Природа элементарных частиц и полей. Свойства, строение фотона. Энергия, масса фотона. Строение электрона. Квант заряда. Волны де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Физический вакуум. Эфир. Хромодинамика, кварковые модели. Постоянная Планка. Продольные электромагнитные волны. Гравитационное взаимодействие. Принцип относительности. Шаровая молния. Электромагнитная индукция, магнитное поле.
Алеманов Сергей Борисович   О себе и своей работе
http://alemanow.narod.ru   alemanow@mail.ru
Загрузить полный текст книги в упакованном виде
Полевая природа материи
Дискретность электромагнитных волн
Электродинамика полей
Электрические вихревые несоленоидальные поля
Скалярное и векторное состояния поля
Природа волн де Бройля
Продольные электромагнитные волны
Электродинамика шаровой молнии
Строение и электродинамический расчет фотона
Масса покоя фотона - вывод формулы
Физический вакуум
Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума
Теория Большого взрыва
Волновая теория гравитации
Элементарные частицы
Ориентация спина фотона
Электромагнитная индукция
Проблемы квантовой хромодинамики
Нарушение принципа относительности
Волновая теория строения элементарных частиц
The Electrical Vortex Non-Solenoidal Fields
Electrodynamic Explanation of Ball Lightning
Braking of the space crafts caused by the vacuum fluctuations
Hubble's quantum law
Translate into English
Компактные облачные программы от Алеманова
Доклад "История исследования свойств фотона" в МОИП (29.09.17)

Видео, доклад "Квантовый закон Хаббла" в РУДН (28.04.16)
 
   

Последняя редакция 27.10.2021

Рассмотрено полевое строение элементарных частиц, где частицы материи, составляющие вещество, представляют интерференционно-волновую картину квантового поля как квантованные волновые образования, возбужденные состояния поля. Приведены модели частиц и расчет их свойств. Объяснена физическая природа волн де Бройля и дан полный расчет их свойств, а не только длины волны. Выведена формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля (формула "вязкости физического вакуума"). В электродинамике найдены ошибки, обнаружено, что не все постулаты соответствуют экспериментальным фактам, а вихревые электрические поля могут иметь незамкнутые индукционные линии. Описана полевая структура фотона и тем самым объяснена физическая природа фотоэффекта. Показано, что все свойства электромагнитных волн (света), как волновые, так и корпускулярные, объясняются в рамках электродинамики и рассчитываются с помощью обычных классических формул без использования лишней сущности - постоянной Планка, а вместо нее просто используются электромагнитные постоянные. В результате получается полный электродинамический расчет всех свойств фотона (энергия, спин и пр.), а не только расчет его энергии. Выведен квантовый закон космологического красного смещения (квантовый закон Хаббла) и показано, что постоянная Хаббла - это квантовая величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания вне зависимости от длины волны. Объяснена природа электрического, магнитного и гравитационного полей. Рассмотрен и ряд других физических явлений. http://alemanow.narod.ru/theory.doc
Книга для всех, кто интересуется природой элементарных частиц и полей и хочет немного раздвинуть границы знаний.

 

ПОЛЕВАЯ ПРИРОДА МАТЕРИИ

Поле - основа всех видов материи

«По современным представлениям, квантовое поле является наиболее фундаментальной и универсальной формой материи, лежащей в основе всех ее конкретных проявлений.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
«Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны.»
Физический энциклопедический словарь. МАССА.
 
Весомая (вещественная) материя или составляющие ее элементарные частицы представляют овеществленную форму полевой материи - возбужденные состояния поля. Таким образом, элементарные частицы - это те же самые поля, только возбужденные, т.е. любая элементарная частица - это поле, находящееся в возбужденном состоянии.
 
«... разделение материи на две формы - поле и вещество - оказывается довольно условным.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.337.
«... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ...»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
 
С современной точки зрения частицы материи - это квантованные волновые образования, возбужденные состояния квантового поля. Т.е. рассмотрение полевого строения элементарных частиц надо начинать с анализа свойств возмущений поля (полевых потоков), которые представляют возбужденные состояния. Например, частицы фотоны - это элементарные возбуждения электромагнитного поля, состоящие из элементарных электрических и магнитных возмущений.
 
«С квантовой точки зрения элементарные возбуждения электромагнитного поля обладают всеми свойствами частиц.»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.646.
 
В описании полевых процессов пока еще много неясного, поэтому попытаюсь прочитать физическую литературу как бы между строк, точнее, между цитат и проанализировать то, что из них логически вытекает, но скромно умалчивается. Также цитаты служат напоминанием, если кто подзабыл физику.

 

ДИСКРЕТНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Фотоэффект объясняется дискретностью электрических и магнитных потоков

«... за время dt электромагнитное поле переместится на расстояние udt. Магнитный поток uBdt выйдет за пределы контура 0AMN, а электрический поток uDdt - за пределы контура 0QPT
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.16.
 
Электромагнитный поток (поле) излучения состоит из двух движущихся потоков электрического и магнитного. Соответственно, квант электромагнитного потока излучения (фотон) по определению должен состоять из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Т.е. дискретность энергии электромагнитных потоков излучения (квантов света) - это следствие дискретности энергии электрических и магнитных потоков. В электромагнитной волне энергия электрического потока всегда равна энергии магнитного потока.
 
«Электрическое поле излучения, в том числе поле в поперечных электромагнитных волнах, является чисто вихревым.»
Физическая энциклопедия. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
 
Поля излучения являются дискретными, так как дискретны вихревые электрические потоки. Единица электрического потока - кулон. Экспериментально установлено, что кулон является квантованной физической величиной, которая может принимать только дискретный ряд значений. Следуя логике, если части, составляющие поток, являются дискретными, то и поток будет не непрерывный, а дискретный. Таким образом, с точки зрения электродинамики непонятно, с какого "перепуга" появились идеи о непрерывности потока излучения. Или забыли - еще в девятнадцатом веке было обнаружено, что количество электричества имеет дискретность. На сегодня все известные факты подтверждают, что кулон является квантованной физической величиной. Элементарный электрический поток равен кванту количества электричества 1.602·10-19 Кл.
 
«Поток электрического смещения, единица - кулон.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.562.
«Кулон - это количество электричества, ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.146.
 
Экспериментально установлено, что количество электричества всегда дискретно, поэтому электрический ток и электромагнитные волны дискретны. Т.е. электромагнитная волна может минимально дробиться только на порции, в которых количество электричества равно 1.602·10-19 Кл. Не надо забывать, что не только электрический ток, но и электромагнитные волны связаны с определенным количеством электричества и магнетизма, не зря же их называют электромагнитными.
 
«Кулон - ... Единица потока электрического смещения (потока электрической индукции).»
Физическая энциклопедия. КУЛОН.
 
Без представления об электрических и магнитных потоках нельзя обойтись при рассмотрении динамических полевых процессов, например, электромагнитных волн, когда электрических зарядов нет (нет заряженных частиц), но в пространстве происходит изменение полей, текут токи смещения - все это можно описать и рассчитать с помощью полевых потоков индукции. Единицы измерения: электрический поток - кулон, магнитный поток - вебер, ток смещения - ампер. Проще говоря, электрический поток - это количество электричества, магнитный поток - это количество магнетизма. Любой электрический ток связан с перемещением какого-то количества электричества (Кл/с). Например, не может быть тока смещения без движения электрических потоков, так же как не может быть тока проводимости без движения электрических зарядов. Электродинамика позволяет рассчитывать полевые процессы, даже если потоки индукции не связаны с заряженными частицами. Индукция является векторной величиной (напряженность имеет направление), поэтому ее условно представляют в виде потока, хотя на самом деле там нет никакого реального течения. Стрелки же на индукционных линиях указывают не течение, а направление индукции (возмущения). Чтобы не возникали ненужные ассоциации, можно вместо терминов "электрический поток" и "магнитный поток" использовать, например, термины "электрическое возмущение" и "магнитное возмущение", где индукционные линии указывают направление возмущения поля.
 
«... называют потоком вектора напряженности электрического поля E, хотя с этим понятием и не связано никакое реальное течение.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.25.
 
Всегда текут электрические токи проводимости и токи смещения, а электрические заряды и потоки могут как покоиться, так и двигаться. Распространяется же электрический поток в пространстве всегда со скоростью света, представляя ток электрического смещения поля. Скорость распространения электрического потока зависит от среды, в которой движется поток. Например, при движении заряженной частицы вместе с ней движется электрический поток, который распространяется в пространстве со скоростью света, представляя ток электрического смещения поля Iсм = dФe/dt, где Фe - электрический поток (поток электрического смещения поля).
 
«... поле реально существует и в этом смысле, наряду с веществом, является одним из видов материи. Поле обладает энергией, импульсом и другими физическими свойствами.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.10.
 
Поле может не иметь энергии, находясь в нулевом вакуумном состоянии, поэтому более точно: полевые потоки индукции обладают энергией (массой). Например, поток электрической индукции wэ = D2/0, поток магнитной индукции wм = B2/0, поток гравитационной индукции wг = -G2/8πγ, где ε0 - электрическая постоянная, μ0 - магнитная постоянная, γ - гравитационная постоянная, w - плотность энергии индукционного потока. Полевая энергия может быть как положительной, так и отрицательной, например, энергия гравитационного потока всегда имеет отрицательное значение, так как, чтобы уменьшить энергию гравитационного потока (по абсолютной величине), необходимо затратить энергию.
 
«... энергия гравитационного взаимодействия отрицательна, ...»
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.123.
 
Плотность полевой энергии в пространстве - это сумма плотностей энергии всех индукционных потоков:

wэмг = D2/0 + B2/0 - G2/8πγ.

Поле едино - согласно единой теории поля, различаются же только потоки индукции поля, т.е. единое физическое поле может проявляться в виде различных потоков индукции - потока электрического возмущения поля, потока магнитного возмущения поля, потока гравитационного возмущения поля. Например, заряды образуют электрические потоки, движущиеся заряды - магнитные потоки. Согласно современным представлениям, состояние поля с наименьшей энергией (по абсолютной величине) называется вакуумом. Таким образом, физический вакуум надо рассматривать как универсальное единое поле, в котором могут возникать полевые потоки индукции - потоки возмущения поля, представляющие напряженность полевого пространства. Такое представление вакуума как универсальной полевой среды (полевого пространства) позволяет объяснить тот факт, что напряженность (возмущение) поля может существовать отдельно от частиц.
 
«... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
«Единая теория поля - единая теория материи, ...»
Физическая энциклопедия. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Векторные поля имеют направление, поэтому для таких полей введено понятие "поток". Например, электрическая индукция - это плотность электрического потока Кл/м2, магнитная индукция - это плотность магнитного потока Вб/м2.
 
«Поток векторного поля - одно из понятий теории векторного поля.»
Математическая физика. Энциклопедия. ПОТОК.
 
Все векторные поля - это потоки, поэтому более правильным термином является не "электрическое поле", а "поток вектора электрической индукции" или, короче, "электрический поток", также не "магнитное поле", а "поток вектора магнитной индукции" или, короче, "магнитный поток".
 
«... поток вектора магнитной индукции, или, короче, магнитный поток Ф.»
Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.1. С.540.
 
Если не использовать термин "поток", то не всегда понятно - поле скалярное или векторное, например, электромагнитное поле осцилляторов - это скалярное поле, а электромагнитное поле излучения - векторное поле.
 
«... электромагнитное поле может быть представлено как совокупность бесконечно большого числа гармонических осцилляторов.»
ОТФ. Квантовая механика. И.В.Савельев. 1996. Т.2. С.343.
«Электромагнитными волнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся в пространстве.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.
 
Т.е. электромагнитными волнами называются возмущения скалярного электромагнитного поля. Сами же распространяющиеся возмущения представляют векторные поля в виде электрических и магнитных потоков возмущения (напряженности) поля.
 
«Скалярное поле - поле физическое, которое описывается функцией, в каждой точке пространства не изменяющейся при повороте системы координат.»
Физический энциклопедический словарь. СКАЛЯРНОЕ ПОЛЕ.
«Колебания таких полей переносят энергию и импульс с одного места пространства в другое, а квантовая механика утверждает, что эти волны собираются в пакеты, или кванты, которые наблюдаются в лаборатории как элементарные частицы. ... Слово "скаляр" означает, что эти поля не чувствительны к направлению в пространстве, в отличие от электрических, магнитных и других полей Стандартной Модели. Это открывает возможность таким полям заполнять все пространство, не противореча одному из наиболее доказанных принципов физики, согласно которому все пространственные направления одинаково хороши.»
Стивен Вайнберг. (Нобелевская премия по физике за 1979 год)
 
Состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом, представляет скалярное поле, так как нет зависимости от поворота системы координат. Т.е. с точки зрения физики правильнее называть не "вакуумное состояние поля", а "скалярное состояние поля", тем самым подчеркивая, что такое поле не чувствительно к направлению в пространстве, в отличие от векторного. Разделение поля на два состояния - вакуумное и возбужденное - это разделение на скалярное и векторное. При возникновении потока индукции (возмущения) скалярное состояние поля переходит в векторное, так как возникает зависимость от направления в пространстве. "Скалярное состояние поля", если коротко - "скалярное поле", также "векторное состояние поля", коротко - "векторное поле".
 
«... элементарный заряд играет роль кванта, ...»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1999. Т.3. С.7.
 
Элементарный заряд играет роль кванта электрического поля. Не существует наблюдаемых электрических полей (потоков), у которых величина электрического потока меньше, чем квант заряда (квант количества электричества), независимо от того, потенциальное поле или вихревое.
 
«Электрическое поле может быть как потенциальным, так и вихревым, ...»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.251.
«Вихревое электрическое поле отличается от электростатического поля тем, что оно не связано с электрическими зарядами, ...»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.189.
 
К сожалению, иногда еще электрические поля (потоки) обязательно связывают с заряженными частицами, видимо, забывая про теорию близкодействия и материальность полей. Также до сих пор сохранилось заблуждение, что только электрические потоки, связанные с частицами, являются дискретными, а свободные от частиц электрические поля, представляющие вихревые электрические потоки, дискретности не имеют. Т.е. как бы забывают про современные квантовые представления, согласно которым все поля имеют квантовую природу. Например, дискретность магнитных потоков также никак не связана с магнитными полюсами. Квантовые свойства поля проявляются в дискретности полевых потоков и зарядов.
 
«... у поля выявляются корпускулярные свойства, ...»
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
 
Любые возмущения электромагнитного поля и даже просто нулевые колебания являются квантовыми.
 
«... квантовые флуктуации вакуума часто называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля.»
Американские физики получили нечто из ничего. http://www.nkj.ru/archive/articles/5158/
 
Движущийся электрический поток представляет магнитный поток B = μ0[vD] (релятивистский эффект), где v - скорость, поэтому магнитные потоки также являются квантовыми (дискретными), как и электрические. Согласно квантовым представлениям, все поля (полевые потоки) - квантовые. Например, фотон - это элементарный электромагнитный поток, состоящий из кванта электрического потока и кванта магнитного потока, произведение которых представляет коэффициент пропорциональности постоянная Планка:

h = 2eФ0= 6.626·10-34 Кл·Вб,

где e - квант электрического потока (квант количества электричества) 1.602·10-19 Кл, Ф0 - квант магнитного потока 2.068·10-15 Вб. Энергия кванта электромагнитного потока излучения (фотона):

W = 2eФ0v,

где v - частота. Т.е. чем больше плотность кванта (больше частота), тем больше его энергия. Плотность энергии электромагнитного потока в вакууме w = cDB (w = EH/c), где D - плотность электрического потока Кл/м2, B - плотность магнитного потока Вб/м2, c - скорость света. Таким образом, чем меньше длина волны, тем больше энергия кванта электромагнитного потока излучения, так как увеличивается плотность потоков индукции. Например, длина волны уменьшилась в два раза, соответственно, плотность электрического и магнитного потоков возросла в четыре раза, следовательно, плотность энергии электромагнитного потока (w = cDB) возросла в шестнадцать раз, но эффективный объем электромагнитного возмущения уменьшился в восемь раз, отсюда - энергия кванта электромагнитного потока возросла в два раза, т.е. энергия растет обратно пропорционально длине волны, что соответствует экспериментальным данным.
 
«Чем больше длина волны, тем меньше энергия и импульс фотона ...»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.384.
«... плотность энергии электромагнитного поля складывается из плотностей энергии электрического и магнитного полей.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.258.
« [D] = Кл/м2 , [B] = Вб/м2 »
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.29.
 
D - это плотность электрического потока, B - плотность магнитного потока, их произведение [DB] имеет размерность Кл·Вб/м4 или кг/м2·с, что представляет плотность потока электромагнитной массы [DB] = mv, где m - плотность электромагнитной массы, v - скорость. Для сравнения: вектор Пойнтинга S = [EH] = wv представляет плотность потока электромагнитной энергии, где w - плотность электромагнитной энергии. Зная, что mv = DB = ε0μ0EH, mv/ε0μ0 = EH, mv/ε0μ0 = wv и c2 = 1/ε0μ0, можно найти соотношение между плотностью электромагнитной массы и энергией m = ε0μ0w, w = mc2. В среде DB = εε0μμ0EH, соответственно, электродинамическое соотношение между энергией и массой имеет вид m = εε0μμ0w = w/v2 и w = mc2/εμ = mv2, где ε - диэлектрическая проницаемость среды, μ - магнитная проницаемость среды, v - скорость распространения света в среде, а импульс электромагнитной волны p = εε0μμ0Wv = W/v = (εε0μμ0)1/2W, где W - электромагнитная энергия волны. Таким образом, соотношение W = Mc2 представляет лишь частный случай для вакуума. Т.е. соотношение между энергией и массой зависит от свойств среды, а формула W = Mc2 - всего лишь частный случай электродинамического соотношения M = εε0μμ0W (формула электромагнитной массы), где масса, имея полевое происхождение, зависит от электромагнитной проницаемости среды. Скорость света - это скорость распространения электрических и магнитных потоков индукции v = (εε0μμ0)-1/2. Также надо заметить, что импульс электромагнитного кванта не p = W/c, как написано в некоторых учебниках, а p = (εε0μμ0)1/2W, т.е., как и у всех электромагнитных волн, он зависит от электромагнитной проницаемости среды. Длина волны электромагнитного кванта λ = 2eФ0/εε0μμ0Wv = 2eФ0/(εε0μμ0)1/2W. Электромагнитная масса фотона M = εε0μμ02eФ0v, т.е., как и все электромагнитные волны, фотоны обладают электромагнитной массой. В электромагнитной волне масса электрического потока равна массе магнитного потока, соответственно, в фотоне Mэ = Mм = εε0μμ0eФ0v.
 
«... всякая энергия обладает массой: масса равна энергии, деленной на квадрат скорости света.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.24.
 
Это, действительно, так: масса - это свойство энергии. Т.е. не масса обладает энергией, а энергия обладает таким физическим свойством, как масса. Например, энергия фотона остается постоянной, а масса меняется в зависимости от среды, в которой он находится M = εε0μμ0W. Для фотонов формула W = Mc2 (M = ε0μ0W) подходит только для вакуума, так как в ней не учитываются диэлектрическая и магнитная проницаемости среды, влияющие на скорость движения фотонов (электромагнитных волн) и, соответственно, влияющие на соотношение между энергией и массой фотонов: M = εε0μμ0W. В веществе электромагнитная масса фотона увеличивается за счет вовлечения диэлектрической среды в электромагнитные колебания. Заряженные частицы вещества, участвующие в колебаниях и образующие поляризационные токи смещения, имеют массу, поэтому, несмотря на то, что энергия электромагнитной волны фотона остается прежней, ее масса возрастает. Т.е., когда фотон распространяется в веществе, часть его энергии находится в колеблющихся частицах вещества, которые обладают массой, отсюда увеличение массы и импульса фотона. К фотону как бы "прилипает" дополнительная масса вещества, что и замедляет его движение. Соответственно, электромагнитный импульс фотона в веществе p = (εε0μμ0)1/2W, а не p = W/c. Также изменяется создаваемое фотонами давление. У фотона масса растет при снижении скорости, в отличие от других частиц, у которых масса растет при увеличении скорости. Из формулы видно, что при приближении скорости к нулю, масса фотона будет стремиться к бесконечности. Формулу M = εε0μμ0W можно представить, как W = Mv2, где v - реальная скорость света v = (εε0μμ0)-1/2. Хочу заметить, что формулы электромагнитной массы M = εε0μμ0W и импульса p = (εε0μμ0)1/2W не удалось найти ни в одной книге по электродинамике (видимо, придется ответственность за авторство брать на себя). Зато везде можно встретить формулы W = Mc2 и p = W/c, где скромно умалчивается, что это всего лишь частный случай для вакуума.
 
«Импульс электромагнитного поля p = W/c, ... получим p = mc = W/c, откуда W = mc2
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.301.
 
Эти формулы выведены только для вакуума, при этом как бы забывают, что свойства электромагнитных волн определяются электрическими и магнитными свойствами среды, в которой они распространяются, т.е. свойства среды влияют на скорость, длину волны, массу и импульс. В учебниках можно встретить формулу для фотона λ = h/p, откуда следует, что p = (εε0μμ0)1/2W, так как длина волны фотона зависит от свойств среды λ = h/(εε0μμ0)1/2W.
 
«... в виде потока световых квантов - фотонов, энергия которых определяется соотношением E = hv, а масса m = h/λc.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.
«Фотон ... квант электромагнитного излучения.»
Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.
 
Точнее, фотон - квант электромагнитного потока излучения, так как электромагнитное излучение состоит из двух потоков электрического и магнитного, представляя электромагнитный поток излучения.
 
«Например, квантами электромагнитного поля являются фотоны, ...»
Физическая энциклопедия. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
 
Фотоны, представляя электромагнитные волны, состоят из электрических и магнитных потоков. Поэтому квантами электромагнитного поля являются квант электрического потока и квант магнитного потока, а уже из них состоит квант электромагнитного потока излучения - фотон.
 
«Существование кванта магнитного потока отражает квантовую природу явлений магнетизма.»
Физический энциклопедический словарь. КВАНТ МАГНИТНОГО ПОТОКА.
 
Существование кванта электрического потока и кванта магнитного потока вытекает из обобщения экспериментальных фактов (физика - экспериментальная наука) - всегда наблюдаются только дискретные потоки. Согласно современным представлениям, все поля как потенциальные, так и вихревые имеют квантовую природу. Надо заметить, что первоначально квантовые свойства были обнаружены у вихревых полей. Например, фотоны - это электромагнитные волны, состоящие из вихревых электрических и магнитных полей Wэ = Wм = hv/2, где Wэ - энергия вихревого электрического поля, Wм - энергия вихревого магнитного поля, h - постоянная Планка, v - частота фотона. Квант электрического потока - это квант электрического возмущения электромагнитного поля, квант магнитного потока - это квант магнитного возмущения электромагнитного поля.

 

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА ПОЛЕЙ

Электродинамика полевых потоков

«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ... магнитное поле выступает как вспомогательное, характеризующее историю эволюции основного электрического поля.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
 
Движение зарядов всегда связано с движением электрических потоков, поэтому более точно магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических потоков, так как магнитная индукция может возникать и без движения электрических зарядов, т.е. там, где в пространстве движутся (распространяются) электрические потоки, всегда есть магнитное поле - магнитные потоки: B = μ0[vD].
 
« B = [vE]/c2 »
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 1991. С.135.
«... магнитное поле возбуждается не только токами проводимости, ...»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.7.
 
Иногда ошибочно считается, что электрическое поле (поток) - это также релятивистский эффект D = ε0[vB] (E = [vB]), где B - плотность магнитного потока (магнитная индукция), v - скорость движения магнитного потока, D - плотность электрического потока (электрическая индукция), ε0 - электрическая постоянная.
 
« E = [vB] »
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.224.
«Скажем, уже вопрос о силе, действующей на заряд со стороны движущегося магнитного поля, не имеет сколько-нибудь точного содержания.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.226.
 
Экспериментально установлено, что возникновение вихревого электрического поля не связано с движением магнитного поля, таким образом, его нельзя рассматривать как релятивистский эффект. Согласно электродинамике, для возникновения вихревого электрического поля (потока) необходимо изменение магнитного поля (потока) U = dФm/dt, а не движение магнита. Т.е., если при движении магнита изменяется магнитное поле, то, соответственно, возникает вихревое электрическое поле. Если же движение не приводит к изменению магнитного поля, то, соответственно, и не возникает вихревое электрическое поле.
 
«... изменяющееся со временем магнитное поле порождает электрическое поле.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.246.
 
Формулу D = ε0[vB] можно применять только для прямолинейного движения, так как в этом случае всегда происходит изменение в пространстве магнитного поля. Например, при вращательном движении цилиндрического магнита с осью вращения, проходящей через полюса, вихревое электрическое поле не возникает, так как плотность магнитных потоков (полей) в пространстве не изменяется. Если же вращать электрически заряженный цилиндр, то круговое движение электрических потоков создает магнитное поле B = μ0[vD], хотя плотность электрических потоков (полей) в пространстве не изменяется. Магнитное поле возникает при любом движении заряженных тел, как при прямолинейном, так и при круговом, поэтому его можно рассматривать как релятивистский эффект. Надо заметить, что нельзя изменить электрическое поле без движения электрических потоков, поэтому также можно сказать, что магнитное поле возникает и при изменении плотности электрических потоков, так как при этом всегда происходит их движение. Магнитные потоки возникают от движения электрических потоков, а вихревые электрические потоки - от изменения магнитных потоков, т.е., пользуясь формулами преобразования полей, надо это учитывать. Например, при вращательном движении цилиндрического магнита с осью вращения, проходящей через полюса, магнитная сила на покоящийся заряд не действует. Если же, наоборот, заряд будет двигаться вокруг покоящегося магнита, то на заряд будет действовать магнитная сила Лоренца, т.е. движение в электродинамике не является относительным.
 
Рассмотрим этот пример более наглядно. Возьмем два цилиндра, один из которых имеет электрический заряд, а другой представляет собой постоянный магнит из непроводящего материала. Посадим их на одну ось, проходящую через центр цилиндров, как изображено на рисунке. Если вращать только магнит, то между цилиндрами магнитная сила возникать не будет. Если же, наоборот, вращать только заряженный цилиндр, то между цилиндрами будет возникать магнитная сила, так как заряженный цилиндр будет своим вращением создавать круговой электрический ток и, соответственно, магнитное поле. Если же два цилиндра вращать одновременно (синхронно и в одном направлении), то в зависимости от направления вращения цилиндры будут либо притягиваться, либо отталкиваться, т.е. в электродинамике нет симметрии между правым и левым вращением относительно полевого пространства.

charge.gif

Надо заметить, что при одновременном вращении двух цилиндров (синхронно и в одном направлении) относительное движение отсутствует, т.е., если считать магнит наблюдателем, то относительно него электрические заряды не движутся, но заряженный цилиндр все равно создает магнитную силу, которая действует на магнит. При этом, если магнит остановить или даже вращать в обратную сторону, все равно магнитная сила практически не изменится. Данный пример показывает, что в формуле B = μ0[vD] скорость v - это скорость движения относительно полевого пространства, а не относительно наблюдателя.
 
Электродинамические формулы преобразования полей (в вакууме) D = ε0[vB] и B = μ0[vD] вытекают из электродинамики. Электрическая индукция действует на заряд с силой Fэ = qD/ε0. Магнитная индукция прямолинейно движущегося магнита, образуя вихревое электрическое поле, действует на заряд с силой Fм = qvB, отсюда, qD/ε0 = qvB и D = ε0[vB]. При движении заряда вместе с ним движется электрический поток D = q/r2 и возникает магнитная индукция B = μ0qv/r2 - подставив D = q/r2 получим B = μ0[vD]. Надо заметить, что распространение на эти формулы преобразований Лоренца B = μ0[vD]/(1 - v2/c2)1/2 противоречит электродинамике, так как магнитное поле зависит от величины электрического тока, при этом совершенно не зависит от скорости движения заряженных частиц, образующих этот ток, т.е. магнитная индукция всегда равна B = μ0[vD], даже если электрический поток движется со скоростью света. Например, в электромагнитной волне: B = μ0[vD], D = ε0[vB], H = [vD] и E = [vB]. Согласно же преобразованиям Лоренца, получается, что свет не может двигаться со скоростью света, так как магнитная индукция становится бесконечно большой.

 
«В электромагнитной волне ... между мгновенными значениями E и B в любой точке существует определенная связь, а именно E = vB, ...»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВИХРЕВЫЕ НЕСОЛЕНОИДАЛЬНЫЕ ПОЛЯ

Вихревые и соленоидальные поля - это разные понятия

В результате анализа свойств электрических и магнитных потоков в электродинамике найдены ошибки. Обнаружено, что не все постулаты соответствуют экспериментальным фактам, а вихревые электрические поля могут иметь незамкнутые индукционные линии. Например, в вихревых электрических полях всегда замкнуты только линии тока электрического смещения, а линии потока электрического смещения могут быть не замкнутыми (ток электрического смещения измеряется в амперах, а поток электрического смещения в кулонах). Рассмотрим электродинамику движущихся тел на примере движения магнитов и зарядов.
 
При движении магнита вместе с ним перемещается поток магнитной индукции. Зная скорость движения v и величину магнитной индукции B, можно, согласно электродинамической формуле преобразования полей D = ε0[vB], вычислить индукцию D возникающего вихревого электрического поля. При этом возникающая электрическая индукция всегда поперечна движению, т.е. перпендикулярна по отношению к вектору скорости. Можно сформулировать правило возникновения электрической индукции для прямолинейного движения: если ладонь правой руки расположить так, чтобы четыре пальца указывали направление движения магнитного потока (поля), связанного с движущимся магнитом, а вектор B входил в ладонь, тогда отставленный большой палец укажет направление вектора D. Данное правило - это как бы правило для силы Лоренца, только, наоборот (отличие в системе отсчета), там движется заряд, а магнит покоится, здесь же магнит движется, а пробный заряд, указывающий направление силовых линий электрической индукции, - покоится. Поэтому там - правило для левой руки, а здесь, наоборот, - для правой. Таким образом, если движется заряд, а магнит покоится, то для определения силы действует правило левой руки. Если же движется магнит, а заряд покоится, то для определения силы действует правило правой руки. При этом возникновение электрической силы связано с тем, что вокруг движущегося магнита возникает вихревое электрическое поле D = ε0[vB] (на покоящиеся заряды магнитное поле не действует).

 
«Магнитное поле действует только на движущиеся электрически заряженные частицы и тела, ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.232.
 
В литературе по электродинамике не делают различия между электрическими вихревыми и соленоидальными полями, хотя это разные понятия. Признаком соленоидального поля является замкнутость линий электрической индукции (поток вектора D через замкнутую поверхность равен нулю), а для вихревого - работа сил при движении по замкнутой линии может быть отлична от нуля. Т.е. вихревые поля, например, могут возбуждать вихревые электрические токи.
 
«Работа сил вихревого электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.189.
 
В отличие от вихревого электрического поля работа сил потенциального поля при движении электрического заряда по замкнутой линии всегда равна нулю. Надо заметить, что, когда говорится о движении по замкнутой линии, то это не обязательно движение по индукционным (силовым) линиям поля. Хотя работа сил вихревых полей при движении по замкнутой линии может быть отлична от нуля, линии напряженности поля могут быть как замкнутыми, так и незамкнутыми. Например, при движении магнита возникает вихревое электрическое поле, но в зависимости от ориентации магнита поле может быть как соленоидальным, так и нет.
 
Рассмотрим такой пример: магнит движется равномерно, прямолинейно, а его полюса ориентированы поперечно движению. Согласно правилу возникновения электрической индукции (D = ε0[vB] - правило правой руки), возникающий вихревой электрический поток не является соленоидальным, так как линии электрической индукции не замкнуты. Они начинаются в одной условной области возмущения
(+), которая сопровождает движущийся магнит, и заканчиваются в другой (-). Для представления достаточно рассмотреть только две области (+) и (-), изображенные на рисунке. Эти разноименные области возмущения возникают потому, что поток магнитной индукции внутри магнита имеет одно направление, а за его пределами - обратное. В самом же магните никакой поляризации нет, так как на движущиеся заряды действует сила Лоренца, уравновешивающая вихревое электрическое поле. Также надо заметить, что, хотя при таком движении магнита возникающее вихревое электрическое поле не является замкнутым, но связанный с ним ток электрического смещения замкнут (токи всегда замкнуты). Не следует путать линии электрического смещения поля (линии электрической индукции) и линии тока электрического смещения поля (линии тока смещения). В данном примере для наглядности напряженность электрического поля можно представить через силу Лоренца, если перейти в систему отсчета, где магнит покоится, а пробный заряд движется.

magnet.gif

На рисунке условно изображен движущийся магнит (движение в направлении текста, магнит как бы удаляется). N и S - полюса магнита. Стрелками "->" и "<-" указано направление линий электрической индукции, возникающей при движении магнита - часть линий начинается в положительной области (+) и заканчивается в отрицательной (-), которые находятся по краям магнита. При этом поток электрической индукции через замкнутую поверхность вокруг каждой области не равен нулю, т.е. по своей сути эти области возмущения представляют движущиеся электрические заряды.
 
«Поток вектора D сквозь любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме сторонних зарядов, охватываемых этой поверхностью. ... Эти постулаты играют в электродинамике такую же роль, как законы Ньютона в классической механике ...»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.288.
 
Таким образом, возникающие разноименные области возмущения (+) и (-) надо либо, согласно постулату, приравнять к электрическим зарядам, либо надо менять постулат, представляющий уравнение Максвелла. Часть линий электрической индукции, которые находятся впереди и позади магнита, начинаются и заканчиваются как бы в бесконечности, так как распределение магнитной индукции вокруг магнита не имеет определенных границ. (В данном примере, чисто для наглядности, магнит можно представить как кольцо с током.)
 
Теперь рассмотрим движение двух поперечно ориентированных разноименных электрических зарядов.

zariad.gif   Направление движения зарядов  --->

На рисунке условно изображены два движущихся разноименных заряда (+) и (-). Стрелками указано направление возникающего тока электрического смещения. Зная, что в середине между разноименными зарядами D = q/r2, можно, согласно электродинамической формуле преобразования полей B = μ0[vD], найти возникающую магнитную индукцию B = μ0qv/r2, где q - заряды, r - расстояние от центра, v - скорость движения, μ0 - магнитная постоянная.
 
Рассмотренное поперечно ориентированное движение электрических зарядов и магнита в какой-то мере симметрично. Т.е., когда движутся заряды, то возникает магнитное поле. Если же, наоборот, движется магнит, то наблюдается обратный процесс - возникают индуцированные заряды.
 
Рассмотрим другой пример: магнит движется прямолинейно, а его полюса ориентированы продольно движению. Согласно правилу возникновения электрической индукции (D = ε0[vB] - правило правой руки), возникающий вихревой электрический поток является соленоидальным, так как в этом случае индукционные линии становятся замкнутыми. Такое движение магнита обычно рассматривается в книгах по электродинамике и из этого делается ошибочное заключение, что вихревое электрическое поле всегда соленоидально, при этом как бы забывают, что полюса магнита могут быть ориентированы не только вдоль направления движения, но и поперек.

 
«Вихревое электрическое поле отличается от электростатического поля тем, что оно не связано с электрическими зарядами, его линии напряженности представляют собой замкнутые линии.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.189.
 
Но при поперечном движении магнита линии напряженности вихревого электрического поля могут быть незамкнутыми и, соответственно, поток индукции сквозь замкнутую поверхность не равен нулю. Т.е. в современной электродинамике имеется прямое несоответствие фактам. Удивительно, но за всю историю изучения магнетизма не было рассмотрено поперечное движение магнита, приводящее к пересмотру основ электродинамики, т.е. к пересмотру постулатов, которые в электродинамике играют такую же роль, как законы Ньютона в классической механике. Получается, не только частицы могут иметь заряды, но и просто области возмущения поля (без частиц) также могут представлять заряды, где поток электрической индукции через замкнутую поверхность не равен нулю. Таким образом, вихревые электрические поля могут быть не только в виде замкнутых потоков индукции, но также и в виде индуцированных электрических зарядов, для которых, соответственно, действуют и законы, присущие электрическим зарядам. Например, закон сохранения заряда, т.е., если где-то возникает область возмущения с положительным знаком, то обязательно возникает и отрицательная область.
 
Неправильно считать, что вихревое электрическое поле порождается только переменным магнитным полем. Переменное электрическое поле (нестатическое электрическое поле) также создает вихревое электрическое поле. Рассмотрим такой пример: если между обкладками конденсатора поместить рамку, а в конденсаторе на какой-то период времени стабилизировать ток, сделав его постоянным, то кругового тока в рамке при любом ее положении не будет, несмотря на то, что в это время между обкладками конденсатора будет течь постоянный ток смещения (будет постоянное магнитное поле). Т.е. не будет возникать вихревой ток в рамке, так как магнитное поле не изменяется, но между обкладками конденсатора работа сил электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля, а это является признаком вихревого электрического поля. При движении заряда в одну сторону на него действует одна сила, а когда он возвращается, из-за того что между обкладками конденсатора изменяется напряженность поля (обкладки заряжаются), на него действует уже другая сила, отсюда и возникает работа сил. Таким образом, вихревое электрическое поле порождается не только переменным магнитным полем, но и переменным электрическим полем.
 
