12670-1 (Как вселенная связана с электроном)

Как вселенная связана с электроном.

Николай Васильевич Косинов

Введение.

В настоящее время точность физических констант, относящихся к электрону, уже достигла 10^-9 - 10^-12 [14]. Однако большинство данных, относящихся к Метагалактике, имеют неопределенность от одного до двух порядков величины. Такое большое различие в точности (на 10–13 порядков!) создает препятствие выявлению связей между константами. В уравнениях и в физических теориях часто встречаются большие числа порядка 10³⁹ – 10⁴⁴, а также эти же числа во второй и в третьей степени [8,10,12,13]. На особенность больших чисел впервые обратил серьезное внимание П.Дирак. Выявленное множество совпадений больших чисел не находит объяснения. Совпадения больших чисел косвенно указывают на взаимосвязь параметров микромира и характеристик Метагалактики. Поэтому проблема больших чисел тесно переплетена с проблемой получения точных значений характеристик Метагалактики. За эту проблему брались многие известные физики. Попытки Эддингтона и других исследователей объяснить совпадения больших чисел на основе физических принципов не увенчались успехом [8]. Альтернативные объяснения совпадения больших чисел, предложенные Дикке, Хойлом, Картером, известные как слабый и сильный антропные принципы, также не решили проблему [8,12]. Так и осталась эта таинственная проблема совпадения больших чисел не решенной. До сих пор не удалось создать “полную теорию космологии и атомизма”, на что надеялся П.Дирак [11]. Не удалось вывести большие числа математически, как это хотел П.Девис [12].

Антропный принцип декларирует наличие взаимосвязи между параметрами Вселенной и существованием в ней разума. В рамках этой проблемы возник вопрос: как связаны параметры нашего мира и что произойдет при незначительном изменении фундаментальных констант? Проведенные исследования возможных вариаций фундаментальных констант не выявили ни одного подобного факта [8]. Более того, с большой точностью подтверждена неизменность физических констант. Все исследования последствий возможных изменений констант показывают, что с фундаментальными константами следует соблюдать осторожность [9]. Исследования показали, что даже незначительные вариации фундаментальных констант привели бы к невозможности существования наблюдаемого мира и невозможности появлением в нем жизни [9]. Все это указывает на наличие жесткой связи между параметрами микромира и мегамира. Ниже приведены результаты исследований связи характеристик Метагалактики с константами,относящимися к фундаментальной частице микромира – к электрону.

1. Связь гравитационной константы G, постоянной Хаббла H₀ и массы метагалактики M_U с константами электрона.

В [1,3]показано, что физические константы не являются независимыми. Между ними существует взаимосвязь. В частности показано, что константы, относящиеся к Вселенной можно представить посредством констант электрона. Так, например, формулы для определения значения гравитационной константы имеют вид:

G = a¹⁰×a¹⁰× l_u⁵ / t_u³× h_u, G = a¹⁰×a₂¹⁰× l_u³ / t_u²× m_e

Формула для постоянной Хаббла имеет вид:

H₀ = a¹⁰×a¹⁰ / 2 ×a× t_u

Формула для массы Метагалактики имеет вид:

M_u = m_e×a^-20×a₂^-20

Формула для радиуса Метагалактики имеет вид:

R_mg = 2×l_u×a×a^-10×a₂^-10

В этих формулах используются значения суперконстант, приведенных в табл.1 [1,3,5,6].

Табл.1

Характеристики Метагалактики жестко связаны с константами электрона. Связь гравитационной константы с константами электрона указывает на электрическую природу гравитации. Исследования фундаментальных констант показали, что с константами электрона связаны не только константы, относящиеся к Вселенной, но и большое количество других констант.

2. Связь фундаментальных физических констант с константами электрона.

Универсальные суперконстанты, приведенных в табл. 1 позволили установить связь фундаментальных физических констант с константами электрона. В [1,3,5,6] получены соотношения, подтверждающие наличие такой связи. Ниже, в качестве примера, приведены некоторые из этих соотношений.

Формула для магнетона Бора имеет вид:

m_B = l_u×e / 2×a

Формулы для планковских единиц:

Формула для постоянной Планка:

Формула для заряда электрона:

e = (m_e×c²×l_u)^1/2

Значения констант, полученные по этим формулам, в точности совпадают с экспериментальными значениями рекомендуемыми CODATA 1998 [14].

3. Связь естественных единиц длины, массы, времени с константами электрона.

М. Планк на основе констант G, c ,h получил естественные единицы длины, массы, времени. М.П. Бронштейн использовал фундаментальные константы для исследования взаимосвязи физических теорий на основе констант G,c,h [2]. А.Л. Зельманов сделал геометрическое обобщение идей Бронштейна и построил куб физических теорий [2]. На основе фундаментальных констант G,c,h предпринимаются попытки построить квантовую теорию гравитации, выбирая в качестве естественных единиц планковские константы. Эта задача еще не решена. Возможно причина состоит в том, что планковские константы не являются минимальными единицами длины, массы, времени. В.И. Вавилов еще в 1934 году высказал мысль о том, что было бы важно установить целый ряд естественных единиц, охватывающих процессы разных масштабов [4].

