9562-1 (О возможном способе возникновения сил природы и их связи между собой)

О возможном способе возникновения сил природы и их связи между собой

Иоганн Керн

В 1687г. Исаак Ньютон объяснил движение небесных тел и многих земных явлений наличием притяжения всех тел друг к другу. С тех пор многие пытаются объяснить, каким образом два тела могут на расстоянии взаимодействовать друг с другом [1]. Примерно через 100лет эксперименты с электричеством и магнетизмом дали гораздо более ощутимые примеры взаимодействия тел на расстоянии. Это способствовало новой вспышке попыток объяснить дальнодействие. Однако все должны были удовлетвориться идеей Фарадея о взаимодействии тел с силовым полем. Идея Фарадея была очень привлекательна в связи с тем, что поле, по крайней мере, электрическое и магнитное, можно было сделать видимым. Уравнения Джеймса Клерка Максвелла придали идее поля еще больше реальности.

Следующий шаг в попытке объяснения дальнодействия сделал Альберт Эйнштейн. Свою идею о том, что вблизи тяжелых тел пространство может искривляться, он сумел выразить в математических уравнениях. Идея о возможной кривизне пространства нашла многих последователей, и особенно много – в области научно-фантастической литературы. Многие теоретики критикуют отчаянную смелость предположений Эйнштейна и считают их ошибочными. В [2, 3, 4] даны многие ссылки на авторов, критикующих те или иные аспекты теории Эйнштейна. В [5] на 15 страницах приведен список литературы, в котором примерно каждая вторая ссылка помечена звездочкой, которая обозначает книги, критикующие теорию относительности Эйнштейна. Большую часть своей жизни Эйнштейн посвятил разработке всеобщей теории поля, в которой должна была быть представлена связь между силами природы. Эту связь, наличие которой предполагал еще Фарадей, ему так и не удалось найти. Изложенные ниже предположения позволяют представить связь между силами природы, возможно, как раз ту, которую искали еще Фарадей и Эйнштейн.

Моделирование электрических сил

Простейший атом состоит из одного протона и одного электрона. Они притягивают друг друга. Два протона или, соответственно, два электрона, отталкиваются друг от друга. Причина: электроны заряжены отрицательно, а протоны – положительно. Уже это традиционное изложение может вызвать ложное представление. Слово заряжены будит впечатление, что здесь наличествует еще что-то, вызывающее эту заряженность. Однако это только принятый способ выражения, только словесный шаблон. С таким же правом можно сказать, что электрон и протон имеют различные свойства, например, своего рода асимметрию, которые каким-то образом приводят к тому, что электрон и протон притягиваются друг к другу. И наоборот, одинаковость свойств одинаковых элементарных частиц приводит к их отталкиванию друг от друга. В этой ситуации можно забыть, что электроны и протоны заряжены.

1. Предположения (гипотезы) и обозначения

Предположение 1. Представим себе, что электроны и протоны находятся в среде своего рода газа (эфира), состоящего из двух разнородных P- и E-частиц, летящих равномерно плотно со всех сторон во все стороны с одинаковой для всех скоростью. Друг с другом эти частицы никогда не сталкиваются, их свободный пробег бесконечен. (Аналогией этому могут служить два перекрещивающихся световых пучка от двух прожекторов, которые никак не влияют друг на друга).

Предположение 2. E-частицы зеркально отражаются от поверхности электрона при столкновении с ним, но свободно проходят сквозь протон, не испытывая никакой реакции. И наоборот, P-частицы зеркально отражаются от поверхности протона, но свободно проходят сквозь электрон.

Предположение 3. При прохождении E-частицы через протон происходит ее превращение (инверсия) в P-частицу и наоборот, при проходе P-частицы через электрон – ее превращение в E-частицу.

Представим теперь для удобства рассмотрения электроны и протоны в виде плоских зеркально гладких одинаковых по форме пластинок. (Этим не утверждается и не предполагается, что электроны и протоны имеют подобную форму. Их можно представлять и традиционно в виде небольших шариков, от этого ничего принципиально не изменится, но рассмотрение станет намного сложней и гораздо менее наглядным.) Пластинку-протон обозначим буквой P, а пластинку-электрон буквой E. Движение P-частиц обозначим лучами с одной стрелкой, а движение E-частиц – лучами с двойной стрелкой (со сдвигом стрелок вдоль луча).