Для наглядности проанализируем еще один пример. При движении заряда вокруг него возникает поток магнитной индукции B = μ0q[vr]/r3, который движется вместе с зарядом, образуя вихревое электрическое поле D = ε0[vB]. В результате суперпозиции двух электрических полей - потенциального и вихревого - происходит "сплющивание" электрического поля.

 
«Электрическое поле "сплющивается" в направлении движения заряда (см. рис. 8.3), причем в тем большей степени, чем ближе скорость заряда v к скорости c. Следует также иметь в виду, что поле, показанное на этом рисунке, "перемещается" вместе с зарядом, вследствие чего E в системе отсчета, относительно которой заряд движется, изменяется со временем.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.229.

ris83.jpg

«Таким образом, уже рассмотрение электрического поля простейшей системы - равномерно движущегося заряда - показывает, что иногда ГE не равно нулю, т.е. в природе существует наряду с потенциальным качественно новое, вихревое электрическое поле.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.273.
 
Если более детально анализировать, то на самом деле возникает как бы два вихревых поля. Одно связано с движением магнитного поля, его линии электрической индукции перпендикулярны направлению движения и не замкнуты, оно "сплющивает" электрическое поле. Другое связано с изменением (смещением) в пространстве электрического поля, оно "наклоняет" поле заряда назад. С этим вихревым полем связан ток электрического смещения, который течет в обратном направлении.

ris83v.gif

«Пример. Точечный заряд q движется равномерно и прямолинейно с нерелятивистской скоростью v. Найти вектор плотности тока смещения в точке P, находящейся на расстоянии r от заряда на прямой, перпендикулярной его траектории и проходящей через заряд. Решение: jсм = -qv/r3.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.302.
«В частности, электрическое поле при смещении точечного заряда не просто переместится вместе с зарядом, как в случае бесконечно большой скорости распространения поля, а меняется более сложным образом. Возникают эффекты, связанные с запаздыванием появления поля на больших расстояниях от заряда ...»
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.
 
В энциклопедии есть рисунок, где изображен процесс наклона силовых линий поля.

electric.gif

«Рис. 1. Силовые линии электрического поля Е заряда q, начавшего двигаться из точки о со скоростью u. ... Поле, порожденное движущимися зарядами, распространяется в свободное от них пространство независимо от источников с одной и той же скоростью c
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
 
Таким образом, в результате суперпозиции всех полей при движении заряда электрическое поле не только "сплющивается", но и "наклоняется" назад. Надеюсь, что авторы учебников по электродинамике учтут замечание и будут приводить более правильные рисунки. Не надо забывать, что поле не распространяется мгновенно при перемещении заряда. Надо заметить, что, согласно преобразованиям Лоренца, электрическое поле движущегося заряда только "сплющивается", а, согласно электродинамике, поле не только "сплющивается", но и "наклоняется" назад вследствие запаздывания распространения электрического поля при перемещении заряда. Т.е., с точки зрения электродинамики, преобразования Лоренца являются идеалистическими, так как они не учитывают запаздывание распространения индукции поля движущегося заряда. Также надо иметь ввиду, что не только при движении магнита, но и при движении заряда возникает вихревое электрическое поле, поэтому правильной является такая запись: "вихревое электрическое поле порождается как переменным магнитным полем, так и переменным электрическим полем", а не так, как написано в учебниках.
 
«Вихревое электрическое поле порождается переменным магнитным. Его силовые линии всегда замкнуты, подобно силовым линиям магнитного поля.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.225.
 
Прежде чем вводить фундаментальный постулат, утверждающий, что силовые линии вихревого электрического поля всегда замкнуты, необходимо было рассмотреть все варианты изменения магнитного поля, в том числе такие, где движение магнита является поперечным. Т.е. рассмотрение физических процессов не должно быть односторонним. Фарадей рассмотрел продольное движение магнита, открыв электромагнитную индукцию, а поперечное движение магнита, имеющее принципиальное значение для понимания электродинамики полевых процессов, так и осталось нерассмотренным. Получается, после Фарадея никто не попытался просто повернуть магнит поперек и посмотреть, что же происходит с вихревыми полями. Таким образом, продольное движение магнита приводит к возникновению вихревого электрического поля с замкнутыми силовыми линиями, а поперечное движение - к возникновению вихревого электрического поля, где силовые линии не являются замкнутыми, т.е. к возникновению индуцированных электрических зарядов.
 
«Согласно Максвеллу, если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.248.
 
Постулат о том, что вихревое электрическое поле всегда замкнуто, видимо, был добавлен чисто для красоты. В тексте постулата нужно исправить всего лишь пару слов - вместо "вихревое электрическое поле всегда замкнуто" написать "вихревое электрическое поле может быть замкнутым". Электродинамика - это казалось бы хорошо изученная область физики и, конечно, считается, что там все давно проверено и обнаружить какую-либо ошибку - это из области сенсаций, тем более такую, которая встречалась бы почти во всех учебниках по электродинамике. Студенты, ради интереса, задайте преподавателям вопрос: неужели никто не замечал эту ошибку? Можно предположить, что первоначально ответ будет такой, как обычно отвечают в этих случаях: "Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда". Но тогда пусть покажут, где в приведенных примерах вихревое поле замкнуто, при этом не путая линии электрического смещения поля (силовые линии) с линиями тока электрического смещения. Везде в учебниках можно встретить рисунки вихревого магнитного поля вокруг движущегося заряда, а рисунков вихревого электрического поля вокруг движущегося заряда нет ни в одной книге по электродинамике. На самом деле в вихревых полях плохо разбираются даже преподаватели. Сам наблюдал, как преподаватель физического факультета МГУ, объясняя студентам, говорит, что при движении заряда возникает магнитное поле и вихревое электрическое поле. Рисует на доске линии магнитной индукции вокруг заряда, а когда студенты попросили изобразить вихревое электрическое поле, то он этого сделать не смог и закончил тем - "ну в общем, возникает вихревое электрическое поле". О какой тогда электродинамике движущихся тел можно говорить, если толком не проанализировано самое элементарное - движение заряда и магнита? Давно уже пора все это проанализировать и записать в учебники, чтобы студенты своими простыми вопросами не ставили преподавателей в тупик. Хотя бы поместили в учебник рисунки, где вокруг движущегося заряда и движущегося поперечно ориентированного магнита были изображены индукционные линии вихревого электрического поля, и тогда ясно было бы видно, что постулаты-то "липовые". Т.е. если пишут в учебниках, что силовые линии вихревого электрического поля всегда замкнуты, - пусть это нарисуют. Не зря говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. На рисунках вокруг заряда и магнита должны быть изображены все поля, как потенциальные, так и вихревые, и токи смещения, т.е. представлена полная электродинамика движущихся тел. Как такой казус вообще мог произойти в физике, когда авторы книг по электродинамике, не задумываясь, переписывали друг у друга утверждение, что вихревые поля всегда замкнуты? При этом никто не попытался просто нарисовать и посмотреть, действительно ли они всегда замкнуты. Ну а пока отсутствуют рисунки в учебниках, студентам, видимо, надо просить преподавателей не просто рассказывать, а рисовать вихревые поля, ведь знания нужны истинные, а не ложные. Т.е. когда преподаватель рассказывает о замкнутости вихревых полей, попросить его нарисовать индукционные линии вихревого электрического поля вокруг движущегося заряда и движущегося поперечно ориентированного магнита. Слепое преклонение перед авторитетами приводит к эффекту "аристотелевой мухи".
 
«Аристотель в одном из своих трудов написал, что у мухи восемь ног. А ведь у мухи только шесть ног. Заблуждение это переходило из учебника в учебник до 1872 года. Преклонение перед авторитетом древних учителей мешало увидеть очевидное.»
http://rp-c.ru/index.php?id=209
 
Физика не строится на вере, поэтому любые утверждения должны проверяться, при этом рассматривать надо все возможные варианты, а не только те, которые не противоречат постулату. Может возникнуть вопрос: а зачем вообще надо разбираться с какими-то вихревыми полями и для чего это нужно? Без понимания свойств вихревых полей, например, невозможно проанализировать полевую структуру фотона, который как и все электромагнитные волны, состоит из вихревых полей.
 
«... теорема Гаусса верна не только в электростатике, но и в электродинамике, имеющей дело с переменными во времени электромагнитными полями. Верна эта гипотеза или нет - на этот вопрос может дать ответ только опыт. Вся совокупность опытных фактов говорит в пользу этой гипотезы.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.37.
 
На самом деле теорема Гаусса верна только в электростатике. Когда же ее распространяют и на переменные поля, утверждая, что "вся совокупность опытных фактов говорит в пользу этой гипотезы", то это не соответствует действительности, так как забыли рассмотреть, например, такой опытный факт, как поперечное движение магнита.
 
Подведем итог. Соленоидальный электрический поток всегда вихревой. Несоленоидальный электрический поток может быть как вихревым, так и невихревым. Например, в поперечных линейных электромагнитных волнах электрические потоки вихревые, но несоленоидальные, так как все линии электрической индукции поперечны направлению распространения волн и, соответственно, не замкнуты.

 
«... поле в поперечных электромагнитных волнах, является чисто вихревым.»
Физическая энциклопедия. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
«... векторы E и H перпендикулярны направлению распространения волны ... векторы E и H в электромагнитной волне взаимно ортогональны.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.39.

wave.gif               electmag.gif

Получается, в учебниках в одном месте написано, что в электромагнитных волнах поле чисто вихревое, в другом, что вихревое поле всегда замкнуто, в третьем, что в электромагнитных волнах векторы E и H перпендикулярны направлению распространения волны, но при этом ни в одной книге по электродинамике нет полного рисунка такой волны и индукционные линии изображены незамкнутыми. Интересно было бы посмотреть, каким образом поперечные движению индукционные линии вихревого электрического поля смогли замкнуться. Особенно это относится к лучам и электромагнитным квантам. Чтобы электрическая индукция как-то смогла замкнуться, должна возникнуть напряженность электрического поля продольно направлению распространения волн, чего нет в поперечных электромагнитных волнах - это экспериментальный факт. Вихревое электрическое поле замкнуто только вблизи антенны, когда колебания поля еще не превратились в распространяющиеся электромагнитные волны. Замкнутость линий магнитной индукции в электромагнитных волнах также под вопросом.
 
То, что работа сил вихревого электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля, не означает, что движение идет по индукционной линии и совершенно не говорит о том, что индукционные (силовые) линии замкнуты. Т.е. говорится о замкнутом движении просто по линии, которая вообще может иметь различную форму, например, заряд может двигаться сначала в одну сторону, потом в другую. Все переменные поля являются вихревыми и, когда заряд в таком поле движется в одну сторону, на него действует одна сила, а когда он возвращается, из-за того что изменяется напряженность поля, на него действует уже другая сила, отсюда и возникает работа сил.
 
Статья "The Electrical Vortex Non-Solenoidal Fields" была опубликована в журнале "New Energy Technologies", No. 3(6), 2002.

 

СКАЛЯРНОЕ И ВЕКТОРНОЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛЯ

Возмущение электродинамического вакуума

«Вакуум в квантовой теории - основное состояние квантованных полей, обладающее минимальной энергией, ...»
Физическая энциклопедия. ВАКУУМ.
 
Поле, согласно современным представлениям, в скалярном (вакуумном) состоянии присутствует всюду, поэтому электрический заряд образует не поле, а возмущение электромагнитного поля, которое, представляя электрический поток, также измеряется в кулонах. Там, где возникает возмущение, энергия поля не равна нулю, т.е. поле реально проявляется, поэтому считается, что заряд создает поле, хотя это не совсем точно, так как электромагнитное поле существует в каждой точке пространства, но там, где нет возмущений, оно находится в нулевом вакуумном состоянии, представляющем скалярное поле. Таким образом, согласно современным представлениям, электрический заряд не создает поле, так как поле в скалярном (вакуумном) состоянии присутствует всюду, а, возбуждая его, создает возмущение, т.е. заряд создает в полевом пространстве электрическое смещение поля - полевой поток, представляющий векторное состояние поля. Полевая материя не движется вместе с зарядом, а изменяется, т.е. с зарядом движется возмущение полевой материи, представляющее векторное поле в виде электрического потока. Например, электромагнитные волны - это распространяющиеся (движущиеся) возмущения поля.
 
«Скалярное поле - поле физическое, которое описывается функцией, в каждой точке пространства не изменяющейся при повороте системы координат.»
Физический энциклопедический словарь. СКАЛЯРНОЕ ПОЛЕ.
«Поле не движется, а изменяется. Если же когда и говорят о "движущемся" поле, то это нужно понимать просто как краткий и удобный способ словесного описания изменяющегося поля в определенных условиях и ничего более.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.226.
«... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
«Вакуум физический, в квантовой теории поля - низшее энергетическое состояние квантованных полей, ...»
Физический энциклопедический словарь. ВАКУУМ ФИЗИЧЕСКИЙ.
«... строго сохраняющимся квантовым числом является электрический заряд ...»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА.
 
Электромагнитное поле имеет квантовую природу, его возмущения всегда дискретны и кратны кванту поля, т.е. элементарное электрическое возмущение поля равно элементарному электрическому заряду (кванту заряда). Области электрического возмущения поля могут быть положительные или отрицательные относительно нулевого вакуумного состояния поля, т.е. относительно состояния равновесия электродинамического вакуума - скалярного квантового электромагнитного поля.
 
«Возмущение - любое отклонение какой-либо физической величины, характеризующей состояние системы (например, напряженности электрического поля), от значения, которое она имела при нахождении системы в состоянии равновесия.»
Энциклопедия элементарной физики. ВОЗМУЩЕНИЕ.
«В электродинамическом вакууме свойства электрического поля полностью описываются напряженностью электрического поля.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
«Так как скорость этого распространения конечная, то возмущение в пространстве будет передаваться в виде некоторого волнового процесса. Такой волновой процесс называется электромагнитной волной.»
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.309.
 
Электромагнитные волны - это распространяющиеся отклонения от нулевого вакуумного (скалярного) состояния поля.
 
«... изменение состояния одной частицы сопровождается, вообще говоря, изменением ее энергии и импульса, а изменение силы, действующей на другую частицу, наступает лишь через конечный промежуток времени. Доли энергии и импульса, отданные одной частицей и еще не принятые второй, принадлежат в течение этого времени переносящему их полю. Поле, переносящее взаимодействие, является, таким образом, само по себе физической реальностью.»
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
 
Доли энергии и импульса, отданные одними частицами и еще не принятые другими, принадлежат в течение этого времени переносящим их возмущениям электромагнитного поля. Таким образом, согласно электродинамике, скорость света - это не скорость движения поля, а скорость распространения изменений, возникающих в электромагнитном поле, - скорость распространения возмущений поля. Поле нельзя создать, так как оно уже всюду присутствует в пространстве, представляя полевое пространство, соответственно, и заряд создает не электрическое поле, а электрический поток (электрическое смещение поля), также электрический ток создает не магнитное поле, а магнитный поток. Электрическая индукция - это плотность электрического потока Кл/м2, магнитная индукция - это плотность магнитного потока Вб/м2. Полевые потоки могут существовать самостоятельно, независимо от частиц (зарядов), например, распространяясь как волновые возмущения полевой материи. В учебной литературе часто не делают различия между полем и полевым потоком. Т.е. не учитывается тот факт, что, согласно современным представлениям, физическое поле едино и его нельзя создать, а могут возникать только полевые потоки индукции (напряженности) - электрические, магнитные, гравитационные.
 
«... поток вектора магнитной индукции, или, короче, магнитный поток Ф.»
Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.1. С.540.
 
Также поток вектора электрической индукции - это, если коротко, электрический поток Фe. Векторные поля правильнее называть потоками или возмущениями, либо надо хотя бы указывать, какое поле - потенциальное или вихревое. Например, соответственно, "потенциальный электрический поток" - "потенциальное электрическое поле", "вихревой электрический поток" - "вихревое электрическое поле".

 

ПРИРОДА ВОЛН ДЕ БРОЙЛЯ

Кинетическая энергия представляет волну де Бройля

«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Материальность физического вакуума, представляющего состояние поля с наименьшей энергией, подтверждается множеством экспериментальных фактов.
 
«Крупные открытия в области физики (например, ... корпускулярно-волновой дуализм и взаимопревращаемость двух форм материи - вещества и поля, ... и др.) всегда были связаны с борьбой материализма и идеализма.»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.4.
 
Основная проблема, связанная с волнами де Бройля, - это различие материалистической и идеалистической точек зрения на природу полей, т.е. признается или нет материальность поля (физического вакуума), где частицы - это возбужденные состояния поля. Если материальность поля признается, то и проблемы на самом деле нет - волна де Бройля естественным образом представляет волновой пакет, образованный полевыми парциальными волнами, который движется с частицей как единое целое в виде присоединенной волны.
 
Например, если объект совершает колебания в среде, то такие возмущения среды образуют волны, которые расходятся (излучаются). Если же объект движется равномерно и прямолинейно со скоростью, не превышающей скорости распространения волн, то в каждой точке, через которую он проходит, также возникает возмущение среды и, соответственно, возникают вторичные волны, которые начинают распространяться. Но так как волны, возникающие во всех точках, через которые прошел объект, оказываются когерентными, то они, интерферируя между собой, гасят друг друга и излучение волн не происходит, т.е. колебания среды можно наблюдать только вблизи от точек, через которые прошел объект. На больших же расстояниях волны полностью гасят друг друга и колебания среды не наблюдаются. Таким образом, с объектом движется присоединенная волна-пилот, представляющая пакет парциальных волн, которая не образует излучения.

 
«... электромагнитные волны возбуждаются электрическими зарядами, движущимися с ускорением.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.349.
 
Если более точно, то парциальные (элементарные вторичные) электромагнитные волны возбуждаются при любом движении электрических зарядов, но при ускоренном движении нарушается когерентность парциальных электромагнитных волн и они не могут, распространяясь в пространстве, погасить друг друга, что и наблюдается как излучение.
 
«Таким образом, уже рассмотрение электрического поля простейшей системы - равномерно движущегося заряда - показывает, что иногда ГE не равно нулю, т.е. в природе существует наряду с потенциальным качественно новое, вихревое электрическое поле.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.273.
 
При движении заряда в пространстве изменяется электрическое смещение поля, что представляет ток смещения jсм = -qv/r3 в виде вихревого электрического D = ε0μ0qv2/r2 и магнитного B = μ0qv/r2 полей, т.е. возникает переменное электромагнитное поле. Таким образом, движение зарядов сопровождается вихревыми электрическими и магнитными полями - электромагнитными возмущениями, но для нерелятивистских скоростей энергия вихревого электрического поля ничтожно мала по сравнению с энергией магнитного поля, поэтому при расчете ей можно пренебречь. Если же скорость заряда приближается к скорости света, то энергия вихревого электрического поля приближается к энергии магнитного поля и при расчете электромагнитной энергии ее необходимо учитывать: Wэ/Wм = v2/c2, где Wэ - энергия вихревого электрического поля, Wм - энергия вихревого магнитного поля, v - скорость движения заряда, c - скорость света.
 
«Благодаря наличию магнитного поля энергия шара увеличилась на величину Wм. Это увеличение можно трактовать как увеличение кинетической энергии или как возрастание массы шара на величину электромагнитной массы.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.60.
 
Присоединенная электромагнитная масса представляет кинетическую энергию движущегося заряда.
 
«Магнитное поле движущегося заряда переменно, так как даже при v = const радиус-вектор r изменяется и по модулю и по направлению.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.237.
 
Переменное поле является источником электромагнитных волн, но при равномерном движении заряженных частиц все возникающие парциальные волны, интерферируя между собой, гасят друг друга.
 
«При равномерном движении частицы эти волны оказываются когерентными и поэтому интерферируют между собой.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.241.
«Для каждого значения λ длины волны излучения можно найти такое значение l = l, при котором Δ = λ/2, так что элементарные волны гасят друг друга ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.400.
«По принципу Гюйгенса в результате интерференции парциальные волны гасят друг друга всюду, за исключением их общей огибающей, которой соответствует волновая поверхность света, распространяющегося в среде.»
Физическая энциклопедия. ЧЕРЕНКОВА - ВАВИЛОВА ИЗЛУЧЕНИЕ.
 
Чтобы парциальные волны могли создать излучение, они должны быть либо некогерентными, либо иметь общую огибающую. Т.е., если парциальные волны когерентны и не имеют общей огибающей, то излучение возникнуть не может. Данное правило, представляя по сути закон, действует во всех случаях независимо от того, происходит движение с ускорением или нет. Когда же в учебной литературе встречается утверждение, что при движении заряженных частиц с ускорением всегда возникает излучение, то это на самом деле неверно, так как в некоторых случаях при движении с ускорением может сохраняться когерентность парциальных волн и излучение не возникает. С другой стороны, при движении без ускорения не всегда парциальные волны когерентны и может возникать излучение, например, если среда неоднородна и в ней изменяется скорость распространения волн. Таким образом, излучение возникает не от того, какое движение - с ускорением или нет, а от того, нарушается или нет когерентность парциальных волн и имеется ли у них общая огибающая. Например, электроны, движущиеся по кругу в сверхпроводящем кольце, не создают излучения, так же как и на орбитах в атоме. Хотя когерентные парциальные волны, не имеющие общей огибающей, нельзя наблюдать в виде излучения, но они, как и любые когерентные волны, могут образовывать интерференционную картину, что можно наблюдать экспериментально, например, при прохождении парциального волнового пакета через отверстия.
 
«Если же разность фаз постоянна во времени, то такие колебания (и волны) называют когерентными.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.81.
«... когерентностью называют согласованное протекание колебательных (волновых) процессов.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.85.
«... стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.357.
«Волна, начавшая свое движение по окружности, не погасит сама себя, если она вернется в исходную точку с тем же самым значением фазы. Иными словами, на длине окружности должно уложиться целое число длин волн: r = nλD = nh/mV.»
http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Zemcov/Part_1_Dualizm/Chapter_05/Chapter_5.htm
 
Синфазные орбиты, на которых укладывается целое число волн, называются стационарными (боровскими). Скорость движения по таким орбитам равномерная и возникающие вторичные волны оказываются когерентными, т.е. каждая точка орбиты является источником парциальных волн, которые когерентны. Согласно принципу Гюйгенса, эти парциальные волны, не имея общей огибающей, не могут излучаться. При переходе с орбиты на орбиту когерентность нарушается - возникает излучение. Таким образом, согласно принципу Гюйгенса, стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн, так как возникающие при этом вторичные волны полностью гасят друг друга, не излучаясь. Для волн, находящихся на стационарных орбитах, подходит короткое название "замкнутые волны". Если орбита значительно превышает длину волны, т.е. движение круговое, но не синфазное, то всегда будет возникать излучение.
 
«Явление же дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия - и первое и второе.»
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.55.
 
Движение электрона сопровождается электромагнитным возмущением, образующим присоединенную электромагнитную волну. Поэтому при прохождении электронов через отверстия может наблюдаться интерференция электромагнитных потоков, что индукционно отражается на движении электронов. Например, волна де Бройля для электрона, движущегося со скоростью 1 м/с, будет иметь длину 0.727 мм = h/mv). То, что волны могут создавать дифракцию и интерференцию, является доказательством того, что это не какие-то мифические, а реальные физические волны, распространяющиеся в материальной среде.
 
Рассмотрим волновые процессы наглядно, например, проведем эксперименты в водяной ванне. Если бросить объект на поверхность воды, то из точки падения в течение некоторого времени будут расходиться волны. Если же объект движется по поверхности воды, то в каждой точке, куда переместился объект, также будут возникать волны, называемые парциальными. Если объект движется быстрее скорости распространения волн, то от него расходятся волны (как от корабля), т.е. возникает излучение (излучение Черенкова), так как у парциальных волн появляется общая огибающая. Когда же объект движется равномерно со скоростью, не превышающей скорости распространения волн, то возмущение в виде присоединенной волны, сопровождая движущийся объект, не образует расходящихся волн - парциальные волны гасят друг друга, не излучаясь. Чтобы возникло излучение, движение должно быть либо быстрее скорости распространения волн, либо переменным. Длина присоединенной волны зависит от скорости движения объекта и присоединенной массы - чем выше скорость, тем больше напряженность возмущения среды и тем быстрее среда возвращается в исходное состояние, т.е. длина волны обратно пропорциональна скорости (импульсу) объекта, а энергия растет вместе с частотой. Особенность присоединенной волны в том, что она при равномерном движении не излучается, представляя присоединенную энергию (массу). Присоединенные волны, как и любые волны, могут образовывать дифракцию и интерференцию. Аналогичным образом в полевом пространстве возникают присоединенные волны де Бройля, которые сопровождают любую движущуюся частицу (возбужденное состояние поля).

 
«В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
 
Такие явления, как присоединенная масса и присоединенная волна давно уже рассмотрены в физике, поэтому присоединенные волны де Бройля не являются чем-то необычным. Волны де Бройля - это вторичные волны, которые возникают при движении, но которые из-за интерференции не могут излучаться и представляют присоединенные волны, т.е. переносятся с частицами как единое целое. Волны де Бройля отражают полевую структуру движущихся частиц.
 
«При равномерном движении объекта в однородной среде излучение возможно, только если он движется со скоростью, превышающей скорость распространения волн в этой среде, т.е. при "сверхволновом" - сверхзвуковом, "сверхсветовом" и т.д. движении. Возмущение, создаваемое движущимся телом, как бы "сдувается" средой. ... При движении в однородной среде со скоростью V < vф эти возмущения переносятся с телом как единое целое.»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
 
Т.е. эти возмущения, представляя волновой пакет парциальных волн, движутся с телом как единое целое, не излучаясь, в виде присоединенной волны.
 
«Корпускулярно-волновой дуализм есть проявление наиболее общей взаимосвязи двух основных форм материи, изучаемых физикой, - вещества и поля.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.270.
 
Для любых волн необходима материальная среда в виде вещества или поля, так как волны представляют возмущение среды. Существование материального физического вакуума подтверждено экспериментально, например, эффект Казимира, где наблюдаются нулевые колебания электромагнитного поля. Эффект Казимира проверен с точностью до 1% и является экспериментальным доказательством того, что даже в основном вакуумном состоянии происходят нулевые колебания (флуктуации) поля. Согласно современным представлениям, вакуум так же материален, как и вещество. Вакуум - это состояние поля с наименьшей энергией, частицы - возбужденные состояния поля, поэтому даже в вакууме движение частиц будет сопровождаться возмущениями поля и, соответственно, присоединенными волнами, которые при равномерном движении из-за интерференции не излучаются.
 
«... заряженная частица, равномерно движущаяся в среде, излучает, если ее скорость больше фазовой скорости света в этой среде.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.242.
 
Не только внешние электрические и магнитные поля (потоки), имеющиеся у частицы, но и внутренняя полевая структура образует волну де Бройля. Например, нейтральные частицы фотоны, состоящие из электрических и магнитных потоков и токов смещения, представляют волны де Бройля.
 
«... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т.е. внутри них существуют электрические токи, ... Электромагнитные свойства нейтрона определяются наличием у него магнитного момента, а также существующим внутри нейтрона распределением положительных и отрицательных зарядов и токов. ... Внутренняя электромагнитная структура нейтрона проявляется при рассеянии электронов высокой энергии на нейтроне ...»
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
«... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ...»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
 
Волна де Бройля - это волновой пакет квантового электромагнитного поля, где электрические и магнитные потоки обладают квантовыми свойствами. Длина присоединенной волны де Бройля зависит от скорости и массы (импульса) частицы λ = 2eФ0/p, где e - квант электрического потока (заряда) 1.602·10-19 Кл, Ф0 - квант магнитного потока 2.068·10-15 Вб, p - импульс. Чисто для упрощения формулы можно использовать коэффициент пропорциональности h = 2eФ0 = 6.626·10-34 Кл·Вб (произведение электромагнитных постоянных).
 
«Собственно говоря, постоянной Планка называется коэффициент пропорциональности ...»
Квантовая физика. И.Е.Иродов. 2001. С.11.
«Электромагнитные постоянные: Элементарный заряд e, Квант магнитного потока Ф0
Физические величины (справочник). 1991. С.1234.
 
Электромагнитная волна де Бройля представляет электромагнитный квант, состоящий из кванта электрического потока (заряда) и кванта магнитного потока, т.е. представляет элементарное электромагнитное возмущение. Длина волны де Бройля и энергия рассчитываются так же, как у всех электромагнитных квантов - через электромагнитные постоянные. Фотон, как и любая движущаяся частица, представляет волну де Бройля. Волны де Бройля - это реальные физические волны, они могут образовывать дифракцию и интерференцию. Любые волны - это колебания, поэтому волн без энергии не бывает.
 
«Волны - изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию.»
Физический энциклопедический словарь. ВОЛНЫ.
 
Так как волны - это возмущения (напряженность), волна де Бройля представляет присоединенную энергию. Электромагнитная энергия волны де Бройля для нерелятивистских частиц W = hv/2 = eФ0v = eФ0v/λ = hv/ = mv2/2, где v - частота v = v/λ, λ - длина волны λ = 2eФ0/mv, m - масса частицы, v - скорость. При приближении к скорости света энергия волн де Бройля приближается к энергии фотонов W = hv = 2eФ0v = mv2, так как становится существенной энергия вихревых электрических полей. Таким образом, электромагнитная энергия волны де Бройля - это кинетическая энергия движущейся частицы. Например, электромагнитный квант - фотон представляет кинетическую энергию в чистом виде.
 
«Полная энергия света - это чисто кинетическая энергия, ...»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.121.
«Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.
 
Не бывает кинетической энергии без волн де Бройля, поэтому они связаны с любой движущейся частицей. Волны де Бройля являются материальной сущностью кинетической энергии. Любая волна обладает энергией.
 
«Представление о двойственной корпускулярно-волновой природе частиц вещества углубляется еще тем, что на частицы вещества переносится связь между полной энергией частицы и частотой волн де Бройля. Это свидетельствует о том, что соотношение между энергией и частотой в формуле имеет характер универсального соотношения, справедливого как для фотонов, так и для любых других микрочастиц.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.394.
 
Т.е. прямая связь между частотой и энергией свидетельствует о том, что волны де Бройля как для фотонов, так и для любых других частиц - это волны кинетической энергии, поэтому они рассчитываются по одной формуле λ = h/p.
 
«В реальном веществе распространение волн всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода в тепло; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
«Одним из важнейших результатов миссий Pioneer и Voyager явилось открытие так называемой "аномалии Пионеров" - эффекта торможения аппаратов со временем, природа которого остается неизвестной.»
http://www.cnews.ru
 
Волны де Бройля иногда интерпретируются как волны вероятности, но вероятность - это чисто математическое понятие и не имеет никакого отношения к дифракции и интерференции. Сейчас, когда уже стало общепризнано, что вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией, отпала необходимость в таких идеалистических интерпретациях. Интерференция - это перераспределение энергии колебаний в среде, поэтому только реальные волны в среде могут создавать дифракцию и интерференцию, что относится и к волнам де Бройля. При этом волн без энергии не бывает, так как любые волны - это распространяющиеся колебания, представляющие перекачку в самой среде одного вида энергии в другой и обратно. При таком физическом процессе всегда происходит потеря энергии волн (диссипация энергии), которая переходит во внутреннюю энергию среды. Волны де Бройля, так же как и любые волны, со временем теряют энергию, которая переходит во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), что наблюдается как торможение тел - эффект "аномалии Пионеров". Выведена формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля, с помощью которой можно рассчитывать космологическое красное смещение и эффект "аномалии Пионеров". Формула является универсальной и подходит для всех тел и частиц, включая фотоны: WT = H0/v (формула "вязкости физического вакуума"), где H0 - постоянная Хаббла (2.4 ± 0.12)·10-18 с-1, h - постоянная Планка, с - скорость света, v - скорость частицы. Например, если частица (тело) массой в 1 грамм (m = 0.001 кг) летит со скоростью 10000 м/c в течение 100 лет (t = 3155760000 сек), то волна де Бройля совершит число колебаний r/λ = vt/λ = tmv2/h = 4.76·1047, соответственно, диссипация кинетической энергии составит WD = tmv2/h × H0/v = H0сvtm = H0сpt = H0сrm = 22.7 Дж, где r - пройденный путь r = vt, p - импульс p = mv, λ - длина волны λ = h/mv. При этом скорость снизится до 9997.7 м/с, а "красное смещение" волны де Бройля будет z = (10000 м/c - 9997.7 м/c) / 9997.7 м/c = 0.00023. Из формулы видно, что диссипация кинетической энергии прямо пропорциональна массе и пройденному расстоянию WD = H0сrm, а также импульсу и времени WD = H0сpt, - чем больше импульс, тем больше потеря энергии за единицу времени. Например, тело массой в 1 килограмм при прохождении расстояния в 1 метр теряет кинетическую энергию WD = H0сrm = 7.2·10-10 Дж. Соответственно, сила сопротивления движению равна FD = H0сm = 7.2·10-10 Н, а величина торможения ap = сH0 = (7.2 ± 0.36)·10-10 м/с2. Такая же величина торможения ap = (8.74 ± 1.33)·10-10 м/с2 (совпадает в пределах погрешности) была получена экспериментально в результате исследования эффекта "аномалии Пионеров". Т.е. формула WT = H0/v - рабочая, расчеты совпадают с экспериментальными данными и ей можно пользоваться. При таком торможении ap = сH0 получается, что если тело движется со скоростью 1 метр в секунду, то оно остановится через t = v/сН0 = 44 года, пройдя расстояние r = v2/2сН0 = 700000 км. Фотоны рассчитываются аналогично, но только надо помнить, что потеря энергии не приводит к изменению скорости. Например, потеря энергии фотона ED = H0сvtm = H0tE = zE, где E - энергия фотона, а за один период колебания ET = H0/v = H0h = 1.6·10-51 Дж.
 
У реальных волн де Бройля (не волн вероятности), так же как и у всех физических волн, частота колебаний равна v = v/λ. Если преобразовать WT = H0hc/v = H0λmc, то можно из формулы исключить скорость. Получается, диссипация кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля равна произведению длины волны де Бройля на постоянную Хаббла, массу и скорость света. Формулу можно считать точной, так как вычисляется всего один период колебания. То, что в формуле присутствуют только самые необходимые переменные и нет ничего лишнего, указывает на ее фундаментальность. Удивительная по своей простоте формула WT = H0/v - это настоящий переворот в представлениях о свойствах физического вакуума. Развеян миф о существовании в вакууме идеальных волн, распространяющихся без диссипации. Это еще раз подтверждает то, что любой идеализм недопустим в науке. Возможно, формула немного опережает свое время, так как, вопреки множеству экспериментальных фактов, еще сохранились предрассудки, что вакуум - это пустота. Физика - это экспериментальная наука, поэтому, независимо от сохранившихся предрассудков, только по совпадению расчетных и экспериментальных данных можно судить, что является истиной, а что ересью. «Истина всегда рождается как ересь, а умирает как предрассудок» (Гегель). Физический вакуум представляет полевую среду, где даже в основном состоянии происходят квантовые флуктуации, их еще называют нулевыми колебаниями поля. Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния поля, которые при движении представляют волну. Поэтому волны для всех частиц рассчитываются одинаково: λ = h/p, соответственно, диссипация волн также одинаковая: WT = H0/v. Данная формула отражает тот факт, что у всех волн помимо таких свойств как длина, частота и энергия имеется еще и диссипация энергии из-за того, что при каждом колебании волны происходит преобразование одного вида энергии в другой и обратно. Более подробно торможение тел в вакууме рассмотренно в статье: "Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума".

 
«Присоединенная масса - физическая масса (или момент инерции), которая присоединяется к массе (или моменту инерции) движущегося в жидкости тела для количественной характеристики инерции окружающей его жидкой среды. ... Физический смысл присоединенной массы заключается в том, что если присоединить к телу, движущемуся в жидкости, дополнительную массу, равную массе жидкости, увлекаемой телом, то закон его движения в жидкости будет таким же, как в пустоте. ... Для кругового цилиндра присоединенная масса равна массе жидкости в объеме цилиндра. ... Для шара присоединенная масса равна половине массы жидкости в объеме шара ...»
Физическая энциклопедия. ПРИСОЕДИНЕННАЯ МАССА.
 
