Учебная работа № 1996. Единая теория поля, пространства и времени

Учебная работа № 1996. Единая теория поля, пространства и времени

.

Косыев В. Я., Нижний Новгород, а/я 185

Аннотация: В работе представлена релятивистская теория поля. На основе классических представлений специальной теории относительности, получено соотношение, связывающее масштаб пространственновременного континуума с зарядом гравитационной или электрической природы. Показано, что гравитационно или электрически заряженное вещество положительного или отрицательного знака в отсутствии внешнего потенциала образует замкнутое пространствовремя соответствующий природы, а плотность пространственновременного континуума в каждой точке определяется величиной эфирообразующего заряда во всем замкнутом объеме. Новая теория определяет механизм расширения замкнутого пространствавремени. Получены уравнения единой теории поля, определяющие закономерность взаимного преобразования электрического, магнитного и гравитационного полей.

1. Замкнутое пространствовремя

1.1. Замкнутое гравитационное пространствовремя

Вселенная вечна и бесконечна в многообразии проявлений состояния материи. Однако она не является одноклеточным существом. Ее космологические изменения происходят в бесчисленном множестве ограниченных областей, в течение конечных промежутков времени. Во Вселенной существует закон, однозначно определяющий связь временных и пространственных масштабов через плотность материи. Если отсутствует материя, то и нет пространства, нет времени. Поэтому понятие абсолютного вакуума, в смысле полного отсутствия материи в пространстве, не имеет смысла. Изменение масштаба пространственновременного континуума происходит в зависимости от плотности материи в пространстве. Однако само пространство и время оказывает влияние на вещество. Пространство распространяет свое влияние на взаимное расстояние между телами, молекулами в жидкости или газе, между ионами в твердом теле, наконец, между элементарными частицами в каждом атоме пространства. Этот факт приводит к тому, что в меняющемся пространствевремени существенным образом изменяются физические и химические свойства вещества.

Классический подход в физике к пространству, времени, гравитационному полю заключается в том, что каждой точке бесконечного абсолютного (евклидового) пространства соответствует одинаковый неизменный интервал времени, независимо от того, как распределены гравитационно заряженные тела различной плотности. Гравитационное поле является субстанцией, проникающей мгновенно через любые преграды на огромные расстояния, действующей между телами только силой притяжения.

Рассмотрим некоторую область сферической формы абсолютного бесконечного пространства, равномерно заполненную электрически нейтральными частицами вещества, обладающими только гравитационным зарядом. Гравитационные заряды формируют поле G, величина которого зависит от суммарного заряда M. Других тел за пределами области нет, поэтому гравитационное поле определяется только суммарным зарядом этой области. Каждая частица в поле других зарядов приобретает потенциальную энергию Wi , равную произведению величины гравитационного заряда mi на потенциал поля ФG в данной точке. Внутреннюю потенциальную энергию всей совокупности зарядов можно определить следующим образом:

.

(1)

Потенциал гравитационных зарядов, равномерно распределенных внутри объема радиуса R, ведет себя поразному в областях и . Таким образом, вокруг совокупности зарядов можно выделить внутреннее и внешнее пространство, отличающееся распределением потенциала. Внутри объема:

,

(2)

где – гравитационная постоянная.

Потенциал внутреннего пространства зависит от координаты по квадратичному закону, постепенно уменьшаясь по абсолютной величине от центра к периферии. В области внешнего пространства потенциал не зависит от радиуса R и уменьшается в зависимости от координаты внешнего евклидового пространства по абсолютной величине:

.

(3)

Классическое представление изменилось с открытием специальной и общей теории относительности. Скорость света c, распространяющегося в вакууме, является величиной, с помощью которой можно установить соотношение масштабов пространства и интервала времени. Впервые пространство и время было объединено Х. Лоренцем. Пространство неотделимо от времени и, наоборот, трехмерный пространственный масштаб и интервал времени dt тесно связаны между собой через постоянную скорость света c. Они образуют единый пространственновременной континуум. Какую бы величину не принимал пространственный масштаб, временной интервал приобретает такое значение, при котором скорость света сохраняется на постоянном уровне. Согласно специальной теории относительности, пространственновременной континуум имеет вид:

.

(4)

Физическое пространство и эфир –это лишь различные выражения для одной и той же вещи; поля суть физические состояния пространства… Пространствовремя существует не само по себе, но только как структурное свойство поля, – писал А. Эйнштейн [1].

С точки зрения специальной теории относительности, внутреннюю энергию пространственного объема, содержащего совокупность гравитационных зарядов суммарной инертной массой M0 и гравитационным зарядом M, можно определить из соотношения: W = M0×c 2 . Подставляя в (1) вместо WG выражение для внутренней энергии W, учитывая, что инертная масса равна массе гравитационной, получим:

.

(5)

Уравнение (5), основанное на соотношении специальной теории относительности между массой и энергией, устанавливает связь гравитационно заряженной материи через скорость света с пространством и временем 1. Независимо от количества вещества, радиуса области пространства, закона распределения гравитационных зарядов в ее объеме, реальный потенциал ФG остается постоянной величиной в любой точке. Следовательно, переменными становятся другие физические величины. Это условие может быть выполнено лишь в ограниченной области в замкнутом пространствевремени. Уравнение (2) можно переписать следующим образом:

.