2. Эффект отталкивания

При рассмотрении двух параллельно расположенных P-пластинок (двух протонов) можно установить (рис.1), что E-частицы, прошедшие снаружи сквозь одну из пластинок и превратившиеся при этом в P-частицу, могут покинуть пространство между пластинками только на краю одной из них потому, что теперь они будут отражаться от обеих пластинок. В зависимости от угла падения на пластинку они могут отражаться в пространстве между пластинками помногу раз (до бесконечности). При этом они оказывают на каждую пластинку изнутри давление, приводящее к возникновению сил отталкивания пластинок друг от друга.

Рис. 1. Схема возникновения электрических сил отталкивания

E-частицы, входящие в пространство между P-пластинками сбоку, проходят через одну из пластинок, не оказывая на них никакого воздействия.

P-частицы, так как они отражаются от P-пластинок, могут попасть в пространство между пластинками только сбоку. В зависимости от угла падения они покидают это пространство тотчас или же после одного или больше отражений. Эти частицы, казалось бы, могут внести свою долю в возникающую между пластинками силу отталкивания. Однако возникающие за их счет силы давления изнутри полностью уравновешиваются силами давления этих частиц на P-пластинки снаружи (Подробно последнее утверждение будет рассмотрено при обсуждении гравитации, рис.9). Таким образом можно утверждать, что силы отталкивания между P-пластинками вызываются только воздействием E-частиц.

Точно такой же процесс происходит в пространстве между E-пластинками с тем отличием, что P- и E-частицы меняются ролями.

Описанный процесс приводит к тому, что в пространстве между одноименными пластинками (между одноименными элементарными частицами) находится больше P- или E-частиц, чем снаружи, что приводит к отталкиванию одноименных пластинок друг от друга.

3. Эффект притяжения

При рассмотрении параллельно расположенных друг к другу P- и E-пластинок (рис.2) картина получается совершенно иная. Все E-частицы, проникающие в пространство между пластинками сквозь P-пластинку, превращаются в P-частичку и проходят сквозь напротив расположенную E-пластинку без силового воздействия на обе пластинки. То же самое происходит с P-частицами, проникающими в пространство между пластинками сквозь E-пластинку.

Рис. 2. Схема возникновения электрических сил притяжения

Частицы, проникающие в пространство между пластинками сбоку, т.е. без прохождения сквозь одну из них, отражаются от одной из пластинок не более одного раза и после этого покидают пространство между пластинками. Поэтому можно сказать, что в пространстве между пластинками образуется пустота, своего рода вакуум, так как ни одна из частиц не задерживается между ними. Снаружи же на P-пластинку действует полное давление P-частиц, а на E-пластинку – полное давление E-частиц. Поэтому разноименные пластинки притягиваются друг к другу.

4. Электроны и протоны являются одновременно кажущимися источниками и стоками P- и E-частиц

Можно себе представить, что основной поток P- и E-частиц невозможно заметить, так как он во всех направлениях и противонаправлениях одинаков. Это своего рода нулевой поток, который существует, но его невозможно измерить. При встрече (столкновении) с протоном или электроном возникает отклонение от основного потока P- и E-частиц, которое мы воспринимаем как электрическое поле протона или электрона и можем его измерить. Чтобы проще представить это полное отклонение от основного потока, мы представим отдельно его составляющие: P- отклонение от основного потока (состоящее из P-частиц) и E-отклонение от основного потока (из E-частиц).

Полное отклонение от основного потока содержит P- и E-частицы, отраженные от протона или электрона и P- и E-частицы, инвертированные после прохождения сквозь протон или электрон. К нему относятся также противопотоки потерянных потоков.

Потерянными потоками называются части основного потока, недостающие в нем в результате того, что часть потока была отражена от протона или электрона и потому не могла лететь дальше в составе основного потока или же была инвертирована при проходе сквозь протон или электрон и потому отсутствует в основном потоке в качестве не инвертированных частиц. Потерянные потоки непосредственно регистрироваться не могут, но могут быть восприняты равными по величине и противоположными по направлению как части полного отклонения от основного потока. Чтобы получить противопоток потерянного потока надо к основному потоку добавить потерянный поток, а чтобы ничего не изменилось, добавить также равный по величине, но противоположный по направлению поток. Потерянный поток является частью основного потока и будет незаметен. Противопоток же является частью потока отклонения от основного потока и может быть зарегистрирован (измерен) как часть электрического поля протона или электрона.