Движение тела в идеальной среде такое же, как в вакууме. Сила действует только при ускорении, а при равномерном движении торможение отсутствует. Для примера рассмотрим движение безмассового тела, имеющего форму шара, в идеальной жидкой среде. При таком движении за счет присоединенной массы тело обладает импульсом (количеством движения). Кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью значительно меньшей скорости распространения волн в данной среде, равна W = mv2/2, где m - присоединенная масса, v - скорость движения тела. При поступательном движении на тело действует сила F = am, где a - ускорение. Движущееся тело создает возмущение среды, т.е. возникают парциальные волны, которые при равномерном движении из-за интерференции не излучаются, а движутся с телом в виде присоединенной волны как единое целое. Сами же частички среды, представляющие присоединенную массу, не движутся вместе с телом, они только, смещаясь, совершают колебания, образуя волну. Энергия колебаний среды (энергия присоединенной волны) - это кинетическая энергия движущейся присоединенной массы. Таким образом, с телом движется волновое возмущение среды, характеристики которого зависят от величины присоединенной массы, скорости движения и свойств среды (плотности и сжимаемости). Например, длина присоединенной волны λ = k/mv, где k - коэффициент пропорциональности, который зависит от свойств среды. Известно, что чем выше скорость движения пули, тем выше частота издаваемого ей звука ("свиста"). Присоединенная масса движется с телом в виде волны, поэтому присоединенная волна является одним из признаков присоединенной массы, что может наблюдаться в виде дифракции или интерференции при прохождении тела около препятствий. Например, если на пути движения тела находится препятствие с отверстием, размер которого намного меньше длины присоединенной волны, то независимо от размеров тела оно не сможет пройти через отверстие, так как не пройдет его присоединенная волна - без кинетической энергии тело не сможет двигаться. По тому, как тело проходит через отверстия различного размера, можно судить о длине волны, которую имеет присоединенная масса. При движении тела со скоростью, превышающей скорость распространения волн в данной среде, у парциальных волн появляется общая огибающая, т.е. возникает излучение волн, представляя потерю кинетической энергии. Кинетическая энергия, представляющая волновое возмущение среды, как бы "сдувается" средой в виде излучения волн.
 
Хотя физические свойства полевой и вещественной среды отличаются, в любом случае движение в среде представляет возмущение и сопровождается присоединенной волной. Волна де Бройля, сопровождающая частицу, является присоединенной волной полевого происхождения.

 

ПРОДОЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Элементарные полевые формы материи

Волны - это распространяющиеся возмущения, которые состоят из разноименных областей, например, уплотнений и разрежений или гребней и впадин.
 
«... состоит из чередующихся уплотнений и разрежений.»
Элементарный учебник физики. Г.С.Лансберг. 1995. Т.3. С.99.
«Волной называются распространяющиеся в пространстве возмущения состояния вещества или поля.»
Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.62.
 
Волновые колебания - это преобразование в самой среде одного вида энергии в другой и обратно. Поэтому волн без среды не бывает, так же как не бывает колебаний маятника без маятника. Представление, что волны могут распространяться в пустоте, без материальной среды - это идеализм.
 
«Волны, изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию. ... Волны могут различаться по тому, как возмущения ориентированы относительно направления их распространения.»
Физический энциклопедический словарь. ВОЛНЫ.
 
Волны состоят из возмущений. Ориентация областей возмущения бывает продольная или поперечная.

Продольно ориентированное возмущение:
    (-)(+)
Поперечно ориентированное возмущение:
    (+)
    (-)
Направление распространения:
    --->
Знаками (+) и (-) обозначены разноименные области возмущения.

Распространяющийся по проводу переменный электрический ток имеет продольную ориентацию электрических возмущений поля. Также переменный электрический ток смещения между концами проводников (обкладками конденсатора) представляет продольные электрические возмущения поля. В волноводах могут распространяться волны как с поперечной, так и с продольной ориентацией электрических возмущений поля (TE, TM-волны). TM-волны - продольные электромагнитные волны, имеющие осевую симметрию относительно направления распространения, у них нет поляризации, в отличие от поперечных волн.
 
«При этом типе волны (TM-волна) ... электрическое поле имеет продольную составляющую.»
Антенны. С.И.Надененко. 1959. С.456.
«... электрическое поле в поперечно-магнитной волне непоперечно.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.646.
 
В TM-волнах (поперечно-магнитных волнах) всегда поперечны только линии магнитной индукции. Ориентация электрического смещения - продольная. Т.е. ориентация линий электрической и магнитной индукции такая же, как у переменного тока проводимости, представляющего продольные электромагнитные колебания - продольные электромагнитные волны.
 
«Распространение электромагнитных колебаний происходит в виде электромагнитных волн.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
«Полный ток, равный сумме тока смещения и тока проводимости, всегда является замкнутым.»
Физический энциклопедический словарь. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
 
Любой электрический ток, согласно электродинамике, всегда замкнут. Поэтому продольные электромагнитные волны всегда замкнуты независимо от того, представляют они переменный электрический ток проводимости или смещения. Скорость электромагнитных волн связана со скоростью распространения электрических и магнитных потоков индукции, поэтому скорость распространения продольных электромагнитных волн (переменного электрического тока) равна скорости распространения поперечных электромагнитных волн (света). В диэлектриках (вакууме) продольные электромагнитные волны могут распространяться в волноводах или между концами проводников. В свободном же состоянии (без тока проводимости) они всегда являются замкнутыми, представляя замкнутые токи электрического смещения поля.
 
«... нельзя было понять причину отсутствия у света продольных составляющих. Электромагнитная теория света эту трудность устранила.»
Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.108.
 
Причина, по которой не могут распространяться в пространстве продольные электромагнитные волны, в том, что, согласно электродинамике, токи всегда должны быть замкнутыми, а при распространении продольных электромагнитных волн токи смещения становятся незамкнутыми, что недопустимо. Т.е. распространение продольных электромагнитных волн противоречит законам электродинамики. Поэтому продольные волны могут существовать только в замкнутом виде, в этом случае ток становится замкнутым. Поперечные же электромагнитные волны могут распространяться в пространстве потому, что токи смещения, возникающие внутри них, уже замкнуты, в отличие от продольных волн. Продольные электромагнитные волны не могут распространяться в пространстве по той же причине, по которой не может течь ток проводимости в разомкнутой электрической цепи. Из-за того, что продольные электромагнитные волны могут быть только в замкнутом виде, их нельзя использовать в радиосвязи.
 
«Ток смещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленным движением зарядов.»
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
«... плотность тока смещения dD/dt складывается из "истинного" тока смещения ε0dE/dt и тока поляризации dP/dt ...»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.286.
 
Правильнее называть не "истинный" ток смещения, а "вакуумный" ток смещения, так как он течет в физическом вакууме, даже при полном отсутствии какого-либо вещества. В диэлектрике смещаются заряженные частицы, а в вакууме, представляющем материальную полевую среду, - кванты поля. Если бы пространство было пустое, то там не было бы смещения. Считать, что смещается пустота - это идеализм.
 
«jсм = ε0dE/dt называется плотностью тока смещения в вакууме.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.289.
«Наличие токов смещения подтверждено экспериментально А.А.Эйхенвальдом, изучавшим магнитное поле тока поляризации, который, как следует из (138.3), является частью тока смещения.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.251.
 
Электрический ток смещения, так же как и ток проводимости, может быть постоянным (по направлению) или переменным. Например, если в диэлектрике связанные заряды смещаются сначала в одну, а потом в другую сторону - это переменный ток смещения. Если же связанные заряды одного знака, смещаясь, совершают круговое движение - это постоянный круговой электрический ток смещения. Например, движение электронов по атомным орбитам представляет замкнутый ток смещения. Ток проводимости же создается свободными электронами, которые не связаны с атомами. Электрические токи всегда замкнуты, например, если обрывается ток проводимости, то он замыкается током смещения. Ток проводимости всегда сопровождается определенным током смещения, поэтому полный ток равен сумме тока проводимости и тока смещения. Ток смещения же может существовать без тока проводимости, представляя замкнутый ток смещения, например, в виде вихревого электрического поля. Токи смещения - это распространение электрических возмущений поля, т.е. токи смещения всегда связаны с изменениями (колебаниями) поля. Свободные токи смещения (без токов проводимости) всегда текут по замкнутым орбитам, на которых укладывается целое число длин волн колебаний поля. Например, в поперечных электромагнитных волнах эффективный радиус, по которому течет ток смещения: r = λ/2π, где λ - длина электромагнитной волны.
 
«Сумма же тока проводимости и тока смещения называется полным током. Его плотность jполн = j + dD/dt. ... Токи проводимости, если они не замкнуты, замыкаются токами смещения.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.284.
 
Электрические возмущения (потоки смещения) поля всегда дискретны и кратны элементарному электрическому заряду (кванту заряда). Например, элементарная частица фотон - это поперечное возмущение, состоящее из двух разноименных областей возмущения в один квант заряда, где поток электрического смещения поля имеет поперечную ориентацию. Продольные электромагнитные волны существуют только в виде замкнутых токов смещения, которые также дискретны, но, в отличие от поперечных волн - фотонов, могут покоиться (так как замкнуты); они, как различные комбинации, образуют спектр остальных элементарных частиц. Например, электрон - это отрицательное электрическое возмущение поля в один квант заряда, образующее замкнутый электрический ток смещения. На то, что микрочастицы представляют дискретные замкнутые токи (волны), указывают экспериментальные факты.
 
«... замкнутые токи и связанные с ними магнитные моменты.»
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
«... в экспериментах по рассеянию нейтронов в неоднородном магнитном поле было показано, что их магнитный дипольный момент имеет токовую, а не монопольную природу: нейтроны движутся под действием силы, характерной для рамки с электрическим током ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
 
Внутри элементарных частиц существуют замкнутые электрические токи, т.е. распространяются электрические возмущения поля. Зная магнитный момент, можно вычислить эффективный радиус замкнутого тока смещения, например, в электроне:

Re = 2Me/ec = 3.9·10-13 м,

где Me - магнитный момент электрона, e - элементарное электрическое возмущение (квант заряда), c - скорость электрического тока смещения (скорость движения электрического возмущения), где сила тока смещения:

Ie = ec/Re = 19.8 А.

«Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
«... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т.е. внутри них существуют электрические токи, ...»
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
«... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ...»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
 
То, что элементарные частицы имеют электромагнитную природу, было теоретически предсказано еще в начале прошлого века. Это вытекает из соотношения m = ε0μ0W, где ε0 - электрическая постоянная, μ0 - магнитная постоянная, т.е. из формулы видно, что масса представляет электромагнитную энергию поля.
 
«... ε0, μ0 - проницаемости вакуума, ...»
Физическая энциклопедия. ИМПЕДАНС.
«Связь массы и энергии. Первый вклад в этот вопрос внес Ф.Хазенерль, открывший соотношение между массой и энергией электромагнитного излучения. На основании формул релятивистской механики А.Эйнштейн логическим путем вывел аналогичное соотношение между механической массой и механической энергией, ...»
Математическая физика. Энциклопедия. РЕЛЯТИВИСТСКИЙ ЭФФЕКТ.
«Понятие электромагнитного импульса было введено Максом Абрагамом еще до возникновения теории относительности.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.24.
«Существование импульса электромагнитного поля впервые было экспериментально обнаружено в опытах П.Н.Лебедева по измерению давления света (1899 - 1901).»
Физический энциклопедический словарь. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
«Импульс электромагнитного поля p = W/c, ... получим p = mc = W/c, откуда W = mc2. Это соотношение между массой и энергией электромагнитного поля является универсальным законом природы.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.301.
 
Т.е. вывод электродинамического соотношения W = mc2 между массой и энергией в электромагнитной волне не связан с теорией относительности, так как вытекает из электродинамики и был выведен, а также экспериментально проверен еще до ее возникновения. Взаимопревращения элементарных частиц ("сгустков электромагнитной энергии") - это переход одной формы электромагнитной энергии в другую, т.е. различные формы материи - это различные формы электромагнитной энергии, поэтому соотношение W = mc2 (m = ε0μ0W) между электромагнитной энергией и массой является универсальным законом природы.
 
«... электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы - позитрона при их столкновении в электромагнитное излучение. ... материя в этом процессе не уничтожается, а лишь превращается из одной формы в другую.»
Физический энциклопедический словарь. АННИГИЛЯЦИЯ ПАРЫ.
 
В данном электромагнитном процессе наблюдается превращение продольных электромагнитных волн в поперечные. Потоки электрического смещения поля изменяют свою ориентацию с продольной на поперечную, т.е. одни электромагнитные частицы превращаются в другие. Электрон имеет электрическое и магнитное поля, его спин рассчитывается через электромагнитные постоянные как круговое движение замкнутой продольной электромагнитной волны L = eФ0/2π, где e - квант электрического заряда, Ф0 - квант магнитного потока. Т.е. все свойства указывают на электромагнитную природу электрона.
 
«В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.

 

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА ШАРОВОЙ МОЛНИИ

Замкнутый переменный электрический ток смещения

«Эти факты убедительно показывают, что шаровая молния может вызывать электрические токи. ... взрыв шаровой молнии на многих, особенно на высококвалифицированных наблюдателей, производит впечатление электрического разряда. ... Физиологическое действие шаровой молнии тоже, как правило, сводится к поражению током.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.106.
 
Таким образом, все факты указывают на то, что шаровая молния, так же как и линейная, представляет электрический ток, т.е. шаровая молния - это замкнутый переменный электрический ток смещения. Согласно электродинамике, ток всегда замкнут, при этом в проводниках текут токи проводимости, а в диэлектриках - токи смещения.
 
«Несколько секунд было тихо, после чего из приемника послышался все более усиливающийся шорох, постепенно перешедший в гул. Приемник пришлось выключить, но шипение с резким потрескиванием теперь уже раздавалось со стороны реки. Выглянув из палатки, Дмитриев увидел над рекой шаровую молнию, которая медленно двигалась по направлению к палатке.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.88.
 
Возникновение радиопомех является прямым подтверждением того, что шаровая молния представляет электрический ток, так как химические реакции не могут создавать радиопомехи. От шаровых молний (как и от линейных) не бывает дыма, даже при взрыве - только искры без дыма, т.е. это чисто электрическое явление. Шаровую молнию иногда называют электромагнитной бомбой. Можно встретить различные предположения по поводу природы шаровой молнии, вплоть до НЛО. Было предположение, что шаровые молнии питаются радиоизлучением, возникающим при грозовых разрядах атмосферного электричества, но это противоречит наблюдениям. Например, шаровые молнии наблюдаются в помещениях, при этом наличие крыши из металла, экранирующей радиоволны, никак не сказывается на шаровых молниях. Также шаровая молния не может быть просто шаром из плазмы, так как такое образование не может существовать длительное время. И еще, если бы шаровая молния представляла нагретый воздух, то она бы поднималась вверх, как пламя, но этого не наблюдается. Свойства как линейной, так и шаровой молнии достаточно хорошо известны, поэтому на основе электродинамики всегда можно представить протекающие в них электромагнитные процессы.
 
В природе замкнутые переменные токи смещения (замкнутые продольные электромагнитные волны) могут наблюдаться во время грозы в виде светящихся шаровидных образований. Большой переменный (высокочастотный) ток смещения, приводит к сильному смещению заряженных частиц, вызывая свечение окружающего воздуха, постепенно разогревая (ионизируя) его, что может привести к электрическому пробою в виде взрыва (хлопка). Такие замкнутые токи смещения могут выводить из строя электроприборы, а также может произойти поражение людей электрическим током при соприкосновении с ними. Во время грозы впереди линейной молнии течет предпробойный электрический ток смещения (ток поляризации, невидимый до момента пробоя), который по величине соизмерим с током в самой молнии и, если молния меняет направление, например, разветвляется, то "разорванные" токи смещения, замкнувшись, так как токи всегда замкнуты, могут вызвать свечение воздуха (предпробойные процессы).

 
«Сила тока в главном разряде молнии достигает десятков и сотен тысяч ампер.»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.263.
«... запас энергии, заключенной в шаровой молнии средних размеров, составляет, возможно, 20-50 кДж.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.90.
 
Например, если радиус замкнутого кругового тока смещения 10 см, а его сила 50 кА, то магнитная энергия тока равна, примерно, 30 кДж.
 
«... в точке разветвления пересекалось несколько каналов. После прекращения разряда в этом месте остался светиться шар, ...»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.
«... шар, светящийся так, как светятся возбужденные атомы азота.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.47.
 
Шаровая молния - это электролюминесценция воздуха, создаваемая возбуждением атомов азота, что можно наблюдать экспериментально в лабораторных условиях. Т.е. переменный электрический ток смещения, воздействуя на электроны в газе, возбуждает атомы, что создает электролюминесценцию, которая и наблюдается в виде холодного свечения воздуха. Пример свечения ионизированного воздуха - северное сияние, а ионизированный воздух образует волновод.
 
«Видимо, капли дождя, падающие на молнию, испарялись, так как от нее поднимался пар. Слышалось шипение, напоминающее электросварку. Затем звук стал более высоким, молния взорвалась с сильным хлопком и исчезла. При этом она распалась на мелкие искры.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.85.
 
После того, как шаровая молния остановилась, воздух постепенно разогрелся за счет поляризационного тока и произошел электрический пробой - замкнутый переменный ток смещения перешел в ток проводимости, что также наблюдается при соприкосновении с токопроводящими предметами. Шаровая молния, представляя ток смещения, может проходить через твердые диэлектрики небольшой толщины, например, тонкое стекло. Если молния не взрывается, т.е. не происходит электрический пробой, тогда ток смещения постепенно затухает, уменьшается возбуждение атомов воздуха, их ионизация, пропадает эффект волновода для замкнутой продольной электромагнитной волны и ток смещения бесследно рассеивается в пространстве.
 
«Шар из ярко-красного стал темно-красным, затем в середине его появилось темное пятно и, наконец, он исчез.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.43.
«При облучении нелинейного диэлектрика или плазмы мощными электромагнитными волнами внутри этих сред могут образовываться самоподдерживающиеся диэлектрические волноводы, ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНОВОД ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ.
 
Из-за сильного переменного электромагнитного поля происходит ионизация воздуха, изменяется его диэлектрическая проницаемость и возникает самоподдерживающийся диэлектрический волновод, по которому течет переменный ток смещения в виде замкнутой продольной электромагнитной волны, где на орбите укладывается целое число длин волн. Из-за синфазного движения волн по орбите все возникающие вторичные волны когерентны и, согласно принципу Гюйгенса, интерферируя между собой, гасят друг друга, т.е. излучение волн в пространство не происходит. Возможно, по волноводу также движутся и поперечные электромагнитные волны с различной формой поляризации. То, что ионизация воздуха может создавать эффект волновода, видно на примере распространения радиоволн вокруг Земли в результате ионизации атмосферы. Некоторые очевидцы сообщают о запахе, сопровождающем появление шаровой молнии, он напоминает запах озона, горящей серы или окислов азота. Запахи такого типа характерны для продуктов, появляющихся в результате ионизации молекул воздуха разрядом линейной молнии.
 
«При появлении шаровой молнии в Архангельском соборе возник запах озона, что свидетельствует об активном ее взаимодействии со средой и медленном рассеивании энергии. Никто, однако, не ощутил никакого исходящего от молнии тепла, зато ее свет буквально ослепил всех.»
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/5797/
 
Предпробойный ток смещения - это такая величина тока, когда уже возникает ионизация, наблюдаемая в виде холодного свечения воздуха, но она еще недостаточна, чтобы произошел электрический пробой и переменный ток смещения перешел в ток проводимости. Когда же шаровая молния останавливается, то в окружающем пространстве возрастает ионизация воздуха, делающая его проводящим, что приводит к электрическому пробою, - разлетаются искры в виде взрыва. Токи смещения обладают магнитной энергией, т.е. замкнутый переменный ток смещения обладает переменным магнитным полем, поэтому может возникать притяжение. Например, из рассказов альпинистов, которым приходилось наблюдать в горах шаровые молнии, они притягивались к железным костылям, но не притягивались к титановым.
 
«Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
«Вслед за этим шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением, проплавив участок батареи в 3-4 мм.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.38.
«Вдруг шар резко притянулся к дубу, стоящему в нескольких метрах от наблюдателей, к которому был прислонен металлический багор, укрепленный на высокой деревянной ручке. Поднявшись вверх, шар ударил в багор. Возникла ослепительная вспышка, и между багром и землей образовалось что-то похожее на канал обычной молнии. В стороны полетел веер искр и шар исчез. ... багор сильно оплавился, на нем появились подтеки свежерасплавленного металла, острие расплавилось и превратилось в бесформенную шишку.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.96.
«Эти оплавления имеют место только при прямом контакте с шаровой молнией и свидетельствуют лишь о том, что при таком контакте может выделиться значительная энергия, но отнюдь не о высокой температуре вещества молнии. Доказательством этого может служить то, что во многих случаях при значительном оплавлении металлических частей предмета неметаллические части его остаются нетронутыми.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.87.
 
Т.е. оплавляются только предметы, проводящие электрический ток, где токи смещения могут перейти в токи проводимости, так как ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты, а создает только магнитное поле.
 
Не надо забывать, что в образовании любой молнии участвует не только ток проводимости, но и ток смещения (невидимый до момента пробоя), который может проявляться в виде шаровых молний. Все свойства шаровой молнии объясняются свойствами предпробойного замкнутого переменного тока смещения. Линейная молния - ток проводимости, шаровая молния - ток смещения. В линейных молниях ток течет прямолинейно, а в шаровых - по кругу. Шаровая молния - это наглядный пример того, что, кроме токов проводимости, в природе существуют также токи смещения, которые в свободном состоянии, согласно законам электродинамики, всегда являются замкнутыми. Т.е. шаровая молния также объясняется в рамках электродинамики и нет причин, например, относить ее к НЛО или придумывать сказочные плазмоиды. Необычность же в большой силе тока смещения, вызывающей свечение воздуха (электролюминесценция). Таким образом, защититься от воздействия шаровых молний можно, например, при помощи металлических экранов. При соприкосновении с проводником ток смещения переходит в ток проводимости и шаровая молния исчезает. Шаровая молния обладает энергией и представляет достаточно устойчивую полевую форму материи. Так как вся энергия (масса) шаровой молнии полевая, она практически не имеет веса.

 
«Она излучает свет, как нагретое тело, но в то же время почти совершенно не излучает тепло. Ее движение почти не связано с силой тяготения, которая обычно определяет перемещение окружающих нас тел.»
О физической природе шаровой молнии. И.П.Стаханов. 1996. С.23.
 
Продольные электромагнитные волны (в виде переменных токов смещения) нашли свое применение пока только для передачи энергии в волноводах. В перспективе освоение замкнутых продольных электромагнитных волн может привести, например, к созданию "вакуумного накопителя (аккумулятора) энергии" - накапливать энергию в виде возбужденного состояния вакуума (поля). В таком виде даже очень большая аккумулированная энергия, согласно соотношению W = mc2, почти не будет иметь веса. Шаровая молния представляет реально наблюдаемый накопитель такой энергии. Вакуум является как бы "идеальным проводником" для тока смещения, при этом, когда на орбитах укладываются целые длины волн (синфазное движение волн - боровские орбиты), нет излучения. Например, если удастся накапливать и импульсно излучать "сгустки" электромагнитной энергии, тогда на значительном расстоянии можно будет производить расплавление (электросварку) токопроводящих предметов. Электрический ток смещения не выделяет теплоту, пока не перейдет в ток проводимости.
 
«Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.
 
Токи смещения, так же как и сверхпроводящие токи, создают только магнитное поле и не сопровождаются выделением теплоты.
 
Подведем итог. Шаровая молния - это возникающий из-за ионизации воздуха самоподдерживающийся кольцевой волновод, по которому течет замкнутый переменный электрический ток смещения в виде электромагнитной волны. С другой стороны, этот же переменный ток смещения, находясь на грани пробоя, сам и поддерживает ионизацию, которая наблюдается в виде холодного свечение воздуха (электролюминесценция). Т.е., когда сила тока смещения по величине находится на грани пробоя, то возникает ионизация воздуха, что в свою очередь представляет волновод, по которому и течет переменный ток смещения. Такое представление шаровой молнии на основе электродинамики позволяет объяснить такие ее свойства как: холодное свечение, возникновение запаха озона, отсутствие дыма и нагрева воздуха, отсутствие веса, прохождение через стекло, магнитные свойства, оплавление металлов, большой запас энергии, вывод из строя электроприборов, создание радиопомех, электрический пробой, наблюдаемый в виде взрыва разлетающихся электрических искр без дыма, поражение людей электрическим током при соприкосновении с ней и пр. - проще говоря, все наблюдаемые свойства. Существует множество фактов, которые прямо указывают на то, что шаровая молния представляет электрический ток, поэтому с точки зрения электродинамики в шаровой молнии нет ничего сенсационного - обычный ток смещения, текущий по кругу. Так как ток смещения не сопровождается выделением теплоты (как сверхпроводящий ток), он может течь достаточно долго, расходуя свою энергию только на холодное свечение воздуха. Например, фотоны представляют электромагнитные волны, в которых течет ток смещения, и продолжаться это может миллиарды лет.
 
Статья "Electrodynamic Explanation of Ball Lightning" была опубликована в журнале "New Energy Technologies", No. 9, 2002.

 

Сенсация - постоянная Планка больше не нужна!
СТРОЕНИЕ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФОТОНА
Полевое строение и полный расчет всех свойств электромагнитной частицы фотона

Доклад в Московском государственном университете (21.12.2018)
Доклад опубликован в журнале "Инженерная физика" (№ 5, 2021)

photons.doc   photons.pdf   photon.doc (кратко)

Строение фотона: фотон - это квант электромагнитного потока излучения, состоящий из кванта электрического потока (1.602·10-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10-15 Вб). В статье доказано, что, так фотон - это просто электромагнитная волна, то, соответственно, все его свойства можно просто рассчитывать обычной классической электродинамикой, без всякой постоянной Планка! На самом деле электродинамика может рассчитывать любые электромагнитные волны, включая фотоны, так как они все состоят из потоков электрической и магнитной индукции. Потоки имеют размерность кулон и вебер - это дискретные (квантованные) величины, которые не могут быть меньше одного кванта. Получается, электромагнитная волна может состоять минимум из кванта электрического потока и кванта магнитного потока, что представляет электромагнитный квант - фотон. Отсюда легко выполнить электродинамический расчет всех свойств фотона - электромагнитная энергия, импульс, спин и прочее.

Энергия всех электромагнитных волн складывается из энергии электрических и магнитных потоков индукции - это относится и к фотонам. Поэтому, чтобы найти энергию электромагнитной волны фотона, надо просто посчитать энергию электрического потока и энергию магнитного потока, а потом сложить их. Электрические и магнитные потоки (поля) обладают энергией и массой. Электрический поток - единица кулон (количество электричества), магнитный поток - единица вебер (количество магнетизма). Экспериментально установлено, что кулон и вебер являются квантованными физическими величинами, которые могут принимать только дискретный ряд значений - все, что в этих величинах измеряется дискретно. Соответственно, электромагнитные волны, из-за дискретности электрических и магнитных потоков, также являются дискретными. Электромагнитная частица фотон - это движущееся дискретное поперечное электромагнитное возмущение, состоящее из кванта электрического потока (1.602·10-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10-15 Вб), то есть представляет элементарное электромагнитное возмущение.

Сам расчет свойств фотона, если использовать электродинамику, на удивление очень простой - всем известно, что, согласно электродинамике, в электромагнитной волне энергия электрического потока всегда равна энергии магнитного потока. Изменяющийся электрический поток образует ток смещения Iсм = dФD/dt, а изменяющийся магнитный поток создает ЭДС U = dФB/dt. Далее простые формулы.
 
Зная частоту изменения электрического потока (частоту электромагнитного кванта), можно найти ток электрического смещения:

Iсм = e/(T/2) = 2ev,

где e - квант электрического потока (квант количества электричества) 1.602·10-19 Кл, T - период колебания (в формуле стоит T/2, так как в электромагнитной волне величина электрического потока дважды доходит до нуля за период колебания), v - частота v = 1/T.
 
Энергия магнитного потока электромагнитного кванта (магнитная энергия контура с током):

Wм = Ф0Iсм/2 = eФ0v,

где Ф0 - квант магнитного потока (квант количества магнетизма) 2.068·10-15 Вб. В поперечной электромагнитной волне электрическая энергия всегда равна магнитной Wэ = Wм , поэтому полная энергия электромагнитного кванта равна:

W = Wэ + Wм = 2Wм = Ф0Iсм = 2eФ0v.

Произведение 2eФ0 = 6.626·10-34 Кл·Вб в электродинамической формуле, для краткости, просто называют коэффициентом пропорциональности постоянной Планка h:

W = 2eФ0v = hv.

Зная частоту изменения магнитного потока, можно найти ЭДС:

U = Ф0/(T/2) = 0v.

Это максимальный потенциальный барьер, который может преодолеть, например, электрон при поглощении фотона. Об ЭДС фотонов можно судить по падению напряжения на светодиодах (обратный процесс). Например, для светодиодов с красным спектром излучения с длиной волны 7·10-7 м напряжение примерно 1.8 В.
 
Энергия электрического потока электромагнитного кванта (энергия заряженного конденсатора):

Wэ = eU/2 = eФ0v.

Эффективная мощность электромагнитного возмущения:

P = UIсм = 0v · 2ev = 4eФ0v2.

Протяженность поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:

W = PT/2 = 4eФ0v2/2v = 2eФ0v = hv.

В поперечной электромагнитной волне эффективный радиус, по которому течет замкнутый электрический ток смещения поля: r = λ/2π (ток всегда замкнут), где λ - длина электромагнитной волны. Когда течет круговой ток смещения поля, то смещается масса, так как поле обладает энергией и, соответственно, массой. Если умножить полевую массу фотона M =W/c2 = 2eФ0v/c2 на радиус кругового тока смещения поля и его скорость (скорость тока смещения поля равна скорости света), то получим момент количества движения полевой массы фотона (спин):

s = Mrc = (2eФ0v/c2) · (λ/2π) · c = eФ0 = h/2π.

Спиновый магнитный момент кругового тока смещения поля (магнитный момент, связанный с магнитным потоком):

Mм = Iсмπr2 = ec2/v = e/εε0μμ0v.

В веществе токи смещения поля световых волн переходят в круговые поляризационные токи смещения. Т.е. происходит магнитное возмущение вещества и под действием внешнего магнитного поля может наблюдаться вращение плоскости поляризационных токов смещения, как результат прецессирования моментов количества движения электромагнитных возмущений - магнитооптический эффект Фарадея. Вращение плоскости поляризации света наблюдается только в веществе, потому что вакуумный ток смещения не отклоняется в магнитном поле и на него не действует сила Лоренца (Ампера), так как он представляет изменяющееся электрическое поле. Поляризационные же токи представляют движение заряженных частиц, на них действует магнитное поле, поэтому и наблюдается магнитооптический эффект Фарадея.

Соотношение между ЭДС и энергией:

W = 2eФ0v = eU.

Получается, 1 В – 1.602·10-19 Дж, т.е. равен одному электронвольту. Таким образом, электромагнитный квант с ЭДС в один вольт обладает энергией, равной одному электронвольту (1 эВ = 1.602·10-19 Дж). Например, в фотоне с частотой 6·1014 Гц:

  • ток смещения – 1.923·10-4 А ( Iсм = 2ev );
  • ЭДС – 2.481 В ( U = 0v );
  • мощность – 4.771·10-4 Вт ( P = UIсм = 4eФ0v2 );
  • энергия электрического потока – 1.988·10-19 Дж ( Wэ = eU/2 = eФ0v );
  • энергия магнитного потока – 1.988·10-19 Дж ( Wм = Ф0Iсм/2 = eФ0v );
  • электромагнитная энергия – 3.976·10-19 Дж ( W = 2eФ0v );
  • электромагнитная энергия в электронвольтах – 2.481 эВ ( We = 0v );
  • электромагнитная масса в вакууме – 4.424·10-36 кг ( M = εε0μμ0W );
  • электромагнитный импульс в вакууме – 1.326·10-27 кг·м/с ( p = (εε0μμ0)1/2W );
  • длина электромагнитной волны в вакууме – 4.997·10-7 м ( λ = 2eФ0/(εε0μμ0)1/2W = 2eФ0/p );
  • спин – 1.056·10-34 Дж·с ( s = eФ0/π );
  • магнитный момент в вакууме – 3.820·10-18 Дж/Тл ( Mм = e/εε0μμ0v ).

В скобках приведены электродинамические формулы (без постоянной Планка), с помощью которых рассчитываются свойства фотона - кванта электромагнитного потока излучения. Таким образом, в электромагнитных волнах дискретны токи смещения и энергия электрических и магнитных потоков. Для их вычисления достаточно знать частоту электромагнитного кванта, величину кванта электрического потока и кванта магнитного потока, либо вместо них, чисто для упрощения выражения, можно использовать произведение электромагнитных постоянных h = 2eФ0 = 6.626·10-34 Кл·Вб - коэффициент пропорциональности (постоянная Планка), его еще называют квантом действия, искусственно изменяя размерность с Кл·Вб на Дж/Гц или Дж·с. Но использование только коэффициента пропорциональности не позволяет рассчитывать электродинамические параметры фотона: ток смещения, ЭДС и пр. То, что электродинамика через электромагнитные постоянные позволяет рассчитывать дискретные электромагнитные волны - фотоны, не является чем-то необычным, электродинамика и создана для того, чтобы объяснять и рассчитывать электромагнитные процессы. Расчет фотона - это обычный электродинамический расчет электромагнитного возмущения только с элементарными потоками - электрическим и магнитным. В том, что элементарная частица фотон имеет такой же электрический поток, как, например, частица электрон, также нет ничего необычного - многие частицы имеют такой же элементарный электрический поток. При движении со скоростью света этот элементарный электрический поток представляет квант магнитного потока, так как магнитный поток - это движущийся электрический поток B = μ0[vD]. В том, что частица фотон имеет электрический поток, но не имеет электрического заряда, также нет ничего необычного - электрические потоки материальны, обладают энергией (массой) и, согласно электродинамике, могут существовать без зарядов. Электрический поток, как и заряд, измеряется в кулонах и представляет количество электричества. Т.е. хотя частица фотон и не имеет заряда, но обладает количеством электричества, таким же, как и частица электрон 1.602·10-19 Кл (количество электричества может быть как в виде заряда, так и просто в виде вихревого электрического потока без заряда). Фотон - это электромагнитная частица, обладающая квантом количества электричества 1.602·10-19 Кл и магнетизма 2.068·10-15 Вб, где движущийся электрический поток создает ток электрического смещения поля.
 
Все кванты электромагнитного потока излучения отличаются только количественно: длиной волны, величиной тока смещения и энергией электрических и магнитных потоков. Сами же электрические и магнитные потоки у всех электромагнитных квантов одинаковы и равны кванту электрического и магнитного потоков. Т.е. у всех фотонов одинаковое количество электричества и количество магнетизма, и это является общим законом для всех элементарных частиц, например, у всех электронов также одинаковое количество электричества и количество магнетизма.
 
Электродинамика позволяет однозначно ответить на вопрос, что такое фотон. Фотон - это квант электромагнитного потока излучения, состоящий из кванта электрического потока (1.602·10-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10-15 Вб). Движущееся квантовое (элементарное) электромагнитное возмущение образует (возбуждает) парциальные электромагнитные волны, которые когерентны и, согласно принципу Гюйгенса, за счет интерференции, не излучаются в пространство, а движутся вместе с электромагнитным квантом как единое целое (волна де Бройля), представляя пакет парциальных волн в виде цуга.

 
«Электромагнитная природа света подтверждена окончательно. Лишь в 2009 году физики создали методику, способную измерить колебания магнитной компоненты света.»
Физики доказали электромагнитную природу света. http://1ll.ru/content/view/78/2/
 
Если раньше еще были сомнения, можно ли рассчитывать фотоны на основе электродинамики, то последние экспериментальные факты однозначно подтвердили, что фотоны - это обычные электромагнитные колебания, поэтому при расчете фотонов всегда надо использовать электромагнитные постоянные, а не какие-то странные коэффициенты пропорциональности.
 
«Электромагнитные постоянные: Элементарный заряд e (1.602·10-19 Кл), Квант магнитного потока Ф0 (2.068·10-15 Вб).»

