симметричным. Уменьшение r0 с ростом заряда ядра объясняется расширением ядерного поля.

Ядерные поля протонов и нейтронов, находящихся в ядре, частично перекрываются, что и приводит к небольшому увеличению радиуса Физика и астрономия действия ядерных сил. Кулоновские силы отталкивания, действующие на протоны, должны были бы наоборот приводить к увеличению r0. Поскольку в ядре образуется общее ядерное поле, то его действие на нуклоны перекрывает эффект кулоновского расширения ядра.

Исходя из общего для всех физических полей свойства расширения поля, постулированного выше, заключаем, что и барионное поле также способно к расширению. Проявление этого свойства возможно только при сверхвысоких плотностях атомных ядер, существующих в недрах звезд.

4. Механизм взаимодействия физических полей.

Критический анализ механизма взаимодействия полей в квантовой теории поля дан нами в работе [4]. Напомним здесь, что в квантовой теории поля взаимодействие физических полей осуществляется посредством обмена виртуальными квантами соответствующих полей. Из изложенного в пункте 2 данной работы вытекает, что все физические поля ограничены в пространстве.

Это обстоятельство для электрических и гравитационных полей отрицает квантовый механизм взаимодействия. Два электрона, например, могут находиться друг от друга на таком расстоянии, при котором их электрические поля не пересекаются, в результате чего эти электроны между собой не взаимодействуют.

Квантовая же теория говорит, что при любом расстоянии между электронами взаимодействие между ними существует, поскольку кулоновские силы считаются дальнодействующими. Да, но это в квантовой теории существует такое взаимодействие, но не в Природе. Взаимодействие между электрическими зарядами возможно лишь только в том случае, когда хотя бы один из этих зарядов находится в поле другого заряда. Если же электрические поля зарядов локализованы в ограниченном объеме пространства, то ясно, что в случае отсутствия пересечения этих полей ни о каком взаимодействии не может быть и речи. То же самое относится и к гравитационному полю.

Для ядерного поля, ограниченного в пространстве, короткодействующему характеру ядерных сил. В этом вопросе квантовая теория поля также ошибается. В пункте 3 этой работы было рассмотрено представление о существовании расширения ядерного поля, подтверждаемого значениями размеров атомных ядер, полученных из опыта. В недрах звезд ядерное поле существует в макроскопическом масштабе, размеры которого определяются плотностью ядерной материи. Существование макроскопического ядерного поля отвергает квантовый механизм взаимодействия короткодействующий характер. То же самое относится и к барионному полю, которое в недрах звезд существует в макроскопическом виде.

Из опыта известно, что ускорение как элементарных частиц, так и макротел может происходить со сколь-угодно малым изменением их скорости, а следовательно и малым изменением их кинетической энергии. Опыты по столкновению элементарных частиц высокой энергии приводят к рождению новых частиц. Эти частицы рождаются при помощи преобразования части кинетической энергии сталкивающихся частиц в их материальную структуру, а не при помощи физического вакуума КТП. Таким образом кинетическая энергия имеет материальный характер.

Ускоряясь в некотором поле, частица поглощает из него энергию, уменьшая тем самым собственную энергию этого поля. Чисто формально это описывается в виде закона сохранения энергии. Так что же поглощает частица из поля при своем ускорении в нем? Вот ответ:

При ускорении в поле частица (тело) поглощает элементы поля, которые распределяются по всей ее массе и увеличивают ее кинетическую энергию.

Про элементы поля было описано в пункте 1 этой работы.

Наоборот, при торможении частицы в поле, часть ее кинетической энергии непрерывным образом переходит в материальную структуру тормозящего поля.

Материальность кинетической энергии, которая наглядным образом следует из фактов рождения элементарных частиц, противоречит СТО, в которой кинетическая энергия является понятием относительным. Что же, тем хуже для теории. Изменяя систему отсчета, согласно СТО изменяется и кинетическая энергия рассматриваемого тела. Но если кинетическая энергия материальна, на что указывают опыты по рождению частиц, то каким образом тело приобретет кинетическую энергию простым изменением системы отсчета? А никаким, просто СТО в этом случае дает неправильное понимание кинетической энергии, являющейся абсолютной величиной, а не относительной, как это трактуется в СТО. Итак вывод:

Физика и астрономия Кинетическая энергия материальна и является абсолютной величиной, характеризующей внутреннее состояние тела.

5. Астрофизические следствия.

Свойство расширения барионного и ядерного полей в недрах звезд приводит к образованию макроскопических барионных и ядерных полей, играющих немаловажную роль в эволюции звезд. Модель звезды должна учитывать существующие в ее недрах макроскопические барионное и ядерное поля.

Природа и свойства квазаров, пульсаров и нейтронных звезд, вспышки новых и сверхновых звезд также могут быть объяснены существованием в их недрах макроскопических барионных и ядерных полей. Это новая физика звездных объектов.

Гравитационный коллапс звездного объекта, вытекающий из ОТО, при наличии макроскопического барионного поля становится невозможным. Вследствие этого невозможно и существование черных дыр.

1. Б. Риман. О гипотезах, лежащих в основании геометрии. В сборнике статей “Альберт Эйнштейн и теория гравитации”, стр. 18.

Москва, “Мир”, 1979.

2. Гинзбург В.Л. О физике и астрофизике. Москва, “Наука”, 1992.

3. Недосекин Ю.А. Природа и идентификация резонансов.

«Доклады независимых авторов», изд. «DNA», Россия-Израиль, 2005, вып. 1.

4. Недосекин Ю.А. Неадекватное описание физической реальности квантовой теорией поля. «Доклады независимых авторов», изд.

«DNA», Россия-Израиль, 2005, вып. 2.

5. Соколов А.А., Лоскутов Ю.М., Тернов И.М. Квантовая механика.

Москва, Учпедгиз, 1962.

6. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. Книга 2. Москва, Энергоатомиздат, 1993.

7. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. Книга 1, Часть 1.

Москва, Энергоатомиздат, 1993.