Эффект Бифельда-Брауна + гравитационный отражатель Подклетнова = гравитор Акинтьева .

Главная версия теории подавления гравитации.

Факты экранирования гравитации.

О возможности подавления гравитации заговорили в начале 20 века. Много опытов было проведено с тех пор, доказывающих возможность частичного подавления гравитации. Талантливый американский физик Томас Браун использовал открытый им же эффект Бифельда-Брауна для создания подавителя гравитации (гравитора). Эффект заключался в поступательном движении плоского конденсатора в сторону положительного полюса, то есть создавалась как бы «вторичная сила тяжести», направленная к положительно заряженной пластине. Причем чем больше было искривлено электрическое поле, тем сильнее наблюдался эффект. В итоге его гравиторы поднимались в воздух и совершали круговые движения. В 50-х годах прошлого века американские ученые пытались с помощью электромагнитных полей искривить пространство-время, по некоторым данным, с помощью развитой

к тому времени Эйнштейном единой теории поля, и скрыть из вида эсминец ДЕ-173 «Элдридж». Вроде бы им это удалось, но вот несколько человек из команды исчезли навсегда, кто-то был вплавлен в обшивку корабля, а остальные «потеряли рассудок» и были списаны.

Евгений Подклетнов добился изменения веса сверхпроводящего диска при его вращении над мощным электромагнитом, причем было зафиксировано уменьшение давления не только под установкой, но и высоко над ней. А вот у английского электрика Серла, который с помощью небольшого моторчика раскрутил ферромагнитный диск, диск стал саморазгоняться и вовсе взмыл вверх. Таких опытов не мало. И в тех и в других случаях очевидны признаки экранирования гравитации, получающегося путем вращения установок и искривления пространства-времени. Только вот экранирование гравитации было малым и требовалось огромное количество электроэнергии. Всех ближе все-таки подошел Томас Таунсенд Браун.

«В 1953 году Брауну удалось продемонстрировать в лаборатории полет такого 60-сантиметрового «воздушного диска» по круговому маршруту диаметром 6 метров. Летательный аппарат был соединен с центральной мачтой проводом, по которому подавался постоянный электрический ток напряжением 50 тыс. вольт. Аппарат развивал максимальную скорость около 51 м/с (180 км/ час).

В начале своей работы я не отдавал предпочтение эффекту Бифельда-Брауна, который оказался финальной точкой в моей теории, в качестве уже когда-то подтвержденный экспериментом. Однако этот эффект является полезным при сильном искривлении пространства-времени. Опорными теориями были теория Калуцы-Клейна (доминирующая), теория появления противотока в вихревых струях (некоторые факты), теория американского уфолога Д. Мак-Кемпбелла «Характеристики полета. Двигательная система НЛО», теория русского ученого Гребенникова о вихревых потоках.

Все остальные теории, подтвержденные экспериментами, прямо или косвенно указывали на доминирующие: теории Калуцы-Клейна и Гребенникова. Взяв элементы этих теорий и объединив их, я получил общую теорию (теорию сильного экранирования гравитации), которая прямо сводится к эффекту Бифельда-Брауна, но эффективнее его. Иными словами лучший способ экранирования гравитации на основе эффекта Бифельда-Брауна.

Кратко об опорных теориях:

Теория Калуцы-Клейна.

Hа рубеже XX в. Анри Пуанкаре и Хендрик Лоренц исследовали математическую структуру уравнений Максвелла, описывающих электромагнитные поля. Иx особенно интересовали симметрии, скрытые в математических выражениях, симметрии, которые тогда еще не были известны. Оказалось, что знаменитый дополнительный член, введенный
Максвеллом в уравнения для восстановления равноправии электрического и
магнитного полей, соответствует электромагнитному полю, обладающему богатой, но тонкой симметрией, которая выявляется лишь при тщательном математическом анализе. Симметрия Лоренца-Пуанкаре аналогична по своему духу таким геометрическим симметриям как вращение и отражение, но отличается от них в одном важном отношении: никому до этого не приходило в голову физически смешивать пространство и время. Всегда считалось, что пространство - это пространство, а время - это время. То, что в симметрию Лоренца-Пуанкаре входят оба компонента этой пары, было странно и неожиданно. По существу новую симметрию можно было рассматривать как вращение, но не только в одном пространстве. Это вращение затрагивало и время. Если к трем пространственным измерениям добавить одно временное, то получится четырехмерное пространство-время. И симметрия Лоренца-Пуанкаре - это своего рода вращение в пространстве-времени. В результате такого вращения часть пространственного интервала проектируется на время и наоборот. То, что уравнения Максвелла симметричны относительно операции, связывающей воедино
пространство и время, наводило на размышления.

Hа протяжении всей жизни Эйнштейн мечтал о создании единой теории поля, в которой все силы природы сливались бы воедино на основе чистой геометрии. Поискам такой схемы он посвятил большую часть своей жизни после создания общей теории относительности. Однако по иронии судьбы ближе всех к реализации мечты Эйнштейна подошел малоизвестный польский физик Теодор Калуца, который еще в 1921 г. заложил
основы нового и неожиданного подхода к объединению физики. Калуца был вдохновлен способностью геометрии описать гравитацию; он задался целью обобщить теорию Эйнштейна, включив электромагнетизм в геометрическую
формулировку теории поля. Это следовало сделать не нарушая священных
уравнений теории электромагнетизма Максвелла. То, что удалось сделать Калуце, классический пример проявления творческого воображения и физической интуиции. Калуца понимал, что теорию Максвелла невозможно сформулировать на языке чистой геометрии (в том смысле, как мы ее обычно понимаем), даже допуская наличие искривленного пространства. Он нашел удивительно простое решение, обобщив геометрию так, чтобы она вместила в себя теорию Максвелла. Чтобы выйти из затруднения, Калуца нашел весьма необычный, но вместе с тем неожиданно убедительный способ. Калуца показал, что электромагнетизм является своего рода гравитацией, но не обычной, а гравитацией в ненаблюдаемых измерениях пространства. Физики давно привыкали к тому, чтобы пользоваться временем как четвертым измерением. Теория относительности установила, что пространство и время сами по себе не являются универсальными физичecкими понятиями, так как они неизбежно сливаются в единую четырехмерную структуру, называемую пространство-время. Калуца фактически сделал следующий шаг: он постулировал, что существует еще дополнительное пространственное измерение и общее число измерений пространства равно четырем, а всего пространство-время насчитывает пять измерений. Если принять это допущение, то, как показал Калуца, произойдет своего рода математическое чудо. Гравитационное поле в таком пятимерном мире проявляет себя в виде обычного гравитационного поля плюс электромагнитное поле Максвелла если наблюдать этот мир из пространства-времени, ограниченного четырьмя измерениями. Своей смелой гипотезой Калуца по существу утверждал, что если мы расширим свое
представление о мире до пяти измерений, то в нем будет существовать лишь единственное силовое поле - гравитация.
То, что мы называем электромагнетизмом, всего лишь часть гравитационного поля, которая действует в пятом дополнительном измерении пространства, которое мы не в состоянии наглядно представить. Теория Калуцы не только позволила соединить гравитацию и электромагнетизм в единой схеме, но и дала основанное на геометрии описание обоих силовых полей. Так, электромагнитная волна (например, радиоволна) в этой теории не что иное, как пульсации пятого измерения. Математически гравитационное поле Эйнштейна в пространстве пяти измерений в точности и полностью эквивалентно обычной гравитации плюс электромагнетизм в пространстве четырех измерений; разумеется, это нечто большее, чем просто случайное совпадение. Однако в таком случае теория Калуцы остается загадочной в том отношении, что столь важное четвертое измерение пространства вообще не воспринимается нами.

Дополнил её Клейн. Он вычислил периметр петель вокруг пятого измерения,
используя известное значение элементарного электрического заряда электрона и других частиц, а также величину гравитационного взаимодействия между частицами. Он оказался равным 10-32
см, т. е. в 1020 раз меньше размера атомного ядра. Поэтому неудивительно, что мы не замечаем пятого измерения: оно скручено в масштабах, которые
значительно меньше размеров любой из известных нам структур, даже в физике субъядерных частиц. Очевидно, в таком случае не возникает вопроса о движении, скажем, атома в пятом измерении. Скорее это измерение следует представлять себе как нечто находящееся внутри
атома.

Теория уфолога Мак-Кемпбелла.