Физические величины (справочник). 1991. С.1234.
«Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными.»
http://physics.ru/textbook1/chapter1/section/paragraph1
 
Фотоны представляют электромагнитные колебания, такие же, как, например, в антеннах, где электродинамика эти колебания прекрасно рассчитывает, но когда переходят к фотонам, то почему-то сразу забывают электродинамику. Сама формула электромагнитных колебаний универсальная: v = 1/2π(LC)1/2 и, если трудно представить электродинамические процессы в фотоне, то для наглядности можно просто рассмотреть элементарные колебания в самом простом идеальном колебательном контуре, например, в полуволновом диполе (антенна), где энергия элементарного электрического заряда переходит в энергию элементарного магнитного потока. Квант электрического заряда e и квант магнитного потока Ф0 - это минимально возможные физические величины, которые могут участвовать в электромагнитных колебаниях. Т.е. представляет один квант электромагнитных колебаний - минимальная величина. Выведем формулу энергии колебаний электромагнитного кванта. Из Ф0 = LI и W = Ф0I/2 получим L = Ф02/2W. Из e = CU и W = eU/2 получим C = e2/2W. Подставив L и C в формулу электромагнитных колебаний v = 1/2π(LC)1/2 = WeФ0, получим зависимость энергии колебаний от частоты W = 2eФ0v · π/2 = hv · π/2 (произведение 2eФ0 представляет постоянную Планка h, ее можно вставить в формулу для наглядности). Известно, что эффективное значение параметров полуволнового диполя 2/π, тогда получается W = 2eФ0v = hv.
 
Надеюсь, что в конце концов этот электродинамический расчет появится в учебниках по электродинамике. Ну а пока, если встретится утверждение, будто бы электродинамика не может рассчитывать фотоны, знайте, что это заблуждение и не соответствует действительности, а физики, занимающиеся фотонами, часто попросту не знают электродинамику - то, что фотоны это обычные электромагнитные колебания, состоящие из электрических и магнитных потоков индукции и нужно всего лишь посчитать энергию этих потоков.
 
Здесь описан линейно поляризованный фотон. Циркулярно поляризованный также состоит из двух квантов - кванта электрического потока и кванта магнитного потока, но имеет циркулярно поляризованную полевую структуру. Описание структуры циркулярно поляризованного фотона оставлю молодому поколению физиков для их карьерного роста.
 
Фотон является дискретной поперечной волной (поперечное возмущение); его свойства можно представить, рассмотрев другие поперечные волны, например, одиночный горб, бегущий вдоль по шнуру.

 
«Начнем с простой механической аналогии. Если ударить по какому-либо месту натянутого шнура, то от места удара в противоположных направлениях побегут два поперечных возмущения.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.248.
 
Волновое возмущение, распространяясь по шнуру, переносит энергию, импульс и момент импульса. В начале горба шнур, поднимаясь (смещаясь), и в конце, опускаясь, образует момент импульса, который ориентирован поперечно направлению движения. Все поперечные возмущения переносят момент количества движения, ориентация которого зависит от типа поляризации. Линейно поляризованные возмущения имеют поперечную ориентацию момента количества движения, а циркулярно поляризованные - продольную.
 
«Они (солитоны - уединенные возмущения) обнаруживают поведение, роднящее их с материальными частицами: они локализованы в конечной области; перемещаются без деформации, перенося энергию и импульс, момент импульса; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
«Электромагнитные волны - распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля.»
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.
«... свет есть частный случай электромагнитных волн. От всех остальных электромагнитных волн свет отличается только количественно - длиной волны.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.
«... распространение света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью распространения света в вакууме. Кванты электромагнитного излучения получили название фотонов.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.378.
 
Электромагнитные волны являются дискретными, так как вихревые электрические потоки дискретны (элементарный электрический поток 1.602·10-19 Кл). Движущийся электрический поток обладает магнитной индукцией B = μ0[vD], т.е. любое движущееся электрическое возмущение поля представляет электромагнитное возмущение - электромагнитный поток, состоящий из двух потоков - электрического и магнитного. Если движение происходит со скоростью света, то, согласно электродинамике, энергия электрического потока равна энергии магнитного потока.
 
Максвелл еще в 1873 году создал теорию электромагнитного поля и описал электромагнитные волны как возмущения в виде вихревых полей, поэтому свет не является чем-то неизвестным. Существенное, что изменилось со времен Максвелла, - была установлена квантовая природа полей, которая проявляется в дискретности электромагнитных волн. Фотон представляет дискретное поперечное электрическое смещение поля в один квант заряда, образующее две разноименные области возмущения поля.

foton.gif  Направление движения возмущения поля (фотона) --->

На рисунке условно изображено дискретное поперечное электрическое возмущение (смещение) квантового поля. Знаком (+) обозначена положительная область возмущения, знаком (-) - отрицательная. Между разноименными областями существует электрическое смещение, которое представляет электрический поток величиной в квант количества электричества. Движение (изменение) электрического потока всегда связано с током смещения. Стрелками указано направление тока электрического смещения квантов поля. Вначале, образуя возмущение (напряженность), ток электрического смещения поля течет в одну сторону, в конце возмущения - в обратную, т.е. в результате смещения возникает область с избытком в один квант и область с недостатком - дырка. Смещение происходит за период в половину длины волны. В результате возникает круговой ток электрического смещения Iсм = 2ev, где e - квант электрического заряда, v - частота электромагнитной волны. Эффективный радиус, по которому течет замкнутый ток смещения: r = λ/2π, где λ - длина волны фотона. Надо заметить, что отрицательная область возмущения создает обратное направление тока, поэтому ток замкнут по кругу (аналогия с током проводимости, где отрицательно заряженные электроны движутся в одну сторону, но принято считать, что ток течет в обратном направлении). Электромагнитный квант, двигаясь равномерно, является источником вторичных волн, но из-за интерференции не создает излучения, все вторичные волны гасят друг друга, не излучаясь.
 
«Согласно принципу Гюйгенса каждая точка поверхности, которой достигла в данный момент волна, является точечным источником вторичных волн.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.224.
«При равномерном движении частицы эти волны оказываются когерентными и поэтому интерферируют между собой.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.241.
 
Фотон - это элементарное электромагнитное возмущение, которое вместе со вторичными (парциальными) волнами образует волновой пакет в виде цуга (волна де Бройля), имеющий длину когерентности. Поэтому интерференция может возникать даже при прохождении через щели одиночных фотонов.
 
«Свет, испускаемый обычными источниками, представляет собой набор множества плоскополяризованных цугов волн, ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.401.
«Величина lког называется длиной когерентности или длиной гармонического цуга, ... Например, для видимого солнечного света, имеющего сплошной спектр частот от 4·1014 до 8·1014 Гц, время когерентности примерно равно 10-15 с и длина гармонического цуга примерно равна 10-6 м.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.362.
«Каждый фотон обладает неожиданным свойством - способностью к интерференции с самим собой.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1999. Т.3. С.25.
«Фотону как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Фотон
 
Т.е. элементарная электромагнитная частица фотон - это одно поперечное электромагнитное возмущение, с которым, как и у всех движущихся частиц, связана волна де Бройля - корпускулярно-волновой дуализм, поэтому он, как и электрон, может создавать интерференцию.
 
«Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.
 
Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния полевой среды, которые при движении сопровождаются волной де Бройля. Поэтому волны для всех частиц, включая фотоны, рассчитываются одинаково - по формуле волны де Бройля: λ = h/p, где p - импульс.
 
«... скорость распространения электромагнитных волн - величина конечная. Она определяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которой распространяется электромагнитная волна ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.
 
Согласно электродинамике, скорость света (фотона) - это скорость относительно среды, так как она зависит от ее свойств. Например, при движении в алмазе скорость фотона в 2.42 раза меньше скорости света в вакууме и, если рядом, но в вакууме, движется наблюдатель со скоростью в 2.42 раза меньше скорости света, то фотон относительно него просто покоится. Отсюда видно, что скорость света - это скорость распространения элекромагнитных волн относительно светоносной среды, а не относительно наблюдателя.
 
«В монохроматическом свете с частотой v все фотоны имеют одинаковую энергию, импульс и массу.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.339.
 
Фотоны - это частицы, которые всегда движутся со скоростью распространения электрических и магнитных потоков индукции, так как представляют поперечные электромагнитные волны, состоящие из электрических и магнитных потоков. Потоки (поля) обладают энергией и массой, соответственно, и электромагнитные волны (фотоны), состоящие из этих потоков, также обладают энергией и массой. Соотношение между электромагнитной энергией и массой M = εε0μμ0W.
 
«... фотон, как и любая другая частица, характеризуется энергией, массой и импульсом.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.381.
«... фотон не имеет массы. Другими словами, покоящихся фотонов не существует. Этот вывод не должен вызывать удивления. Если распространяющуюся световую волну "остановить", то свет прекратит свое существование; ...»
Основы физики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.242.
 
Точнее, фотоны не имеют не только массы, но и энергии покоя, потому что покоящихся электромагнитных волн относительно светоносной среды не существует. Попытка остановить фотон приведет к поглощению его атомом. Когда же говорят, что фотон имеет массу, то имеют в виду не "покоящийся" фотон, а реальный, который движется со скоростью света. Если бы фотоны не имели массы, то тогда нарушался бы закон сохранения массы, например, при аннигиляции электрона и позитрона. Когда говорят, что частица не имеет энергии и массы покоя, то это означает только одно - что частица не может покоиться. Проще говоря, фотоны не имеют массы покоя, так как у всех волн нет энергии покоя.
 
«Однако говорить здесь об энергии покоя вообще было бы не последовательно, поскольку эти объекты всегда движутся со скоростью света.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.118.
 
Если частица не может находиться в состоянии покоя (у фотона нет состояния покоя), то какой смысл говорить о ее свойствах в этом состоянии? В состоянии же движения фотон имеет массу, которая определяется соотношением M = εε0μμ0W (W = Mc2). Масса, которая не может покоиться, является релятивистской массой и представляет кинетическую энергию. Согласно физике электромагнитных волн, кинетическая энергия имеет электромагнитную природу.
 
«Полная энергия света - это чисто кинетическая энергия, ...»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.121.
 
Свет - это электромагнитные волны, где энергия электромагнитного потока излучения - это кинетическая энергия в чистом виде. Таким образом, кинетическая энергия состоит из вихревых полей и представляет электромагнитную волну. Получается, обычные радиоволны - это волны кинетической энергии, а фотоны - это кванты кинетической энергии.
 
«... излучаемая порция электромагнитной энергии сохраняет свою индивидуальность - распространяется и поглощается только целиком, т.е. ведет себя подобно частице.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Электромагнитные кванты могут иметь любую длину волны. Даже при километровой длине волны они излучаются, распространяются и поглощаются порциями и по своим свойствам относятся к стабильным элементарным частицам, т.е. электромагнитные кванты в зависимости от длины волны являются микрочастицами или макрочастицами. Например, испускание атомами водорода квантов излучения с длиной электромагнитной волны 21 см.
 
«При изменении ориентации спина электрона на противоположную происходит испускание (или поглощение) кванта излучения с λ = 21.1 см.»
Физическая энциклопедия. РАДИОЛИНИЯ ВОДОРОДА 21 см.
«Опыты показывают, что фотоэффект практически безынерционен. При объяснении первого и второго законов встретились серьезные трудности. ... Эти кванты движутся, не делясь на части; они могут поглощаться и испускаться только как целое.»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.492.
 
Серьезные трудности при объяснении фотоэффекта могли возникать только от непонимания электродинамики. Видимо, забыли - еще в девятнадцатом веке было обнаружено, что количество электричества имеет дискретность. Из-за дискретности полевых потоков электрической и магнитной индукции все электромагнитные волны дискретны и могут поглощаться и испускаться только порциями. Поэтому, когда было экспериментально установлено, что электромагнитные волны имеют дискретность, то с точки зрения физики полей должны были последовать примерно следующие рассуждения. Электромагнитные волны состоят из электрических и магнитных потоков. Фотоны - это дискретные электромагнитные волны, значит, фотоны - это дискретные электрические и магнитные потоки. Т.е., когда говорят, что электромагнитные волны дискретны, то в переводе на язык электродинамики это означает, что электрические и магнитные потоки дискретны, так как электромагнитные волны состоят из этих потоков. Анализ зависимости электромагнитной энергии потоков от частоты показывает, что у всех фотонов одинаковая величина электрического потока и магнитного потока, и они равны кванту электрического потока (1.602·10-19 Кл) и кванту магнитного потока (2.068·10-15 Вб), а энергия фотонов зависит от плотности потоков. Чем выше частота, тем больше плотность и, соответственно, больше энергия. Далее, зная, что у всех фотонов одинаковая величина электрического и магнитного потоков, с помощью обычных электродинамических формул рассчитываются все свойства фотонов и без постоянной Планка. При этом получается полный электродинамический расчет фотона, а не только расчет его энергии. Таким образом, физическая природа фотоэффекта в электродинамике просто объясняется дискретностью электрических и магнитных потоков.
 
«... постоянной Планка называется коэффициент пропорциональности ...»
Квантовая физика. И.Е.Иродов. 2001. С.11.
«Не следует привлекать новые сущности без крайней на то необходимости.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Бритва_Оккама
 
Постоянная Планка для других расчетов, возможно, нужна, но в электродинамике совершенно нет необходимости в коэффициенте пропорциональности. Для расчета электромагнитных волн полностью достаточно обычных электромагнитных постоянных, а привлечение новой сущности нарушает принцип "бритвы Оккама", что противоречит современной физике! Сегодня доклад "Электродинамический расчет фотона" в Интернете стоит самым первым в поиске, например - "Строение фотона".
 
«Фундаментальные физические постоянные. Заряд электрона. Квант магнитного потока.»
Физический энциклопедический словарь.
 
В учебной литературе почти не упоминается, что постоянная Планка - это всего лишь произведение электромагнитных постоянных h = 2eФ0 , а его физическая размерность Кл·Вб. При этом, когда формула электромагнитной энергии фотона имеет нормальный вид W = 2eФ0v, то из нее прямо вытекает, что фотон состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока, а из-за коэффициента W = hv об этом не сразу можно догадаться. Надо заметить, что, согласно логике, постоянная Планка также является электромагнитной постоянной, так как она представляет произведение двух электромагнитных постоянных. Т.е. везде, где в формулах присутствует постоянная Планка, происходят электромагнитные процессы с участием кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Электромагнитные волны состоят из электрических потоков, измеряемых в кулонах, и магнитных потоков, измеряемых в веберах, и если вместо лишней сущности - постоянной Планка - использовать обычные электромагнитные постоянные, то формулы принимают нормальный электродинамический вид, что еще раз подтверждает правильность принципа Оккама. Если же везде убрать лишнюю сущность - коэффициент пропорциональности, то и для других элементарных частиц формулы принимают нормальный вид и сразу становится понятно их полевое строение, т.е. становится понятно, что все элементарные частицы состоят всего лишь из различных комбинаций двух квантов.
 
«E = hv. Коэффициент пропорциональности h в этом выражении носит название постоянная Планка.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.299.
 
Для элементарных частиц, где единицей измерения энергии является не джоуль, а электронвольт, коэффициент пропорциональности только усложняет выражение We = hv/e, т.е. более рациональной является естественная формула We = 0v, без коэффициента пропорциональности. Эта формула как бы подчеркивает, что в фотоне магнитный поток равен кванту магнитного потока, где магнитная энергия равна Wмe = Ф0v.
 
«Зная постоянную Планка, можно найти кванты энергии для колебаний с различными частотами.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.338.
 
В результате у изучающих складывается ошибочное представление, что кванты электромагнитного потока излучения являются дискретными не по причине дискретности электрических и магнитных потоков, из которых они на самом деле и состоят, а из-за какого-то непонятного коэффициента пропорциональности. Всем сизвестно, что фотоны, как и все электромагнитные волны, состоят из электрических и магнитных потоков, поэтому, чтобы вычислить энергию фотонов, надо всего лишь посчитать энергию этих потоков. В физике желательно называть вещи своими именами, т.е., если фотон представляет квант электромагнитного потока излучения, то и в формуле, естественно, должны стоять квант электрического потока и квант магнитного потока W = 2eФ0v, а не их произведение в виде коэффициента пропорциональности - постоянной Планка W = hv. Получается два варианта - либо в расчетах использовать коэффициент пропорциональности, не понимая его физической сути, либо просто рассчитывать дискретные электромагнитные волны - фотоны на основе электродинамики, исходя из дискретности электрических и магнитных потоков. Если в учебной литературе просто написать, что элементарная частица фотон состоит из двух квантов - кванта электрического потока и кванта магнитного потока, тогда любой знающий электродинамику сможет полностью рассчитать все его свойства. Вместо этого вокруг фотона, представляющего банальное электромагнитное возмущение, состоящее из двух элементарных потоков - электрического и магнитного, понаписали столько интерпретаций и договорились до того, что свет стали считать "самым темным местом в физике". В результате все это привело к господству на протяжении почти целого века метафизического мнения, что строение фотона вообще нельзя представить и тем более рассчитать на основе электродинамики.
 
«Аристотель утверждал, что у мухи - восемь ног. И веками все европейские ученые в этом не сомневались. Поймать муху и посчитать - недостойно ученого.»
http://www.inpearls.ru/1449208
 
Аналогичная ситуация с утверждением, что электродинамика не может посчитать свойства фотона, хотя надо было всего лишь взять электромагнитные постоянные и с помощью обычных электродинамических формул посчитать фотон. Это также просто, как у мухи посчитать ноги.
 
«Сон разума порождает чудовищ.»
Гойя.
 
Когда в учебниках пишут, что электромагнитные волны (электромагнитные поля излучения) состоят из электрических и магнитных потоков, то надо сразу указать - потоки имеют дискретность, и тогда не будут возникать вопросы по поводу дискретности волн.
 
«... за время dt электромагнитное поле переместится на расстояние udt. Магнитный поток uBdt выйдет за пределы контура 0AMN, а электрический поток uDdt - за пределы контура 0QPT
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.16.
«... в уравнениях не учитывается ни дискретная структура электрических зарядов и токов, ни квантовый характер самих полей.»
Физическая энциклопедия. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
 
Нельзя упрекать Максвелла в том, что, рассматривая электродинамические процессы, он не учитывал квантовый характер зарядов и полей (электрических, магнитных), и тем самым не предвидел дискретность электрических токов и электромагнитных волн (жил в XIX веке). Исходя из современных представлений, при расчетах в электродинамике необходимо учитывать дискретность электрических зарядов, токов и квантовый характер самих полей (потоков, возмущений). Векторные поля, согласно электродинамике, - это потоки индукции, т.е. квантовый характер полей - это квантовый (дискретный) характер электрических и магнитных потоков индукции. Электродинамика Максвелла, учитывающая квантовую природу полей и дискретность токов, является квантовой, и она стала квантовой (независимо от ее названия) с того момента, когда было установлено, что заряды имеют квантовую природу (1897). Т.е. было экспериментально установлено, что кулон является квантованной физической величиной, которая может принимать только дискретный ряд значений. В такой квантовой электродинамике Максвелла (КЭДМ) квантами поля являются элементарные электрические заряды (кванты заряда), а не фотоны (кванты света), как в КЭД, что позволяет рассчитывать дискретные электромагнитные волны. При этом фотоны представлены естественным образом как дискретные вихревые потоки электрического смещения поля, которые, согласно B = μ0[vD], также обладают магнитной индукцией, т.е. представляют дискретные электромагнитные потоки. Таким образом, согласно КЭДМ, фотон представляет элементарный электромагнитный поток, состоящий из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Соответственно, энергия электромагнитного кванта складывается из энергии кванта электрического потока и энергии кванта магнитного потока.
 
«... плотность энергии электромагнитного поля складывается из плотностей энергии электрического и магнитного полей.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.258.
«... в бегущей плоской электромагнитной волне электрическая энергия в любой момент равна магнитной.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.
«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
 
В формуле B = μ0[vD] стоит не q - заряд, а D - плотность электрического потока, поэтому правильнее: магнитное поле (поток) - это результат движения электрического потока, а так как электрические потоки дискретны, соответственно, дискретны магнитные и электромагнитные потоки.
 
«Существование кванта магнитного потока отражает квантовую природу явлений магнетизма.»
Физический энциклопедический словарь. КВАНТ МАГНИТНОГО ПОТОКА.
 
В электромагнитной волне замкнутый ток смещения, с которым связан магнитный поток, течет без сопротивления, т.е. представляет сверхпроводящий ток.
 
«Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.
 
Подведем итог. Электромагнитные волны - это распространяющиеся колебания электромагнитного поля, состоящие из электрических и магнитных потоков, а так как электромагнитное поле имеет квантовую природу, то элементарное электромагнитное возмущение состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Такое элементарное электромагнитное возмущение представляет электромагнитный квант - фотон. Сегодня доклад "Электродинамический расчет фотона" в Интернете стоит самым первым в поиске, например - "Строение фотона"!

История исследования свойств фотона. Доклад в МОИП 29.09.17.

 

МАССА ПОКОЯ ФОТОНА - ВЫВОД ФОРМУЛЫ

Масса электромагнитной волны в среде

λ = h/p,     λ = h/mv,     v/v = h/mv,     m = hv/v2,     m = w/v2,     m = εε0μμ0w,

где  v - частота фотона,  h - постоянная Планка,  w - энергия фотона w = hvm - масса фотона,  v - скорость фотона v = (εε0μμ0)-1/2p - импульс фотона p = mvλ - длина волны фотона λ = h/p и λ = v/v,  ε0 и μ0 - электрическая и магнитная постоянные,  ε и μ - диэлектрическая и магнитная проницаемости среды. Электромагнитная масса m = εε0μμ0w  = w/v2.
 
В среде масса фотона увеличивается из-за того, что электромагнитная волна при движении сопровождается волной поляризации, т.е. в среде возникают поляризационные токи смещения заряженных частиц, которые имеют массу. Это дополнительно увеличивает массу электромагнитной волны (в алмазе в 6 раз). Если такую добавочную (присоединенную) массу рассматривать как массу покоя m0 = (εμ - 1)ε0μ0w, то получается, что чем больше у фотона масса покоя, тем меньше его скорость. Т.е. хотя и существует мнение, что у фотона нет массы покоя, так как его невозможно остановить, но скорость фотона можно частично замедлить и тогда у фотона частично появляется масса покоя.
 
Фотоны состоят из потоков электрической и магнитной индукции, у них нет массы покоя при распространении в физическом вакууме. На потоки индукции не действуют силовые (векторные) поля, они могут действовать только на частицы, имеющие массу покоя. При движении в среде у фотонов появляется масса покоя и на них начинает действовать магнитное поле - магнитооптический эффект Фарадея. Этот эффект является прямым доказательством частичного появления у фотона массы покоя.
 
В среде изменяются скорость фотона v = (εε0μμ0)-1/2,  длина волны λ = h/(εε0μμ0)1/2w,  масса m = εε0μμ0w  и  импульс p = (εε0μμ0)1/2w,  а частота, энергия w = hv  и спин h/  не меняются. Также в среде у фотона появляется масса покоя m0 = (εμ - 1)ε0μ0w = (εμ - 1)ε0μ0hv.
 
Если исходить из принципа относительности, то получается, что фотон может вообще покоиться относительно наблюдателя. Например, при движении в алмазе скорость фотона в 2.42 раза меньше скорости света в вакууме и, если рядом, но в вакууме, движется наблюдатель со скоростью в 2.42 раза меньше скорости света, то фотон относительно него просто покоится - находится в состоянии покоя. Отсюда видно, что скорость света - это скорость распространения элекромагнитных волн относительно светоносной среды, а не относительно наблюдателя. Экспериментально установлено, что светоносная среда увлекается Землей.

 
«... вращающийся массивный объект "тянет" пространство-время в направлении своего вращенияю ... свет двигается быстрее в направлении вращения объекта, чем против его вращения.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Общая_теория_относительности
«Спутник для измерения гравитационных возмущений пространства вокруг Земли подтвердил, что тело огромной массы - наша планета - действительно искривляет пространство, закручивая его своим вращением.»
http://galspace.spb.ru/indvop.file/26.html
«Согласно выводам из опыта Эйри следовало - орбитальное движение Земли полностью увлекает светоносную среду.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Аберрация_света

 

ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ

Физический вакуум - это материальная среда, представляющая квантовое поле

«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Современная теория поля придерживается материалистических взглядов на природу физического вакуума, рассматривая его как невозбужденное состояние полевой материи. Физический вакуум, представляя полевую форму материи, может оказывать давление на вещественную материю, что наблюдается экспериментально в статическом эффекте Казимира. В 2011 году была обнаружена вязкость вакуума - динамический эффект Казимира (подробно в статье "Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума" и "Квантовый закон Хаббла").

Флуктуации вакуума.
 Флуктуации вакуума. 

«Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нем виртуальных частиц.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира
«... Дирак предположил, что состоянием с минимальной энергией (вакуумным состоянием) является состояние, в котором все уровни с отрицательной энергией заполнены.»
Физическая энциклопедия. ДИРАКА УРАВНЕНИЕ.
 
Т.е. энергия вакуумного состояния поля условно принята за минимальный нулевой уровень энергии, так как могут быть уровни как с положительной, так и с отрицательной энергией относительно нулевого состояния. Таким образом, нулевое значение энергии вакуума - это условность, так же как, например, нулевая линия на шкале Цельсия.
 
«... физическом вакууме как специфическом виде материи.»
Физическая энциклопедия. МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ.
 
Нет пространства без материи и нет материи без движения.
 
«С современной точки зрения вакуум (вакуумное состояние) обладает некоторыми свойствами обычной материальной среды.»
Физическая энциклопедия. ЭФИР.
«Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но и не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова.»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
«... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
 
Еще Эйнштейн писал, что свет распространяется в эфире, но позже, кроме распространения электромагнитных волн, были обнаружены и другие процессы, протекающие в вакууме. Поэтому в современной физике такие понятия как "эфир", "электромагнитный эфир" или "эфирное поле" не используются. На сегодня установлено, что физический вакуум - это материальная среда, представляющая квантовое поле, в которой наблюдаются флуктуации, рождаются элементарные частицы (возбужденные состояния поля), распространяются электромагнитные волны, текут токи электрического смещения поля.
 
«Однако позже выяснилось, что пустота - "бывший эфир" - носитель не только электромагнитных волн; в ней происходят непрерывные колебания электромагнитного поля ("нулевые колебания"), рождаются и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и вообще все элементарные частицы. Если сталкиваются, скажем, два протона, эти мерцающие ("виртуальные") частицы могут сделаться реальными - из "пустоты" рождается сноп частиц. Пустота оказалась очень сложным физическим объектом. По существу, физики вернулись к понятию "эфир", но уже без противоречий. Старое понятие не было взято из архива - оно возникло заново в процессе развития науки. Новый эфир называют "вакуумом" или "физической пустотой".»
Академик А.Мигдал.
 
Понятие эфирная среда нужно для представления физических полей. Разность давления в эфире образует электрическое поле, потоки в эфирной среде представляют магнитное поле, а разность плотности эфира создает гравитационное поле. Элементарные частицы - это различные возбужденные состояния эфира.
 
Название "физический вакуум", видимо, возникло как компромисс между материалистами, которые, исходя из многочисленных фактов, считали вакуум средой, и идеалистами, продолжавшими верить, что вакуум - это пустота. На сегодня экспериментально установлено, что вакуум не является идеалистической пустотой, а представляет материальную среду - квантовое поле. Поэтому для вакуума больше подходит название "полевая среда". Потом, возврат термина "эфир" вместо "физического вакуума" для ряда ученых является нежелательным, так как это было бы признанием своих прошлых ошибок, когда они считали вакуум пустотой и критиковали сторонников эфира. Эзопов язык - "эфир" называют "физическим вакуумом".

 
«Такой вакуум нельзя рассматривать как просто пустое место. Физический вакуум является особым состоянием поля с важными физическими свойствами, которые проявляются в реальных процессах.»
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.
 
Экспериментально установлено и на сегодня уже общепризнано, что вакуум не является пустотой. Вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией. Хотя на сегодня известны многие свойства квантового поля и можно условно представить его строение, вопрос о его физической природе остается открытым. В первом приближении квантовое поле можно представить как пространство, заполненное квантами заряда, т.е. все уровни физического вакуума заполнены квантами одного знака (теория дырок Дирака). Кванты заряда всегда движутся (нет материи без движения), поэтому с квантами связано также магнитное поле (поток). Таким образом, квант поля представляет как электрический, так и магнитный квант. Можно сказать, что строение вакуума известно. Вакуум, представляя полевую материю, состоит из квантов, остается только понять, из чего состоят сами кванты. Вещественная материя состоит из элементарных частиц, а полевая материя из квантов поля. Физический вакуум можно представить как сверхтекучую, почти несжимаемую жидкость. Смещение квантов поля представляет собой ток электрического смещения поля. Электрический ток всегда связан с движением зарядов либо в виде частиц, имеющих заряд, либо в виде квантов поля, представляющих сам электрический заряд. Взаимодействие квантов между собой происходит при непосредственном контакте. Изменения поля происходят последовательно от точки к точке (от кванта к кванту).
 
«Взаимодействие при этом передается постепенно, от точки к точке, в таком измененном пространстве.»
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
 
Возмущения квантового поля всегда распространяются со скоростью света и представляют электрические токи смещения поля, которые, согласно законам электродинамики (как любые токи), всегда замкнуты, образуя элементарные частицы. Например электрон - это возмущение, состоящее из одного кванта заряда, образующее замкнутый ток смещения поля - размером в комптоновскую длину волны электрона. То, что вакуум на самом деле является полевой средой и, соответственно, все частицы могут быть только в виде волн - это очень необычно, хотя и установлено экспериментально, что все частицы обладают волновыми свойствами, т.е. являются волнами квантового поля.
 
«Интерференция и дифракция наблюдались для электронов, нейтронов, атомных ядер, атомов, молекул.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
«В частности, были сняты многие проблемы старой теории эфира XIX века в процессе понимания того, что вещество гораздо меньше отличается от электромагнитного поля, чем это казалось раньше. Таким образом были сняты как вопросы о "сопротивлении эфира" движущимся в нем телам (ведь "тела" теперь можно стало считать такими же возбуждениями полей "вещества", как электромагнитные волны - возбуждениями электромагнитного поля), ...»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эфир_(физика)
 
После того, как выяснилось, что все частицы представляют возбужденные (волновые) состояния поля, стало понятно, почему частицы могут беспрепятственно двигаться (распространяться) в полевом пространстве (физическом вакууме). Т.е. все частицы, аналогично фотону, перемещаются в полевом пространстве как волновые образования. Если бы пространство было пустым, а не заполнено физическим вакуумом, представляющим полевую среду, то было бы невозможно распространение электромагнитных волн и не могли бы существовать элементарные частицы - возбужденные состояния поля.
 
«По современным представлениям, квантовое поле является наиболее фундаментальной и универсальной формой материи, лежащей в основе всех ее конкретных проявлений.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
 
С точки зрения квантовой теории частицы - это квантованные волновые образования, возбужденные состояния квантового поля. Таким образом, поле, находящееся в возбужденном состоянии, представляет наблюдаемые элементарные частицы, а невозбужденное поле является ненаблюдаемым вакуумным состоянием квантового поля, несмотря на бесконечное число квантов заряда, которыми заполнен физический вакуум.
 
«Такое распределение частиц считается ненаблюдаемым (несмотря на бесконечную величину его плотности энергии, плотности заряда и т.д.), играя роль начала отсчета для физических величин. Поэтому наблюдаемое значение физической величины A для какой-либо системы равно разности A (система + вакуум) - A (вакуум).»
Физическая энциклопедия. ДЫРОК ТЕОРИЯ ДИРАКА.
 
Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию для смещения кванта поля (заряда), то произойдет его возбуждение - в вакууме образуются две разноименные области возмущения поля: (вакуум + квант) и (вакуум - квант), где поток электрического смещения между разноименными областями равен элементарному электрическому заряду. Таким образом, в вакууме возникает наблюдаемый поток электрического смещения поля в один квант заряда - квантовое возмущение поля, т.е. скалярное квантовое поле переходит в векторное - возникает квантовый поток напряженности. Энергия поля - это энергия напряженности поля, т.е. там, где есть поток напряженности, энергия поля не равна нулю. Энергия поля, распространяющаяся в виде вихревых потоков напряженности, представляет электромагнитные волны. Так как частицы - это возбужденные состояния поля, можно предположить, что любая форма энергии (массы) в конечном итоге является энергией поля.
 
«Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны.»
Физический энциклопедический словарь. МАССА.
 
Т.е. масса элементарной частицы определяется энергией возбужденного состояния поля, которое с ней связано.
 
«Но это не пустое пространство, а особый вид материи, которую физики назвали физическим вакуумом. Само понятие "физический вакуум" появилось в науке как следствие осознания того, что вакуум не есть пустота, не есть "ничто". Он представляет собой чрезвычайно существенное "нечто", которое порождает все в мире, и задает свойства веществу, из которого построен окружающий мир. Оказывается, что даже внутри твердого и массивного предмета, вакуум занимает неизмеримо большее пространство, чем вещество. Таким образом, мы приходим к выводу, что вещество является редчайшим исключением в огромном пространстве, заполненном субстанцией вакуума. В газовой среде такая асимметрия еще больше выражена, не говоря уже о космосе, где наличие вещества является больше исключением, чем правилом. Видно, сколь ошеломляюще огромно количество материи вакуума во Вселенной в сравнении даже с баснословно большим количеством вещества в ней. В настоящее время ученым уже известно, что вещество своим происхождением обязано материальной субстанции вакуума и все свойства вещества задаются свойствами физического вакуума. Наука все глубже проникает в сущность вакуума. Выявлена основополагающая роль вакуума в формировании законов вещественного мира. Уже не является удивительным утверждение некоторых ученых, что "все из вакуума и все вокруг нас - вакуум".»
http://n-t.ru/tp/ie/efv.htm
 
Квантовая (дискретная) природа электродинамического вакуума как квантового поля проявляется в дискретности электромагнитных волн. Свойства физического вакуума определяют его физические постоянные: квант электрического потока (1.602·10-19 Кл), квант магнитного потока (2.068·10-15 Вб) и проницаемости вакуума - электрическая и магнитная, от которых зависит скорость распространения полевых потоков - скорость света.
 
«... скорость распространения электромагнитных волн - величина конечная. Она определяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которой распространяется электромагнитная волна ... скорость распространения электромагнитной волны в вакууме: c = 0μ0)-1/2 ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.
«... ε0, μ0 - проницаемости вакуума, ...»
Физическая энциклопедия. ИМПЕДАНС.
 
"Проницаемость электрического потока в вакууме" - это, если коротко, "электрическая проницаемость вакуума". Также "проницаемость магнитного потока в вакууме" - это, если коротко, "магнитная проницаемость вакуума".
 
Квант электрического потока и квант магнитного потока - это кванты поля (физического вакуума), они являются кирпичиками, из которых образованы различные комбинации дискретных электромагнитных волн, представляющие элементарные частицы. Поэтому, в каком бы месте пространства ни происходило рождение элементарных частиц, их свойства будут определяться свойствами физического вакуума. Например, у электронов будет одинаковая величина электрического заряда, а у фотонов будет одинаковая величина электрического потока.
 
Физический вакуум (электродинамический вакуум) - это скалярное квантовое электромагнитное поле (электродинамическое поле), т.е. там, где нет возмущений, поле находится в нулевом вакуумном (скалярном) состоянии. При смещении квантов поля возникает электрический поток напряженности поля. Магнитная индукция возникает как релятивистский эффект в результате движения электрического потока (заряда) B = μ0[vD]. Ядерные силы - резонансные процессы, связанные с партонной структурой адронов. Резонанс, усиливая электромагнитное взаимодействие, делает его сильным, но зависимым от ориентации спина из-за направленности колебаний.

 
«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
«Ядерные силы формируются вкладами центральных, спин-орбитальных и тензорных компонент. Силы нуклон-нуклонного взаимодействия зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов.»
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.25.
«При описании ядерных реакций, идущих через составное ядро, использовались теории резонансных ядерных процессов ...»
Физическая энциклопедия. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

 

ТРЕНИЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ О ФЛУКТУАЦИИ ВАКУУМА
Доклады в МГУ (26.09.2014, 11.02.2015)

Одно из следствий динамического эффекта Казимира

«Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нем виртуальных частиц.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира

Квантовые флуктуации вакуума.
 Флуктуации вакуума. 
Статический эффект Казимира.           Статический эффект Казимира.
Давление флуктуаций вакуума на параллельные пластины. Статический эффект Казимира.

В 2011 году физики впервые зарегистрировали динамический эффект Казимира, что было признано главным открытием года. Энергию флуктуаций вакуума удалось превратить в реальные частицы (в частности, фотоны), т.е. удалось извлечь энергию из вакуума.
 
«Выделяя главные открытия 2011 года, журнал Nature поставил на первое место обнаружение динамического эффекта Казимира.»
http://elementy.ru/lib/431579
«В конце мая прошлого года (2011) многие популярные газеты пестрели заголовками: "Ученые получили энергию из вакуума!"»
http://www.popmech.ru/article/10440-energiya-vakuuma
«Согласно квантовой теории, вакуум - не просто пустота. В нем постоянно происходят флуктуации энергии - рождение и гибель пар виртуальных частиц и античастиц. Несмотря на свою виртуальность, они могут оказывать давление. Это называется статическим эффектом Казимира и уже было подтверждено экспериментально. В теории существует и динамический эффект Казимира - превращение флуктуаций вакуума в реальные частицы (в частности, фотоны). Именно его впервые смогли наблюдать ученые.»
http://zoom.cnews.ru/rnd/news/top/effekt_kazimira_na_praktike_svet_rodilsya_iz_nichego
 
Если флуктуации вакуума, представляя виртуальные частицы, могут оказывать давление на пластины, то и движущиеся пластины, соответственно, могут "толкать" виртуальные частицы - динамический эффект Казимира. Надо заметить, что СТО не запрещает движение относительно виртуальных частиц, так же как, например, относительно микроволнового фонового излучения, т.е. пластинам не запрещено, двигаясь, "толкать" виртуальные частицы.
 
