Xreferat.com » Рефераты по математике » Единая теория поля, пространства и времени

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 пространственно-временного континуума с зарядом гравитационной или электрической природы. Показано, что гравитационно или электрически заряженное вещество положительного или отрицательного знака в отсутствии внешнего потенциала образует замкнутое пространство-время соответствующий природы, а плотность пространственно-временного континуума в каждой точке определяется величиной эфирообразующего заряда во всем замкнутом объеме. Новая теория определяет механизм расширения замкнутого пространства-времени. Получены уравнения единой теории поля, определяющие закономерность взаимного преобразования электрического, магнитного и гравитационного полей.

1. Замкнутое пространство-время

1.1. Замкнутое гравитационное пространство-время

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 пространственно-временного 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 пространстве-времени 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:

Единая теория поля, пространства и времени .

(1)

Потенциал гравитационных зарядов, равномерно распределенных внутри объема радиуса R, ведет себя по-разному в областях Единая теория поля, пространства и времени и Единая теория поля, пространства и времени. Таким образом, вокруг совокупности зарядов можно выделить внутреннее и внешнее пространство, отличающееся распределением потенциала. Внутри объема:

Единая теория поля, пространства и времени ,

(2)

где Единая теория поля, пространства и времени– 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:

Единая теория поля, пространства и времени .

(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 Единая теория поля, пространства и времени и интервал времени dt тесно связаны между собой через постоянную скорость света c. Они образуют единый пространственно-временной 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, пространственно-временной континуум имеет вид:

Единая теория поля, пространства и времени .

(4)

Физическое пространство и эфир –это лишь различные выражения для одной и той же вещи; поля суть физические состояния пространства... Пространство-время 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:

Единая теория поля, пространства и времени .

(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 пространстве-времени. Уравнение (2) можно переписать следующим образом:

Единая теория поля, пространства и времени.

(6)

Учитывая равенство (5), видно, что (6) представляет собой соотношение для сферы Шварцшильда гравитационного радиуса Единая теория поля, пространства и времени. 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 пространственно-временного континуума. Гравитационный заряд при этом не образует вокруг себя гипотетической субстанции: одноименного поля, а задает кривизну пространственно-временного 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:

Единая теория поля, пространства и времени ,

(7)

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

Единая теория поля, пространства и времени .

(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 пространства-времени. При перераспределении плотности зарядов в какой-либо области внутреннего объема меньше Rg , изменяется пространственный и временной интервалы.

Единая теория поля, пространства и времени

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:

Единая теория поля, пространства и времени ,

(9)

где Единая теория поля, пространства и времени, Единая теория поля, пространства и времени– исходный гравитационный потенциал и потенциал измененного замкнутого пространства-времени соответственно; R, M – радиус и масса исходного пространства. Откуда:

Единая теория поля, пространства и времени .

(10)

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

Единая теория поля, пространства и времени .

(11)

Соотношения (10) и (11) представляют собой пространственно-временной 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 пространства-времени, 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 пространстве-времени невозможно.

Упругий пространственно-временной 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 пространстве-времени. Кроме того, упругим эфиром поддерживается внешняя оболочка, ограничивающая замкнутый объем внутреннего пространства-времени, стремящаяся сжаться в точку.

При приближении к границе замкнутого пространства-времени 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 антипространство-время

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 астрофизики-проблемой 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 пространстве-времени, причем, конечный потенциал формируется гравитационными зарядами одного знака. Изменение количества вещества или антивещества в замкнутом объеме приводит к соответствующему изменению масштаба континуума. Аккреция вещества в замкнутый объем уменьшает плотность эфира, расширяет пространство. Поток отрицательных гравитационных масс антивещества через замкнутую поверхность положительного пространства-времени приводил бы к сокращению масштаба четырехмерного континуума и увеличению плотности пространства-времени 2. К счастью, такая ситуация невозможна. Между гравитационными зарядами разного знака существует сила отталкивания по закону Всемирного тяготения И. Ньютона. Все частицы антивещества, родившиеся в пространстве-времени противоположного знака, устремляются в сторону от места концентрации положительных масс, стараются покинуть замкнутый объем пространства-времени, если им удастся избежать реакции аннигиляции с веществом 3.

Строение антивещества хорошо нам известно. Оно сложено из античастиц: позитронов Единая теория поля, пространства и времени и антипротонов Единая теория поля, пространства и времени. Так же, как и вещество нашего пространства-времени, антивещество электрически нейтрально и заряжено отрицательным гравитационным зарядом. Массы антивещества, притягиваясь друг к другу за пределами положительного пространства-времени, формируют свое собственное замкнутое антипространство-время отрицательного гравитационного заряда. В его внутреннем объеме устанавливается пространственно-временной континуум, плотность которого определяется суммарной величиной отрицательных гравитационных масс. Все рассуждения, приведенные в предыдущем разделе относительно замкнутого положительного гравитационного пространства-времени можно в той же мере отнести и к антипространству-времени, изменив на противоположный знак гравитационного заряда и поля.

Учитывая тот факт, что частицы и античастицы всегда рождаются парами: Единая теория поля, пространства и времени и Единая теория поля, пространства и времени, можно сделать вывод, что количество антивещества во Вселенной в точности равно количеству вещества. Замкнутое антипространство-время, сложенное антипротонно-позитронными парами, имеет такой же масштаб четырехмерного континуума, такую же плотность пространства-времени, такую же величину скорости света и гравитационного потенциала. Оно абсолютно идентично пространству-времени положительных гравитационных масс, как отражение в зеркале, как два брата близнеца, мужчина и женщина.

В абсолютных координатах пространственно-временной континуум антипространства-времени имеет такое же распределение, что и родственный ему потенциал (6), с разницей лишь в знаке координаты. В гибком упругом эфире потенциал сохраняется неизменным, а распределение по координате приобретает масштаб пространственно-временного континуума (см. рис. 1). Пространственно-временной континуум отрицательных масс вещества имеет вид аналогичный (10) и (11).

Гравитационное взаимодействие в эфире и вне него имеет различный характер. Если внутри замкнутого объема одноименные гравитационные заряды притягиваются, а разноименные отталкиваются, то за его пределами притягиваются разноименные заряды, ведь все замкнутое пространство-время можно представить в качестве заряда суммарной массой M, обладающего внешним полем. Одноименные пространства или антипространства-времени, своими внешними полями создают и расширяют континуум между собой, раздвигая, отталкивая друг друга. Между замкнутыми антипространствами-времени вне какого-либо эфира отталкивание сменяется притяжением. Они не могут разойтись во внешнем "пространстве". Компенсируя внешний гравитационный потенциал своими полями разного знака, они уничтожают пространство между собой и сближаются до соприкосновения, но при этом не пересекаются. При малейшем взаимном проникновении разноименных гравитационных зарядов в замкнутые объемы друг друга возникает сила отталкивания, препятствующая дальнейшему пересечению антипространств-времени.

В эфире замкнутого пространства-времени потенциал, окружающий каждый заряд той же природы определяется не только величиной этого заряда, а потенциалом всего замкнутого объема. Расположенные рядом разноименные заряды (античастицы) не сближаются друг с другом до соприкосновения, как это происходит вне пространства-времени. Четырехмерный континуум между ними сохраняется независимо от характера взаимодействия. Общее расширение континуума увеличивает свободное пространство между античастицами, уменьшая вероятность их взаимной аннигиляции.

Электрические заряды имеют одинаковый, привычный для нас характер взаимодействия как в гравитационных

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: