157685 (736704), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Но если теперь представить, что ограничение по скорости движения относительно друг друга не существует (Теория относительности доказывает обратное), а взаимодействия между движущимися системами определяется их относительной скоростью, то вполне очевидно, что в каждой точке пространства мы можем иметь какое угодно количество подпространств, отделенных друг от друга только скоростью их относительного движения. В данном случае степень взаимодействия между отдельными частицами в зависимости от скорости относительного движения будет описываться некоторой функцией F(v), определению которой будут посвящены дальнейшие рассуждения. F(v) описывает в первую очередь взаимодействия между пространствами и для электромагнитных взаимодействий привязывается к скорости света, для гравитационных к скорости распространения гравитационных возмущений, для ядерных соответственно – ядерных возмущений и т.д.

Таким образом, пускай мы имеем систему состоящую из n количества пространств, которые отличаются друг от друга относительной скоростью движения, при этом n→∞. Вполне очевидно, что если некоторая функция F(v) определяет взаимодействия между частицами одного пространства в зависимости от скорости движения, а F(v) взаимодействия в другом пространстве, то между этими пространствами будет происходить взаимодействие F(v), которое определяется количеством общих для обоих подпространств частиц, а также степенью их взаимодействия с каждым из подпространств. Отсюда, взаимодействие за счет одной частицы принадлежащей обоим подпространствам будет ΔF = F(v₁) · F(v₂).

Учитывая, что (v₁ – v₂) = v, где v – относительная скорость движения подпространств, можно записать:

ΔF = F(v₁) · F(v₁ + v).

В свою очередь, так как обе системы отсчета одинаковы, т.е. ни одна из систем не является преимущественной, а функция F(v₁); F(v₂) взаимодействий определяется одним и тем же законом. Предположим, что F(v) выглядит следующим образом для каждого из подпространств:

Рис. 1.

Но так как общее количество частиц принадлежащих каждому из подпространств стремится к бесконечности, то общее взаимодействие между обоими подпространствами будет определяться суммой всех взаимодействующих частиц и будет стремиться к

или учитывая, что (v₂ – v₁) = v

Полученное интегральное уравнение может иметь бесконечное количество решений, каждое из которых может быть привязано к определенным условиям.

В данном случае нами рассматривалось, что в какой бы системе мы ни находились и с какой бы скоростью не двигались относительно чего-либо, скорость распространения возмущения (света) везде будет определяться только условиями той системы в которой мы находимся, или производятся измерения, в частности плотностью материи ее температурой и т.д.

На этом, несколько незаконченном, общем подходе к материи как к бесконечной системе из которого возможно немного стало ясно независимость системы отсчета при определении конкретных величин, физического характера, мне кажется, следует закончить.

Что касается опытов Физо и Майкельсона, то оба эксперимента прежде всего доказывают независимость систем отсчета и в одинаковой степени могут служить, как для построения Теории относительности, так и любой другой, где будет соблюдаться принцип независимости систем отсчета.

Снова материя

В этой главе прежде всего пойдет речь об одном из возможных вариантов организации более мелких частиц материи в более крупные, при этом нам придется пользоваться теми немногими выводами произведенными ранее.

Таким образом, для построения возможной модели частицы материи, в нашем распоряжении имеется бесконечное пространство, заполненное бесконечным количеством частиц и существующее бесконечное количество времени, при этом в полученной таким образом среде может существовать сколько угодно больших или малых энергетических возмущений. Вполне очевидно, что в такой среде могут встречаться любые возможные объединения более мелких частиц в более крупные. Однако нас будут интересовать только устойчивые объединения, т.е. такие которые для одной из областей пространства будут удовлетворять третьему свойству материи. Поскольку проводить перебор всевозможных объединений практически невозможно, мы воспользуемся одной из известных моделей в Астрофизике под названием гравитационный коллапс. Однако, рассматривать явление коллапса мы будем несколько в другом плане.

Пускай в рассматриваемой среде в результате энергетических возмущений в некоторых точках пространства давление ниже, чем в остальных точках, тогда частицы материи из остальных точек пространства устремятся к образовавшейся таким образом области разряжения, при этом скорость которую приобретут частицы относительно друг друга будет определяться перепадом давлений и к центру разряжения. В тоже время необходимо учитывать, что в центре разряжения скорость распространения возмущений будет меньше, чем в открытом пространстве. Таким образом, встречные потоки частиц материи могут встречаться со скоростью большей скорости распространения возмущений (скорость света), однако как видно из предыдущих рассуждений о том, что взаимодействия между частицами уменьшаются по мере увеличения их относительной скорости и будет равно 0, при скорости равной или несколько большей скорости света. (Это вытекает также из Теории относительности – массы тел относительно друг друга будут мнимыми при их относительной скорости большей скорости света). Но в таком случае частицы материи двигающиеся к центру разряжения будут беспрепятственно покидать область разряжения не взаимодействуя с встречным потоком. Такая область, следовательно, может существовать устойчиво в пространстве достаточно большое время.

Подобное явление можно рассматривать как коллапс давления. Если не учитывать возможные завихрения возникающие при таком коллапсе, то скорость движения частиц можно определить исходя из уравнения движения используемого в гидроаэродинамике.

2W×v + grad (v ²/2) + ∂V/∂t = F – (1/ρ) grad p

для безвихревого движения: F = 0, 2W×v = 0, ∂v/∂t = 0

grad (v ²/2) = – (1/ρ) grad p.