«Система быстро вращающихся зеркал, превращающая виртуальные фотоны в реальные, позволила впервые продемонстрировать динамический эффект Казимира.»
http://www.popmech.ru/article/9145-dinamicheskaya-razvirtualizatsiya/
«... возникающие из вакуума пары виртуальных частиц при достаточно большой скорости могут разделяться и превращаться в реальные частицы за счет полученной от зеркала энергии.»
http://ufn.ru/ru/news/2011/7/
«В динамическом эффекте Казимира вакуумные флуктуации служат затравкой, приводящей к рождению реальных фотонов. При этом на рождение фотонов тратится кинетическая энергия зеркала.»
http://elementy.ru/lib/431579
 
Передача кинетической энергии виртуальным частицам - это физически означает торможение зеркал о флуктуации вакуума. Динамический эффект Казимира является прямым доказательством того, что в вакууме происходит торможение тел. Чем больше скорость, тем больше потеря кинетической энергии за единицу времени.
 
«... зеркало передает часть своей кинетической энергии виртуальным фотонам, что помогает им материализоваться.»
http://www.chalmers.se/en/news/Pages/Chalmers-scientists-create-light-from-vacuum.aspx
 
Движение зеркал относительно флуктуаций физического вакуума превращает виртуальные фотоны в реальные (понятно, что энергия возникающих фотонов не превышает потерю кинетической энергии зеркал). Таким образом экспериментально подтверждено, что движущееся тело может "толкать" виртуальные частицы, что, соответственно, приводит к диссипации (потери) кинетической энергии, которая переходит в энергию флуктуаций, превращая виртуальные частицы в реальные. Проще говоря, динамический эффект Казимира представляет трение о флуктуации вакуума (трение о виртуальные частицы). Экспериментальное подтверждение динамического эффекта Казимира еще раз доказывает правоту квантовой физики в том, что вакуум представляет "море" виртуальных частиц.
 
«Динамический эффект Казимира основан на похожей идее - движущаяся с достаточно большой скоростью (в идеале - сравнимой со скоростью света) в пространстве проводящая незаряженная пластина, мешает виртуальным фотонам исчезать, "толкая" некоторые из них вперед. В результате наблюдателю такая пластина будет представляться излучающей фотоны.»
http://nayki.ru/news156061.html
«При таких скоростях основной вклад в трение будут давать квантовые флуктуации.»
Журнал "Природа". 2011. 9. С.13.

Casimir effect

«Инженеры создали кремниевый микрочип, способный измерять эффект Казимира - давления виртуальных частиц на близко расположенные пластины.»
http://lenta.ru/news/2012/07/31/kasimirchip/
 
Создан компактный прибор (микрочип), измеряющий давление вакуума. Теперь можно измерять и сравнивать давление в разных областях пространства, например, на поверхноси Земли и в космосе. Еще недавно казался невероятным статический эффект Казимира - давление вакуума. Сейчас же получил экспериментальное подтверждение и динамический эффект Казимира - трение в вакууме. В очередной раз законы квантовой физики ломают привычные стереотипы.
 
«Эксперимент, подтверждающий динамический эффект Казимира, был впервые предложен в ФИАНе.»
http://www.fian-inform.ru/?mode=mnews&id=1076&page=1
«В 2011 году группа ученых из технологического университета Чалмерса подтвердила динамический эффект Казимира.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира
«Ученые из Чалмерса создают свет из вакуума»
http://www.chalmers.se/en/news/Pages/Chalmers-scientists-create-light-from-vacuum.aspx
«Физики из Швеции, США и Японии описали первый случай наблюдения динамического эффекта Казимира.»
http://www.modcos.com/news.php?id=97
 
Квантовые флуктуации вакуума не только способны оказывать давление и подталкивать тела к сближению (статический эффект Казимира), но и могут тормозить космические аппараты из-за того, что движущееся тело "толкает" флуктуации вперед (динамический эффект Казимира). Так как все частицы (тела) в квантовой физике представляют волны де Бройля, то очевидно, что и расчеты необходимо производить, исходя из квантово-волновых представлений. Выведена формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля WT = H0hc/v (формула "вязкости физического вакуума"), где H0 - постоянная Хаббла, h - постоянная Планка, c - скорость света, v - скорость частицы (тела). C помощью этой формулы можно рассчитывать космологическое красное смещение и торможение космических аппаратов (эффект "аномалии Пионеров").
 
В отличие от исследований, где изучалось влияние флуктуаций вакуума на покоящиеся тела (статический эффект Казимира), в данной работе проведен анализ влияния флуктуаций вакуума на движущиеся тела, где, кроме давления, со стороны флуктуаций еще наблюдается и трение (торможение тел), как одно из следствий динамического эффекта Казимира. Понятно, что если имеется давление, то обязательно будет возникать и сопротивление движению. Существование флуктуаций вакуума, взаимодействующих с веществом, означает, что вакуум не является идеальной средой для движения. В статье сначала рассмотрена диссипация кинетической энергии фотонов, а далее, придерживаясь принципа корпускулярно-волнового дуализма, сделано обобщение для всех элементарных частиц и физических тел.

 
«В настоящее время установлено, что вакуум не пустота, а является некой материальной средой с определенными, но еще не установленными свойствами. Это было подтверждено наблюдением вакуумных эффектов, например, нулевых колебаний и поляризации вакуума, генерации частиц в вакууме при электромагнитных взаимодействиях. Поэтому резонно предположить, что физический вакуум может обладать внутренним трением из-за его малой, но реальной вязкости, что и может являться причиной изменения взаимодействия света с ним и в конечном счете приводить к красному смещению.»
http://bourabai.narod.ru/shtyrkov/evolution.htm
«В реальном веществе распространение волн всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода в тепло; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
 
Если в вакуумной среде наблюдаются флуктуации поля, то в такой среде будет происходить поглощение электромагнитных волн - энергия волн переходит в энергию флуктуаций. Ясно, что если флуктуации вакуума могут превращаться в реальные фотоны, то должен существовать и обратный процесс. Если в формуле космологического красного смещения заменить частоту на энергию фотона z = (E0 - Ez)/Ez , то становится видно, что при одинаковом красном смещении чем больше энергия (частота) фотона, тем больше потеря энергии. Т.е. потеря (диссипация) энергии прямо пропорциональна количеству колебаний! Несложно посчитать, какая энергия будет потеряна за один период колебания фотона: ET = EZT = EH0T = hvH0T = hH0 = 1.6·10-51 Дж, где E - энергия фотона E = hv, h - постоянная Планка, v - частота фотона, ZT - красное смещение за период колебания ZT = H0T, H0 - постоянная Хаббла (2.4 ± 0.12)·10-18 с-1(Гц), T - период колебания T = 1/v. Величина, на которую уменьшается частота фотона за период колебания: vZT = vH0T = H0 = 2.4·10-18 Гц. Например, фотон с частотой 6·1014 Гц (E = 3.98·10-19 Дж), пройдя 40 мегапарсек (r = 1.234·1024 м), совершит число колебаний r/λ = rv/c = 2.47·1030, где λ - длина волны λ = c/v, c - скорость света. Cоответственно, диссипация энергии составит 2.47·1030 × 1.6·10-51 Дж = 3.95·10-21 Дж, а красное смещение будет z = 3.95·10-21 Дж / 3.98·10-19 Дж = 0.01. Т.е., независимо от частоты фотона, при каждом колебании волны из-за того, что в вакуумной (полевой) среде совершается перекачка одного вида энергии в другой, происходит потеря порции энергии ET = hH0, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. Постоянная Хаббла - это всего лишь величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания, вне зависимости от длины волны. Такое изменение частоты полностью соответствует наблюдаемому космологическому красному смещению, а связь между периодом колебания и постоянной Хаббла прямо указывает на то, что имеет место именно диссипация энергии волн.
 
Только приверженцы идеализма могут считать электромагнитные волны идеальными и распространяющимися без диссипации энергии, что противоречит физике волновых процессов. В любой среде распространение волн всегда сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода во внутреннюю энергию среды, проявляющуюся в виде флуктуаций. Распространение волн в физическом вакууме не является исключением, так как, согласно квантовой физике, вакуум - это не пустота, в нем, как и в любой среде, происходят флуктуации, которые называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля.

 
«Появился термин "физический вакуум", под которым понимают средоточие виртуальных частиц, непрерывно рождающихся на короткие мгновения и тут же исчезающих. В соответствии с современными представлениями, они рождаются парами "частица - античастица" и исчезают в результате аннигиляции. Так, виртуальная пара "электрон - позитрон" аннигилирует с образованием виртуального фотона, который снова превращается в электрон-позитронную пару и т.д. Рождение и уничтожение виртуальных частиц и есть квантовые флуктуации. Поскольку любые флуктуации - это колебания вокруг некоторого среднего значения, физический вакуум рассматривается как квантовая система в состоянии с минимальной энергией, в среднем равной нулю. Поэтому квантовые флуктуации вакуума часто называют нулевыми колебаниями электромагнитного поля. ... Кроме того, они могут оказывать действие на внесенные в вакуум реальные частицы и поля.»
Американские физики получили нечто из ничего. http://www.nkj.ru/archive/articles/5158/
 
Т.е. реальные и виртуальные частицы постоянно взаимодействуют между собой и может происходить превращение флуктуаций вакуума в реальные частицы и наоборот. Например, флуктуации вакуума (нулевые колебания электромагнитного поля) могут превращаться в реальные фотоны - тепловое микроволновое фоновое излучение физического вакуума (спектр "черного тела" с температурой 2.7 K), а виртуальные электроны брать на себя роль реальных и наоборот - лэмбовский сдвиг.
 
«Теперь представьте: летит себе наша наблюдаемая реальная частица (пусть это будет электрон), а рядышком - бульк-бульк - виртуальные пары то возникнут, то схлопнутся. Часто случается, что природа путает виртуальные частицы с реальными - ведь частицы все тождественны и один электрон от другого не отличишь. Итак, возникла поблизости от вашего электрона виртуальная парочка, да только античастица спутала своего виртуального партнера и проаннигилировала с реальной частицей. Сами понимаете, что виртуальному электрону ничего другого не остается, как взять на себя роль реальной частицы. В результате на наших глазах творится что-то невообразимое: была реальная частица в одном месте и вдруг оказалась в другом. Прямо телепортация какая-то. Такое "дрожание" орбиты электрона в атоме было теоретически предсказано и экспериментально проверено (лэмбовский сдвиг).»
Эффект Казимира или проблема вакуума. http://www.eduhmao.ru/var/db/files/8630.kasimir.doc
 
Виртуальные частицы - это такие же частицы, как и реальные. Они полностью тождественны реальным и неотличимы от них, но только живут очень короткое время, поэтому их называют виртуальными. Экспериментально установлено, что виртуальные частицы, несмотря на очень короткое время жизни, влияют на движение реальных частиц (лэмбовский сдвиг). Т.е. физический вакуум, являясь материальной средой, своими флуктуациями влияет на движение любых частиц и, соответственно, влияет на движение любых физических тел.
 
«Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределенности, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Вакуум
 
Движение среди виртуальных частиц в какой-то степени аналогично движению в реальном веществе, так как физический вакуум, заполненный виртуальными частицами, представляет материальную среду.
 
«Виртуальные частицы определяют свойства физического вакуума, который, таким образом, в современной физике также приобретает атрибуты материальной среды.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Материя_(физика)
 
Виртуальные частицы представляют невидимую (темную) материю, заполняющую вакуум, поэтому у фотонов, распространяющихся даже в вакууме, происходит взаимодействие с элементарными частицами, приводящее к потере энергии. Т.е. фотон движется не в пустоте, а в полевой среде, представляющей "море" виртуальных частиц. Заряженные виртуальные частицы под действием переменного электромагнитного поля начинают колебаться, так же как и обычные частицы. Надо заметить, что виртуальные частицы не могут рассеивать фотоны, так как для рассеивания надо сначала поглотить, а потом излучить фотон, но это запрещено для виртуальных частиц, так как они находятся не в связанном состоянии (нет атомов). Взаимодействие происходит чисто полевое, т.е. электрические и магнитные потоки в электромагнитной волне воздействуют на заряженные виртуальные частицы, смещая их (поляризация вакуума), при этом частично расходуется энергия волны и возникает красное смещение. Такое взаимодействие не зависит от длины волны, так как нет резонанса. Аналогичный пример чисто полевого взаимодействия - это когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, где также не наблюдается рассеивание фотонов. В том, что электромагнитная волна затухает, распространяясь в полевой среде, нет ничего необычного - в любой материальной среде происходит затухание волн, иначе это будет представлять идеализм. Свет состоит из фотонов, а чем меньше энергия фотона, тем больше его длина волны.
 
Нельзя отделить макромир от микромира, т.е. не надо забывать, что все частицы и тела - это волны де Бройля и, как все волны, имеют длину и частоту. Волны де Бройля иногда интерпретируются как волны вероятности, но вероятность - это чисто математическое понятие и не имеет никакого отношения к дифракции и интерференции. Сейчас, когда уже стало общепризнано, что вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией, отпала необходимость в таких идеалистических интерпретациях. Интерференция - это перераспределение энергии колебаний в среде, поэтому только реальные волны в среде могут создавать дифракцию и интерференцию, что относится и к волнам де Бройля. При этом волн без энергии не бывает, так как любые волны - это распространяющиеся колебания, представляющие перекачку в самой среде одного вида энергии в другой и обратно. При таком физическом процессе всегда происходит потеря энергии волн (диссипация энергии), которая переходит во внутреннюю энергию среды. Волны де Бройля (волны кинетической энергии), так же как и любые волны, со временем теряют энергию, которая переходит во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), что наблюдается как торможение тел - эффект "аномалии Пионеров".

 
«Одним из важнейших результатов миссий Pioneer и Voyager явилось открытие так называемой "аномалии Пионеров" - эффекта торможения аппаратов со временем, природа которого остается неизвестной.»
http://www.cnews.ru
«Сразу после обнаружения аномалии в Лаборатории реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory, JPL) была создана группа экспертов под руководством Джона Андерсона (John Anderson) с целью определить источник аномалии. Принимая во внимание тот факт, что аномальное торможение не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве, за прошедшее время группа оценила величину всех возможных источников постоянного негравитационного воздействия на аппарат - таких как утечка газа, тормозной эффект космической пыли, неравномерное распространение тепла в самом космическом аппарате, импульс отдачи от радиосигналов, посылаемых по направлению к Земле. Однако даже после учета всех факторов аномалия не исчезла. Более того, оказалось, что в движении и других исследовательских аппаратов, запущенных позднее во внешние части Солнечной системы, - "Галилео", "Кассини", "Улисс" - присутствует тот же эффект торможения, а значит, источником аномалии, скорее всего, являются не технические аспекты, имеющие отношение к конкретному аппарату. В настоящий момент члены группы склоняются к мнению о том, что причину следует искать в направлениях, связанных с так называемой "новой физикой".»
http://www.ntsomz.ru/news/news_cosmos/pioneer_29_june_2005

pioneers.jpg   pioneer.gif

Было установлено, что источником аномалии не являются технические аспекты. Например, специалисты из группы Андерсона, которые рассчитывали величину теплового эффекта, заявили, что "вклад тепловой радиации в аномальное торможение "Пионера" должен быть мал", и указали на то, что тепловое излучение уменьшается из-за разрядки батарей, а наблюдаемое торможение "Пионера" - постоянно. Более того, аппараты другой конструкции имеют такую же величину торможения. В попытках же объяснить аномалию тепловыми эффектами просматривается "подгонка" - у одних одни, у других другие результаты расчетов, но в любом случае эти эффекты малы и недостаточны для объяснения. Более точно аномальное торможения описывает формула диссипации (потери) кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля, с помощью которой можно рассчитывать космологическое красное смещение и эффект "аномалии Пионеров". Формула является универсальной и подходит для всех тел и частиц, включая фотоны: WT = H0hc/v, где c - скорость света, v - скорость частицы (тела). Например, если частица (тело) массой в 1 грамм (m = 0.001 кг) летит со скоростью 10000 м/c в течение 100 лет (t = 3155760000 сек), то волна де Бройля совершит число колебаний r/λ = vt/λ = tmv2/h = 4.76·1047, соответственно, диссипация кинетической энергии составит WD = (tmv2/h) · (H0hc/v) = H0cvtm = H0cpt = H0crm = 22.7 Дж, где r - пройденный путь r = vt, p - импульс p = mv, λ - длина волны λ = h/mv. При этом скорость снизится до 9997.7 м/с, а "красное смещение" волны де Бройля будет z = (10000 м/c - 9997.7 м/c) / 9997.7 м/c = 0.00023. Из формулы видно, что диссипация кинетической энергии прямо пропорциональна массе и пройденному расстоянию WD = H0crm, а также импульсу и времени WD = H0cpt, - чем больше импульс, тем больше потеря энергии за единицу времени. Например, тело массой в 1 килограмм при прохождении расстояния в 1 метр теряет кинетическую энергию WD = H0crm = 7.2·10-10 Дж. Соответственно, сила сопротивления движению равна FD = H0cm = 7.2·10-10 Н, а величина торможения ap = cH0 = (7.2 ± 0.36)·10-10 м/с2. Такая же величина торможения ap = (8.74 ± 1.33)·10-10 м/с2 (совпадает в пределах погрешности, плюс небольшой вклад тепловой радиации) была получена экспериментально в результате исследования эффекта "аномалии Пионеров". Т.е. формула WT = H0hc/v - рабочая, расчеты совпадают с экспериментальными данными и ей можно пользоваться. При таком торможении ap = cH0 получается, что если тело движется со скоростью 1 метр в секунду, то оно остановится через t = v/0 = 44 года, пройдя расстояние r = v2/20 = 700000 км, снижение скорости - 0.02 м/с за год. Фотоны рассчитываются аналогично, но только надо помнить, что потеря энергии не приводит к изменению скорости. Например, потеря энергии фотона ED = H0cvtm = H0tE = zE, где E - энергия фотона, а за один период колебания ET = H0hc/v = H0h = 1.6·10-51 Дж.
 
Не бывает кинетической энергии без волн де Бройля, поэтому они связаны с любой движущейся частицей, т.е. кинетическая энергия представляет волну де Бройля. У реальных волн де Бройля (не волн вероятности), так же как и у всех физических волн, частота колебаний равна v = v/λ. Энергия волны де Бройля для нерелятивистских частиц W = mv2/2 = hv/2.
 
Если возникают трудности с определением скорости движения, то достаточно преобразовать формулу, заменив в ней скорость на волну де Бройля: WT = H0hc/v = H0λmc (λ = h/mv). Получается, диссипация кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля равна произведению длины волны де Бройля на постоянную Хаббла, массу и скорость света. Т.е. отпадает вопрос относительности движения, достаточно знать длину волны де Бройля. Формулу можно считать точной, так как вычисляется всего один период колебания. То, что в формуле присутствуют только самые необходимые переменные и нет ничего лишнего, указывает на ее фундаментальность. Удивительная по своей простоте формула WT = H0hc/v - это настоящий переворот в представлениях о свойствах физического вакуума. Развеян миф о существовании в вакууме идеальных волн, распространяющихся без диссипации. Это еще раз подтверждает то, что любой идеализм недопустим в науке. Возможно, формула немного опережает свое время, так как, вопреки множеству экспериментальных фактов, еще сохранились предрассудки, что вакуум - это пустота (нет флуктуаций). Физика - это экспериментальная наука, поэтому, независимо от сохранившихся предрассудков, только по совпадению расчетных и экспериментальных данных можно судить, что является истиной, а что ересью. «Истина всегда рождается как ересь, а умирает как предрассудок» (Гегель). Физический вакуум представляет полевую среду, где даже в основном состоянии происходят квантовые флуктуации, их еще называют нулевыми колебаниями поля. Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния поля, которые при движении представляют волну. Поэтому волны для всех частиц рассчитываются одинаково: λ = h/p, соответственно, диссипация волн также одинаковая: WT = H0hc/v. Данная формула отражает тот факт, что у всех волн помимо таких свойств как длина, частота и энергия имеется еще и диссипация энергии. Такая, хотя и очень маленькая, потеря кинетической энергии, переходящая во внутреннюю энергию вакуума (энергию флуктуаций вакуума), для космических объектов представляет заметное торможение. Выведенная формула поможет сделать расчеты более точными.

 
«Ученые установили, что так называемая аномалия "Пионеров" - аномальное ускорение аппаратов Pioneer 10 и Pioneer 11 во внешней части Солнечной системы - имеет негравитационную природу.»
http://www.lenta.ru/news/2009/12/21/pioner/
 
Аномальное торможение было обнаружено у всех космических аппаратов, для которых это технически было возможно измерить, а также появились факты, указывающие на то, что тормозятся и астероиды.
 
«По идее, "эффект Пионеров" должен был оказать значительное влияние на него. И что самое интересное, этот астероид находится совсем не там, где по расчетам астрономов он должен был бы сейчас находиться.»
http://science.compulenta.ru/182831/
«... группа экспертов NASA под руководством Вячеслава Турышева считает, что "аномалия Пионеров" заслуживает самого пристального внимания. Не исключено, что изучение данного эффекта приведет к фундаментальным изменениям существующих законов физики.»
http://news.cosmoport.com/2004/11/29/1.htm
«ap = (8.74 ± 1.33)·10-10 m/s2  ...  ap = cH»
http://lnfm1.sai.msu.ru/grav/russian/life/chteniya/sagi2007/turyshev_Anomaly.pdf
 
В результате исследования эффекта "аномалии Пионеров" группой NASA под руководством В.Г.Турышева была получена формула ap = cH0 (совпадает в пределах погрешности), где ap - постоянная аномального торможения космических аппаратов (8.74 ± 1.33)·10-10 м/с2, H0 - постоянная Хаббла (2.4 ± 0.12)·10-18 с-1, c - скорость света. И, хотя формула приведена без лишних объяснений, из нее, согласно логике, прямо вытекает, что космологическое красное смещение и "аномалия Пионеров" - это один и тот же эффект, представляющий потерю кинетической энергии со временем, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. В этом можно убедиться, сделав простые расчеты. Постоянная Хаббла на один мегапарсек (74.2 ± 3.6) км/с. Свет проходит один мегапарсек (3.09·1019 км) за 3.26 миллиона лет (1.03·1014 сек). Умножив аномальное торможение на это время, получим величину, равную, в пределах погрешности, постоянной Хаббла на мегапарсек: (8.74 ± 1.33)·10-10 м/с2 × 1.03·1014 с = (90 ± 13.7) км/с.
 
Это говорит о том, что на все частицы, включая фотоны, действует аномальное торможение, но так как фотоны представляют волны, всегда движущиеся со скоростью света, то уменьшается только энергия. Аналогичная ситуация, когда фотоны теряют энергию (краснеют) в гравитационном поле, другие же частицы, которые могут покоиться, тормозятся, теряя скорость. Понятно, что если аномальное торможение действует на элементарные частицы, то оно будет действовать и на фотоны, так как они также являются частицами. Отсюда получается, что космологическое красное смещение можно рассчитывать при помощи постоянной аномального торможения. Аномальное торможение: V = apt, где t - время. Соответственно, "красное смещение" волн де Бройля: z = apt/v, где v - скорость частицы. Так как для всех частиц действует принцип корпускулярно-волнового дуализма, то по этой же формуле можно вычислять и красное смещение волн фотонов: z = apt/c, где c - скорость фотона (света). Для примера, эта же формула для фотона через постоянную Хаббла имеет вид: z = H0t и, соответственно, получается ap = cH0. Волны де Бройля для всех частиц, включая фотоны, рассчитываются одинаково: λ = h/p. Поэтому неудивительно, что экспериментально подтвердился тот факт, что "красное смещение" волн де Бройля для всех частиц, включая фотоны, также рассчитывается по одной формуле: z = apt/v. Например, если частица (тело) летит в течение 100 лет (3155760000 сек) и ее скорость 10000 м/c, то "красное смещение" волны де Бройля, вычисленное через постоянную аномального торможения, будет z = apt/v = (8.74·10-10 м/с2 × 3155760000 с) / 10000 м/c = 0.00027.
 
В космическом пространстве необходимо учитывать сопротивление, которое могут оказывать квантовые флуктуации вакуума. То, что они существуют и могут оказывать давление, подтверждено экспериментально. Движущиеся объекты "натыкаются" на флуктуации вакуума (динамический эффект Казимира), происходит как бы "трение" о виртуальные частицы. От флуктуаций вакуума "дрожат" электроны на атомных орбитах. Торможение космических аппаратов не связано с гравитацией, поэтому "аномалию Пионеров" и космологическое красное смещение правильнее было бы назвать - "эффект потери кинетической энергии в вакууме", а постоянную аномального торможения - "постоянной вакуумного торможения". Все эффекты, связанные с флуктуациями вакуума, настолько малы, что их очень сложно обнаружить, это же относится и к "эффекту потери кинетической энергии в вакууме". Флуктуации вакуума без разбора взаимодействуют со всеми элементарными частицами, включая фотоны. Согласно квантовой физике, физический вакуум это не пустота, а представляет материальную среду - квантовое поле, которое постоянно взаимодействует с вещественной материей - лэмбовский сдвиг, эффект Казимира и пр. Взаимодействие представляет силу, поэтому оно может влиять на движение. Если в статическом эффекте Казимира энергия флуктуаций подталкивает тела, приводя их в движение, то при динамическом эффекте Казимира, наоборот, из-за "столкновения" с флуктуациями энергия движения тел переходит в энергию флуктуаций вакуума. Т.е. даже в вакууме свободно движущееся тело за счет "эффекта потери кинетической энергии" в конце концов остановится и будет покоиться относительно флуктуаций физического вакуума. Например, если тело движется со скоростью 27 км/с, то примерно через миллион лет оно будет покоиться относительно вакуума, что по космическим меркам совсем небольшое время. Т.е. "Пионеры" из-за торможения не смогут далеко улететь, возможно, только пересекут облако Оорта. Получается, что вещество может увлекаться физическим вакуумом и наоборот. Возникает вопрос: если при динамическом эффекте Казимира происходит потеря кинетической энергии, то почему не наблюдается торможение планет? Видимо, большие массы планет увлекают с собой физический вакуум, что значительно снижает торможение о флуктуации. Например, даже своим вращением Земля "закручивает" (увлекает) физический вакуум.

 
«Спутник для измерения гравитационных возмущений пространства вокруг Земли подтвердил, что Эйнштейн был прав. Тело огромной массы - наша планета - действительно искривляет пространство, закручивая его своим вращением.»
http://galspace.spb.ru/indvop.file/26.html
«Согласно выводам из опыта Эйри следовало - орбитальное движение Земли полностью увлекает светоносную среду.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Аберрация_света
 
Также еще действуют приливные силы плюс орбитальный резонанс, благодаря которым планеты вращаются вокруг Солнца в одной плоскости, в одном направлении и по разрешенным орбитам - закон Боде. Например, известно, что Земля за счет приливных сил, наоборот, с каждым годом удаляется от Солнца на 15 см, а Луна от Земли на 3.8 см. На этом фоне, когда приливные силы сильнее, чем торможение, заметить действие аномального (вакуумного) торможения очень сложно.
 
«... орбита Урана обладает резонансом 1:3 относительно Сатурна, орбита Нептуна - резонансом 1:2 относительно Урана, орбита Плутона - резонансом 1:3 относительно Нептуна. Орбита Сатурна проявляет резонанс 2:5 относительно Юпитера ...»
http://www.hyperbolic-growth.ru/Finalnost_solnechnoj_sistemy.html
 
Также торможение может не проявляться на малых (атомных) расстояниях при орбитальном движении. Например, электрон в атоме может находиться только на разрешенных орбитах, поэтому он только "дрожит" без плавного торможения.
 
Дальнейшие исследования показали, что тот же эффект торможения присутствует и у других космических аппаратов - "Галилео", "Кассини", "Улисс" и он не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве. Поэтому "эффект потери кинетической энергии в вакууме" можно считать доказанным, так как он подтверждается новыми фактами. Постоянное увеличение числа космических аппаратов, у которых обнаруживается эффект торможения, в ближайшее время сделает "эффект потери кинетической энергии в вакууме" общепризнанным. Данный эффект, на первый взгляд кажущийся малозначительным - "маленьким облачком на научном небосводе", на самом деле представляет величайшее открытие, которое приведет к фундаментальному пересмотру существующих законов физики. Обнаруженный эффект "аномалии Пионеров" еще раз подтверждает правильность принципа корпускулярно-волнового дуализма, т.е. "красное смещение" волн де Бройля для всех тел и частиц, включая фотоны, одинаковое - одна формула. Поэтому для получения более точного значения постоянной Хаббла достаточно запустить космический аппарат с приборами, позволяющими точно измерить аномальное торможение, а не приблизительно определять ее по вспышкам сверхновых.
 
Обобщая факты, можно сформулировать закон вакуумного торможения (закон "красного смещения" волн де Бройля в вакууме). У всех свободно движущихся в вакууме тел и элементарных частиц, включая фотоны, происходит "красное смещение" волн де Бройля по одной и той же формуле z = apt/v, где ap - постоянная вакуумного торможения, t - время, v - скорость. На сегодня данный закон подтверждается всеми известными экспериментальными фактами и соответствует принципу корпускулярно-волнового дуализма. Первоначально считалось, что из частиц только фотоны являются волнами, но позже выяснилось, что все частицы представляют волны. Также предполагалось, что только у фотонов наблюдается красное смещение волн, сейчас же факты говорят о том, что у всех частиц имеется "красное смещение" волн де Бройля, и это открытие не менее важное, чем открытие корпускулярно-волнового дуализма. Данный закон вакуумного торможения ("красного смещения") также вытекает из ранее выведенной формулы WT = H0/v диссипации кинетической энергии за один период колебания волны де Бройля, которую можно упростить, представив через постоянную вакуумного торможения WT = aph/v.
 
Когда было обнаружено космологическое красное смещение, тогда еще не знали, что в вакууме существуют флуктуации и, соответственно, распространение электромагнитных волн сопровождается потерями (диссипацией) энергии за счет ее перехода во внутреннюю энергию вакуума. Поэтому было выдвинуто единственное, как в то время казалось, верное объяснение - эффект Доплера. Но не все с этим были согласны и споры продолжались. Одни считали, что оно связано с эффектом Доплера, другие, в том числе и Эдвин Хаббл, что происходит "старение света" ("усталый свет"), так как в природе (в материальном мире) не существует идеалистических волн, распространение которых не сопровождалось бы диссипацией энергии.

 
«Эдвин Хаббл, открывший красное смещение, показал, что оно связано не с эффектом Доплера, а с эффектом нарастания длины волны света по мере его движения.»
http://ritz-btr.narod.ru/privid.html
«Хаббл на основании множества наблюдений убедительно показал, что красное смещение не может иметь доплеровскую природу, Вселенная не расширяется, и никакого Большого взрыва не было. Хаббл высказался на эту тему в 1927 году на заседании Американского астрономического общества. Он предложил искать красному смещению другую причину, назвав ее условно "старением фотонов".»
http://fenina.mysupermarket.org.ua/view_articl.php?id=3
 
Сегодня для объяснения космологического красного смещения нет необходимости в теории Большого взрыва - достаточно современной квантовой теории поля, где вакуум - это материальная среда, представляющая "море" виртуальных частиц, которые не только "трясут" электроны, движущиеся по орбитам - лэмбовский сдвиг, но и влияют на движение любых элементарных частиц. В современных учебниках физики сказано, что у фотонов при взаимодействии с виртуальными частицами теряется электромагнитная энергия и это приводит к красному смещению спектральных линий светящихся объектов.
 
«Физический вакуум - материальная среда. Его материальность проявляется во взаимодействии с электронами атомов водорода (Лэмбовский сдвиг). ... Физический механизм изменения частоты или длины волны света заключается в возбуждении колебаний виртуальных частиц. Следовательно, часть энергии фотонов расходуется на возбуждение космического вакуума, что и приводит к красному смещению спектральных линий светящихся объектов.»
Учебник по физике. http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/u_course/Lekc/Part2/Glava6/6.16.htm
«Поляризация вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных пар из вакуума под влиянием электромагнитного поля.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Поляризация_вакуума
 
Под влиянием поля происходит смещение виртуальных частиц - поляризация вакуума. Т.е. потеря энергии электромагнитных колебаний происходит из-за "раскачивания" заряженных виртуальных частиц. По определению колебание волн - это преобразование одного вида энергии в другой и обратно, а любое преобразование энергии всегда сопровождается частичной потерей, происходит диссипация энергии волн. Именно диссипация энергии электромагнитных волн и создает космологическое красное смещение, а не эффект Доплера от ускорения галактик сверхъестественной темной силой.
 
Величина красного смещения z = (v0 - v)/v определяется соотношением частот источника и приемника - v0 и v. Т.е. по красному смещению можно определить насколько уменьшилась частота vz = v0 - v.

 
«Закон Хаббла - эмпирический закон, связывающий красное смещение галактик и расстояние до них линейным образом: cz = H0r, где z - красное смещение галактики, r - расстояние до нее, H0 - коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Хаббла, c - скорость света.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Хаббла
« H0 = 2.4·10-18 с-1(Гц) »
http://ru.wikipedia.org/wiki/Постоянная_Хаббла
«Используя классический закон Хаббла z = H0r/c для определения расстояний до галактик ...»
http://www.astrogalaxy.ru/858.html
 
По классическому закону Хаббла z = H0r/c = H0t, чтобы определить насколько уменьшилась частота фотона vz = v0 - v, надо постоянную Хаббла умножить на время жизни фотона и частоту vz = tvH0, но tv - это число колебаний n = tv. Отсюда, vz = nH0, т.е. прямая зависимость от количества колебаний vn = nH0, получается, cо временем частота уменьшается по закону экспоненты v(t) = v0e-H0t - такая же формула была получена методом "стандартных свеч", а, значит, нет никакой необходимости в мифической "темной энергии". Если же не учитывать зависимость от количества колебаний, то возникает ошибка в расчетах, создающая иллюзию сказочного ускорения. Рассмотрим все это более подробно.
 
Закон Хаббла связан с красным смещением электромагнитных квантов, поэтому, в соответствии с квантовой физикой, он должен быть представлен не только в классической, но и в квантовой форме. Для этого в классическую формулу зависимости красного смещения от времени z = H0r/c = H0t надо подставить время одного периода колебания T = 1/v, где v - частота фотона. Получим красное смещение за один период колебания ZT = H0T = H0/v и vZT = H0 - величину, на которую уменьшается частота фотона за период колебания (vz = v0 - v) и, соответственно, vn = nH0 - квантовую форму закона Хаббла, где n - число совершенных колебаний за пройденное расстояние n = t/T = r/λ = rv/c, vn - разность частот vn = v0 - v, λ - длина волны λ = c/v. Т.е. постоянная Хаббла - это квантовая величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания вне зависимости от длины волны, а чтобы определить насколько уменьшилась частота фотона, надо постоянную Хаббла (H0 = 2.4·10-18 Гц) умножить на число совершенных колебаний: vn = nH0 - формула космологического красного смещения частоты фотона. Например, фотон с частотой 6·1014 Гц (λ = 5·10-7 м), пройдя 40 мегапарсек (r = 1.234·1024 м), совершит число колебаний n = r/λ = rv/c = 2.47·1030. При этом его частота уменьшится на

vn = nH0 = 2.47·1030 × 2.4·10-18 Гц = 5.9·1012 Гц,

красное смещение будет

z = vn/v = 5.9·1012 Гц / 6·1014 Гц = 0.01
( z = vn/v = nH0/v = rvH0/cv = H0r/c = H0t = 0.01 ).

На малых расстояниях - полное совпадение с классическим законом Хаббла

z = H0r/c = (2.4·10-18 Гц × 1.234·1024 м) / 3·108 м/с = 0.01.

Диссипация энергии фотона за один период колебания: ET = hH0 = 1.6·10-51 Дж - квант диссипации энергии фотона, соответственно, hH0/c2 = 1.8·10-68 кг - квант массы, а максимальное (предельное) число колебаний, которое может совершить фотон за свою жизнь: N = E/ET = hv/hH0 = v/H0, где E - энергия фотона.
 