Прямое взаимодействие с воздухом возможно за счет проводимости последнего при определенном содержании водяного пара и углекислого газа. Почему эта сила устремлена вверх? Это обстоятельство загадочно. В обычном опыте в аналогичной обстановке выхлоп реактивных двигателей был бы направлен вниз. Выходит так, что если НЛО удается каким-то способом подавлять гравитацию, то они, по-видимому "делятся" этим своим достижением с объектами, находящимися непосредственно под ними. Все эти данные должны вдохновить тех теоретиков, которые способны усмотреть в своих уравнениях возможность подавления гравитации с помощью электромагнитного излучения.

НЛО оставляют на земле свидетельства тепловых воздействий какой-то необычной природы: корни трав оказываются обугленными, тогда как видимая часть этих растений остается неповрежденной. Такой эффект можно было воспроизвести в лаборатории ВВС США только нагреванием образцов дерна на противне снизу до температуры порядка 145°С. Главный исследователь этого явления пришел к выводу, что единственный механизм этого эффекта - индукционное нагревание сверху со стороны НЛО "мощным, переменным магнитным полем". Нам представляется, что электромагнитная энергия с частотами от 300 до 3000 Мгц или при еще более высоких частотах является причиной следующих явлений:

а) Возникновение цветных гало вокруг НЛО в основном за счет свечения благородных атмосферных газов.

б) Возникновение мерцающей белой плазмы на поверхностях НЛО. Механизм этого явления сходен с явлением возникновения шаровых молний.

в) Химические изменения, обнаруживаемые в виде различных запахов.

г) Ослабление, вплоть до полного затухания, света автомобильных фар за счет повышения сопротивления вольфрамовых нитей ламп.

д) Остановка двигателей внутреннего сгорания за счет повышения сопротивления контактов распределителей в системе зажигания и ослабления тока в первичной обмотке бабины.

е) Мощные колебания стрелок компасов, магнитных спидометров и дребезжание (вибрации) металлических дорожных знаков.

ж) Нагревание автомобильных аккумуляторов за счет прямого поглощения энергии кислотным электролитом.

з) Наводки и электромагнитная интерференция при приеме радио (и телевизионных) передач и при радио и телевизионном вещании, за счет индуцирования случайных напряжений в катушках и индуктивностях настроенных контуров или за счет ограничения эмиссии электронов с вольфрамовых катодов.

и) Срывы в функционировании электрических силовых сетей, за счет вынужденных срабатываний изолирующих реле на подстанциях.

к) Высушивание небольших прудов, травы, кустов и почвы за счет резонансного поглощения микроволновой энергии молекулами воды.

л) Обугливание или ожог корней трав, насекомых, древесины на площадках посадки НЛО.

м) Прогрев асфальтовых шоссе на определенную глубину и воспламенение летучих газов.

н) Внутренний нагрев человеческого тела.

о) Ощущение электрических ударов людьми.

п) Временный паралич при ближних встречах у наблюдателей НЛО.

Вдобавок к вышеизложенному заметим: медицинские эксперименты показывают, что при импульсном излучении этой энергии возможно

р) Прямое стимулирование слухового нерва человека с ощущением жужжания или гудения.

Приведенные выше рассуждения показывают, что система движения НЛО основывается на некотором, пока еще не известном механизме уменьшения их эффективной массы с двойным выигрышем: с обеспечением подъемной силы за счет обнуления гравитации и получением громадных ускорений с помощью очень умеренных по величине сил. Характеристики НЛО вполне совместимы с хорошо проверенной теорией, но явно выходят за пределы возможностей современной технологии. Однако, нам представляется, что хорошо организованная и достаточно хорошо обеспеченная материально исследовательская программа может сделать использование этих достижений человечеством делом не столь уж отдаленного будущего. Хотя ежедневный человеческий опыт внушает нам уверенность в безусловной реальности и мощности притяжения Земли, гравитационное поле является крайне слабым полем в сравнении с другими полями, существующими в природе. Преодоление этого поля не должно быть делом очень затруднительным, как только мы откроем, как это можно сделать. Поскольку электромагнитные поля обладают плотностью энергии, постольку гравитация оказывает на них влияние, но эффективность этого влияния очень не велика. Иначе говоря, электрические и магнитные поля "взаимопроникают" гравитационные без проявлений даже самого минимального взаимовлияния тем или иным образом. В наблюдениях НЛО, подавляющих гравитацию электромагнитным полем, мы сталкиваемся с большой теоретической трудностью: ни в лаборатории, ни в природе, нигде не встречали мы проявлений такого взаимодействия. Однако, в кругах ученых-теоретиков давно уже высказываются "подозрения", что все естественные поля взаимосвязаны и что они как-то взаимодействуют. Взаимосвязь полей является одной из глав теории единого поля, в разработке которой сделаны некоторые впечатляющие шаги вперед, но полностью удовлетворительных решений пока еще не получено.

Теория противотока в вихревых струях (некоторые интересные факты):

Первым на эффекты уменьшения при некоторых условиях веса тел обратил внимание, по-видимому, известный пулковский астроном H.A. Козырев. Проводя опыты с волчками, он заметил, что когда волчок, помещенный на весы, вращается против часовой стрелки (если смотреть на него сверху), то его вес оказывается чуточку меньше, чем вес этого же невращающегося волчка. Обнаруженный Козыревым эффект уменьшения веса вращающихся тел был в 1975 г. подтвержден в Лондоне английским физиком Лейтуэйтом.

Опыты Козырева с вращающимися телами продолжил в 70-е годы минский профессор А.Й. Вейник. Он известен изданием в 60-е годы учебника "Термодинамика", тираж которого был конфискован за то, что в книге содержалась критика теории относительности Эйнштейна и второго начала термодинамики.

Как описывается, в опытах Вейника гироскоп, взвешиваемый с помощью системы рычагов на точных аналитических весах, был закрыт кожухом, чтобы устранить влияние тепловых эффектов и циркуляции воздуха. При вращении рабочего тела гироскопа в одну сторону его вес уменьшался на 50 мг, а при вращении в противоположную - возрастал на те же 50 мг.

А.Й. Вейник объясняет это тем, что "скорость точек одной части вращающегося маховика гироскопа складывается со скоростью абсолютного движения Земли в космосе, а другой - вычитается из нее. И в результате появляется дополнительная сила, направленная в ту сторону, где суммарная абсолютная скорость Земли и маховика наименьшая".

Но вот в 1989 г. в Днепропетровском институте механики АН УССР была создана установка, состоящая из вращающегося ротора и помещенного под ним изолированного от него металлическим экраном свинцового груза весом до 2 кг. Соавтор этой установки А. А. Селин рассказывает, что при вращении ротора неподвижный свинцовый груз под ним терял в весе до 45 г (примерно 2%). И делает вывод, что эффект получен, по-видимому, вследствие образования "зоны гравитационной тени".

Не будем пересказывать гипотезу Селина о центробежном отбрасывании вращающимся ротором потока эфира, якобы идущего к Земле из мирового пространства, а обратим внимание на то, что данный эксперимент зачеркивает версию профессора Вейника о возникновении дополнительных сил в результате суммирования движений Земли и частей гироскопа. Он убедительно показывает, что гироскоп создает под собой поле "антигравитационных" сил, направленных кверху.

Не исключено, что при быстром вращении достаточно больших масс вещества, как, например, в особо сильных смерчах, ослабление сил притяжения тел к Земле может оказаться настолько существенным, что достаточно даже не очень сильного потока воздуха в центральной зоне смерча, чтобы легко поднять тело на значительную высоту, как это часто наблюдается в смерчах. Ведь если бы корову или человека в смерче поднимал и переносил только поток воздуха, то оценки показывают, что его динамическое давление нанесло бы жертве сильные повреждения, чего не наблюдается. Понятно, что когда ось вращения гироскопа или вихря расположена не вертикально, а горизонтально или в другом направлении, возникающие силы давления торсионных полей будут действовать по-прежнему вдоль оси вращения. Но тогда они уже не будут оказывать столь заметное влияние на притяжение тел к Земле. Думается, что именно эти силы ведут к появлению противотока в закрученных струях и в вихревых трубах.

Тогда давление внешнего воздуха, про которое думали, что оно является движущей силой противотока в закрученных струях. В нашем мире все состоит из вещества и почти нет антивещества. Вот и вращаются и пули, и смерчи, и планеты, и... (можно долго перечислять) только в одну сторону. В мире из антивещества они вращались бы в противоположную, излучая антинейтрино Но физика нейтрино - все еще малоизученная область.

Выводы к главе

В опытах многих исследователей обнаружено, что вес тел при вращении слегка уменьшается.

Поскольку торсионные поля направлены вдоль оси вращения тел, создающих эти поля, то потоки виртуальных частиц-квантов торсионного поля должны излучаться вращающимися телами вдоль осей их вращения.