Для этой цели можно продолжить исследование вариантов построения куба физических теорий на основе геометрического обобщения А.Л. Зельманов, используя другие комбинации констант. В частности, можно построить гиперкуб на основе четырех констант. Такой подход был предпринят в [7], что позволило получить новые естественные единицы длины, массы, времени.

В [1,3,5,6] показано, что три константы не могут составлять полный константный базис физической теории. Не является полным и 4-х константный базис. Поэтому возможности 3-х мерного куба А.Л. Зельманова и 4-х мерного гиперкуба для исследования физических теорий имеют ограничения. Для построения физической теории минимальное количество констант должно быть равно пяти [3]. В связи с этим геометрическое обобщение, обладающее полнотой, должно включать пять измерений. Это значит, что от 4-х мерного гиперкуба необходимо перейти к 5-ти мерному суперкубу. Если построить 5-ти мерный суперкуб, основанный на пяти константах, то он будет иметь вид, приведенный на рис.1.

Рассмотрим суперкуб (рис. 1) на основе пяти универсальных физических суперконстант h_u, l_u, t_u, α, α₂ [1,3-7].

Рис.1. Суперкуб (h_u, l_u, t_u, α, α₂)-пространства теоретической физики.

Этот суперкуб образован двойным смещением исходного (h_u, l_u, t_u )-куба по координатам α и α₂. Таким образом, первый след суперкуба представляет собой куб h_u, l_u, t_u. Второй след суперкуба представляет собой гиперкуб h_u, l_u, t_u, α.

Используя в качестве основных единиц константы h_u, l_u, t_u, α, α₂ получим такие единицы длины, массы, времени:

В приведенных формулах, D₀ – большое число, значение которого определяется безразмерными суперконстантами α и α₂ [3,5,6]. Обратим здесь внимание на то, что значение m_U совпадает со значением массы Метагалактики с учетом темной материи. Как видим, эти единицы выражаются посредством констант электрона. Исследования различных систем естественных единиц показали, что системы естественных единиц легко представимы посредством констант электрона. В табл. 2 приведены соотношения, которые подтверждают это. Оказалось, что все системы естественных единиц, полученные разными авторами, можно представить новыми формулами с помощью констант электрона.

Табл. 2

4. Связь комбинаций констант G, H₀, M_U с константами электрона.

Считается, что объединение космологии и физики элементарных частиц способно привести к новым открытиям как в космологии, так и в физике. Полученная в [1,3,5,6] группа универсальных суперконстант h_u, l_u, t_u, α, α₂позволила выявить взаимосвязь между константами, относящимися к микромиру и к мегамиру. Исследования суперконстант позволили получить следующие космологические уравнения [6]:

Эти уравнения отражают связь констант электрона и характеристик Метагалактики. За этими уравнениями стоит еще не открытый физический закон, который должен вскрыть связь между гравитацией, электромагнетизмом и характеристиками Вселенной. Космологические уравнения напрямую выводят на связь двух важнейших константGиH₀.Эти константы связаны между собой посредством констант электрона. Привожу формулы, демонстрирующие такую связь:

Расчетное значение отношения G/H₀, которое следует из формул, равно:

G/ H₀ = 3.81408782(40)×10⁷ м³×кг^-1×с^-1

Произведение констант GиH₀ также представляет собой комбинацию констант, относящихся к электрону.

В связи с тем, что отношение гравитационной константыG к постоянной ХабблаH₀ и их произведение равно комбинации фундаментальных физических констант, относящихся к электрону, это указывает на существование физического закона, который связывает эти две константы и объединяет закон Ньютона и закон Хаббла. Выявленная связь констант электрона с характеристиками Метагалактики открывает широкие возможности для получения значений констант GиH₀ с высокой точностью. Высокая точность отношения этих констант и их произведения является весьма важным результатом, поскольку значения константGиH₀ известны с очень большой погрешностью. Их точность на несколько порядков хуже точности констант, относящихся к электрону. Комбинация формул, описывающих отношение гравитационной константыG к постоянной ХабблаH₀ и их произведение, позволяет легко получить новые формулы для вычисления значения каждой константы GиH₀.

Константы электрона связаны и с другими комбинациями констант, относящихся к Вселенной. Так, например, масса Метагалактики M_Uсовместно с константамиGи H₀ выражаются посредством констант электрона в виде [6]:

Выявленная взаимосвязь характеристик Метагалактики с константами электрона является подтверждением концепции единства мира. Установление этой взаимосвязи открывает возможности для получения точных значений констант, относящихся к Метагалактике.

Выводы.

1. Раскрыта взаимосвязь констант, относящихся к Вселенной, с константами электрона.

2. Раскрыта взаимосвязь естественных единиц длины, массы, времени с константами электрона.

3. Раскрыта взаимосвязь фундаментальных физических констант с константами электрона.

4. Полученные результаты дают возможность получить значения гравитационной константы, постоянной Хаббла, массы Метагалактики с точностью, близкой к точности констант электрона.

5. Взаимозависимость константG, H₀, М_u указывает на то, что существует еще не открытый физический закон, который должен устанавливать связь между электромагнетизмом, гравитацией и характеристиками раздувающейся Вселенной.