После представления закона Хаббла в квантовой форме vn = nH0 становится видно, что космологическое красное смещение частоты фотона имеет квантовую природу и зависит только от количества колебаний за пройденное расстояние. Т.е. это квантовый эффект, где имеет место именно диссипация энергии волн из-за "раскачки" вакуумных флуктуаций.

 
«В конце 1980-х проблема "раскачки" вакуумных флуктуаций заинтересовала многих ученых.»
http://www.popmech.ru/article/10440-energiya-vakuuma
 
Не бывает при эффекте Доплера зависимости от количества колебаний. Если частота с каждым периодом уменьшается на постоянную Хаббла, то такой процесс представляет диссипацию энергии волн, а не эффект Доплера.
 
Чтобы вывести квантовый закон Хаббла, достаточно посчитать красное смещение частоты фотона за один период колебания. Т.е. квантовый закон Хаббла выведен чисто математически, простым и логически понятным способом, поэтому он постепенно переходит в категорию общепризнанных и уже есть почти во всех русскоязычных электронных энциклопедиях. Википедия:

 
«... постоянная Хаббла - это величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания вне зависимости от длины волны, и чтобы определить насколько уменьшилась частота фотона, надо постоянную Хаббла умножить на число совершенных колебаний: vn = nH0
http://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Хаббла
 
Квантовый закон Хаббла (квантовый закон космологического красного смещения) гласит, что частота фотона при каждом колебании волны уменьшается на квантовую величину, равную постоянной Хаббла vn = nH0, это наблюдается как красное смещение. Т.е. постоянная Хаббла представляет квант красного смещения. Из-за того, что период колебания все время увеличивается, частота уменьшается со временем t по закону экспоненты v(t) = v0e-H0t, а длина волны растет λ(t) = λ0eH0t.

y = exp(-Hr/c) = exp(-Ht)
Зависимость частоты (энергии) от расстояния. Сверху на графике - время.
y = exp(Hr/c) = exp(Ht)
Зависимость длины волны от расстояния. Сверху на графике - время.

На графике видно, что за 9.3 миллиарда лет (2.9 гигапарсек) частота уменьшается в два раза. Частота фотона прямо пропорциональна энергии, соответственно, E(t) = E0e-H0t - формула затухания фотона, где постоянная Хаббла представляет показатель затухания электромагнитных колебаний. Налицо полное совпадение с экспоненциальным законом затухающих колебаний.
 
«ЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ, собственные колебания, амплитуда А которых убывает со временем t по закону экспоненты A(t) = A0e-at (a - показатель затухания) из-за диссипации энергии благодаря силам вязкого трения для механических затухающих колебаний и омическому сопротивлению для электромагнитных затухающих колебаний.»
http://dic.academic.ru/dic.nsf/natural_science/4301/ЗАТУХАЮЩИЕ
 
Работа лауреатов Нобелевской премии за 2011 год по изучению отдаленных сверхновых звезд типа Ia подтвердила, что наблюдаемое красное смещение частоты как для близких, так и для удаленных галактик соответствует v(t) = v0e-H0t - формула зависимости частоты фотона от времени. Выражение отражает экспоненциальный закон затухающих колебаний, где H0 - показатель затухания, представляющий величину, на которую уменьшается частота за один период колебания. Т.е., если t равно периоду колебания t = 1/v0, то, независимо от частоты, всегда v(t) = v0 - H0. Например, для удаленных галактик, находящихся на расстоянии 3.3 Гпк (t = 10.76 млрд лет = 3.43·1017 сек), наблюдаемое космологическое красное смещение будет

z = (v0 - v(t)) / v(t) = v0/v(t) - 1 = 1/e-H0t - 1 = eH0t - 1 = 1.3,

а не z = 2, как считается по теории расширения Вселенной, отсюда и яркость сверхновых ниже.
 
«При смещениях z = 2 ... скорость v = 0.8 с ... расстояние по красному смещению - составляет r = 3.3 Гпк (по эффекту Доплера)»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Космологическое_красное_смещение

Космологическое красное смещение галактик.
1 - по теории расширения Вселенной (по эффекту Доплера). 2 - по квантовому закону Хаббла и по методу "стандартных свеч". Сверху на графике - время.
Зависимость скорости от красного смещения по эффекту Доплера.
Зависимость скорости от красного смещения по эффекту Доплера (в процентах от скорости света). Сверху на графике - время.

«В работах лауреатов Нобелевской премии 2011 г. было обнаружено, что в удаленных галактиках, расстояние до которых было определено по закону Хаббла, сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается. Иными словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу "стандартных свеч", оказывается больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла. Был сделан вывод, что Вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускорением!»
http://hepd.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line%209-10-2011/n5.htm
«Итак, изучая удаленные от Земли сверхновые, лауреаты обнаружили, что те как минимум на четверть тусклее, чем предсказывает теория - это означает, что звезды расположены дальше, чем следовало из расчетов.»
http://lebed.com/2011/art5913.htm
 
Т.е., изучая удаленные сверхновые, лауреаты обнаружили, что расстояние, рассчитанное по эффекту Доплера, не соответствует реальному расстоянию до звезд. На сегодняшний день сверхновые Ia наблюдаются вплоть до z = 2. При z = 2 расстояние, вычисленное по эффекту Доплера, 10.8 млрд световых лет (3.3 Гпк), а по методу "стандартных свеч" 14.8 млрд световых лет (4.5 Гпк) - красное смещение растет экспоненциально z = eH0t - 1. Отсюда делают ошибочный вывод, что это Вселенная расширяется экспоненциально.
 
«... масштабный фактор Вселенной ведет себя асимптотически приблизительно так: a(t) ~ eH0t, - Вселенная будет экспоненциально расширяться, и этого не очень-то ожидали раньше. То есть это есть ускоренное расширение Вселенной, а раньше, по стандартной теории, выходило, что Вселенная должна расширяться с замедлением.»
Лекция А.Д.Линде. http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/u_course/Lekc/Part2/Glava6/6.16.htm
«...  a(t) ~ eH0t  ...  z + 1 = a0/a(t), где a(t) - космологический масштабный фактор в момент времени t, а a0 - его величина в настоящее время.»
http://www1.jinr.ru/Pepan/2012-v43/v-43-3/01_dol.pdf
 
По методу "стандартных свеч" установлено: a0/a(t) = eH0t, где a0/a(t) = z + 1, соответственно, z + 1 = eH0t и z = eH0t - 1. Возраст фотонов t = ln(z + 1) / H0. Т.е. астрономические наблюдения подтверждают, что красное смещение подчиняется экспоненциальному закону затухающих колебаний, в полном соответствии с квантовым законом Хаббла z = eH0t - 1 (классический закон Хаббла z = H0t).
 
Когда при исследовании удаленных галактик было обнаружено, что космологическое красное смещение происходит по экспоненциальному закону затухающих электромагнитных колебаний, а не по эффекту Доплера, то ради спасения теории Большого взрыва, вопреки законам физики, было придумано сказочное объяснение - ускоренное расширение Вселенной темной силой (энергией).

 
«Темная энергия в космологии - гипотетический вид энергии, введенный в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого ее расширения с ускорением.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Темная_энергия
 
Как можно говорить о расширении с ускорением, если в любой стороне, куда ни посмотреть, по эффекту Доплера получается, что молодые (дальние) галактики движутся быстрее, чем старые, т.е. со временем скорость становится меньше - торможение 22 км/c за миллион лет. При этом, каким-то волшебным образом, молодые галактики сразу после Большого взрыва оказались на окраине Вселенной. Получается, что в первые секунды после взрыва (13.7 млрд лет назад) все вещество находилось на поверхности сферы радиусом 13.7 млрд световых лет и почти со скоростью света удалялось от центра.

Большой взрыв. Расширение Вселенной.

Согласно теории расширения Вселенной, чем моложе галактики, тем быстрее они удаляются от нас. Т.е. ускорение галактик происходит в сторону самых первых секунд после Большого взрыва. Получается, что взрыв идет из точки Большого взрыва, а ускорение - наоборот и при этом с любой стороны от нас, что указывает на отсутствие какой-либо логики в теории. Этот абсурд сторонники теории объясняют тем, что при Большом взрыве могут нарушаться все законы физики и логики, а потому "полная свобода в выборе".
 
«В точке Большого взрыва и в других сингулярностях нарушаются все законы, а потому за Богом сохраняется полная свобода в выборе того, что происходило в сингулярностях и каким было начало Вселенной.»
Краткая история времени. От Большого взрыва до черных дыр. Стивен Хокинг.
«Стивен Хокинг, автор "Краткой истории времени", распроданной миллионными тиражами, с 30 лет полностью парализован.»
http://www.geo.ru/nauka/predmet/kreslo-stivena-khokinga
«Стивен Хокинг сегодня стал всемирным брендом, позволяющим продавать все, что угодно. Книги, фильмы, телепередачи, много умных слов, реклама - это то, что на поверхности и наиболее доступно для восприятия потребителя, далекого от науки.»
http://www.buro247.ua/lifestyle/strong/hawking-thegreat.html
 
Стивен Хокинг парализован - не может двигаться, говорить и писать. Понятно, что околонаучные книги подписывают его именем просто для фальшивой сенсационности - в расчете на потребителей, верящих в чудеса и далеких от науки.
 
Также противоречит логике утверждение, что космическое микроволновое фоновое излучение связано с Большим взрывом, так как в этом случае оно наблюдалось бы с одной стороны - со стороны взрыва, источника излучения. Например, если где-то взорвалась звезда, то будет видна одна точка - там, где произошел взрыв. Излучение всегда идет из точки излучения. Это относится ко всем источникам и даже к тем, которым более 13 млрд лет - они также видны как точечные.

 
«Были сопоставлены расстояния до далеких галактик, найденные по закону Хаббла (по эффекту Доплера) и по сверхновым Ia типа. Расстояние по сверхновым оказалось значительно больше.»
http://www.astrogalaxy.ru/785.html
 
Из-за того, что теория расширения Вселенной неправильно вычисляет расстояние по эффекту Доплера, удаленные галактики кажутся маленькими (компактными), а сверхновые типа Ia имеют яркость ниже. Например, для галактики UDFj-39546284, где z = 11.9, согласно квантовому закону Хаббла, расстояние будет t = ln(z + 1) / H0 = 1.06·1018 сек = 33.8 млрд световых лет (10.4 Гпк), а не 13.4 (4.1 Гпк), как считается по теории расширения, поэтому она и кажется компактной.
 
«UDFj-39546284 - компактная галактика, состоящая из голубых звезд, которые существовали 13.4 миллиарда лет назад, то есть примерно через 380 миллионов лет после Большого взрыва. ... Галактика имеет красное смещение z = 11.9.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/UDFj-39546284
 
Согласно теории Большого взрыва, при z = 11.9 по эффекту Доплера скорость галактики близка к скорости света и время течет очень медленно, все процессы замедляются в z + 1 = 12.9 раза. Соответственно, получается, что для нас прошло 380 миллионов лет, а для галактики 29.5 миллиона лет после Большого взрыва. Но для образования галактик требуется около миллиарда лет и за такое короткое время галактика образоваться не может.
 
«1 миллиард лет - Образование первых галактик.»
http://www.modcos.com/articles.php?id=105
 
Также, согласно теории относительности, если время замедляется в 12.9 раз, то, соответственно, должна увеличиваться масса в 12.9 раз. Т.е. чем дальше галактики, тем больше их скорость и, соответственно, масса. Отсюда получается бесконечно большая масса на расстоянии 13.7 млрд световых лет - первые секунды Большого взрыва.
 
«Вселенная возникла 13.7 млрд лет назад ... 10-43 секунд после Большого взрыва, в это время гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Большой_взрыв
 
Волны - это колебания некоторой среды, а иначе не наблюдались бы дифракция и интерференция. Электромагнитные волны - это колебания, в которых происходит преобразование электрической энергии в магнитную и обратно. Не бывает стопроцентного преобразования энергии, происходит диссипация - затухание волн, а так как у фотонов, если уменьшается энергия, то, соответственно, уменьшается частота - возникает красное смещение. Нет необходимости заниматься мифотворчеством, объясняя космологическое красное смещение вмешательством темных сил, "расталкивающих" галактики, так как обычные формулы затухающих электромагнитных колебаний, с учетом квантовых принципов, позволяют точно рассчитывать красное смещение для любых расстояний.
 
«Проверка показала, что данные почти идеально совпадают с моделью "усталого света" и сильно расходятся с фридмановской.»
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6797/
«И, наконец, после получения снимков очень удаленных объектов (z порядка 4) при помощи космического телескопа "Хаббл", когда должны были бы увидеть отдельные объекты ранней Вселенной, близкой к началу эволюции, выяснилось, что опять видны сложные образования (галактики). Ясно, что на формирование их структуры опять понадобилось бы огромное время, cоизмеримое с принятым по модели Большого взрыва возрастом Вселенной.»
http://bourabai.narod.ru/shtyrkov/evolution.htm
«Далекие галактики имеют слишком зрелое строение для теории большого взрыва.»
http://www.vseocosmose.ru/?p=646
 
Одной из главных задач космического телескопа "Хаббл" было увидеть границу Вселенной, но ее не обнаружили. Всюду наблюдается примерно одинаковая картина из галактик, не выделяющихся своим возрастом. Вселенная однородна, изотропна, нет эволюции металличности и нет видимых признаков Большого взрыва.
 
«... нет никакой существенной эволюции металличности родительских галактик GRB в интервале 0 < z < 6.»
Доклад в ГАИШ 05.04.13. http://sed.sao.ru/~vo/cosmo_school/presentations/Sokolov_paper.pdf
 
Нет эволюции металличности (нет старения со временем), а это означает, что нет возраста у Вселенной - она вечна!
 
Измерение расстояний методом "стандартных свеч" показало, что космологическое красное смещение происходит в точном соответствии с формулами квантового закона Хаббла. По сути получается, что Нобелевская премия в 2011 году была получена за подтверждение квантового закона Хаббла, где постоянная Хабла, исходя из электродинамики, - это показатель затухания электромагнитных квантов, представляющих волны.
 
Закон Хаббла, представленный в квантовой форме, позволяет производить точный расчет космологического красного смещения как для близких, так и для удаленных галактик. Например, расстояние до галактик, измеренное современным методом "стандартных свеч" (Нобелевская премия за 2011 год), не совпадает с вычисленным по эффекту Доплера (классический закон Хаббла), при этом полностью соответствует квантовому закону Хаббла.

 
«В квантовой теории поля вакуум постоянно порождает элементарные частицы, которые тут же и пропадают.»
Новости Роскосмоса. http://www.federalspace.ru/10373/
«Может показаться, что флуктуации вакуума это некоторые абстракции, возникшие в больном мозгу физика, но это не так. Их наблюдаемые проявления вполне могут быть экспериментально обнаружены в микромире.»
http://scorcher.ru/art/theory/vacuum/vacuum.php
 
В квантовой физике некоторые явления на первый взгляд кажутся абсурдными, например, корпускулярно-волновой дуализм. Также и с виртуальными частицами, несмотря на кажущийся "бред", квантовые флуктуации вакуума реально проявляют себя в эффекте Казимира, поляризации вакуума, спонтанной эмиссии фотонов и "дрожании" электронов на атомных орбитах. Под действием квантовых флуктуаций "дрожат" все элементарные частицы и, соответственно, космические аппараты "трясутся" как на неровной дороге, проходя через флуктуирующий вакуум, что приводит к их торможению. На сегодня существование квантовых флуктуаций вакуума является экспериментально подтвержденным фактом. Вакуум - это не пустота, а "море" виртуальных частиц, и надо учитывать их влияние на движение не только микрочастиц, но и космических объектов. Если виртуальные частицы влияют на движение микрочастиц, то, соответственно, они должны влиять и на движение больших тел. Поэтому, с точки зрения квантовой физики, в том, что происходит торможение, нет ничего необычного, за рубежом и у нас ведутся исследования в этом направлении.
 
«Физики предсказали возникновение трения в вакууме»
http://www.membrana.ru/particle/15726
«Торможение небесных тел частицами темной материи»
Кафедра физики частиц и космологии Физического факультета МГУ. http://ppc.inr.ac.ru/defence_2kurs.php
 
Наоборот, было бы странно, если бы движущееся тело от постоянного воздействия со стороны виртуальных частиц не тормозилось.
 
«Реальные микрочастицы постоянно подвергаются воздействию со стороны виртуальных и поэтому не могут находиться в покое. Они ведут себя как броуновские частицы. Вследствие воздействия виртуальных частиц вакуума, движущиеся реальные частицы имеют размытые траектории, что наблюдается, например как лэмбовский сдвиг уровней энергии электронов в атоме. ... Виртуальные пары частица-античастица постоянно возникают и исчезают, это явление определяют как флуктуации вакуума.»
http://www.portalus.ru/modules/philosophy/rus_readme.php?subaction=showcomments&id=1265364227
 
При движении тел такое воздействие со стороны виртуальных частиц создает разность давления, приводящее к торможению. Надо заметить, что в вакууме определенное торможение возникает еще и относительно микроволнового фонового излучения, так как электромагнитные волны также создают давление. И даже просто свет звезд вызывает торможение, так как, чем больше скорость движения, тем большее число звезд будет видно спереди, чем сзади.
 
Несколько лет назад (2008), когда еще никто не занимался исследованиями трения в вакууме (не было публикаций) и данная работа, пожалуй, была единственной, сам факт трения был неприемлем и встречался в штыки приверженцами классических представлений о вакууме, как пустом пространстве. Но когда и другие ученые начали заниматься аналогичными исследованиями и появились публикации на тему трения (торможения) в вакууме, взгляды по этому вопросу стали меняться. А в 2011 году было получено прямое экспериментальное подтверждение, т.е. было экспериментально установлено, что движущееся тело "толкает" вперед виртуальные частицы (динамический эффект Казимира) и, соответственно, тормозится.

 
«В первую очередь хотим поблагодарить Вас за столь смелую и новаторскую статью "Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума". Ее прочтение вызвало целый ряд дискуссий в нашей организации. По существу вопроса можем ответить следующее. Основной результат Вашей работы, а именно, формула для расчета диссипации энергии различными объектами при движении в физическом вакууме не просто делает попытку объяснить некоторые наблюдаемые экспериментальные отклонения от существующих теоретических представлений о подобном движении. Она претендует на смену парадигмы существующей научной картины мира! Ведь речь идет об изменении скорости движения тел относительно физического вакуума. А этой проблемой занимаются тысячи людей уже на протяжении двух столетий!»
Федеральное космическое агентство (РОСКОСМОС)."

Доклад «Квантовый закон Хаббла»
в МГУ (13.03.13, 18.10.13), ИОФ РАН (29.01.14), МАИ (29.04.15), РУДН (28.04.16).
Опубликован в журнале «Инженерная физика» (№ 3, 2014).

 

ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА

Теория Большого взрыва - это "теория космической глупости"

«В 1927 году католическая церковь впервые предложила теорию Большого взрыва. Ее выдвинул католический монах по имени Жорж Леметр.»
http://www.metodolog.ru/00371/00371.html
«Монсиньор Жорж Анри Жозеф Эдуард Леметр (17 июля 1894 - 20 июня 1966) - бельгийский римо-католический священник, почетный прелат, профессор физики и астроном Католического университета Лувена. Отец (позднее монсиньор) Жорж Леметр предложил теорию происхождения Вселенной, которая сегодня известна под названием модели Большого взрыва, хотя он сам назвал ее "гипотезой первичного атома". ... Леметр пошел дальше Фридмана, сделав вывод о том, что должно иметь место первоначальное "подобное творению" событие.»
Научный богословский портал. http://www.bogoslov.ru/persons/299792/index.html
«Жорж Леметр является автором теории расширяющейся Вселенной»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Леметр,_Жорж
«Жорж Леметр создал теорию Большого взрыва, отстаивающую факт сотворения Вселенной. Он считал, что у этого мира было начало и его ждет конец, и что это знание послужит обращение к вере в Создателя многих людей.»
http://ru.al-shia.org/page.php?id=1582&page=16
 
Возникновение теории связано с религиозно-идеалистической философией. Ее сформулировал бельгийский священник, астроном и президент Папской академии наук Жорж Леметр. Католическая теория Большого взрыва представляет картину сотворения мира в научном обличии, а ее задача "обращение к вере в Создателя многих людей".
 
«Ж.Леметр был священником и он подгонял космогонию вселенной под религиозные писания.»
http://www.proza.ru/2017/05/24/928
 
Нетрудно догадаться, кто стимулирует для этой теории такой беспрецедентный информационный пиар - выпуск множества заказных фильмов, замаскированных под научные, постоянная организация бесплатных (проплаченных) лекций, проповедующих Большой взрыв, и даже видна работа агентов влияния на форумах в Интернете, где они выделяются среди простых участников форума большим количеством сообщений. Для продвижения теории применяются методы внушения, вместо научного доказательства.
 
«Ложь, повторенная тысячу раз, становится правдой.»
http://ru.wikiquote.org/wiki/Йозеф_Геббельс
 
Нужно относиться критически к работам ангажированных ученых. В России спонсирование проповедников теории Большого взрыва идет не напрямую от зарубежных религиозных институтов, а для маскировки грантами через НКО, такие как "иностранный агент" фонд "Династия".
 
«Можно ли сквозь Большой взрыв разглядеть предыдущую Вселенную? Лекция прочитана по приглашению фонда "Династия".»
http://elementy.ru/lib/431919
 
Одна из задач "иностранного агента" фонда "Династия" - направлять российскую науку по ложному пути. Например, на Физическом факультете МГУ председатель фонда "Династия" академик В.А.Рубаков читает псевдонаучные лекции о Большом взрыве - http://www.dynastyfdn.com/about/procedure  http://ppc.inr.ac.ru/news.php .
 
«Как создается Пятая колонна... Фонд "Новая Евразия" является еще одним примером НПО со специфическими политическими целями. Он основан американским фондом "Евразия", европейским фондом "Мадарьяга" (руководитель бывший генсек НАТО Хавьер Солана) и российским фондом "Династия" (основан Соросом).»
http://www.proza.ru/2017/05/24/928http://rusblog31.blogspot.ru/2012/04/blog-post_1665.html
 
Взрыв из точки вообще невозможен, так как при размере меньше гравитационного радиуса даже частица фотон не сможет вырваться. Т.е. при взрыве скорость движущейся массы должна намного превышать скорость света, а это невозможно, так как противоречит законам физики и всем известным экспериментальным фактам.
 
«При этом важнейшим постулатом является принцип, что фундаментальные законы природы (в частности, законы физики), установленные и проверенные в лабораторных экспериментах на Земле, остаются верными для всей Вселенной и все явления, наблюдаемые во Вселенной, могут быть объяснены на основе этих законов.»
Физическая энциклопедия. ВСЕЛЕННАЯ.
 
Если опираться на веру, а не на законы физики и экспериментальные факты, то можно создать бесконечное количество наукообразных фейковых теорий. Аргумент, что все в это верят, говорит только о хорошем пиаре и не является в физике доказательством правильности теории. Физика - наука не для верующих, а для думающих людей.
 
«Большой взрыв - явное указание на то, что Вселенная была сотворена из ничего, иными словами, - что она была сотворена Аллахом. Астрономы же, приверженные материалистической философии, продолжали упорно противиться принятию очевидного - теории Большого взрыва - и защищать идею бесконечной Вселенной.»
Исламский информационный портал. http://www.islam.ru/content/nauka/628
 
Вечный спор между материалистической и идеалистической философиями: что первично - бытие или сознание?
 
«Теперь борьба между материалистической и идеалистической философиями идет в области более сложных вопросов, более сложных проблем. Она касается основных взглядов на строение материи и Вселенной, на возникновение, развитие и дальнейшую судьбу как отдельных частей, так и всей Вселенной в целом.»
Курс общей астрономии. http://www.bibliotekar.ru/astronomia/4.htm
 
Теория Большого взрыва - это пережиток идеализма, возврат в средневековье. Можно вспомнить, как в свое время приверженцы религиозно-идеалистической философии выступали против закона всемирного тяготения Ньютона, работ Коперника и Галилея, а Джордано Бруно, утверждавший, что Вселенная бесконечна, был сожжен на костре. Только в 1992 году Ватикан официально признал, что Земля не является неподвижным телом и, действительно, вращается вокруг Солнца. Несмотря на сильное влияние, которое оказывает идеалистическое мировоззрение на общественное мнение, в конечном итоге в науке всегда побеждают материалистические представления, а все идеалистические теории оказываются на свалке истории.
 
«Вселенная - это безграничный мир, бесконечный в пространстве и во времени, представляющий собой все разнообразие форм существования материи. Вселенная никогда не имела начала и никогда не будет иметь конца, она всегда существовала и будет существовать. Все это касается Вселенной в целом, точнее говоря - материи, из которой она состоит. Отдельные же ее части, например Земля, Солнечная система, звезды и даже звездные системы - галактики, постоянно то тут, то там возникают, зарождаются, совершают долгий путь развития и, наконец, прекращают свое существование в этом виде, с тем чтобы образующая их материя приняла новую форму. Сама же материя, постоянно изменяя свою форму, не уничтожается никогда; она вечна, и вечно ее движение. ... По мере развития науки и техники раздвигаются границы исследования Вселенной, открываются более далекие от нас миры и подтверждается учение о бесконечности Вселенной.»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.405.
 
Вселенная бесконечна и никогда не имела начала, а космологическое красное смещение можно объяснить только затуханием электромагнитных волн. Энергия волн переходит в энергию флуктуаций вакуума, где постоянная Хаббла - это квантовая величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания, вне зависимости от длины волны. Т.е., чтобы определить насколько уменьшилась частота фотона, надо постоянную Хаббла умножить на число совершённых колебаний: vn = nH0 - формула космологического красного смещения частоты фотона (квантовый закон Хаббла), где n - число совершенных колебаний, H0 - постоянная Хаббла 2.4·10-18 с-1(Гц).
 
Несколько лет ходил в Москве почти на все публичные лекции и семинары, где читались псевдонаучные лекции о "Большом взрыве" и всем присутствующим раздавал статью «Квантовый закон Хаббла». Помню в культурном центре ЗИЛ (22.11.2012) была лекция В.А.Самодурова "Как рождаются звезды". Самодуров так боялся этой статьи, что попросил администратора, чтобы она не давала мне раздавать статью. Несмотря на различные препятствия, удалось пройтись по всем московским астрономическим институтам и раздать статью. В результате на сегодня практически прекратились публичные лекции и семинары о "Большом взрыве". Простой и логически понятный "Квантовый закон Хаббла" одержал победу над сказочной теорией "Большого взрыва".

 

ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ ГРАВИТАЦИИ

Гравитация - это преломление волн в физическом вакууме

Исходя из ОТО и опираясь на современные представления о физическом вакууме, физическую природу гравитационного поля можно представить как изменение плотности вакуума под действием массы тела, приводящее к изменению показателя преломления вакуума - "кривизне" пространства. Такой подход позволяет рассматривать гравитационное взаимодействие как результат преломления волн в неоднородной среде. Физический вакуум является полевой средой, в которой могут распространяться электромагнитные волны - фотоны. Если среда неоднородна, то частица фотон будет замедляться, попадая в более плотные области среды, а также будет изменять свое направление движения в сторону большей плотности, например, такое наблюдается при прохождении света от звезд вблизи Солнца во время затмения. Корпускулярно-волновой дуализм присущ всем элементарным частицам. "Волновая теория строения элементарных частиц" (http://alemanow.narod.ru) рассматривает частицы, имеющие массу покоя, как замкнутые волны в полевой среде. При движении волны по кругу также будет возникать смещение (преломление) в сторону более плотной среды, что проявляется как действие гравитации. Т.е. получается, согласно общей теории относительности, вследствие возрастания показателя преломления вакуума смещаются не только фотоны, но и происходит смещение остальных элементарных частиц, так как они также представляют волны, только движущиеся по кругу, - замкнутые продольные электромагнитные волны, как писал Эйнштейн, - сгущения электромагнитного поля.
 
«... элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, ...»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
«... скорость света в вакууме при наличии гравитационного поля не является строго постоянной величиной, но несколько уменьшается при возрастании гравитационного потенциала ... Вблизи поверхности Солнца показатель преломления вакуума имеет величину 1,00000424 ... Но вследствие возрастания показателя преломления вакуума при приближении к Солнцу, т.е. вследствие оптической неоднородности вакуума вблизи Солнца (напоминающей оптическую неоднородность земной атмосферы), угол отклонения лучей Солнцем оказывается, как показывают вычисления на основе формулы (25'), в 2 раза большим. Отклонение лучей в гравитационном поле, предсказанное теоретически Эйнштейном в 1915 г., было подтверждено наблюдениями, сделанными в 1919, 1922 гг. и последующих годах при полных солнечных затмениях.»
Путилов К.А., Фабрикант В.А. Курс физики. 84. C.411.C.413. http://bib.convdocs.org/v21043/путилов_к.а.,_фабрикант_в.а._курс_физики_том_3._оптика,_атомная_физика,_ядерная_физика
«Согласно общей теории относительности, в сильном гравитационном поле течение времени замедляется. Поэтому для внешнего наблюдателя процесс падения какого-либо тела в черную дыру должен протекать бесконечно длительное время.»
http://www.astronautica.ru/zvezdnaya-vselennaya/galaktiki-vselennoi/205.html
«У гравитационного радиуса черной дыры время останавливается и замирает.»
http://secretspace.ru/index_698.html
 
Значит, на поверхности черной дыры прекращаются колебания в электрическом контуре, электрический ток останавливается, даже фотоны и нейтрино перестают двигаться - полная остановка всех процессов. Получается, и черные дыры также останавливаются, отсюда, слияние черных дыр невозможно, так как процесс протекает бесконечно длительное время. Т.е. слияние черных дыр запрещено общей теорией относительности. Когда же делается заявление, что наблюдалось слияние черных дыр, и при этом сам эксперимент очень дорогой, то возникает подозрение, может, это просто для оправдания затрат - обязательно нужно было получить результат, даже если он "липовый".
 
Согласно ОТО получается, что фотоны под действием гравитации не ускоряются, а, наоборот, замедляются, т.е. на фотоны не действует гравитационная сила, а искривление лучей происходит из-за изменения показателя преломления вакуума ("искривление" пространства). Это означает, что у фотонов нет гравитационной массы, а есть только инертная масса - импульс (кинетическая энергия).

 
«Полная энергия света - это чисто кинетическая энергия, ...»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.121.
 
Электромагнитные волны состоят из электрической и магнитной индукции, а гравитация с этими полями не взаимодействует, и вообще между полями может действовать только принцип суперпозиции.
 
Рассмотрим процессы, которые могут приводить к изменению внутренней энергии и, соответственно, плотности физического вакуума.

 
«Нулевые колебания - флуктуации квантовой системы (обычно квантового поля) в основном (вакуумном) состоянии. ... эффект Казимира делает нулевые колебания наблюдаемыми.»
Физическая энциклопедия. НУЛЕВЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
«Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нем виртуальных частиц.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира

Флуктуации вакуума.
 Флуктуации вакуума. 

«Виртуальные частицы - кванты релятивистских волновых полей, участвующих в вакуумных флуктуациях.»
Физическая энциклопедия. ВИРТУАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
 
Вакуумные флуктуации (нулевые колебания) представляют вакуумную форму энергии (внутреннюю энергию квантового поля). Экспериментально установлено, что виртуальные частицы при определенных условиях могут переходить в реальные частицы, например, от столкновения с веществом - динамический эффект Казимира.
 
«Система быстро вращающихся зеркал, превращающая виртуальные фотоны в реальные, позволила впервые продемонстрировать динамический эффект Казимира."»
http://www.popmech.ru/article/9145-dinamicheskaya-razvirtualizatsiya/
 
Если вакуумные флуктуации (нулевые колебания полевой среды), сталкиваясь с веществом, могут превращаться в реальные частицы, то должна уменьшаться плотность энергии флуктуаций вакуума, что приводит к увеличению плотности физического вакуума.
 
«Однако позже выяснилось, что пустота - "бывший эфир" - носитель не только электромагнитных волн; в ней происходят непрерывные колебания электромагнитного поля ("нулевые колебания"), рождаются и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и вообще все элементарные частицы. Если сталкиваются, скажем, два протона, эти мерцающие ("виртуальные") частицы могут сделаться реальными - из "пустоты" рождается сноп частиц. Пустота оказалась очень сложным физическим объектом. По существу, физики вернулись к понятию "эфир", но уже без противоречий. Старое понятие не было взято из архива - оно возникло заново в процессе развития науки. Новый эфир называют "вакуумом" или "физической пустотой".»
Академик А.Мигдал.
 
От флуктуаций вакуума "дрожат" электроны на атомных орбитах - лэмбовский сдвиг. От сильных флуктуаций электроны могут перескакивать на более высокие орбиты, т.е. может происходить поглощение энергии из вакуума.
 
«... нет необходимости предполагать, что энергия корпускул превращается в теплоту; мы можем представить себе, что она превращается в сильно пронизывающее излучение, которое может выделяться из тяготеющего тела.»
Дж.Томсон.
 
Вещество "трясет" от флуктуационных колебаний вакуума, которые в веществе частично превращаются в реальные частицы - устойчивые возбужденные состояния поля, при этом уменьшается энергия вакуума. Возникшие возбужденные состояния поля фотонного типа заметно разогревают большие массы вещества (планеты, звезды). Возникшие возбужденные состояния поля нейтринного типа проникают через вещество, почти не взаимодействуя с ним, унося с собой энергию, полученную из вакуума. Из частиц только фотоны и нейтрино не распадаются и не аннигилируют.
 
«Вселенная еще заполнена и квантами света - фотонами, число которых около 500 в каждом кубическом сантиметре Вселенной, в миллиарды раз больше, чем протонов. ... в каждом кубическом сантиметре пространства находятся и около 500 штук реликтовых нейтрино. Мир не только "светел", но и "нейтринен".»
Журнал "Наука и жизнь". 2000. 2. С.26.
 
Также можно предположить, что в центре галактик, где находится большая масса вещества, из вакуумных флуктуаций рождаются не только фотоны и нейтрино, но и другие элементарные частицы, которые в магнитном поле галактики разделяются на две струи (спиральные рукава). Например, выброс частиц на Солнце также происходит по линиям магнитной индукции. Наблюдаемое синхротронное излучение подтверждает существование сильного межгалактического магнитного поля. Магнитное поле, поворачиваясь, образует рукава в виде спирали. Чем быстрее поворачивается магнит, тем сильнее закручена спираль. Сильное магнитное поле в центре галактики можно наблюдать в виде "бара" (пересеченные спиральные галактики), где спиральные ветви начинаются не в центре ядра, а у концов своеобразной перемычки, проходящей через ядро.

bar.jpg

«Примерно у половины S-галактик ядро сильно вытянуто и спиральные рукава начинаются с концов ядра. Такие галактики (пересеченные спиральные, или спиральные с перемычкой - "баром") обозначаются как SB-галактики.»
Физическая энциклопедия. ГАЛАКТИКИ.
«Магнитные поля галактик играют важную роль в динамике межзвездной среды и в процессах звездообразования. Магнитное поле, в частности, ответственно за удержание космических лучей в галактике, за вытянутую форму и волокнистую структуру многих типов туманностей, оно играет решающую роль в процессах переноса момента количества движения из межзвездных облаков при формировании звезд и в перераспределении момента количества движения между протозвездами и протопланетами. ... В спиральных галактиках магнитное поле наиболее сильно в спиральных рукавах, где оно в среднем вытянуто вдоль рукавов.»
Физическая энциклопедия. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ГАЛАКТИК.
«Несколько лет назад с помощью радиоастрономических наблюдений было обнаружено, что из ядра нашей собственной Галактики происходит непрерывное истечение водорода. Каждый год ядро выбрасывает массу газа, равную полутора солнечным массам. Но так как Галактика, по самым скромным оценкам, существует не менее 10 миллиардов лет, то за это время из ядра, видимо, была выброшена масса, равная массе 15 миллиардов солнц!»
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/4817/
«Изучение радиогалактик позволило предположить, что в каждом ядре есть какое-то тело, обладающее незвездными свойствами, которое выбрасывает из себя огромные массы газов. ... Галактики, вероятно, начинают свое существование как образования неопределенной формы - типа Магеллановых облаков. Под влиянием активности их ядер они постепенно принимают спиральную структуру. Выбрасывающиеся из ядра массы располагаются вблизи ядра вдоль магнитных силовых линий, которые затем из-за вращения галактики закручиваются и образуют спиральные ветви. Эти ветви должны беспрерывно возобновляться путем выбросов вещества из ядра, так как из-за утечки вещества вдоль магнитных силовых линий ветви могут исчезнуть через относительно короткое время в несколько сотен миллионов лет. Каким образом пополняется масса ядер, мы пока еще не знаем.»
http://znaniya-sila.narod.ru/universe/uni001_05.htm
«Газовые рукава участвуют во вращении вокруг галактического центра и одновременно удаляются от него (радиальная скорость ближайшего рукава примерно 50 км/с).»
Физическая энциклопедия. ГАЛАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР.

galaxy.jpg     M51     NGC 5754     NGC 2442

Наблюдаемый огромный выброс вещества из ядер галактик происходит вдоль магнитных силовых линий и приводит к тому, что возникают рукава, которые из-за вращения удаляются от центра в виде спиралей. Возникает форма, аналогичная вращающимся фейерверкам.

feirverk.jpg

Спиральные галактики можно считать "космическими фейерверками".
 