Теория вихрей из «Тайны платформы Гребенникова».

Ключ к пониманию способности к перемещению из одного измерения в другое кроется в определении формы звезды-тетраэдрона, в основе которой лежит удивительная сущность - Меркаба.

Эта звезда состоит из двух взаимопроникающих тетраэдров и напоминает Звезду Давида, с той только разницей, что первая является трехмерной. Два взаимопроникаюших тетраэдра символизируют идеально уравновешенные мужскую и женскую энергии. Тетраэдная звезда окружает каждый объект, а не только наши тела.

Тетраэдрон точно вписывается в сферу, касаясь её поверхности всеми 8-ю вершинами. Если точки сферы, с которыми соп­рикасаются 2 соосные вершины вписанных в нее тетраэдров, принять за полюса, то основания составляющих ее тетраэдров будут соприкасаться со сферой на 19,47… градусах северной и южной широт.

Мы обладаем физическим, ментальным и эмоциональным телами, и все они имеют форму звезды-тетраэдрона. Это три идентичных поля, наложенных друг на друга, и единственная разница между ними состоит в том, что физическое тело не вращается, оно заперто. Меркаба создана из энергетических полей, вращающихся в противоположных направлениях. Ментальная звезда-тетраэдрон определяет мужское начало, имеет электрическую природу и вращается влево. Эмоциональная звезда-тетраэдрон определяет женское начало, имеет магнитную природу н вращается вправо.

Слово Мер означает световые поля, вращающиеся в противоположных направлениях, слово Ка означает дух, а Ба - тело или реальность. Таким образом, Мер-Ка-Ба - это световое поле, вращающееся в противоположных направлениях, которое охватывает как тело, так и дух. Это машина пространства-времени. Это также тот образ, который лежит в основе сотворения всех вещей, геометрическая форма, окружающая наши тела. Эта фигура начинается вместе с нами и имеет микроскопические размеры, как те восемь первичных клеток, из которых возникли наши физические тела. Потом она распространяется наружу на все пятьдесят пять футов. Вначале она имеет форму звезды-тетраэдрона, затем принимает форму куба, после этого форму сферы и, наконец, образует взаимопроникающие пирамиды.

И опять же, световые поля Меркабы, вращающиеся в противоположных направлениях, создают средство передвижения в пространстве-времени. Научившись активировать эти поля, можно использовать Меркабу для передвижения во Вселенной со скоростью мысли.

Там же, на стр.116-123 описывается процесс запуска Меркабы.

На 1-м этапе поочередно и периодически наполняются сияющим белым светом мужской тетраэдр – сверху, и женский тетраэдр – снизу.

На 2-м этапе – по мере увеличения интенсивности свечения, появляется светящаяся трубка, соединяющая вершины обоих тетраэдров.

На 3-м этапе - там, где встретились два световых потока, в трубке начинает формироваться сфера, которая медленно вырастает.

На 4-м этапе световые потоки выходят из обоих концов трубки, а сфера продолжает расширяться и расширяться, увеличивая свечение.

На 5-м этапе сфера наберет критическую массу и вспыхнет как солнце. Затем зажженное солнце выйдет наружу и заключит Меркабу в свою сферу.

На 6-м этапе, когда сфера еще не пришла в состояние равновесия, её нужно стабилизировать.

На 7-м этапе точка встречи двух световых потоков переносится несколько выше. Большая и маленькая сферы также поднимутся при этом. Вокруг создается очень мощное защитное поле.

На 8-м этапе поля Меркабы приводятся в противоположное вращение.

Вам, взлет!

Примечание: не напоминает ли это описание взлет вертолета соосной схемы? Там, шаг – подмышку, и – вертикальный взлет. Но, есть радикальное отличие: векторы тяги обоих винтов вертолета направлены вверх и согласно, а тетраэдров меркабы – встречно.

Характер тяги вихревых устройств. Что вихревые устройства создают “тягу”, определил еще Тесла.

Вначале он заметил, что небольшое задымление, возникшее в его лаборатории, вдруг исчезло. Хотя не было ни окон, ни открытых дверей.

Из анализа наблюдений за НЛО знаем, что во многих случаях эти корабли становятся невидимыми.

Отсюда: поле среды не устраняется, а только раздвигается, окутывая весь корабль (поз.3).

Тогда понятны и сверхманевренные качества НЛО, отсутствие инерционности: если бы наши самолет или ракета, на сверхзвуковой скорости, попытались бы совершить резкий маневр, то перегрузка разрушила бы конструкцию. Не говоря уже о людях.

Окончательно: характер тяги – толкающий.

По завершении своей теории я нашел сходство между Меркабой и способом экранирования гравитации. Однако когда работал над своей теорией, считал теорию вихрей каким-то бредом, но сам факт того, что сам использую электромагнитные вихри, наводило на размышления и ставило под сомнением бесполезность теории вихрей.

Общая теория.

Подавление гравитации.

Исходя из теории Калуцы-Клейна, я хочу предположить, что экранирование гравитации возможно, если «скрутить» электромагнитное поле. Нечто подобное пытались сделать американские ученые в прошлом веке, когда был скрыт с виду американский эсминец. Эффект Бифельда-Брауна также является искривлением электромагнитного поля, в результате которого в воздухе левитировали «пленочные диски».

Начнем с того, что при вращении гироскопа под ним и над ним возникает цилиндрическая зона экранирования гравитации. Как я уже сказал, для экранирования гравитации нужно «скрутить» электромагнитное поле. Но до сих пор «скрутить», в моем понимании, никому не удалось, а получалось лишь вращать, да и то с небольшими частотами (по мере предела прочности). При вращении хорошо проводящих дисков можно получить отбрасывание электронов к ободу диска, то есть в начале получить кольцо с током, но в дальнейшем, при увеличении скорости вращения, электроны станут вылетать с диска в горизонтальной плоскости. При таком ходе событий можно наблюдать следующий эффект:

Электроны отходят к ободу диска, при этом можно наблюдать спиралевидное смещение электронов до тех пор, пока они не вылетят из диска. Создается магнитное поле, при этом его силовые линии. Все это равносильно хорошо проводящему обручу, в котором есть ток, и который вращается вокруг какой-то не своей оси. Но так как вылетевшие электроны не могут замкнуть свой трек находясь в слабом магнитном поле Земли, то создается вращающееся магнитное поле в виде однополостного гиперболоида. Это магнитное поле может взаимодействовать с полем Земли, в частности создавать градиент напряженности или закручивать его. Но это всего лишь слабое искривление, поэтому и гравитация экранировалась слабо. Кстати, во многих экспериментах отмечается уменьшение веса при вращении гироскопа против часовой стрелки (если смотреть сверху), а по часовой – к увеличению. Все это сходно с «геометрией» электромагнитного поля: правило Буравчика.

Вращая сверхпроводящий диск над мощным электромагнитом, Евгений Подклетнов получил слабое искривлении сильного электромагнитного поля. Сверхпроводник является диамагнетиком и выталкивает внешнее магнитное поле, то есть он экранировал внешнее электромагнитное поле (электромагнита), а тут еще вращение диска, то сеть «вмороженные» силовые линии поля диска, взаимодействуя с силовыми линиями поля электромагнита, создавали небольшое (неинтенсивное) скручивание электромагнитного поля.

А вот специально «нахимиченный» ферромагнитными и диэлектрическими слоями диск Серла вообще искривлял при вращении собственное электромагнитное поле, что сам стал раскручиваться и, почти обнулив гравитацию, взмыл вверх, при этом ионизировав воздух, из-за чего образовались коронные разряды. Тут имели место и токи смещения, и токи проводимости, и магнитные поля, все это взаимодействовало при вращении. Но такой случай был один, после этого никто не смог его повторить, а сам Серл ссылался на какой-то пророческий сон, в котором ему были продиктованы пропорции веществ диска. Вот тут и было как раз сильное искривление электромагнитного поля, а значит и пространства-времени по теории Калуцы-Клейна. Вот в каких случаях объединяются уравнения Максвелла и малоизвестной гравитации. Кстати, нечто похожее моделировал Никола Тесла. Вот, например, из теории вихрей, униполярное динамо Тесла. «Здесь Тесла разделил магнитные поверхности двух соосных дисков на секции со спиральными кривыми, исходящими от центра ко внешнему краю. Униполярное динамо способно было производить ток после отсоединения от внешнего источника энергии. Вращение начинается, например, с запитки двигателя постоянным током. В определенной точке скорость двух дисков становится достаточно большой, чтобы держать двигатель-генератор работающим самостоятельно. Спиральные канавки на дисках обеспечивают нелинейную напряженность магнитного поля в направлении от периферии диска к его центру. Направление спиралей – встречное, это говорит об использовании Тесла встречного вращения дисков. Два диска обеспечивают сбалансированность вихревого устройства по тяге».