Рис. 3. Р-отклонение от нулевого потока вызывает впечатление соответственно источника и стока Р-частиц: a) вызванное одиночным протоном; б) вызванное одиночным электроном

P- отклонение от изотропного основного потока P- и E-частиц, происходящее от единичного протона и единичного электрона, показано на рис.3. E-частицы на этом рисунке не показаны. Лучи, которые мы видим исходящими из протона, и образующие кажущийся исток P-частиц, состоят частично из отраженных P-частиц и частично из прошедших сквозь протон E-частиц и превратившихся при этом в P-частицы. Противопоток потерянного за счет отражения от протона P- частиц потока со статической точки зрения является противоположным по знаку потоку отраженных P-частиц и нейтрализует его. Противопоток инвертированных при прохождении через протон E-частиц также является потоком E-частиц и потому на рис.3 не показан. Поэтому можно сказать, что поток исходящих из протона P-частиц и превращающих протон в кажущийся источник P-частиц, образован инвертированными при прохождении сквозь протон E-частицами.

P-частицы, превратившиеся при прохождении через электрон в E-частицы, на рис.3 не показаны. Противопоток же потерянного при этом за электроном потока P-частиц является потоком P-частиц, входящих в электрон (рис.3) и образующих кажущийся сток P-частиц. Таким образом, протон вызывает P-отклонение от основного потока в виде кажущегося источника P-частиц, а электрон – в виде кажущегося стока P-частиц.

P-отклонение от основного потока показано на рис.3 в очень увеличенном виде. Поэтому лучи проходят через центр протона или электрона только случайно. Если же электрон и протон представить в виде точек (рис.4), то мы получим обычную симметричную относительно центра картину, идентичную электрическому полю одиночного протона и электрона и соответствующую одному из уравнений:

divP=ρ(источник) или divE=–ρ (сток).

Рис. 4. Издали источник и сток кажутся симметричными относительно центра

Представленная на рис.3 картина соответствует только одной части отклонения от основного потока – P-отклонению. Если теперь на рис.5 мы представим E-отклонение от основного потока (лучи с двойной стрелкой), то все будет наоборот: протон станет кажущимся стоком E-частиц, а электрон – источником.

Рис. 5. Е-отклонение от нулевого потока вызывает противоположное впечатление: а) протон кажется стоком; б) электрон кажется источником

E-частицы проходят сквозь протон и превращаются в P-частицы, которые здесь (рис.4) не показаны. Потока E-частиц, летевших в направлении протона, недостает в основном потоке за протоном. Этот недостаток отражается в виде противопотока E-частиц, летящих в направлении протона и образующих кажущийся сток E-частиц. P-частицы, отражающиеся от протона, на рис.4 не показываются, точно также, как и противопоток недостающего за протоном потока P-частиц, нейтрализующего отраженный поток P-частиц. Они показаны на рис.3.

E-частицы, летящие в направлении электрона, отражаются от него и могли бы представить видимость источника E-частиц. Однако они нейтрализуются противопотоком недостающего за электроном потока E -частиц. К созданию кажущегося источника E-частиц (рис.4) привносят свою долю только P-частицы, прошедшие сквозь электрон и превратившиеся при этом в E-частицы. Противопоток недостающего потока, образованного инвертированными частицами, является потоком P-частиц и показан только на рис.3.

Если теперь объединить результаты, представленные на рисунках 3 и 4, то мы придем к выводу, что нахождение протона в основном нулевом потоке P- и E-частиц приводит к созданию одновременно кажущегося источника P-частиц и кажущегося стока E-частиц; и наоборот, нахождение электрона в основном нулевом потоке P- и E-частиц приводит к созданию одновременно кажущегося источника E -частиц и стока P-частиц.

Отклонение от основного нулевого потоке P- и E-частиц вблизи протона или электрона хотя и представляет одновременно противонаправленные потоки источника и стока, однако мы можем их заметить и измерить в виде электрического поля. Отсюда становится очевидным, что противонаправленные потоки Р- и Е-частиц не могут нейтрализовать друг друга.

Хотя протон и электрон оба образуют одновременно источник и сток, они остаются асимметричными друг к другу. Можно принять соглашение, что математически отклонение от основного потока, вызванное протоном, представляется в виде уравнения

divP=±ρ,

а отклонение от основного потока, вызванное электроном, уравнением

divE = μc,