«Главной задачей теории спиральной структуры, опирающейся на наблюдательные данные, является объяснение двух моментов. Первый - почему многие галактики, содержащие диски как элемент своей структуры, имеют отчетливо выраженный спиральный узор, охватывающий весь видимый в оптическом диапазоне диск? И второй - почему этот узор существует на протяжении многих оборотов галактики, несмотря на разрушающее действие дифференциального галактического вращения? Действительно, если бы спиральный узор существовал в течение короткого интервала времени, мы не наблюдали бы его в большом числе дисковых галактик. С другой стороны, дифференциальное вращение растягивает любое образование в диске, заставляя его исчезнуть за один - два оборота диска.»
http://www.astronet.ru:8100/db/msg/1245721/lec.17.1.html
 
Установлено, что все звезды в спиральных рукавах движутся примерно с одной линейной скоростью, т.е. угловая скорость разная. Если считать, что галактики вращаются согласно классической модели, то достаточно пары оборотов, чтобы от спиралей не осталось и следа, - все перемешается. Поэтому, чтобы спиральность сохранялась, движение должно быть таким, как в фейерверке, где частицы образуют симметричную спираль и движутся примерно с одной скоростью независимо от расстояния до центра. Также возникновение спиральных рукавов нельзя объяснить какими-то волнами, так как в этом случае не было бы такой симметрии, да и нет причин, чтобы волны двигались по кругу, а не распространялись в пространстве. Потом, почему магнитное поле вытянуто вдоль рукавов и почему спирали парами, кто "следит" за их количеством? Откуда может появиться сила, способная закрутить такую массу звезд, пыли и газа в одном направлении, с одинаковой линейной скоростью, да так, чтобы были симметрично расположены парные рукава, которые каким-то чудесным образом не перемешиваются при вращении? Также, согласно расчетам, гравитация не способна удержать такое вращение. Симметричное расположение спиральных рукавов, их форма закручивания и сам вид спиралей, рассеивающихся на концах, как у фейерверков, прямо указывает на то, что вещество исходит (выбрасывается) именно из центра галактики. Потом, расстояния между спиральными рукавами слишком большие, чтобы они могли как-то по иному синхронизировать такую симметрию. Диаметр галактик доходит до сотен тысяч световых лет. В природе нет таких полевых сил, которые бы смогли на таких громадных расстояниях из туманности или из скопления звезд образовать такую симметричную пару спиральных рукавов. Гравитационное взаимодействие на таких расстояниях ничтожно. Благодаря космическому телескопу "Хаббл" получены детальные снимки спиральных галактик, где ясно видно как текущие струи вещества из "бара", загибаясь на его концах, перетекают в спираль. И такую картину нельзя объяснить никакими "волшебными" волнами. Например, отток материи из "бара" в спираль хорошо видно в галактике NGC 1365, где еще в самом "баре" струи вещества имеют симметрию относительно центра, откуда они вытекают. На снимке видно, что в самом центре галактики происходит движение по кругу. Можно предположить, что когда направление движения совпадает с направлением магнитного поля, то вещество с дальних (крайних) орбит начинает увлекаться полем и это видно в виде симметричных струй, начинающихся с небольшим смещением от центра и текущих в сторону концов "бара".

NGC 1365

«Для NGC 1365 характерен отток материи, природа которого не выяснена.»
http://yastro.narod.ru/a3/a_news327.htm
 
Аналогичный отток материи из "бара" в спираль можно наблюдать и в других галактиках, например, в NGC 1300.

NGC 1300

На снимках видно, что нет никаких волн, а вещество, вытекая из центра галактик, загибается на краях бара там, где, видимо, становится слабым действие магнитного поля и замедляется скорость вещества из-за трения о вакуум (эффект "аномалии Пионеров"). Также видно, что круговое движение вещества в центре галактики совпадает с направлением поворота спиралей. Несмотря на то, что спирали имеют разнообразную форму закручивания, они всегда в паре и всегда симметричны между собой, но гравитационное поле не умеет "считать", чтобы создавать всегда именно пары спиральных рукавов. Поэтому здесь может быть только единственное объяснение - спирали образованы струями вещества, исходящими из центра галактики. Т.е. "кипящие" флуктуации вакуума, представляющие виртуальные частицы, под воздействием больших масс вещества частично переходят в реальные частицы, которые в магнитном поле, разделяясь на две струи, образуют спиральные рукава.

positron.jpg

«Карта неба в аннигиляционном излучении электрон-позитронных пар. Яркое пятно в центре означает, что в центральной области нашей Галактики каждую секунду аннигилирует более 1043 позитронов.»
http://znaniya-sila.narod.ru/universe/uni001_06.htm
«Еще более интригующим является тот факт, что в центральной области Галактики до сих пор не обнаружено точечных источников гамма-излучения. Это означает, что позитроны равномерно заполняют эту область пространства, так что в ней каждую секунду аннигилирует около 15 миллиардов тонн материи.»
http://phys.unn.ru/gazeta/64.pdf
 
В центре галактики, в ее самой яркой области, из флуктуаций вакуума возникает в большом количестве как вещество, так и антивещество. Только электронов и позитронов каждую секунду аннигилирует около 15 миллиардов тонн. Можно предположить, что преимущественно рождаются частицы, а не античастицы, которые в межгалактическом магнитном поле разделяются на две струи (у магнита два полюса), образуя два спиральных рукава. Если полюсов больше двух (возможно, но крайне редко), то и спиралей будет больше, но их количество всегда четное, так как магнитные полюса всегда парные. Если магнитное поле слабое, то не видно "бара" и спиральные рукава размытые. Астрономические наблюдения подтверждают то, что спиральные галактики растут изнутри.
 
«Это говорит в пользу давно высказанной, но ничем не подтвержденной гипотезы, говорящей о том, что спиральные галактики растут изнутри. Что, рождаясь в центре, звезды начинают убегать от него по тем самым спиралям, обильно рассыпая металлы в начале пути и производя их все меньше и меньше, когда они достигнут периферии.»
Спиральные галактики растут изнутри. http://gifakt.ru/archives/cosmos/spiralnye-galaktiki-rastut-iznutri/
 
Вакуум материален, поэтому неудивительно, что вакуумная форма материи может переходить в вещественную и наоборот. Если частицы могут рождаться из флуктуаций вакуума, то должен существовать и обратный процесс. Возможно, вещество "растворяется" в вакууме на концах спиралей, где снова превращается в энергию вакуумных флуктуаций. Галактический круговорот энергии.
 
«... вакуумное, или низшее по энергии, состояние следует представлять не в виде "пустого" пространства, а как своеобразную среду флуктуирующих с большой амплитудой полей.»
Физическая энциклопедия. ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТ.
 
Амплитуда флуктуаций в разных областях полевого пространства может быть различной. Чем больше амплитуда флуктуаций, тем ниже плотность. Вещество как диссипативная среда преобразует энергию флуктуаций в различные устойчивые возбужденные состояния поля. Вакуумные флуктуации "бьются" о вещество (эффект Казимира), "трясут" частицы (лэмбовский сдвиг) и теряют энергию. Возникает отрицательное значение плотности энергии гравитационного поля:

w = -γM2/r4

(формула для шара, при r большем, чем его радиус), где γ - гравитационная постоянная, M - масса шара, r - расстояние от центра шара. Например, на поверхности Земли в каждом кубическом метре пространства величина полевой энергии имеет отрицательное значение 5.7·1010 Дж, что, согласно соотношению W = Mc2, соответствует 6.4·10-7 кг, для сравнения - такую же величину гравитационной энергии связи на поверхности Земли имеет тело массой 920 кг.
 
«... напряженность гравитационного поля неподвижной материальной точки массой M, находящейся в начале координат, равна G = -γM/r2, ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.75.
 
Соответственно, гравитационный поток:

Фγ = -γMS/r2,

где S - площадь. Плотность энергии гравитационного потока:

w = -G2/8πγ,

Знак минус в формуле связан с отрицательным значением гравитационной энергии. Например, энергия гравитационного поля (потока) шара:
 
« U = -M2/5R »
Задачи по общей физике. И.Е.Иродов. 2001. С.344.
 
Где M - масса шара, R - радиус шара. Чем больше масса, тем больше величина отрицательной энергии гравитационного поля вокруг шара, что означает уменьшение внутренней энергии физического вакуума. Например, гравитационное поле Земли имеет отрицательную энергию 2.2·1032 Дж, что, согласно соотношению W = Mc2, соответствует 2.5·1015 кг, для сравнения - масса Земли 5.98·1024 кг. Если же радиус шара равен гравитационному радиусу R = M/c2, то масса отрицательной энергии гравитационного поля равна Mполя = -0.3M, т.е. гравитационный дефект массы составляет почти треть от первоначальной массы, соответственно, для образования "черной дыры" будет не хватать трети массы, которая при сжатии уходит в виде излучения. Дальнейшее сжатие или увеличение массы шара приведет к тому, что масса шара по абсолютной величине сравняется с массой гравитационного поля и их суммарная масса (энергия) будет равна нулю. Надо заметить, что частица фотон не может притяжением попасть в "черную дыру", так как в гравитационном поле скорость света замедляется, т.е. теоретически свет не может как войти, так и выйти из "черной дыры".
 
«... энергия гравитационного взаимодействия отрицательна, ...»
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.123.
 
Чтобы уменьшить энергию гравитационного потока (по абсолютной величине), необходимо затратить энергию.
 
«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Вакуумное состояние поля условно принято за нулевой уровень энергии, так как могут быть уровни как с положительной, так и с отрицательной энергией относительно нулевого состояния, так же как, например, нулевая линия на шкале Цельсия. Энергия флуктуаций вакуума (поля) в веществе может превращаться в устойчивые возбуждённые состояния поля. Чем ближе к массе, тем меньше внутренняя энергия вакуума, что приводит к увеличению его плотности. Гравитационная энергия поля имеет отрицательное значение, что означает уменьшение энергии вакуума ниже нулевого уровня.

 

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Возбужденные состояния полевой среды

В качестве подсказки, как устроены частицы, природа предоставила такую элементарную частицу как фотон, который представляет электромагнитную волну, где видно, что именно волна является устойчивым возбужденным состоянием поля - стабильной элементарной частицей. Исходя из аналогии, можно предположить, что и другие элементарные частицы также имеют волновую природу. Согласно современным представлениям, частицы - это возбужденные состояния поля, но пока нет однозначного ответа, какова полевая структура этих состояний. Фотон - это дискретная электромагнитная волна, представляющая поперечное электромагнитное возмущение, состоящее из кванта электрического и кванта магнитного потоков, сопровождаемое парциальными волнами, которые из-за интерференции не излучаются. Такое образование является стабильным возбужденным состоянием электромагнитного поля. Это же относится и к дискретным замкнутым продольным электромагнитным волнам, движущимся по синфазным (боровским) орбитам, где, согласно принципу Гюйгенса, в результате интерференции парциальные волны гасят друг друга и излучение не возникает. Такие замкнутые волны также являются стабильными возбужденными состояниями поля, но, в отличие от фотонов, они могут покоиться в пространстве, так как волны замкнуты, т.е. они имеют энергию (массу) покоя. Ближайшие "родственники" элементарных частиц - это атомы, которые также являются орбитально-волновыми системами (на орбитах укладывается целое число длин волн). Физический вакуум представляет сложную среду с необъяснимыми пока свойствами, в которой могут распространяться поперечные электромагнитные волны. Продольные же волны могут быть только в замкнутом виде, при этом для них, так же как и в атомах, разрешены только определенные размеры орбит, видимо, это связано со структурой вакуума.
 
«В квантовой теории также есть предел локализации частицы - ее комптоновская длина волны lC = h/mc, ...»
Физическая энциклопедия. ГРАВИТАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
 
Элементарные частицы представляют возбужденные состояния квантового поля. Например, электрон - это дискретное отрицательное возмущение поля в один квант заряда, движущееся синфазно по орбите в виде продольной замкнутой волны (на орбите укладывается одна длина волны λ = h/mc) с радиусом, представляющим предел локализации частицы:

Re = h/mc = 3.9·10-13 м.

Движущееся электрическое возмущение представляет ток смещения поля. Магнитный момент замкнутого тока:

Me = ecRe/2 = eh/m (магнетон Бора).

Сила тока, создающего магнитный момент:

Ie = ec/λ = emc2/h = 19.8 А,

где m - масса электрона, e - квант заряда, с - скорость света, h - постоянная Планка. Такое волновое возмущение поля, когда на орбите укладывается одна длина волны (боровская орбита, как в атоме), является устойчивым возбужденным состоянием поля, так как при синфазном орбитальном движении волна себя не гасит, а возникающие вторичные волны, интерферируя в окружающем полевом пространстве, гасят друг друга, не излучаясь.
 
«... стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.357.
 
Движущееся отрицательное или положительное волновое возмущение поля в один квант заряда представляет электрический ток смещения, поэтому может двигаться только по замкнутой боровской орбите - ток, согласно законам электродинамики, всегда замкнут. При этом орбитальное движение совершает только энергия (масса) электрического потока, магнитный же поток создается круговым током смещения и не движется, поэтому масса магнитного потока не участвует в образовании момента количества движения - спина, т.е. возникает "удвоенный магнетизм" спина. В электромагнитной волне энергия (масса) электрического потока равна энергии (массе) магнитного потока. Отсюда спин электрона:

L = mcRe/2 = h/

где Re - эффективный радиус орбиты, по которому движется электрическое возмущение поля Re = h/mc.
 
«"Удвоенный магнетизм" спина подтверждается, в частности, опытом Эйнштейна и де Хааза и опытом Барнетта.»
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.107.
«... замкнутые токи и связанные с ними магнитные моменты.»
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
 
Надо заметить, что классический радиус электрона не имеет ничего общего с реальным размером электрона, так как при расчете как бы забывают, что электрон, кроме электрического потока, обладает магнитным потоком, т.е. обладает электромагнитной энергией и рассчитывать электрон надо как электромагнитное возмущение поля.
 
«Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то произойдет его возбуждение - рождение частицы, ...»
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.
 
Частица - это возбужденное состояние квантового поля и, если количество квантов больше или меньше, чем их в вакууме (невозбужденном состоянии), то такое возбужденное состояние поля представляет элементарную частицу, обладающую зарядом. Понятно, что если возникает область с избытком в один квант, то, соответственно, образуется область с недостатком в один квант, т.е. возникают две разноименные области и тем самым выполняется закон сохранения заряда. Все свойства электронов имеют электромагнитную природу, поэтому электрон, так же как и фотон, - это чисто электромагнитная частица - возбужденное состояние квантового электромагнитного поля. Например, гамма-фотон, состоящий из двух разноименных областей возмущения, может при столкновении распасться на положительное и отрицательное возмущение, т.е. на позитрон и электрон.
 
«Рождение электрон-позитронных пар происходит, в частности, при прохождении гамма-фотонов через вещество.»
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.277.
 
Первая из элементарных частиц, у которой стало известно ее строение, - это частица фотон, состоящая из двух квантов - кванта электрического потока (заряда) 1.602·10-19 Кл и кванта магнитного потока 2.068·10-15 Вб. Остальные элементарные частицы также состоят из различных комбинаций этих двух квантов. Поэтому в свойствах элементарных частиц можно встретить постоянную Планка, которая представляет их произведение h = 2eФ0. Эти фундаментальные кванты являются кирпичиками всей материи. Из них образуются всевозможные комбинации дискретных электромагнитных волн, представляющие элементарные частицы. На первый взгляд кажется, что волны - это неустойчивые образования, но факты говорят об обратном, например, фотон - это электромагнитная волна, которая абсолютно устойчива и представляет стабильную элементарную частицу. Замкнутые электромагнитные волны также представляют устойчивые образования, из них состоят частицы, имеющие массу покоя.
 
«Оказалось, что всем частицам вещества, например электронам, присущи не только корпускулярные, но и волновые свойства, и была установлена возможность взаимопревращения элементарных частиц.»
Физическая энциклопедия. ФОТОН.
 
Одни волновые формы возбужденного состояния поля могут переходить в другие волновые формы - взаимопревращение элементарных частиц.
 
«В таком подходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
 
При аннигиляции электрон с позитрон превращаются в электромагнитные волны, что прямо указывает на их электромагнитную природу. Как писал Эйнштейн: "Элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля".
 
Все элементарные частицы, а не только фотоны имеют электромагнитную природу. В основе материи лежит квантовое электромагнитное поле, кванты которого, смещаясь в виде токов смещения, образуют различные возмущения поля, представляющие элементарные формы материи. Дискретные поперечные возмущения (волны) представляют фотоны, продольные замкнутые - лептоны, продольные замкнутые стоячие - партоны, из которых образованы адроны (протон - из трех партонов). Замкнутые стоячие волны представляют "переменные магниты" и, если частоты совпадают (резонанс), то между ними возникают взаимодействия, которые также зависят от их ориентации (все ядерные силы, представляющие сильные взаимодействия, являются резонансными).

 
«... опыты по неупругому рассеянию электронов высоких энергий на нуклонах выявили зернистую ("партонную") структуру протона и нейтрона.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.552.
«... кварки являются лишь вспомогательными образами (типа магнитных полюсов в электродинамике), пусть и удобными для описания различных явлений и свойств адронов, но не носящими фундаментального характера.»
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.62.

 

ОРИЕНТАЦИЯ СПИНА ФОТОНА

Ориентация момента количества движения поперечного возмущения

Теоретически считается, что спин фотона имеет только продольную ориентацию, но такая точка зрения не имеет однозначного экспериментального подтверждения. Фотоны - это поперечные волны, которые могут иметь следующие типы поляризации: эллиптическую, циркулярную (круговую), линейную (плоскую). Направление момента количества движения у поперечных возмущений всегда связано с поляризацией. Отсюда получается, что спин фотона может иметь не только продольную ориентацию, которая связана с круговой поляризацией.
 
«Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. Этому свойству в классической электродинамике соответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Фотон
 
С другой стороны, аннигиляцию электрона и позитрона с образованием трех фотонов можно объяснить, если спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению, только тогда не нарушается закон сохранения кинетического момента системы, например, сохраняется векторная сумма моментов до аннигиляции и после.

электрон + позитрон --> три фотона foton3.gif

«... ортопозитроний аннигилирует в три гамма-кванта ...»
Физическая энциклопедия. ПОЗИТРОНИЙ.
 
Если спины всех фотонов ориентированы по направлению движения (или против), сумма равна 0. Если спины двух фотонов - по направлению движения и один - против (или, соответственно, наоборот), сумма равна 2. Согласно закону сохранения момента количества движения системы, после реакции должен сохраняться суммарный спин, равный 1, а такое возможно только в том случае, когда спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению (перпендикулярно плоскости разлета), например, у двух фотонов - в одну сторону и у одного - в противоположную.
 
«Важнейшими законами сохранения, справедливыми для любых изолированных систем, являются законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда.»
Физический энциклопедический словарь. СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ.
«Спин J связан со строгими законами сохранения момента количества движения и поэтому является точным квантовым числом.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
«Спин J - собственный момент импульса частицы, измеряется в единицах h/2π и принимает целые и полуцелые значения.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.540.
 
Так как распространяющиеся поперечные возмущения поля могут иметь разные типы поляризации, можно предположить, что линейно поляризованные фотоны имеют поперечную ориентацию спина, а циркулярно поляризованные - продольную. Аналогия: линейно поляризованные возмущения, распространяющиеся по натянутому шнуру, имеют поперечную ориентацию момента количества движения, а циркулярно поляризованные - продольную. Все поперечные возмущения переносят момент количества движения, ориентация которого зависит от типа поляризации.
 
«Тем самым свойство правой или левой циркулярной поляризации присуще отдельному фотону. ... Тем самым свойство линейной поляризации вдоль осей Y или Z также присуще отдельному фотону.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1999. Т.3. С.16.
«... различают следующие типы поляризации поперечных синусоидальных волн: эллиптическую, циркулярную (или круговую), линейную (или плоскую).»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.388.
«... перенося энергию и импульс, момент импульса; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
 
Рассмотрим другой пример, когда аннигилируют электрон и позитрон с образованием двух фотонов.
 
«... парапозитроний аннигилирует в два гамма-кванта ...»
Физическая энциклопедия. ПОЗИТРОНИЙ.
 
Если после аннигиляции спины фотонов ориентированы по направлению движения или против, то в этом случае нарушается закон сохранения момента количества движения, так как система из электрона и позитрона имела нулевой момент количества движения, а после аннигиляции система из двух фотонов имеет момент количества движения, не равный нулю во всех случаях, кроме одного, когда пара электрон и позитрон до аннигиляции покоилась относительно наблюдателя. Для наглядности рассмотрим крайний случай, когда пара электрон и позитрон движется со скоростью, близкой к скорости света. После аннигиляции два фотона, согласно закону сохранения импульса, будут двигаться в том же направлении, в котором двигались электрон и позитрон и, если спины фотонов ориентированы по направлению движения или против, то в сумме момент количества движения будет не равен нулю.

                                      -->
 электрон + позитрон -->   два фотона       наблюдатель
                                      -->

Еще один пример. Известно, что гравитация не влияет на момент количества движения и не может изменить направление спина (гироскоп сохраняет свое направление), но под действием гравитации фотон может изменить направление движения (гравитационная линза). Поэтому, если считать, что спин фотона был направлен по направлению движения, то после действия на него гравитации направление движения фотона может измениться и уже не будет совпадать с направлением спина. Это же относится и к другим частицам, включая нейтрино, для которого также ошибочно считается, что его спин всегда направлен по направлению движения или против. Спин - это момент количества движения и он никак не связан с направлением движения частицы. Поля могут изменять направление движения частицы, но это никак не влияет на направление спина. На этом принципе построены все гироскопы.
 
Подведем итог. Постулат о том, что фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1, является неверным.

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Электродинамическое взаимодействие, образованное токами электрического смещения поля

«Всякое возмущение в пространстве распространяется со скоростью не выше скорости света. В частности, электрическое поле при смещении точечного заряда не просто переместится вместе с зарядом, как в случае бесконечно большой скорости распространения поля, а меняется более сложным образом. Возникают эффекты, связанные с запаздыванием появления поля на больших расстояниях от заряда, которые могут быть описаны введением индукции магнитного поля.»
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.
 
Магнитное поле (поток) можно рассматривать как релятивистский эффект (эффект движения), связанный с запаздыванием распространения электрического смещения поля. Согласно формуле преобразования полей B = μ0[vD], магнитная индукция возникает при движении электрического потока. Магнитную энергию можно трактовать как кинетическую энергию движущихся электрических потоков Wм = Mэv2 sin2a, где Mэ - масса электрического потока, v - скорость движения, a - угол между направлением движения и вектором D.
 
« B = [vE]/c2 »
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 1991. С.135.
«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов (тока) и нестационарности создаваемого ими электрического поля (тока смещения).»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
 
Магнитное поле возникает как результат движения электрических зарядов (потоков), но еще недостаточно рассмотрен сам механизм его возникновения. Постараюсь проанализировать и описать электродинамические процессы, протекающие при движении электрических зарядов.
 
Возмущения поля не распространяются мгновенно, для возникновения возмущения требуется определенное время. При движении заряда возмущение поля, возникая в том месте, куда переместился заряд, и одновременно исчезая в том месте, откуда он переместился, образует в пространстве токи электрического смещения, которые имеют обратное направление. Примеры расчетов обратных токов смещения приведены в учебниках.

 
«Пример. Точечный заряд q движется равномерно и прямолинейно с нерелятивистской скоростью v. Найти вектор плотности тока смещения в точке P, находящейся на расстоянии r от заряда на прямой, перпендикулярной его траектории и проходящей через заряд. Решение: jсм = -qv/r3
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.302.
 
Отсюда, за пределами радиуса r от движущегося точечного заряда течет обратный ток смещения:

Iсм = -qv/2r.

Получается, если заряд в 1 Кл движется со скоростью 2 м/с, то за пределами радиуса в 1 м течет обратный ток смещения силой в 1 А, плотность же обратного тока смещения на расстоянии 1 м равна 0.16 А/м2. Т.е., если движется заряженный шар радиусом в 1 м, с зарядом в 1 Кл и со скоростью 2 м/с, то полный обратный ток смещения, который он создает, равен 1 А. Отсюда следует, что ток смещения не влияет на величину магнитной индукции, так как независимо от величины тока смещения (размера шара) магнитная индукция вокруг шара всегда равна B μ0q[vr]/r3. То, что ток электрического смещения не создает магнитную индукцию, входит в противоречие с постулатом, утверждающим, что ток смещения создает такое же магнитное поле, как и ток проводимости. Причина возникновения такого противоречия в том, что на ток смещения, без экспериментальной проверки, были перенесены магнитные свойства тока проводимости. Т.е. был упущен тот факт, что магнитное поле, согласно электродинамике, представляет движущийся электрический поток B = μ0[vD], а не ток, так как в формуле D - это плотность электрического потока. Соответственно, для определения магнитной индукции необходимо рассматривать не то, как течет ток проводимости или смещения, а как движется электрический поток. Данная формула, представляя закон магнитной индукции, лежит в основе всех остальных формул. Например, вместе с движущимся зарядом движется его электрический поток. Зная плотность связанного с зарядом движущегося электрического потока D = qr/r3, можно, согласно B = μ0[vD], вычислить плотность магнитного потока вокруг заряда B μ0q[vr]/r3. Аналогичным образом, зная, что с каждым движущимся зарядом связан движущийся электрический поток, выводятся и другие формулы для расчета магнитной индукции. Например, плотность движущегося электрического потока вокруг прямого бесконечного провода с током D = P/r = q/rL, где P - плотность движущихся зарядов в проводе (P = q/L), r - расстояние от провода. Согласно B = μ0[vD], получим B = μ0qv/rL = μ0I/r, где I - сила тока (I = Pv = qv/L). Все это относится как к току проводимости, так и к току смещения, т.е. сначала надо рассмотреть движение электрических потоков, а потом, согласно B = μ0[vD], определить магнитную индукцию.
 
«... поле B точечного заряда q, движущегося с постоянной нерелятивистской скоростью v. ... B = μ0q[vr]/4πr3 ...»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.155.
«... магнитная индукция поля прямого тока B = μ0I/r
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.208.
 
Знак минус в формуле Iсм = -qv/2r означает, что ток смещения течет в обратном направлении. При этом ток смещения возникает независимо от того, движется ли заряд самостоятельно или, например, по проводнику, где ток смещения распространяется в пространстве за пределами проводника и, если рядом находится другой проводник, то в нем обратный ток смещения будет переходить в ток проводимости. Т.е. ток смещения будет замыкаться током проводимости - это явление называется электромагнитной индукцией.
 
«Для магнитного поля, так же как для электрического, справедлив принцип суперпозиции; ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.236.
«... ток смещения по своей сути - это изменяющееся со временем электрическое поле.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
 
Для тока смещения, как и для поля, действует принцип суперпозиции (для любого тока действует принцип суперпозиции), т.е., если движутся несколько зарядов, то их обратные токи смещения складываются в пространстве согласно принципу суперпозиции. Например, плотность обратного постоянного тока смещения вокруг тонкого прямого провода бесконечной длины:

jсм = -I/r2,

где r - расстояние от оси провода, I - постоянный ток в проводе. Т.е. не только вокруг движущегося заряда, но и вокруг проводника с током течет обратный ток смещения.
 
«... каждый заряд возбуждает поле, совершенно не зависящее от наличия других зарядов.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.204.
 
Независимо от того движется заряд самостоятельно или, например, в проводнике, всегда в окружающем пространстве вместе с ним движется электрический поток. Там, где происходит движение электрических потоков, всегда течет ток смещения, даже если не изменяется электрическое поле (электрическая напряженность). Например, если движется заряд, то вокруг него возникает электрический ток смещения, когда же по проводнику движется множество зарядов, представляя постоянный ток проводимости, то электрическое поле в пространстве не изменяется, но суперпозиция токов смещения от всех движущихся зарядов представляет постоянный ток смещения, который течет в обратном направлении.
 
«Ток смещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленным движением зарядов.»
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
«Ток смещения, в отличие от тока проводимости, не сопровождается выделением теплоты.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.290.
 
Электрический ток смещения поля течет без сопротивления, а раз нет сопротивления, то нет и напряженности (закон Ома). Электрическая напряженность поля возникает только при изменении тока смещения как вихревое электрическое поле. Например, возникновение вихревого электрического поля при включении и выключении электромагнита говорит о том, что ток смещения поля при включении возрастает, а при выключении уменьшается. В период, когда магнитное поле не изменяется, плотность тока смещения также не изменяется и, соответственно, нет вихревого электрического поля, поэтому постоянное магнитное поле не действует на покоящиеся электрические заряды. Линиями тока смещения поля можно наглядно представить электродинамику полевых процессов, так как любые изменения поля всегда связаны с токами смещения. В книгах по электродинамике хотя и говорится, что при движении зарядов в окружающем пространстве текут токи смещения, но, к сожалению, ни одного рисунка, наглядно изображающего этот процесс, так и не удалось найти.
 
Рассмотрим токи смещения, возникающие при движении электрических зарядов.

Ток смещения вокруг движущегося заряда

На рисунке знаком (+) обозначена область, куда переместился положительный заряд и где возникает возмущение (электрическое смещение поля), т.е. распространяется положительное электрическое возмущение поля. Знаком (-) обозначена область, где раньше был заряд и где исчезает возмущение, т.е. распространяется отрицательное возмущение. Линиями изображен обратный ток смещения поля, стрелками - направление тока. Надо заметить, что ток смещения "стекает" в (-)-область, хотя возмущение распространяется из (-)-области (аналогия с током проводимости, где отрицательно заряженные электроны движутся в одну сторону, но принято считать, что ток течет в обратном направлении). Распространение возмущения из (+)-области совпадает с направлением тока смещения. Когда движутся несколько зарядов, надо отдельно рассматривать каждый движущийся заряд, а потом суммировать все токи смещения, которые их сопровождают, на основе принципа суперпозиции. При движении цепочки зарядов поперечные токи смещения, имеющие встречное направление, взаимонейтрализуются и образуется постоянный обратный ток смещения.

Токи смещения вокруг движущихся зарядов

Ток проводимости представляет движение зарядов, поэтому в окружающем пространстве возникает обратный ток смещения. Когда ток течет по витку, то в окружающем пространстве возникает круговой ток смещения, имеющий обратное направление. При изменении тока смещения образуется вихревое электрическое поле. Если рядом с витком тока расположить, например, сверхпроводящий контур, то в нем за счет обратного тока электрического смещения синхронно, но в обратном направлении возникает индукционный ток. Ток смещения как бы замыкается через сверхпроводящий проводник.
 
«... вихревое поле без каких бы то ни было добавочных сил может вызвать непрерывное течение электричества по замкнутым проводам. Это течение и наблюдается в виде индукционных токов.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.252.
 
Также самоиндукция связана с обратными токами смещения, с запаздыванием распространения возмущений. При остановке зарядов обратные токи смещения, еще некоторое время продолжая течь (как возмущения поля), воздействуют на заряды.
 
«Максвелл приписал току смещения лишь одно - способность создавать в окружающем пространстве магнитное поле.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
 
Точнее, ток смещения сам представляет магнитное поле. Магнитная сила притяжения возникает между двумя проводниками с током, когда обратные токи смещения полевой среды текут в одном направлении, - токи стремятся слиться. Отталкивание же возникает, когда обратные токи смещения полевой среды текут навстречу друг другу, - токи стремятся разойтись. Таким образом, магнитная сила - это обычная гидродинамическая сила, возникающая между текущими потоками среды. Например, если два диска вращаются в одном направлении, то между ними возникает сила притяжения. Если же они вращаются в противоположных направлениях, то, наоборот, возникает сила отталкивания. Это происходит потому, что своим вращением диски увлекают воздух, потоки которого создают гидродинамическую силу притяжения или отталкивания. На покоящийся заряд магнитное поле не действует, так как вокруг него не текут токи электрического смещения поля. На практике же не рассматривают распространяющиеся смещения поля, представляющие движущиеся электрические потоки, а пользуются линиями магнитной индукции, рассматривая взаимодействие с ними электрических токов. Линии магнитной индукции не являются силовыми линиями (линиями действия силы), например, направление вектора магнитной силы, возникающей между параллельными проводниками с постоянным током, не совпадает с направлением линий магнитной индукции. Т.е. индукционные линии магнитных полей силовыми не являются, так как не показывают направление силы, действующей на элементарный ток. Также в данном примере видно, что магнитное поле не является вихревым, так как у вихревых полей работа сил при движении по замкнутой линии может быть отлична от нуля, что является признаком вихревого поля. Вихревые поля могут возбуждать вихревые электрические токи. Таким образом, постоянное магнитное поле является соленоидальным, но не вихревым.
 
«Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы.»
Физическая энциклопедия. СИЛА.
«Работа сил вихревого электрического поля при движении электрического заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.189.
 
Работа сил вихревого электрического поля или вихревого магнитного поля при движении электрического заряда или магнита по замкнутой линии может быть отлична от нуля. Например, в электромагнитных волнах электрические и магнитные потоки являются вихревыми.
 
«... магнитное же поле - соленоидальное.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.170.
«... ускоритель, использующий вихревое магнитное поле.»
Физическая энциклопедия. БЕТАТРОН.
 
Магнитное поле, хотя соленоидально, но не всегда является вихревым. Надо заметить, что некоторые авторы книг по электродинамике путают соленоидальные поля с вихревыми, индукционные линии с силовыми. У электрического поля, действительно, индукционные линии совпадают с силовыми, но это никак не относится к магнитному полю, где индукционные линии не всегда совпадают с силовыми линиями действия поля.
 
Также по линиям магнитной индукции, например, невозможно определить направление силы, действующей на покоящийся электрический заряд в момент включения электромагнита в случае, когда магнит и заряд находятся в покое, т.е. по линиям магнитной индукции невозможно определить направление силы, действующей на покоящийся заряд в переменном магнитном поле. Представляя магнитное поле линиями токов смещения, таких проблем не возникает. По силе, действующей на покоящийся электрический заряд в момент включения электромагнита, можно определить направление тока смещения в конкретной точке магнитного поля. Изменение любого электрического тока всегда связано с электрической напряженностью.

 
«Магнитное поле, непостоянное во времени, оказывает силовое действие на покоящиеся электрические заряды и приводит их в движение; ...»
Физический энциклопедический словарь. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
 
Данное правило не дает ответа на главный вопрос: куда действует сила? И по сути оно является неверным, так как не учитываются токи смещения (магнитное поле вообще не действует на покоящиеся заряды). Правильной же является такая формулировка: переменное магнитное поле представляет переменный ток электрического смещения, который проявляется как вихревое электрическое поле и оказывает силовое действие на покоящиеся электрические заряды. Например, если покоящийся заряд находится в центре соленоида, то при включении или выключении тока в соленоиде на заряд не действует сила, несмотря на то, что изменяется поток магнитной индукции, так как в центре соленоида ток смещения отсутствует и, соответственно, отсутствует вихревое электрическое поле. Достаточно взглянуть на примеры в учебниках, из которых видно, что ток смещения в центре соленоида отсутствует.
 
«Пример. Найти плотность тока смещения как функцию расстояния r от оси соленоида.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.303.
 
Таким образом, фундаментальное правило имеет исключение: в центре соленоида переменное магнитное поле не оказывает силового действия на покоящиеся электрические заряды и не приводит их в движение. Ось соленоида - это "мертвая" линия магнитного поля, вокруг которой текут электрические токи смещения. Такая "мертвая" линия имеется у любого магнита.
 
Для примера рассмотрим эксперимент, где электромагнитная индукция возникает "без магнитного поля". В центральной точке между двумя электромагнитами, где магнитное поле, согласно принципу суперпозиции полей, равно нулю, установлен пробный электрический заряд.

[N] (+) [S]

[N] и [S] - полюса двух электромагнитов, (+) - пробный положительный электрический заряд.
 
Если электромагниты выключать по отдельности, то на заряд будет действовать сила, направленная вверх.
 
«Электромагнитная индукция - возникновение электрического поля, электрического тока или электрической поляризации при изменении во времени магнитного поля или при движении материальных сред в магнитном поле.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.
«... изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле ...»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.248.
 