И вот теперь Евгений Подклетнов все-таки получил импульсное, нечастое отражение гравитации, используя уже электростатическое поле. Но вот отражение гравитации можно интерпретировать как сильное искривление пространства-времени. Рассмотрим это позже, когда я попытаюсь объяснить сходство электростатического и гравитационного полей, и объясню поверхностно, с помощью уравнений Максвелла и некоторых преобразований, возможность сильного экранирования гравитации. Когда-то, этим же занимался Томас Браун, и получил постоянное экранирование гравитации, но мало эффективное (не исключено, что его работы были воплощены в технологии «Стелс», когда силовое поле эффекта Бифельда-Брауна способно было создать обтекание электромагнитные поля (волны) радаров, не создавая эффекта отражения, то есть путем слабого закручивания получается огибание препятствия, а не отражения; но это всего лишь гипотеза, или даже предположение, которое просто может заменить сложную геометрию, подавляющего электромагнитные волны, объекта).

В своей теории я буду описывать возможность сильного «скручивания» (искривления) магнитного поля, в результате чего получим электрическое, а вернее электростатическое, из-за преобладания тока смещения, и влияние уже электрического на гравитацию, то есть получим сильное искривление гравитации. В итоге мы объединим «эффект Подклетнова» и эффект Бифельда-Брауна, сделав сильное искривление постоянным.

Итак, начнем от гироскопов. Однополосный гиперболоид (вращающееся магнитное поле) создает слабое искривление пространства-времени, а зона этого экранирования простирается только до тех пор, пока магнитная индукция силового поля (назовем его так) уменьшится по экспоненте до значения магнитной индукции Земли.

Получить сильное искривление электромагнитного поля возможно путем СВЧ вращения 2-х магнитных полей в разные стороны при постоянной подпитке магнитным полем. То есть мы имеем три диска. Верхний и нижний отвечают за вращение магнитных полей, причем в разные стороны. Достигается это с помощью трехфазного переменного тока, причем нам нужен переменный ток сверхвысокой частоты, чтобы получить СВЧ вращение. Центральный диск является источником подпитывающего магнитного поля, с вектором индукции направленным вверх и перпендикулярным векторам индукций вращающихся магнитных полей. Разумеется, магнитные поля должны быть очень сильными, то напряженности магнитных полей – огромными. При этом значения магнитных индукций должны быть одинаковы во всех дисках, чтобы плотность потоков магнитных полей была одинаковой. С учетом результирующего значения вектора магнитной индукции трехфазного переменного тока (вращающегося магнитного поля) и приравненной к ней индукции подпитывающего поля, мы получим «скручивание» магнитного поля. Для того, чтобы получить сильные электромагнитные поля, необходимо в качестве обмотки катушек использовать сверхпроводник второго рода, а чтобы скручивание было эффективным, необходимо чтобы вращающиеся магнитные поля не гасили друг друга (не накладывались друг на друга, чтобы не получить пульсаций), это достигается использованием бифилярных катушек Теслы, которые должны быть немного сплюснуты и может быть даже с некоторой стороны вогнуты, а с другой выгнуты (видоизменены).

Представим подпитывающее магнитное поле сверхпроводящего диска, полем витка с током. Назовем центральной ту часть силовых линий, которые направлены вертикально или образуют гиперболоид, а линии, которые обходят проводник с током – периферией. В эксперименте над эсминцем «Элдридж» невидимость достигалась путем «раздвижения поля среды», то есть слабым искривлением пространства-времени, и окутыванием этим полем объекта. Но если сильно искривить пространство-время можно получить частичное подавление гравитации и инерции и полное подавление ударных волн в случае движения на больших скоростях. Это получается с помощью создания сильного силового поля.

Скручивание происходит при вращении полей в разные стороны.

Представим силовую линию центра подпитывающего поля (сплошной гиперболоид). При вращении полей в разные стороны, достаточно поворота на четверть периода (один оборот), чтобы сместить эту силовую линию на диагональ. Представив всю картину силовых линий, получим магнитный пучок с максимальным значением индукции (перетянутый в центре гиперболоид). При дальнейшем вращении на еще одну четверть, мы получим еще два узла, и всего их будет три. При этом от первого они будут находиться на одинаковых интервалах (выше и ниже), равных.

А скручивание будет продолжаться, причем с большой скоростью, определяемой частотой вращения магнитных полей. В 1 обороте – 4 четверти, тогда формула зависимости частоты вращения магнитных полей от количества узлов будет

Где - это количество узлов, а n – частота вращения в оборотах в секунду. , а b=8.

Стягивание граничной периферийной части поля к центру будет до тех пор пока не достигнет кромок центрального диска. Таким образом мы получим плотный магнитный поток в виде цилиндра, с радиусом основания равным радиусу диска, и сверхплотной нитью –магнитный противоток в интенсивном магнитном вихре. То есть магнитный вихрь (закрученный очень плотный поток) с шагом и магнитной нитью с таким же шагом. Мы имеем градиент максимального значения напряженности магнитного поля от центра. Из электродинамики получаем, что магнитный ток создает электрический ток. Вихревой магнитный поток должен создать ток смещения в виде сверхплотной нити электрического тока смещения, направленной вектором Е против вектора В магнитной нити. А вот магнитная нить создаст плотный вихревой электрический поток вокруг себя. Так как у нас линии магнитного поля замкнуты (ротор), то из уравнений Максвелла, они должны создать ток смещения и проводимости (об уравнениях позже). Ток проводимости у нас в сверхпроводнике, а вот ток смещения образуется во время скручивания магнитного потока. Представив всю картину электромагнитного поля, получаем, что электрические и магнитные поля вложены в друг друга. Именно это явление, опираясь на все изложенные теории, в частности теорию Калуцы-Клейна, создает мощное силовое поле, способное сильно искривлять пространство-время (способно продлить эффект Подклетнова), а ток смещения способен создавать вторичное гравитационное поле (реализовать эффект Бифельда-Брауна). Так как вектор напряженности вторичного гравитационного поля направлен в сторону положительного полюса (против вектора Е ), то есть по направлению тока смещения и вектора В . То есть экранирование внешней гравитации и создание вторичной гравитации внутри цилиндрической зоны позволяет подавить гравитацию, приблизив ее к нулю.

Сходство между гравитационным и электростатическим полем. Однородное гравитационное поле и невозможность его существования в нашей Вселенной.

Сходство между электрическим и гравитационным полями давно наводило многих ученых на размышления. Силы взаимодействия между зарядами и массами сходны. Убывают с квадратом расстояния. Но лучше взять отдельно заряд и массу и рассмотреть их. Тогда напряженности обоих полей (E и g ) можно ввести в пропорцию и после определенных преобразований взаимозаменять их.

Где - это «масштабный множитель»,

При =1, .

Если мы имеем положительный элементарный заряд, то, как поясняет эффект Бифельда-Брауна, силовые линии вектора g являются прямыми (искривление пространства-времени одинаково) и входят в заряд. Потому Браун совершенствовал свой гравитор, используя смещение и увеличение электрического потенциала, тем самым он пытался свести к минимуму неоднородность гравитационного поля, то есть неоднородность искривления пространства-времени. А после этого создать вторичное гравитационное поле, линии напряженности которого входили бы в положительный заряд, а выходили из отрицательного. Было бы все намного проще, если бы гравитационное поле было однородным, то есть искривление пространства-времени было бы везде одинаковым. Но на Земле эти неоднородности минимальны, чем вблизи черной дыры, где даже свет задерживается. Связано это с разностью масс у объектов, да и расстояния здесь играют некоторую роль. Если бы массы были везде одинаковы, то напряженность гравитационного поля была бы везде одинакова, что означает однородное гравитационное поле, но только таких полей нет. Иначе бы эффект Бифельда-Брауна использовался бы давно и везде. Однородность электростатического поля подразумевает одинаковость по модулю значений зарядов. Следовательно «антигравитация» невозможно, но возможно подавление гравитации. Допустим, что получилось создать неоднородность, тогда гравитационное поле можно описать с помощью уравнений Максвелла для электромагнитного поля. Я не затрагиваю квантовую природу поля, хотя свет – это электромагнитная волна и частица, обойдемся только поверхностным объяснением гравитационного поля.

Тогда при скручивании мы вновь воспользуемся операцией ротор:

Это нам даст электромагнитные пучки.