Частный случай решения этого уравнения при ρ = const будет v=K/r²

В данном случае нами предполагается, что изменение давления может происходить за счет изменения таких характеристик среды, как температура без изменения ее плотности. Подобное динамическое объединение частиц материи можно рассматривать, как более крупную частицу материи. В дальнейшем если произвести рассмотрение подобной модели с учетом вихревых движений, то несложно будет получить модель галактик со всеми вытекающими физическими законами и явлениями действующими в последних, одновременно, это может быть и моделью атома. Однако для рассмотрения полных моделей необходимы более значительные затраты времени и поэтому в данном случае они рассматриваться не будут.

Исходя из полученных результатов, несложно определить размеры полученных гипотетических частиц материи для внешнего пространства в их трансформацию, в случае движения последних относительно данного пространства. Так если рассматривать скорость распространения возмущения как c – скорость света, то электрический радиус частиц материи будет равен. (В данном случае под электрическим подразумевается тот радиус частицы материи, который в какой-то мере определяет ее электрические взаимодействия, либо, как это будет показано далее, ядерные).

r₀ = √(K/v), v = c, r₀ = √(K/c)

для случая если частица неподвижна относительно выбранного пространства. Если частица движется относительно этого пространства, то с учетом сокращения Лоренца ее размеры будут иметь следующую зависимость от скорости движения относительно наблюдателя:

где v – относительная скорость движения между частицей и наблюдателем,

α – угол между направлением движения и направлением по которому определяется радиус частицы r.

Как видно из данного выражения, при движении частиц близком к скорости «света», последняя будет сплющиваться в плоскости нормальной к направлению движения и растягиваться в этой плоскости, для наблюдателя. Конечно интересно было бы рассмотреть поведение объема занимаемого частицей, в данном случае процессы происходящие внутри этого объема наблюдаться не могут, так как скорость частиц в нем больше скорости распространения света, и таким образом еще раз вывести, что скорость взаимодействия частицы с наблюдателем зависит от их относительной скорости, а конкретней уменьшаются с увеличением скорости.

На этом можно закончить упрощенное рассмотрение одной из возможных моделей организации частиц материи. Перейдем к рассмотрению взаимодействий между двумя областями разряжения (частицами) построенными по модели коллапса давления.

Взаимодействия

Как говорилось ранее область разряжения частиц материи может существовать устойчиво достаточное время в пространстве при условии, что частицы материи встречаются в центре области разряжения со скоростью большей, чем скорость распространения взаимодействий. Вполне очевидно, что подобная область разряжения будет прежде всего характеризоваться потоками материи втекающими в область разряжения и вытекающими из нее.

Если в нашем распоряжении будет две или несколько подобных областей, то эти области должны взаимодействовать друг с другом за счет взаимодействия последних. Взаимодействия должны приводить к изменению взаимных положений областей разряжения, в конечном итоге эти изменения и рассматриваются как наличие взаимодействия.

Произведем рассмотрения взаимодействий между двумя областями, за счет втекающих и вытекающих потоков частиц.

Пускай мы имеем две области расположенные на расстоянии 2a друг от друга, при этом часть частиц из остального пространства будет ускоряться в одну область, а часть в другую область, причем энергия, которая будет приобретаться потоками частиц при таком ускорении со стороны соседней частицы будет меньше, чем энергия потоков со стороны свободного пространства. (Это один из подходов к выяснению взаимодействия). В результате такого неравенства возникнет реактивный момент, что приведет к движению частиц друг от друга (взаимодействия между двумя протонами).

Попробуем произвести количественную оценку подобного взаимодействия. Энергия частицы в потоке будет равна:

ΔW = mv²/2

Если произвести интегрирование для всего количества частиц двигающихся к центру разряжения, то получится полная энергия связанная областью разряжения.

W = – (2πK²ρ) / r₀ = (2πK²ρ√K) / √c

В случае если в пространстве находится две области разряжения, то полная энергия связанная каждой областью разряжения будет несколько меньше за счет уменьшения количества поступающих частиц.

Рис. 2.

Возникающий при этом реактивный момент, приводящий к отталкиванию областей разряжения друг от друга, с силой F можно вычислить если предположить, что вместо второй области разряжения на расстоянии a от области разряжения находится непроницаемый для частиц материи экран. В таком случае, как это видно из рис.2, можно считать.

ΔF = Δmv = v²ρΔS = [(v²a²ρ) / (r² + a²)] 2πrdr ,

где ΔF – сила, действующая на область разряжения за счет отсутствия поступления в последнюю частиц материи массой Δm и имеющих скорость v.

Подставив v = F(r), получим:

ΔF = [(K²a²ρ) / (r² + a²)³] 2πrdr .

Произведем интегрирование по всей поверхности экрана для всех ΔF, в результате чего получим значение силы действующей на область разряжения со стороны свободного пространства:

Как видно из данного выражения, взаимодействия между двумя областями разряжения обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены на расталкивание областей разряжения друг от друга. Полученную модель взаимодействия можно интерпретировать как взаимодействие между двумя протонами за счет электрических полей.

Таким образом, нами рассмотрено взаимодействие между двумя моделями частиц материи, возникающее в результате перераспределения коллапсирующих потоков, направленных к центру каждой из рассматриваемых частиц.

Характеристики

Список файлов реферата