При одновременном выключении электромагнитов на заряд также будет действовать сила, направленная вверх, хотя магнитное поле в точке, где находится заряд, всегда будет оставаться равным нулю. Т.е. в точке, где находится заряд, магнитное поле не изменяется и всегда равно нулю, но тогда почему на заряд действует сила? Парадокс с электромагнитной индукцией можно объяснить присутствием токов смещения, которые текут в одном направлении и складываются согласно принципу суперпозиции. Обнаружить токи смещения можно по силе действующей на заряд в момент включения или выключения электромагнита. Данный пример показывает, что переменный ток смещения, действует на покоящийся электрический заряд даже в тех точках поля, где нет магнитной индукции. Т.е. фундаментальное утверждение, что изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое, не всегда соответствует действительности, так как вихревое электрическое поле может возникать даже в тех точках, где нет магнитной индукции. В приведенном примере электромагниты можно заменить на постоянные магниты, которые раздвигаются симметрично относительно покоящегося заряда. Также можно привести и другие примеры, например, возникновение индукционного тока внутри трубки, по которой течет переменный ток, хотя магнитная индукция внутри трубки отсутствует. Т.е., рассматривая переменные магнитные поля, необходимо учитывать не только магнитную индукцию, но и токи смещения. В пространстве, где нет изменения плотности тока смещения, - нет магнитной индукции, например, внутри трубки, по которой течет ток. За пределами же трубки плотность тока смещения изменяется, что представляет магнитную индукцию.
 
«Если провод имеет вид трубки, то снаружи индукция B определяется формулой (6.18), а внутри - магнитное поле отсутствует.»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.165.
 
Если сделать виток из трубки, а внутри трубки расположить виток провода, то в проводе будет возникать индукционный ток. Магнитное поле внутри провода, имеющего вид трубки, отсутствует, но индукционный ток возникает, т.е. изменяющийся ток смещения проявляется как вихревое электрическое поле. Плотность обратного постоянного тока смещения внутри прямого провода бесконечной длины, имеющего вид трубки:

jсм = -I/r2,

где r - радиус провода, I - постоянный ток в проводе. Если нет изменения плотности тока смещения, то на движущийся заряд не будет действовать сила Лоренца. Изменение плотности тока смещения представляет магнитную индукцию. Также величина магнитной индукции зависит и от других факторов, в том числе и от кривизны, по которой течет ток смещения.
 
В пространстве вокруг магнита (в магнитном поле) непрерывно текут токи электрического смещения, которые можно обнаружить, например, как вихревые электрические поля при включении и выключении электромагнита.
 
Во многих случаях магнитное поле удобнее представлять линиями электрического тока смещения или как движущиеся электрические потоки, тем самым из-за наглядности уменьшается вероятность технических ошибок. Например, в учебной литературе направление линий магнитной индукции между обкладками конденсатора изображено неправильно - в обратную сторону, т.е. получается такой разворот рамок с током (стрелки указывают направление тока).

conden2.gif

condens.gif
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.

На самом деле у магнитного поля между обкладками конденсатора линии магнитной индукции направлены в обратную сторону. Например, вихревые токи будут иметь обратное направление, так как токи смещения между обкладками конденсатора "прямые", а не "обратные". Всем, кто пытался измерить магнитное поле, создаваемое токами смещения (не токами поляризации) в конденсаторе, удавалось обнаружить только магнитное поле, образованное токами проводимости в обкладках конденсатора. В этом случае разворот рамок с током будет выглядеть так.

conden1.gif

Направление магнитной индукции между обкладками конденсатора можно просто определить согласно B = μ0[vD], сформулировав правило возникновения магнитной индукции: если ладонь левой руки расположить так, чтобы четыре пальца указывали направление движения электрического потока, а вектор D входил в ладонь, тогда отставленный большой палец укажет направление вектора B. Т.е., чтобы определить направление линий магнитной индукции, достаточно рассмотреть движение электрических потоков, связанных с зарядами, которые движутся в обкладках конденсатора. Также понять, как развернется рамка с током между обкладками конденсатора, можно по правилу: если токи имеют одинаковое направление, то возникает сила притяжения. Еще направление магнитного поля вокруг обкладок конденсатора можно определить по правилу буравчика, если рассмотреть движение зарядов по обкладкам.

conden4.gif

На рисуне наглядно показано, как реально направлено магнитное поле между обкладками и как неправильно рисуют в учебниках. Также это можно экспериментально проверить: берутся две катушки с проводом, одна кладется между обкладками конденсатора, другая рядом с проводом, идущим к конденсатору. Подается переменный ток на конденсатор. На двухлучевом осциллографе будет видно, что ток, возникающий в катушках, сдвинут по фазе на 180 градусов. Направление линий магнитной индукции между обкладками конденсатора имеет принципиальное значение для электродинамики, так как это экспериментально доказывает, что сами токи смещения (исключая токи поляризации) представляют магнитное поле.
 
«Возбуждение магнитного поля токами поляризации правомерно, так как токи поляризации по своей природе не отличаются от токов проводимости. Однако то, что и другая часть плотности тока смещения (ε0dE/dt), не связанная с движением зарядов, а обусловленная только изменением электрического поля во времени, также возбуждает магнитное поле, является принципиально новым утверждением Максвелла. Даже в вакууме всякое изменение во времени электрического поля приводит к возникновению в окружающем пространстве магнитного поля.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
 
Ток смещения (не поляризации) представляет изменяющееся электрическое поле (dD/dt) и на него не распространяется правило буравчика, которое действует только для тока проводимости, где подразумевается движение зарядов, а не индукции D. Для тока смещения же, как изменяющегося электрического поля, магнитную индукцию надо определять согласно B = μ0[vD] (правило левой руки для магнитной индукции). Когда между обкладках конденсатора изменяется электрическое поле, то это означает, что по обкладкам текут заряды и с ними движется индукция D, представляющая ток смещения (dD/dt). Поэтому, хотя изменяющееся (движущееся) электрическое поле в конденсаторе и представляет ток смещения, но магнитное поле одновременно также связано и с током проводимости, который течет по обкладкам конденсатора. Т.е. индукция D, создающая ток смещения jсм = dD/dt, принадлежит зарядам в конденсаторе и, соответственно, магнитное поле также связано с током в обкладках конденсатора. Только в электромагнитной волне, где нет тока проводимости и электрическая индукция D не принадлежит зарядам, магнитное поле и его энергия связаны только с током смещения. Сама же величине тока смещения - это условность (нет движения заряженных частиц) и она никогда не используется при вычислении магнитной индукции, так как ток смещения поля - это изменяющееся электрическое поле, а для полей в электродинамике: B = μ0[vD]. Например, когда по антенне течет ток проводимости, то точно такой же величины, но в обратном направлении течет ток смещения (ток всегда замкнут). При этом магнитную индукцию можно вычислить либо по величине тока проводимости в антенне, либо по движению потоков электрической индукции B = μ0[vD], связанных с перемещением зарядов в антенне, но не по величине обратного тока смещения поля. То же самое и между обкладками конденсатора - для определения магнитной индукции надо использовать B = μ0[vD], применяя правило левой руки.
 
Для наглядности рассмотрим направление тока, возникающее в незамкнутых рамках, когда по обкладкам конденсатора течет ток.

conden3.gif

Видно, что ток за обкладками и между ними имеет противоположное направление, соответственно, так же как и магнитное поле.

condens1.jpg  condens2.jpg
Демонстрация студентам магнитного поля между обкладками конденсатора.

Несмотря на то, что сегодня даже студенты могут в кабинете физики на демонстрационном приборе экспериментально проверить направление магнитного поля между обкладками конденсатора, в учебной литературе продолжают приводить рисунки, где магнитная индукция изображена неправильно - в обратную сторону. Т.е. ошибочно применяют для тока смещения поля правило буравчика, как бы забывая, что, согласно электродинамике, "ток смещения по своей сути - это изменяющееся со временем электрическое поле", а не движение зарядов. Правило буравчика, как и правило левой руки - только для движущихся зарядов, так как ток смещения (не поляризации) не отклоняется в магнитном поле, как, например, катодные лучи, и на него не действует сила Лоренца (Ампера). Неужели авторы рисунков не знают, что между обкладками конденсатора нет реального тока, а есть только изменяющееся электрическое поле, которое условно называют током смещения электрического поля. Магнитное поле в этом случае определяется по движению электрического потока B = μ0[vD].
 
Рассмотрим еще один пример. Возьмем два цилиндра, один из которых имеет электрический заряд, а другой представляет собой постоянный магнит из непроводящего материала. Если закрепить их на одной оси, проходящей через центр цилиндров, как изображено на рисунке, и начать вращать (синхронно и в одном направлении), то в зависимости от направления вращения цилиндры будут либо притягиваться, либо отталкиваться, так как заряженный цилиндр будет своим вращением создавать круговой электрический ток и, соответственно, магнитное поле.

charge.gif

Нарушение симметрии между правым и левым вращением в электромагнитном поле (полевом пространстве) позволяет построить электромагнитный датчик, измеряющий направление и скорость вращения. Вращательное движение магнита, в отличие от прямолинейного движения, не создает вихревого электрического поля, т.е. между вращающимися цилиндрами возникает только сила Лоренца, по которой можно определить направление и скорость вращения. При одновременном прямолинейном движении возникающая сила Лоренца между магнитом и зарядом уравновешивается вихревым электрическим полем, которое создает движущийся магнит, образуя в пространстве изменяющееся магнитное поле (изменяющийся магнитный поток). При вращательном же движении цилиндрического магнита с осью вращения, проходящей через полюса, вихревое электрическое поле не возникает, так как магнитное поле в пространстве не изменяется. На этом принципе могут действовать различные конструкции автономных электромагнитных датчиков вращения относительно полевого пространства, для которых не нужны внешние ориентиры, например, такие датчики могут быть использованы в космосе. Если вместо магнита установить компас, где стрелку сделать не острой, а круглой, чтобы исключить центробежную силу, возникающую при вращении, то, в зависимости от направления вращения, магнитная стрелка будет поворачиваться либо в одну, либо в другую сторону. На этом примере видно, что электромагнитный датчик вращения отличается от центробежного тем, что можно определить направление вращения. Это является нарушением симметрии между правым и левым вращением при электромагнитных взаимодействиях (на макроуровне).
 
«Поэтому есть основание считать, что либо пространство не обладает симметрией между правым и левым, либо эта симметрия нарушается в определенных типах взаимодействий ...»
Четность. http://bse.sci-lib.com/article122181.html
 
Переменное магнитное поле всегда связано с переменным током смещения, который проявляется в виде вихревого электрического поля, поэтому:
 
«... переменные электрические и магнитные поля не могут существовать друг без друга ...»
Энциклопедия элементарной физики. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
«Вихревая составляющая электрического поля возникает при изменении во времени магнитного поля: ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
 
Вихревое электрическое поле - это вихревой поток электрического смещения поля, что представляет переменный ток смещения. Постоянное магнитное поле - это постоянный ток смещения, не представляющий вихревое электрическое поле, поэтому оно не действует на покоящиеся электрические заряды. Постоянный ток смещения, так же как и сверхпроводящий ток, не создает электрической напряженности поля.
 
Хотя приведенное описание процессов не является достаточно полным и безупречным, оно дает представление о механизме электромагнитной индукции. С другой стороны, более привычно представлять электродинамические взаимодействия через дополнительную характеристику - индукцию магнитного поля, отсюда название - электромагнитные взаимодействия, хотя реально в природе существует только электрическое поле, а магнитное поле образовано движущимися электрическими потоками и связанными с ними токами смещения поля.

 
«Таким образом, появление магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект и никакой новой физической субстанции (например, в виде магнитных зарядов) появляться не должно, что и подтверждается экспериментально.»
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.299.
 
Так как магнитное взаимодействие представляет электродинамический процесс, для магнитного поля больше подходит термин "электродинамический эффект". Но несмотря на это, чтобы не возникала путаница, в тексте сохранена привычная терминология, т.е. используется термин "релятивистский" эффект, а не "электродинамический".
 
Надо заметить, иногда возникновение магнитного поля пытаются объяснить тем, что при движении зарядов напряженность электрического поля в направлении, перпендикулярном движению, возрастает по отношению к покоящимся зарядам.

 
«... при движении плоскости создаваемое ею электрическое поле в направлении, перпендикулярном движению, должно возрасти.»
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.301.
 
Приводя такие интерпретации, всегда как бы забывают рассмотреть симметричное движение разноименных зарядов. Например, две разноименно заряженные плоскости одновременно движутся в противоположных направлениях, при этом все равно возникает магнитное поле, т.е., если перпендикулярно плоскостям движется заряд, то на него будет действовать сила Лоренца. Таким образом, нельзя объяснить возникновение магнитного поля как возрастание электрической напряженности поля движущихся зарядов. Поэтому для магнитного поля правильнее вернуться к старой терминологии - "электродинамическое взаимодействие" или "электродинамический эффект".
 
«Явление взаимодействия электрических токов Ампер называл электродинамическим взаимодействием.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.177.


Левитация графитовой фольги и карандашного грифеля 0,5 мм над магнитами!

Случайно обнаружил, что обычная графитовая фольга, из которой делают прокладки для герметизации, прекрасно левитирует над магнитами (как сверхпроводник). Связался с производителями фольги, они вообще не знали ни про какую левитацию. Показал им видео, они были удивлены. Дали лист графитовой фольги для экспериментов по магнитной антигравитации.

Левитрон (летающий волчок). Китайская игрушка.

Волчок, который, вращаясь, висит в воздухе за счет магнитных сил.


 

ПРОБЛЕМЫ КВАНТОВОЙ ХРОМОДИНАМИКИ

Кварковые модели и экспериментальные факты

«Законченная теория адронов и сильного взаимодействия между ними пока отсутствует, однако имеется теория, которая, не являясь ни законченной, ни общепризнанной, позволяет объяснить основные свойства адронов. Эта теория - квантовая хромодинамика, ... Возможно, что адроны являются как бы пузырьками кваркового газа в плотном вакууме, создаваемом флуктуациями глюонного поля.»
Физический энциклопедический словарь. СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ.
«... предполагается существование отрицательной плотности энергии вакуума внутри мешка, ...»
Математическая физика. Энциклопедия. КВАРКОВЫЙ МЕШОК.
«Адрон представляется как пузырь, удерживаемый внутренним движением почти свободных кварков и глюонов от схлопывания из-за внешнего давления вакуума. ... Модель мешков не является внутренне согласованной: из-за жесткой формы мешка в ней не соблюдается принцип причинности, ...»
Физическая энциклопедия. КВАРКОВЫЕ МОДЕЛИ.
 
Теория, в которой не соблюдается принцип причинности, является метафизической теорией.
 
«... кварки d, s, b с электрическим зарядом -1/3 ... Протон состоит из двух n-кварков и одного d-кварка ...»
Общий курс физики. Ядерная физика. Д.В.Сивухин. 1996. Ч.2. С.399.
 
Исследования по распределению электрических зарядов в нуклонах показали, что внутри протона нет объектов с отрицательными зарядами (d-кварков), т.е. нет распределения положительных и отрицательных зарядов, как в нейтроне. Это говорит о несостоятельности некоторых воображаемых теорий, несмотря на "жесткую форму мешка с цветными кварками и давление плотного вакуума на пузырь".
 
«Физики стоят на прочном фундаменте фактов, а не на сыпучем песке воображаемых гипотез.»
Э.Резерфорд.
«Исследования рассеяния электронов и гамма-квантов на протоне позволили найти пространственное распределение электрического заряда и магнитного момента протона ...»
Физическая энциклопедия. ПРОТОН.
«Электромагнитные свойства нейтрона определяются наличием у него магнитного момента, а также существующим внутри нейтрона распределением положительных и отрицательных зарядов и токов.»
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
«Согласно эксперименту, распределение плотности магнитного момента нейтрона с точностью порядка нескольких процентов совпадает с распределением плотности электрического заряда протона ...»
Физическая энциклопедия. НЕЙТРОН.
 
Внутри нуклонов обнаружено только распределение полей и токов, что является прямым доказательством полевой природы элементарных частиц.
 
«... нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т.е. внутри них существуют электрические токи, ... Внутренняя электромагнитная структура нейтрона проявляется при рассеянии электронов высокой энергии на нейтроне ...»
Физический энциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
 
Экспериментально установлено, что нейтрон обладает электромагнитной структурой.
 
Большие группы резонансных частиц с разными свойствами состоят из одной комбинации кварков. Нет однозначности с кварковым составом, непонятно, как его вычислять по "умным" формулам; например, у η0-мезона шесть кварков в формулах, мало того, - три формулы кваркового состава:

(uu + dd - 2ss)/61/2
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
uu, dd, ss
Физические величины (справочник). 1991. С.972.
с1(uu + dd) + с2(ss)
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.206.

То ли вычитать и делить, то ли складывать и умножать? Также присутствие ss - скрытой странности противоречит экспериментальным фактам, т.е. формулы написаны просто для "красоты".
 
«Квантовые числа элементарных частиц разделяются на точные, т.е. сохраняющиеся во всех процессах, и неточные, которые в ряде процессов не сохраняются. Спин J - точное квантовое число.»
Физический энциклопедический словарь. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
«Между тем имеются барионы, составленные из трех одинаковых кварков с одинаковой ориентацией спина ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
 
Открытие Ω--гиперона показало, что "предсказания" КХД не совпадают с экспериментальными фактами. Тип с кварковым составом sss и одинаковой ориентацией спина, согласно КХД, должен иметь спин 3/2, а из всех реакций рождения и распада с участием Ω--гиперона видно, что его спин всегда равен 1/2.

Ωc0-гиперон, имеет спин 1/2, распадается:
Σ+ + К- + К- + π+
Ξ- + К- + π+ + π+
Ω- + π+
Ω- + π- + π+ + π+

Ξc0-гиперон, имеет спин 1/2, распадается:
Λ0 + К0
Ξ- + π+
Ξ- + π+ + π+ + π-
Ω- + К+

Ω--гиперон распадается:
Λ0 + К-
Ξ0 + π-
Ξ- + π0
Ξ- + π+ + π-

К- + протон --->    Ω- + К+ + К0

Реакции взяты из "Review of Particle Physics" (1996)
 
При рассмотрении реакций с участием Ω--гиперона только в случае, если спин 1/2, проблем с сохранением спина ни в одной из реакций не возникает. Т.е. экспериментально установлено, что при расчете реакций спин Ω--гиперона берется равным 1/2. В реакциях не наблюдается образование мезоатомов, поэтому дополнительные орбитальные моменты отсутствуют. Данный пример показывает, что имеет место подгонка фактов под КХД.
 
«... барионы состоят из трех кварков, мезоны - из кварка и антикварка.»
Физический энциклопедический словарь. КВАРКИ.
 
Согласно КХД, спины кварков в мезонах ориентированы антипараллельно, но так как кварки имеют электрические заряды, получается, суммарный спиновый магнитный момент двух кварков, например, для нейтральных мезонов не равен нулю, т.е., согласно КХД, они должны иметь магнитные моменты, что не соответствует эксперименту.
 
«В кварковой модели спиновые магнитные моменты кварков пропорциональны их зарядам, ...»
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
«... магнитный момент адронов определяется магнитными моментами составляющих его кварков.»
Сборник задач по физике элементарных частиц. Ю.П.Никитин. 1992. С.142.
 
Согласно КХД, частица глюон, переносящая цветовой заряд и, соответственно, обладающая энергией цветового поля, не имеет массы покоя. Противоречие: заряженная частица не может двигаться со скоростью света, так как она обладает потенциальной энергией поля и, соответственно, имеет массу (энергию) покоя.
 
«... эти поля, являясь "цветными", обладают "цветовым зарядом" ...»
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ХРОМОДИНАМИКА.
 
Доводы в КХД и правдоподобность:
 
«Приводились доводы экспериментального и теоретического характера, согласно которым силы взаимодействия между кварками не ослабевают с расстоянием. Если это так, то для отделения их друг от друга требуются бесконечно большие энергии, при которых такое отделение делается невозможным. Все это - только предположения, ни в какой степени не претендующие на достоверность и даже правдоподобность.»
Общий курс физики. Ядерная физика. Д.В.Сивухин. 1996. Ч.2. С.404.
 
Т.е. все это - только вымысел, не претендующий на достоверность, - метафизика.
 
«Появился класс частиц (кварки, глюоны), которые принципиально не могут находиться в реальных состояниях ...»
Физическая энциклопедия. ВИРТУАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
 
Так как КХД на каждом шагу противоречит экспериментальным фактам, к "виртуальным кваркам" и "цветовым зарядам", видимо, надо относиться, так же как к гипотетическим "магнитным зарядам", существующим только в виде умозрительных представлений, но не носящим фундаментального характера.
 
«Магнитный заряд, вспомогательное понятие, вводимое при расчетах статических магнитных полей. Магнитный заряд, в отличие от электрических зарядов, реально не существует, ... но попытки обнаружить магнитные заряды продолжаются.»
Физический энциклопедический словарь. МАГНИТНЫЙ ЗАРЯД.
«Вместе с тем это еще не доказывает, что кварки существуют. Например, магнитная стрелка ведет себя так, как если бы на ее концах находились магнитные полюса. Фактически же никаких магнитных полюсов не существует и все сводится к токам ...»
«... кварки являются лишь вспомогательными образами (типа магнитных полюсов в электродинамике), пусть и удобными для описания различных явлений и свойств адронов, но не носящими фундаментального характера.»
«Осторожность в вопросе о существовании кварков и фундаментальности кварковой картины проявляют и физики, активно занимающиеся этой проблемой.»
«Не является ли более привлекательной картина, в которой адроны представляют собой сложные динамические системы, имеющие общие черты с атомами ...»
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.61.
 
Т.е. элементарные частицы - это сложные динамические системы, имеющие общие черты с атомами, где строение определяется боровскими орбитами. Согласно волновой теории, элементарные частицы представляют собой орбитально-волновые системы, где на орбитах укладываются целые длины волн - боровские орбиты, как в атомах.
 
«... стационарными являются лишь те орбиты, на которых укладывается целое число волн ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.357.
«... полное теоретическое понимание механизма образования адронов из кварков в настоящее время отсутствует.»
Математическая физика. Энциклопедия. КВАРКОВАЯ МОДЕЛЬ.
«В целом проблема построения последовательной кварковой модели не решена.»
Физическая энциклопедия. КВАРКОВЫЕ МОДЕЛИ.
 
Теорию нельзя считать последовательной и законченной, если не учитываются многочисленные факты, которым она противоречит.
 
«Накоплен огромный экспериментальный материал по взаимодействиям и превращениям элементарных частиц. Произвести же теоретическое обобщение всего этого материала с единой точки зрения пока не удается. Остается нерешенной проблема определения спектра масс элементарных частиц.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
«Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны. Однако количественная теория массы еще не создана. Не существует также теории, объясняющей, почему массы элементарных частиц образуют дискретный спектр значений, и тем более позволяющей определить этот спектр.»
Физический энциклопедический словарь. МАССА.
 
Исходя из квантовых представлений о полевой природе элементарных частиц, обобщив экспериментальные материалы по их взаимопревращениям, была создана волновая теория, где удалось объяснить свойства и впервые получить спектр масс элементарных частиц.

 

НАРУШЕНИЕ ПРИНЦИПА ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Волновые свойства частиц нарушают принцип относительности

«Этот постулат был, по-видимому, впервые высказан А.Пуанкаре в 1895.»
Физическая энциклопедия. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП.
 
В то время еще не было известно, что все микрообъекты одновременно обладают и корпускулярными и волновыми свойствами.
 
«Явление же дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют оба отверстия - и первое и второе.»
Курс физики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.55.
 
Волна одновременно проходит через оба отверстия. Для примера, волна де Бройля для электрона, движущегося со скоростью 1 м/с, будет иметь характеристики: длину волны 0.727 мм (λ = h/mv), частоту 1374 Гц (f = v/λ).
 
«Корпускулярно-волновой дуализм - важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики.»
Физическая энциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
 
При применении принципа относительности к полевым (волновым) представлениям релятивистская теория встречается с трудностями. Например, элементарные частицы, имеющие массу покоя, с короткой длиной волны проходят через отверстие, а для наблюдателя, почти покоящегося относительно частиц, длина волны становится во много раз больше размеров отверстия, т.е. волна, не может пройти через отверстие и отражается от препятствия. Избежать парадоксальной ситуации можно только в том случае, если длину волны определять не по скорости движения относительно наблюдателя, а по отношению к полевому пространству, т.е. прохождение волн через отверстие не зависит от того, покоится наблюдатель относительно препятствия или волны. Парадоксы с волновыми свойствами частиц возникают при попытке применить принцип относительности к длинам волн (λ = h/mv); изменение длины, не совпадая с лоренцевым сокращением, нарушает принцип относительности, т.е. по длине волны можно определить скорость движения частиц относительно полевого пространства v = h/mλ (частицы представляют возбужденные состояния полевой среды).
 
«... дифракция микрочастиц ничем не отличается от закономерностей дифракции рентгеновских лучей и дифракции волн других диапазонов.»
Физический энциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ.
«Согласно волновой теории, развитой на основе аналогии оптических и акустических явлений, свет представляет собой упругую волну, распространяющуюся в особой среде - эфире. Эфир заполняет все мировое пространство, пронизывает все тела и обладает механическими свойствами - упругостью и плотностью.»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.317.
 
Если же исключить светоносную среду и пользоваться идеалистическим принципом относительности, то получается, что фотон может вообще покоиться относительно наблюдателя. Например, при движении в алмазе скорость фотона в 2.42 раза меньше скорости света в вакууме и, если рядом, но в вакууме, движется наблюдатель со скоростью в 2.42 раза меньше скорости света, то фотон относительно него просто покоится. Отсюда видно, что скорость света - это скорость распространения элекромагнитных волн относительно светоносной среды, а не относительно наблюдателя.
 
«... "эфиром электромагнитным" (теория Максвелла) ...»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.
 
Максвелловская модель электромагнитного эфира считается классической - на ее основе созданы теория электромагнитного поля и электродинамика (радиоволны распространяются в максвелловском эфире).
 
«... или "неподвижным эфиром" (теория Лоренца).»
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.
 
Данная теория наделяет эфир нематериальными свойствами, так как любая материя всегда в движении. Существование среды можно обнаружить, например, по распространению волн или флуктуациям. Когда же среда наделяется нематериальными свойствами, а потом делаются безуспешные попытки их экспериментально обнаружить, то на этом основании нельзя делать вывод, что среда отсутствует, так как это всего лишь доказывает, что любая материя не может иметь нематериальных свойств. Т.е., наделяя пространство физическими свойствами, надо исходить из материалистических представлений - нет материи без движения, так как движение - это форма существования материи и, соответственно, нет материальной среды, которая абсолютно неподвижна. Таким образом, относительное движение на поверхности Земли можно измерить только в том случае, если эфир не увлекается Землей (нет "закручивания" пространства).
 
«Спутник для измерения гравитационных возмущений пространства вокруг Земли подтвердил, что Эйнштейн был прав. Тело огромной массы - наша планета - действительно искривляет пространство, закручивая его своим вращением.»
http://galspace.spb.ru/indvop.file/26.html
«Согласно выводам из опыта Эйри следовало - орбитальное движение Земли полностью увлекает светоносную среду.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Аберрация_света
 
Также если, согласно преобразованиям Лоренца, тела сокращаются, то при помощи интерферометров (опыты Майкельсона - Морли) в принципе невозможно измерить относительное движение.
 
«Однако, если механика вещества (его уравнения движения), с которым взаимодействует световая волна, в том числе вещества, из которого изготовлены экспериментальные установки, - ковариантны относительно тех же преобразований координат и времени, что и уравнения электродинамики, мы не сможем обнаружить наблюдаемых физических эффектов, отличающих движущуюся систему от неподвижной.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эфир_(физика)
 
Существуют другие более современные методы, где такой фактор, как сокращение тел, не влияет на результаты эксперимента.
 
«При слежении за геостационарным спутником было обнаружено влияние равномерного движения Земли на аберрацию электромагнитных волн от источника, установленного на спутнике. При этом впервые были измерены параметры орбитального движения Земли без применения астрономических наблюдений за звездами. Среднегодовая скорость найденной орбитальной компоненты движения оказалась равной 29.4 км/сек, что практически совпадает с известным в астрономии значением орбитальной скорости Земли 29.765 км/сек. Также были измерены параметры галактического движения Солнечной системы. Полученные значения равны: 270° - для прямого восхождения апекса Солнца (известное в астрономии значение 269.75°), 89.5° - для его склонения (в астрономии 51.5°, и 600 км/сек для скорости движения Солнечной системы. Тем самым доказано, что скорость равномерно движущейся лабораторной системы координат (в нашем случае Земли) реально может быть измерена при помощи устройства, в котором источник излучения и приемник находятся в состоянии покоя относительно друг друга и этой же системы координат. Это является основанием для пересмотра утверждения специальной теории относительности о независимости скорости света от движения наблюдателя.»
http://bourabai.kz/shtyrkov/bradley.htm Вестник КРАУНЦ. Серия Науки о Земле. 2005. №6
 
Распространение преобразований Лоренца на полевой вид материи приводит к противоречиям с экспериментальными фактами.
 
« E = -vB/(1 v2/c2)1/2 »
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.356.
 
Т.е., согласно преобразованиям Лоренца, магнитная индукция B не может двигаться со скоростью света, так как напряженность электрического поля E становится бесконечно большой. На самом же деле, согласно электродинамике, даже при скорости света всегда E = vB.
 
«В электромагнитной волне ... между мгновенными значениями E и B в любой точке существует определенная связь, а именно E = vB, ..."»
Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.
 
Если же распространять преобразования Лоренца на полевой вид материи, то получается, что свет не может двигаться со скоростью света, так как электромагнитные волны представляют движущиеся потоки электрической и магнитной индукции.
 
Электрические и магнитные потоки индукции поля представляют материальные образования, которые, несмотря на то, что могут покоиться (статические поля) и, соответственно, имеют массу покоя, в то же время могут двигаться со скоростью света, поэтому совершенно нелогично распространять на них преобразования Лоренца. Только вещественная форма материи не может двигаться со скоростью света, но это никак не относится к полевому виду материи, представляющему потоки индукции поля. Например, магнитное поле зависит от величины электрического тока, при этом совершенно не зависит от скорости движения заряженных частиц, образующих этот ток. Даже если ток создается пучком релятивистских электронов, все равно возникающая напряженность магнитного поля зависит только от тока и всегда равна H = vD, а не H = vD/(1 v2/c2)1/2. Напряженность магнитного поля вокруг прямого тока движущихся зарядов: H = I/r = vP/r = vD, где v - скорость зарядов, P - плотность движущихся зарядов (P = q/L), D - плотность движущегося потока электрической индукции (D = P/r), r - расстояние. Полевой вид материи, представляющий полевые потоки, в отличие от вещественного, может как покоиться, так и двигаться со скоростью света. Т.е. напряженность поля, хотя и обладает энергией (массой), но, в отличие от вещественной материи, потоки напряженности могут двигаться со скоростью света.

 
«Трудности релятивистской теории - это трудности теории поля, с которыми встречается как релятивистская классическая механика, так и релятивистская квантовая механика.»
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
 
Критические замечания в статье относятся только к Специальной теории относительности. К Общей теории относительности, которая появилась позже, замечаний нет.


«Альберт Эйнштейн и советская разведка»
http://berkovich-zametki.com/2012/Zametki/Nomer10/Kuksin1.php

Эйнштейн свел советских разведчиков с американскими физиками, занимающимися атомной бомбой, что ускорило у нас ее создание. В знак благодарности разработчики атомной бомбы попросили Берию официально признать работы Эйнштейна и запретить их критику.
 
«И все-таки Судоплатов не спускал глаз с Эйнштейна, с которым "работал" один из опытных агентов НКВД по кличке "Лукас" - Маргарита Коненкова, жена известного скульптора Сергея Коненкова.»
«Маргарита Коненкова являлась менеджером своего мужа - известного скульптора Сергея Коненкова. Используя это обстоятельство, она в 1935 году курировала заказ Принстонского университета по изготовлению бронзового бюста Эйнштейна. Считается, что именно с этого момента начался роман Коненковой и Эйнштейна. Судоплатов рассказывал, что Маргарита относилась к числу тех редких особ, которых принято называть роковыми женщинами.»
«Когда же в США начались активные работы по созданию атомной бомбы, советские резиденты в Нью-Йорке Василий и Елизавета Зарубины предложили Коненковой начать сбор сведений о ядерном центре в Лос-Аламосе. Тем более что Эйнштейн познакомил Маргариту с Оппенгеймером, который с первого взгляда влюбился в русскую светскую даму, здраво рассуждающую о теории относительности.»
http://svpressa.ru/post/article/113515/
«Коненкова под руководством Лизы Зарубиной и сотрудника нашей резидентуры в Нью-Йорке Пастельняка ("Лука") постоянно влияла на Оппенгеймера и еще ранее уговорила его взять на работу специалистов, известных своими левыми убеждениями, на разработку которых уже были нацелены наши нелегалы и агентура Семенова.»
http://militera.lib.ru/memo/russian/sudoplatov_pa/07.html


 

ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

Полевые модели элементарных частиц

Исходя из единства природы вещества и поля и представлений, что частицы материи являются возбужденными состояниями поля - "сгустками электромагнитной энергии", волновая теория рассматривает строение элементарных частиц как комбинации различных видов дискретных электромагнитных волн: поперечных, продольных, стоячих (фотоны, лептоны, адроны). Теория показывает, что, если учитывать квантовый характер возмущений поля, то можно построить и рассчитать не только дискретные поперечные электромагнитные волны (возмущения) - фотоны, но и остальные элементарные частицы. Приведены модели и расчет всех стабильных и нескольких резонансных частиц. Например, расхождение массы протона - 0.25%, магнитного момента - 0.008%. Получено совпадение расчетных и экспериментальных данных: массы, спина, магнитного момента, странности, размеров и других характеристик.
 
«Не является ли более привлекательной картина, в которой адроны представляют собой сложные динамические системы, имеющие общие черты с атомами ...»
О физике и астрофизике. В.Л.Гинзбург. 1995. С.63.
 
Разделяя взгляды на частицы, как на системы, имеющие общие черты с атомами, волновая теория впервые рассмотрела орбитально-волновые модели элементарных частиц (на орбитах укладываются целые длины волн - боровские орбиты, как в атомах) и стало возможным рассчитывать то, что раньше можно было получить только экспериментальным путем. На первый взгляд трудно представить, и это совершенно естественно, что вся материя имеет полевую природу, а вещество состоит из электромагнитных волн - возбужденных состояний поля. С другой стороны, уже никого не удивляет тот факт, что поперечные электромагнитные волны - это стабильные элементарные частицы полевого происхождения.
 
«... СТО создала предпосылки для того, чтобы считать электромагнитное излучение одной из форм материи, а световые кванты - реальными элементарными частицами.»
Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.
 
Согласно современным представлениям, элементарные частицы - это нерасходящиеся волновые пакеты полевого происхождения. В волновой теории частицы, имеющие массу покоя, состоят из волн, движущихся по замкнутым синфазным орбитам. Такие волновые образования, в отличие от фотонов, могут покоиться, так как волны замкнуты.
 
«Колебания таких полей переносят энергию и импульс с одного места пространства в другое, а квантовая механика утверждает, что эти волны собираются в пакеты, или кванты, которые наблюдаются в лаборатории как элементарные частицы.»
Стивен Вайнберг. (Нобелевская премия по физике за 1979 год)

Загрузить ВОЛНОВУЮ ТЕОРИЮ (полный текст книги)
http://alemanow.narod.ru/theory.zip


P.S.
Волновая теория была создана очень давно (1974), когда я был прикомандирован к Институту физических проблем им. П.Л.Капицы, жил в общежитии при институте и было свободное время. В те времена казалось необычным представление частиц в виде возбужденных состояний поля и волновая теория критиковалась за то, что сегодня становится очевидным. Свойства элементарных частиц, обнаруженные за прошедшее время, совпали с предсказаниями волновой теории. К сожалению, в те застойные времена опубликовать теорию мне так и не дали, прикрывшись стандартной отпиской.

otvet.gif

Волновая теория опередила свое время. Это сейчас, когда уже стало общепризнано, что вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией, утверждением, что частицы имеют полевую природу, никого не удивишь. Теория прошла проверку временем и не противоречит экспериментальным фактам. В 1997 году опубликовал "Волновую теорию", а в 1998 году выложил в Интернете.


Ссылки на статьи других авторов

Сборник теорий.
Вакуум, кванты, вещество.
Американские физики получили нечто из ничего.
Эфир или физический вакуум?
О природе эфира (физического вакуума).
Волновые свойства частиц.
Почему шаровая молния отличается от других молний?
Шаровая молния взорвалась перед машиной! (Видео)
А был ли Большой взрыв?
Большие проблемы Большого взрыва.


Астрофизический портал - задачи и тесты для школьников. Школьная физика для учеников и учителей.
Besucherzahler
счетчик посещений
Яндекс цитирования Новые гипотезы Rambler's Top100 Сounter 10.11.2010