На основаниях, ; а также приняв гравитационное поле однородным получим

Эти уравнения показывают возможность подавления гравитации при скручивании электромагнитных полей. Когда образуются электромагнитные пучки (дивергенции градиентов E и H ), которые создают и экранирование гравитации, и электростатический потенциал (градиент объемной плотности заряда, то есть эффект Бифельда-Брауна). Таким образом при однородном гравитационном поле возможно было бы полностью подавить гравитацию.

На основе однородного гравитационного поля можно было бы дать и такие формулы:

То есть поток напряженности гравитационного поля стремится к плотности массы, входя в нее. А вот о ротации пока следует помолчать.

Рассмотрим баланс энергий в системе:

При скручивании электромагнитного поля:

Так как ротор дивергенции равен нулю, то излучения нет, то есть вся мощность подпитки (плотность тока проводимости центрального диска) идет на изменение вихревой энергии

Это легко проверить смоделировав на электромагнитном поле векторы Пойнтинга, окажется, что они направлены друг против друга, то есть образуют стоячие волны внутри цилиндрического силового поля и не переносят энергии. Излучение от системы может идти только от сверхвысокочастотного вращения магнитных полей.

Не без внимания должен остаться и тот факт, что скорости образования электромагнитных пучков могут быть большими. А значит искривление пространства-времени мгновенное.

Для этого найдем расстояние, где будет подпитывающее магнитное поле уменьшаться до магнитного поля Земли. Это будет сфера. При скручивании электромагнитного поля, образуется цилиндр. Так как происходит закручивание, то сфера преобразуется в цилиндр, поэтому, зная радиус сферы и радиус цилиндра (радиус диска), можно узнать высоту цилиндра.

Сравним со временем, которое проходит электромагнитная волна.

Разумеется при СВЧ вращении количество узлов растет, а если частота около 300 МГц, то время появления узлов будет быстрее чем пройдет электромагнитная волна в вакууме. А это значит мгновенное искривление пространства-времени. Все это может означать, что сперва произойдет искривление пространства-времени за время t´, а потом создастся вторичное гравитационное поле за время t. Это будет куда эффективнее всех известных методов подавления гравитации.

Скорость искривления пространства-времени будет превосходить скорость света в свободном пространстве.

Акинтьев Иван Константинович (29.07.87 – 1.11.07). Мнения, критику присылайте по эл. почте. Если появится желание связаться, то тел.89200120912 .

Современные достижения физики высоких энергий все больше укрепляют представление, что многообразие свойств Природы обусловлено взаимодействующими элементарными частицами. Дать неформальное определение элементарной частицы, по-видимому, невозможно, поскольку речь идет о самых первичных элементах материи. На качественном уровне можно говорить, что истинно элементарными частицами называются физические объекты, которые не имеют составных частей.
Очевидно, что вопрос об элементарности физических объектов - это в первую очередь вопрос экспериментальный. Например, экспериментально установлено, что молекулы, атомы, атомные ядра имеют внутреннюю структуру, указывающую на наличие составных частей. Поэтому их нельзя считать элементарными частицами. Сравнительно недавно открыто, что такие частицы, как мезоны и барионы , также обладают внутренней структурой и, следовательно, не являются элементарными. В то же время у электрона внутренняя структура никогда не наблюдалась, и, значит, его можно отнести к элементарным частицам. Другим примером элементарной частицы является квант света - фотон.
Современные экспериментальные данные свидетельствуют, что существует только четыре качественно различных вида взаимодействий, в которых участвуют элементарные частицы. Эти взаимодействия называются фундаментальными, то есть самыми основными, исходными, первичными. Если принять во внимание все многообразие свойств окружающего нас Мира, то кажется совершенно удивительным, что в Природе есть только четыре фундаментальных взаимодействия, ответственных за все явления Природы.
Помимо качественных различий, фундаментальные взаимодействия отличаются в количественном отношении по силе воздействия, которая характеризуется термином интенсивность . По мере увеличения интенсивности фундаментальные взаимодействия располагаются в следующем порядке: гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное. Каждое из этих взаимодействий характеризуется соответствующим параметром, называемым константой связи, численное значение которого определяет интенсивность взаимодействия.
Каким образом физические объекты осуществляют фундаментальные взаимодействия между собой? На качественном уровне ответ на этот вопрос выглядит следующим образом. Фундаментальные взаимодействия переносятся квантами. При этом в квантовой области фундаментальным взаимодействиям отвечают соответствующие элементарные частицы, называемые элементарными частицами - переносчиками взаимодействий. В процессе взаимодействия физический объект испускает частицы - переносчики взаимодействия, которые поглощаются другим физическим объектом. Это ведет к тому, что объекты как бы чувствуют друг друга, их энергия, характер движения, состояние изменяются, то есть они испытывают взаимное влияние.
В современной физике высоких энергий все большее значение приобретает идея объединения фундаментальных взаимодействий. Согласно идеям объединения, в Природе существует только одно единое фундаментальное взаимодействие, проявляющее себя в конкретных ситуациях как гравитационное, или как слабое, или как электромагнитное, или как сильное, или как их некоторая комбинация. Успешной реализацией идей объединения послужило создание ставшей уже стандартной объединенной теории электромагнитных и слабых взаимодействий. Идет работа по развитию единой теории электромагнитных, слабых и сильных взаимодействий, получившей название теории великого объединения. Предпринимаются попытки найти принцип объединения всех четырех фундаментальных взаимодействий. Мы последовательно рассмотрим основные проявления фундаментальных взаимодействий.

Гравитационное взаимодействие

Это взаимодействие носит универсальный характер, в нем участвуют все виды материи, все объекты природы, все элементарные частицы! Общепринятой классической (не квантовой) теорией гравитационного взаимодействия является эйнштейновская общая теория относительности. Гравитация определяет движение планет в звездных системах, играет важную роль в процессах, протекающих в звездах, управляет эволюцией Вселенной, в земных условиях проявляет себя как сила взаимного притяжения. Конечно, мы перечислили только небольшое число примеров из огромного списка эффектов гравитации.
Согласно общей теории относительности, гравитация связана с кривизной пространства-времени и описывается в терминах так называемой римановой геометрии. В настоящее время все экспериментальные и наблюдательные данные о гравитации укладываются в рамки общей теории относительности. Однако данные о сильных гравитационных полях по существу отсутствуют, поэтому экспериментальные аспекты этой теории содержат много вопросов. Такая ситуация порождает появление различных альтернативных теорий гравитации, предсказания которых практически неотличимы от предсказаний общей теории относительности для физических эффектов в Солнечной системе, но ведут к другим следствиям в сильных гравитационных полях.
Если пренебречь всеми релятивистскими эффектами и ограничиться слабыми стационарными гравитационными полями, то общая теория относительности сводится к ньютоновской теории всемирного тяготения. В этом случае, как известно, потенциальная энергия взаимодействия двух точечных частиц с массами m 1 и m 2 дается соотношением

где r - расстояние между частицами, G - ньютоновская гравитационная постоянная, играющая роль константы гравитационного взаимодействия. Данное соотношение показывает, что потенциальная энергия взаимодействия V(r) отлична от нуля при любом конечном r и спадает к нулю очень медленно. По этой причине говорят, что гравитационное взаимодействие является дальнодействующим.
Из многих физических предсказаний общей теории относительности отметим три. Теоретически установлено, что гравитационные возмущения могут распространяться в пространстве в виде волн, называемых гравитационными. Распространяющиеся слабые гравитационные возмущения во многом аналогичны электромагнитным волнам. Их скорость равна скорости света, они имеют два состояния поляризации, для них характерны явления интерференции и дифракции. Однако в силу чрезвычайно слабого взаимодействия гравитационных волн с веществом их прямое экспериментальное наблюдение до сих пор не было возможно. Тем не менее данные некоторых астрономических наблюдений по потере энергии в системах двойных звезд свидетельствуют о возможном существовании гравитационных волн в природе.
Теоретическое исследование условий равновесия звезд в рамках общей теории относительности показывает, что при определенных условиях достаточно массивные звезды могут начать катастрофически сжиматься. Это оказывается возможным на достаточно поздних стадиях эволюции звезды, когда внутреннее давление, обусловленное процессами, ответственными за светимость звезды, не в состоянии уравновесить давление сил тяготения, стремящихся сжать звезду. В результате процесс сжатия уже ничем не может быть остановлен. Описанное физическое явление, предсказанное теоретически в рамках общей теории относительности, получило название гравитационного коллапса. Исследования показали, что если радиус звезды становится меньше так называемого гравитационного радиуса