(6)

Учитывая равенство (5), видно, что (6) представляет собой соотношение для сферы Шварцшильда гравитационного радиуса . Отсюда можно сделать вывод, что в любой области, содержащей гравитационно заряженное вещество, не может быть бесконечного абсолютного пространства. В отсутствии внешнего гравитационного потенциала, вокруг любого количества гравитационных зарядов пространство замыкается. Любая совокупность гравитационных зарядов одного знака в свободном евклидовом пространстве образует конечное, замкнутое внутреннее пространство, ограниченное сферой гравитационного радиуса Rg . Свободное евклидово пространство не может существовать, так как в отсутствии внешнего потенциала любое количество материи образует черную дыру, имеющую во внутреннем пространстве конечный неизменный гравитационный потенциал.

На границе объема радиуса Rg происходит резкое изменение потенциала, определяющее изолированность этого объема от внешнего пространства. Скорость света, жестко связанная с гравитационным потенциалом, скачком изменяет свою величину до нуля. В системе отсчета внутреннего пространства, внешний потенциал является положительной величиной, поэтому проникновение материи из внешнего пространства возможно, а потенциальный барьер на границе объема со стороны внутреннего пространства не могут преодолеть ни тела, ни излучение.

Гравитационное поле может быть успешно заменено понятием пространственновременного континуума. Гравитационный заряд при этом не образует вокруг себя гипотетической субстанции: одноименного поля, а задает кривизну пространственновременного континуума. В эфире вокруг каждой из гравитационных масс образуется потенциальная яма, в которую скатываются другие массы, демонстрируя тем самым притяжение. Луч света, отклоняясь вблизи больших гравитационных масс в направлении большей плотности материи, рисует профиль пространственного масштаба, а его частота приобретает сдвиг согласно изменению временной составляющей четырехмерного континуума.

Согласно специальной теории относительности, закон распространения света с постоянной скоростью c имеет вид:

,

(7)

Подставив в (7) вместо c 2 , согласно (5), значение гравитационного потенциала ФG , получим:

.

(8)

В отличие от специальной теории относительности, соотношение (8) включает в себя гравитацию. Интервал времени dt и масштаб трехмерного пространства dl связаны между собой через гравитационный потенциал, через количество гравитационно заряженного вещества в замкнутом объеме. Из рисунка 1 видно, что при равномерном распространении вещества масштаб континуума непрерывно изменяется от центра к периферии. Во внутреннем объеме всегда существует градиент вдоль радиуса, обусловливающий постоянство скорости света и гравитационного потенциала в любой точке пространствавремени. При перераспределении плотности зарядов в какойлибо области внутреннего объема меньше Rg , изменяется пространственный и временной интервалы.

Рис. 1. Распределение пространственного масштаба и интервала времени в абсолютной системе координат

Суммарный гравитационный заряд вещества определяет кривизну всего замкнутого пространства, а значит, протяженность его внутреннего объема. Изменение гравитационного заряда во всем внутреннем пространстве на величину единичной массы dm приводит к изменению трехмерного пространственного масштаба на величину dl, а следовательно, к изменению всех размеров и радиуса самого пространства. Из (5) следует:

,

(9)

где , – исходный гравитационный потенциал и потенциал измененного замкнутого пространствавремени соответственно; R, M – радиус и масса исходного пространства. Откуда:

.

(10)

Временной интервал dt единого четырехмерного континуума также не сохраняет своей величины при изменении заряда dm, поэтому с учетом (7) можно записать:

.

(11)

Соотношения (10) и (11) представляют собой пространственновременной континуум, включающий в себя гравитационный заряд. Закон, связывающий воедино пространство, время и вещество, по которому трехмерный пространственный масштаб dl и интервал времени dt изменяются в зависимости от гравитационной массы dm, от количества вещества во внутреннем объеме замкнутого пространства. Физические свойства пространствавремени, его кривизна зависят от суммы всех масс во всем внутреннем объеме. При уменьшении гравитационного заряда в замкнутом пространстве устремляется к нулю пространственный масштаб, исчезает и само пространство. Следовательно, в абсолютном вакууме при отсутствии зарядов и полей не существует пространства и времени. Полное отсутствие материи в пространствевремени невозможно.

Упругий пространственновременной континуум удерживает молекулы и атомы в телах на межатомном расстоянии, все тела в пространстве отодвигает друг от друга. Все пространственные характеристики зависят не только от распределения масс в данной области пространства, но и от количества гравитационно заряженного вещества во всем замкнутом пространствевремени. Кроме того, упругим эфиром поддерживается внешняя оболочка, ограничивающая замкнутый объем внутреннего пространствавремени, стремящаяся сжаться в точку.

При приближении к границе замкнутого пространствавремени происходит резкое изменение четырехмерного континуума относительно эфира внутреннего пространства. Пространство за пределами замкнутой сферы существует только в том случае, если оно также является замкнутым.

1.2. Замкнутое гравитационное антипространствовремя

Современными средствами наблюдения за космическим пространством до сих пор не удалось обнаружить антивещества в видимой Вселенной – нашей метагалактике. Этот факт до настоящего времени остается одной из основных проблем астрофизикипроблемой барионной асимметрии. Представленная здесь теория дает однозначный ответ на этот вопрос: подобные данные получить не удастся никогда, в виду отсутствия существенного количества антивещества в нашем Мире.

Как следует из предыдущего раздела, гравитационно заряженное вещество всегда существует только в замкнутом пространствевремени, причем, конечный потенциал формируется гравитационными зарядами одного знака. Изменение количества вещества или антивеществ

Учебная работа № 1996. Единая теория поля, пространства и времени