R g = 2GM / c 2 ,

где M - масса звезды, а c - скорость света, то для внешнего наблюдателя звезда гаснет. Никакая информация о процессах, идущих в этой звезде, не может достичь внешнего наблюдателя. При этом тела, падающие на звезду, свободно пересекают гравитационный радиус. Если в качестве такого тела подразумевается наблюдатель, то ничего, кроме усиления гравитации, он не заметит. Таким образом, возникает область пространства, в которую можно попасть, но из которой ничего не может выйти, включая световой луч. Подобная область пространства называется черной дырой. Существование черных дыр является одним из теоретических предсказаний общей теории относительности, некоторые альтернативные теории гравитации построены именно так, что они запрещают такого типа явления. В связи с этим вопрос о реальности черных дыр имеет исключительно важное значение. В настоящее время имеются наблюдательные данные, свидетельствующие о наличии черных дыр во Вселенной.
В рамках общей теории относительности впервые удалось сформулировать проблему эволюции Вселенной. Тем самым Вселенная в целом становится не предметом спекулятивных рассуждений, а объектом физической науки. Раздел физики, предметом которого является Вселенная в целом, называется космологией. В настоящее время считается твердо установленным, что мы живем в расширяющейся Вселенной.
Современная картина эволюции Вселенной основывается на представлении о том, что Вселенная, включая такие ее атрибуты, как пространство и время, возникла в результате особого физического явления, называемого Большой Взрыв, и с тех пор расширяется. Согласно теории эволюции Вселенной, расстояния между далекими галактиками должны увеличиваться со временем, и вся Вселенная должна быть заполнена тепловым излучением с температурой порядка 3 K. Эти предсказания теории находятся в прекрасном соответствии с данными астрономических наблюдений. При этом оценки показывают, что возраст Вселенной, то есть время, прошедшее с момента Большого Взрыва, составляет порядка 10 млрд лет. Что касается деталей Большого Взрыва, то это явление слабо изучено и можно говорить о загадке Большого Взрыва как о вызове физической науке в целом. Не исключено, что объяснение механизма Большого Взрыва связано с новыми, пока еще неизвестными законами Природы. Общепринятый современный взгляд на возможное решение проблемы Большого Взрыва основывается на идее объединения теории гравитации и квантовой механики.

Понятие о квантовой гравитации

Можно ли вообще говорить о квантовых проявлениях гравитационного взаимодействия? Как принято считать, принципы квантовой механики носят универсальный характер и применимы к любому физическому объекту. В этом смысле гравитационное поле не представляет исключения. Теоретические исследования показывают, что на квантовом уровне гравитационное взаимодействие переносится элементарной частицей, называемой гравитон. Можно отметить, что гравитон является безмассовым бозоном со спином 2. Гравитационное взаимодействие между частицами, обусловленное обменом гравитоном, условно изображается следующим образом:

Частица испускает гравитон, в силу чего состояние ее движения изменяется. Другая частица поглощает гравитон и также изменяет состояние своего движения. В результате возникает воздействие частиц друг на друга.
Как мы уже отмечали, константой связи, характеризующей гравитационное взаимодействие, является ньютоновская константа G. Хорошо известно, что G - размерная величина. Очевидно, что для оценки интенсивности взаимодействия удобно иметь безразмерную константу связи. Чтобы получить такую константу, можно использовать фундаментальные постоянные: (постоянная Планка) и c (скорость света) - и ввести какую-нибудь эталонную массу, например массу протона m p . Тогда безразмерная константа связи гравитационного взаимодействия будет

Gm p 2 /(c) ~ 6·10 -39 ,

что, конечно, является очень малой величиной.
Интересно отметить, что из фундаментальных постоянных G, , c можно построить величины, имеющие размерность длины, времени, плотности, массы, энергии. Эти величины называются планковскими. В частности, планковская длина l Pl и планковское время t Pl выглядят следующим образом:

Каждая фундаментальная физическая константа характеризует определенный круг физических явлений: G - гравитационные явления, - квантовые, c - релятивистские. Поэтому если в какое-то соотношение входят одновременно G, , c, то это значит, что данное соотношение описывает явление, которое одновременно является гравитационным, квантовым и релятивистским. Таким образом, существование планковских величин указывает на возможное существование соответствующих явлений в Природе.
Конечно, численные значения l Pl и t Pl очень малы по сравнению с характерными значениями величин в макромире. Но это означает только то, что квантовогравитационные эффекты слабо проявляют себя. Они могли быть существенны лишь тогда, когда характерные параметры стали бы сравнимыми с планковскими величинами.
Отличительной чертой явлений микромира является то обстоятельство, что физические величины оказываются подверженными так называемым квантовым флуктуациям. Это означает, что при многократных измерениях физической величины в определенном состоянии принципиально должны получаться различные численные значения, обусловленные неконтролируемым взаимодействием прибора с наблюдаемым объектом. Вспомним, что гравитация связана с проявлением кривизны пространства-времени, то есть с геометрией пространства-времени. Поэтому следует ожидать, что на временах порядка t Pl и расстояниях порядка l Pl геометрия пространства-времени должна стать квантовым объектом, геометрические характеристики должны испытывать квантовые флуктуации. Другими словами, на планковских масштабах нет никакой фиксированной пространственно-временной геометрии, образно говоря, пространство-время представляет собой бурлящую пену.
Последовательная квантовая теория гравитации не построена. В силу чрезвычайно малых значений l Pl , t Pl следует ожидать, что в любом обозримом будущем не удастся поставить эксперименты, в которых проявили бы себя квантовогравитационные эффекты. Поэтому теоретическое исследование вопросов квантовой гравитации остается единственной возможностью продвижения вперед. Есть ли, однако, явления, где квантовая гравитация могла бы оказаться существенной? Да, есть, и мы о них уже говорили. Это гравитационный коллапс и Большой Взрыв. Согласно классической теории гравитации, объект, подверженный гравитационному коллапсу, должен сжиматься до сколь угодно малых размеров. Это означает, что его размеры могут стать сравнимыми с l Pl , где классическая теория уже неприменима. Точно так же в процессе Большого Взрыва возраст Вселенной был сравним с t Pl и она имела размеры порядка l Pl . Это означает, что понимание физики Большого Взрыва невозможно в рамках классической теории. Таким образом, описание конечной стадии гравитационного коллапса и начальной стадии эволюции Вселенной может быть осуществлено только с привлечением квантовой теории гравитации.

Слабое взаимодействие

Это взаимодействие является наиболее слабым из фундаментальных взаимодействий, экспериментально наблюдаемых в распадах элементарных частиц, где принципиально существенными являются квантовые эффекты. Напомним, что квантовые проявления гравитационного взаимодействия никогда не наблюдались. Слабое взаимодействие выделяется с помощью следующего правила: если в процессе взаимодействия участвует элементарная частица, называемая нейтрино (или антинейтрино), то данное взаимодействие является слабым.

Типичный пример слабого взаимодействия - это бета-распад нейтрона

N p + e - + e ,

где n - нейтрон, p - протон, e - - электрон, e - электронное антинейтрино. Следует, однако, иметь в виду, что указанное выше правило совсем не означает, что любой акт слабого взаимодействия обязан сопровождаться нейтрино или антинейтрино. Известно, что имеет место большое число безнейтринных распадов. В качестве примера можно отметить процесс распада лямбда-гиперона на протон p и отрицательно заряженный пион π − . По современным представлениям нейтрон и протон не являются истинно элементарными частицами, а состоят из элементарных частиц, называемых кварками.
Интенсивность слабого взаимодействия характеризуется константой связи Ферми G F . Константа G F размерна. Чтобы образовать безразмерную величину, необходимо использовать какую-нибудь эталонную массу, например массу протона m p . Тогда безразмерная константа связи будет

G F m p 2 ~ 10 -5 .

Видно, что слабое взаимодействие гораздо интенсивнее гравитационного.
Слабое взаимодействие в отличие от гравитационного является короткодействующим. Это означает, что слабое взаимодействие между частицами начинает действовать, только если частицы находятся достаточно близко друг к другу. Если же расстояние между частицами превосходит некоторую величину, называемую характерным радиусом взаимодействия, слабое взаимодействие не проявляет себя. Экспериментально установлено, что характерный радиус слабого взаимодействия порядка 10 -15 см, то есть слабое взаимодействие, сосредоточен на расстояниях меньше размеров атомного ядра.
Почему можно говорить о слабом взаимодействии как о независимом виде фундаментальных взаимодействий? Ответ прост. Установлено, что есть процессы превращений элементарных частиц, которые не сводятся к гравитационным, электромагнитным и сильным взаимодействиям. Хороший пример, показывающий, что существуют три качественно различных взаимодействия в ядерных явлениях, связан с радиоактивностью. Эксперименты указывают на наличие трех различных видов радиоактивности: -, - и -радиоактивных распадов. При этом -распад обусловлен сильным взаимодействием, -распад - электромагнитным. Оставшийся -распад не может быть объяснен электромагнитным и сильным взаимодействиями, и мы вынуждены принять, что есть еще одно фундаментальное взаимодействие, названное слабым. В общем случае необходимость введения слабого взаимодействия обусловлена тем, что в природе происходят процессы, в которых электромагнитные и сильные распады запрещены законами сохранения.
Хотя слабое взаимодействие существенно сосредоточено внутри ядра, оно имеет определенные макроскопические проявления. Как мы уже отмечали, оно связано с процессом β-радиоактивности. Кроме того, слабое взаимодействие играет важную роль в так называемых термоядерных реакциях, ответственных за механизм энерговыделения в звездах.
Удивительнейшим свойством слабого взаимодействия является существование процессов, в которых проявляется зеркальная асимметрия. На первый взгляд кажется очевидным, что разница между понятиями левое и правое условна. Действительно, процессы гравитационного, электромагнитного и сильного взаимодействия инвариантны относительно пространственной инверсии, осуществляющей зеркальное отражение. Говорят, что в таких процессах сохраняется пространственная четность P. Однако экспериментально установлено, что слабые процессы могут протекать с несохранением пространственной четности и, следовательно, как бы чувствуют разницу между левым и правым. В настоящее время имеются твердые экспериментальные доказательства, что несохранение четности в слабых взаимодействиях носит универсальный характер, оно проявляет себя не только в распадах элементарных частиц, но и в ядерных и даже атомных явлениях. Следует признать, что зеркальная асимметрия представляет собой свойство Природы на самом фундаментальном уровне.
Несохранение четности в слабых взаимодействиях выглядело настолько необычным свойством, что практически сразу после его открытия теоретики предприняли попытки показать, что на самом деле существует полная симметрия между левым и правым, только она имеет более глубокий смысл, чем это ранее считалось. Зеркальное отражение должно сопровождаться заменой частиц на античастицы (зарядовое сопряжение C), и тогда все фундаментальные взаимодействия должны быть инвариантными. Однако позднее было установлено, что эта инвариантность не является универсальной. Существуют слабые распады так называемых долгоживущих нейтральных каонов на пионы π + , π − , запрещенные, если бы указанная инвариантность реально имела место. Таким образом, отличительным свойством слабого взаимодействия является его CP-неинвариантность. Возможно, что это свойство ответственно за то обстоятельство, что вещество во Вселенной значительно превалирует над антивеществом, построенным из античастиц. Мир и антимир несимметричны.
Вопрос о том, какие частицы являются переносчиками слабого взаимодействия, долгое время был неясен. Понимания удалось достичь сравнительно недавно в рамках объединенной теории электрослабых взаимодействий - теории Вайнберга-Салама-Глэшоу. В настоящее время общепринято, что переносчиками слабого взаимодействия являются так называемые W ± - и Z 0 -бозоны. Это заряженные W ± и нейтральная Z 0 элементарные частицы со спином 1 и массами, равными по порядку величины 100 m p .

Электромагнитное взаимодействие

В электромагнитном взаимодействии участвуют все заряженные тела, все заряженные элементарные частицы. В этом смысле оно достаточно универсально. Классической теорией электромагнитного взаимодействия является максвелловская электродинамика. В качестве константы связи принимается заряд электрона e.
Если рассмотреть два покоящихся точечных заряда q 1 и q 2 , то их электромагнитное взаимодействие сведется к известной электростатической силе. Это означает, что взаимодействие является дальнодействующим и медленно спадает с ростом расстояния между зарядами.
Классические проявления электромагнитного взаимодействия хорошо известны, и мы не будем на них останавливаться. С точки зрения квантовой теории переносчиком электромагнитного взаимодействия является элементарная частица фотон - безмассовый бозон со спином 1. Квантовое электромагнитное взаимодействие между зарядами условно изображается следующим образом:

Заряженная частица испускает фотон, в силу чего состояние ее движения изменяется. Другая частица поглощает этот фотон и также изменяет состояние своего движения. В результате частицы как бы чувствуют наличие друг друга. Хорошо известно, что электрический заряд является размерной величиной. Удобно ввести безразмерную константу связи электромагнитного взаимодействия. Для этого надо использовать фундаментальные постоянные и c. В результате приходим к следующей безразмерной константе связи, называемой в атомной физике постоянной тонкой структуры α = e 2 /c ≈1/137.

Легко заметить, что данная константа значительно превышает константы гравитационного и слабого взаимодействий.
С современной точки зрения электромагнитное и слабое взаимодействия представляют собой различные стороны единого электрослабого взаимодействия. Создана объединенная теория электрослабого взаимодействия - теория Вайнберга-Салама-Глэшоу, объясняющая с единых позиций все аспекты электромагнитных и слабых взаимодействий. Можно ли понять на качественном уровне, как происходит разделение объединенного взаимодействия на отдельные, как бы независимые взаимодействия?
Пока характерные энергии достаточно малы, электромагнитное и слабое взаимодействия отделены и не влияют друг на друга. С ростом энергии начинается их взаимовлияние, и при достаточно больших энергиях эти взаимодействия сливаются в единое электрослабое взаимодействие. Характерная энергия объединения оценивается по порядку величины как 10 2 ГэВ (ГэВ - это сокращенное от гигаэлектрон-вольт, 1 ГэВ = 10 9 эВ, 1 эВ = 1.6·10 -12 эрг = 1.6·10 19 Дж). Для сравнения отметим, что характерная энергия электрона в основном состоянии атома водорода порядка 10 -8 ГэВ, характерная энергия связи атомного ядра порядка 10 -2 ГэВ, характерная энергия связи твердого тела порядка 10 -10 ГэВ. Таким образом, характерная энергия объединения электромагнитных и слабых взаимодействий огромна по сравнению с характерными энергиями в атомной и ядерной физике. По этой причине электромагнитное и слабое взаимодействия не проявляют в обычных физических явлениях своей единой сущности.

Сильное взаимодействие

Сильное взаимодействие ответственно за устойчивость атомных ядер. Поскольку атомные ядра большинства химических элементов стабильны, то ясно, что взаимодействие, которое удерживает их от распада, должно быть достаточно сильным. Хорошо известно, что ядра состоят из протонов и нейтронов. Чтобы положительно заряженные протоны не разлетелись в разные стороны, необходимо наличие сил притяжения между ними, превосходящих силы электростатического отталкивания. Именно сильное взаимодействие является ответственным за эти силы притяжения.
Характерной чертой сильного взаимодействия является его зарядовая независимость. Ядерные силы притяжения между протонами, между нейтронами и между протоном и нейтроном по существу одинаковы. Отсюда следует, что с точки зрения сильных взаимодействий протон и нейтрон неотличимы и для них используется единый термин нуклон , то есть частица ядра.

Характерный масштаб сильного взаимодействия можно проиллюстрировать рассмотрев два покоящихся нуклона. Теория приводит к потенциальной энергии их взаимодействия в виде потенциала Юкавы

где величина r 0 ≈10 -13 см и совпадает по порядку величины с характерным размером ядра, g - константа связи сильного взаимодействия. Это соотношение показывает, что сильное взаимодействие является короткодействующим и по существу полностью сосредоточено на расстояниях, не превышающих характерного размера ядра. При r > r 0 оно практически исчезает. Известным макроскопическим проявлением сильного взаимодействия служит эффект -радиоактивности. Следует, однако, иметь в виду, что потенциал Юкавы не является универсальным свойством сильного взаимодействия и не связан с его фундаментальными аспектами.
В настоящее время существует квантовая теория сильного взаимодействия, получившая название квантовой хромодинамики. Согласно этой теории, переносчиками сильного взаимодействия являются элементарные частицы - глюоны. По современным представлениям частицы, участвующие в сильном взаимодействии и называемые адронами, состоят из элементарных частиц - кварков.
Кварки представляют собой фермионы со спином 1/2 и ненулевой массой. Наиболее удивительным свойством кварков является их дробный электрический заряд. Кварки формируются в три пары (три поколения дублетов), обозначаемые следующим образом:

u	c
d	s	b

Каждый тип кварка принято называть ароматом, так что существуют шесть кварковых ароматов. При этом u-, c-, t-кварки имеют электрический заряд 2/3|e| , а d-, s-, b-кварки - электрический заряд -1/3|e|, где e - заряд электрона. Кроме того, существуют три кварка данного аромата. Они отличаются квантовым числом, называемым цветом и принимающим три значения: желтый, синий, красный. Каждому кварку соответствует антикварк, имеющий по отношению к данному кварку противоположный электрический заряд и так называемый антицвет: антижелтый, антисиний, антикрасный. Принимая во внимание число ароматов и цветов, мы видим, что всего существуют 36 кварков и антикварков.
Кварки взаимодействуют друг с другом посредством обмена восемью глюонами, которые представляют собой безмассовые бозоны со спином 1. В процессе взаимодействия цвета кварков могут изменяться. При этом сильное взаимодействие условно изображается следующим образом:

Кварк, входящий в состав адрона, испускает глюон, в силу чего состояние движения адрона изменяется. Этот глюон поглощается кварком, входящим в состав другого адрона, и меняет состояние его движения. В результате возникает взаимовоздействие адронов друг на друга.
Природа устроена так, что взаимодействие кварков всегда ведет к образованию бесцветных связанных состояний, которые как раз и являются адронами. Например, протон и нейтрон составлены из трех кварков: p = uud, n = udd. Пион π − составлен из кварка u и антикварка : π − = u. Отличительная черта кварк-кваркового взаимодействия через глюоны состоит в том, что с уменьшением расстояния между кварками их взаимодействие ослабляется. Это явление получило название асимптотической свободы и ведет к тому, что внутри адронов кварки можно рассматривать как свободные частицы. Асимптотическая свобода естественным образом вытекает из квантовой хромодинамики. Имеются экспериментальные и теоретические указания на то, что с ростом расстояния взаимодействие между кварками должно возрастать, в силу чего кваркам энергетически выгодно находиться внутри адрона. Это означает, что мы можем наблюдать только бесцветные объекты - адроны. Одиночные кварки и глюоны, обладающие цветом, не могут существовать в свободном состоянии. Явление удержания элементарных частиц, обладающих цветом, внутри адронов получило название конфайнмента. Для объяснения конфайнмента предлагались различные модели, однако последовательное описание, вытекающее из первых принципов теории, до сих пор не построено. С качественной точки зрения трудности связаны с тем, что, обладая цветом, глюоны взаимодействуют со всеми цветными объектами, в том числе и друг с другом. По этой причине квантовая хромодинамика является существенно нелинейной теорией и приближенные методы исследования, принятые в квантовой электродинамике и электрослабой теории, оказываются не вполне адекватными в теории сильных взаимодействий.

Тенденции объединения взаимодействий

Мы видим, что на квантовом уровне все фундаментальные взаимодействия проявляют себя одинаковым образом. Элементарная частица вещества испускает элементарную частицу - переносчик взаимодействия, которая поглощается другой элементарной частицей вещества. Это ведет к взаимовлиянию частиц вещества друг на друга.
Безразмерная константа связи сильного взаимодействия может быть построена по аналогии с постоянной тонкой структуры в виде g2/(c)10. Если сравнить безразмерные константы связи, то легко заметить, что самым слабым является гравитационное взаимодействие, а затем располагаются слабое, электромагнитное и сильное.
Если принять во внимание уже развитую объединенную теорию электрослабых взаимодействий, называемую сейчас стандартной, и следовать тенденции объединения, то возникает проблема построения единой теории электрослабого и сильного взаимодействий. В настоящее время созданы модели такой единой теории, получившие название модели великого объединения. Все эти модели имеют много общих моментов, в частности характерная энергия объединения оказывается порядка 10 15 ГэВ, что значительно превосходит характерную энергию объединения электромагнитных и слабых взаимодействий. Отсюда вытекает, что прямое экспериментальное исследование великого объединения выглядит проблематичным даже в достаточно отдаленном будущем. Для сравнения отметим, что наибольшая энергия, достижимая на современных ускорителях, не превышает 10 3 ГэВ. Поэтому если и будут получены какие-либо экспериментальные данные относительно великого объединения, то они могут носить только косвенный характер. В частности, модели великого объединения предсказывают распад протона и существование магнитного монополя большой массы. Экспериментальное подтверждение этих предсказаний было бы грандиозным триумфом тенденций объединения.
Общая картина разделения единого великого взаимодействия на отдельные сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия выглядит следующим образом. При энергиях порядка 10 15 ГэВ и выше существует единое взаимодействие. Когда энергия становится ниже 10 15 ГэВ, сильное и электрослабое взаимодействия отделяются друг от друга и представляются как различные фундаментальные взаимодействия. При дальнейшем уменьшении энергии ниже 10 2 ГэВ происходит отделение слабого и электромагнитного взаимодействий. В результате на масштабе энергий, характерных для физики макроскопических явлений, три рассматриваемых взаимодействия выглядят как не имеющие единой природы.
Заметим теперь, что энергия 10 15 ГэВ отстоит не так далеко от планковской энергии

при которой становятся существенными квантовогравитационные эффекты. Поэтому теория великого объединения с необходимостью ведет к проблеме квантовой гравитации. Если далее следовать тенденции объединения, мы должны принять идею о существовании одного всеобъемлющего фундаментального взаимодействия, которое разделяется на отдельные гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное последовательно по мере понижения энергии от планковского значения до энергий, меньших 10 2 ГэВ.
Построение такой грандиозной объединяющей теории, по-видимому, неосуществимо в рамках системы идей, приведших к стандартной теории электрослабых взаимодействий и моделям великого объединения. Требуется привлечение новых, возможно кажущихся сумасшедшими, представлений, идей, методов. Несмотря на очень интересные подходы, развитые в последнее время, такие, как супергравитация и теория струн, проблема объединения всех фундаментальных взаимодействий остается открытой.

Заключение

Итак, мы сделали обзор основных сведений, касающихся четырех фундаментальных взаимодействий Природы. Кратко описаны микроскопические и макроскопические проявления этих взаимодействий, картина физических явлений, в которых они играют важную роль.
Везде, где это было возможно, мы старались проследить тенденцию объединения, отметить общие черты фундаментальных взаимодействий, привести данные о характерных масштабах явлений. Конечно, излагаемый здесь материал не претендует на полноту рассмотрения и не содержит многих важных деталей, необходимых для систематического изложения. Подробное описание затронутых нами вопросов требует использования всего арсенала методов современной теоретической физики высоких энергий и выходит за рамки данной статьи, научно-популярной литературы. Нашей целью было изложение общей картины достижений современной теоретической физики высоких энергий, тенденции ее развития. Мы стремились вызвать интерес читателя к самостоятельному, более подробному изучению материала. Конечно, при таком подходе неизбежны определенные огрубления.
Предлагаемый список литературы позволяет более подготовленному читателю углубить свое представление о вопросах, рассмотренных в статье.

1. Окунь Л.Б. a, b, g, Z. М.: Наука, 1985.
2. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1984.
3. Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная. М.: Наука, 1988.
4. Фридман Д., ван. Ньювенхейзен П. // Успехи физ. наук. 1979. Т. 128. N 135.
5. Хокинг С. От Большого Взрыва до черных дыр: Краткая история времени. М.: Мир, 1990.
6. Девис П. Суперсила: Поиски единой теории природы. М.: Мир, 1989.
7. Зельдович Я.Б., Хлопов М.Ю. Драма идей в познании природы. М.: Наука, 1987.
8. Готтфрид К., Вайскопф В. Концепции физики элементарных частиц. М.: Мир, 1988.
9. Coughlan G.D., Dodd J.E. The Ideas of Particle Physics. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1993.

Глава III. Основные теоретические результаты.

3.1. Единая теория поля - теория физического вакуума.

Дедуктивный метод построения физических теорий позволил автору вначале геометризовать уравнения электродинамики (решить программу минимум) и, затем, геометризовать поля материи и таким образом завершить эйнштейновскую программу максимум по созданию единой теории поля. Однако оказалось, что окончательным завершением программы единой теории поля явилось построение теории физического вакуума.

Первое, что мы должны потребовать от единой теории поля это:

а) геометрического подхода к проблеме объединения гравитационных, электромагнитных, сильных и слабых взаимодействий на основе точных решений уравнений (уравнений вакуума);

б) предсказание новых видов взаимодействий;

в) объединения теории относительности и квантовой теории, т.е. построение совершенной (в соответствии с мнением Эйнштейна) квантовой теории;

Коротко покажем, как теория физического вакуума удовлетворяет этим требованиям.

3.2. Объединение электро-гравитационных взаимодействий.

Допустим, что нам необходимо создать физическую теорию, которая описывает такую элементарную частицу как протон. Эта частица имеет массу, электрический заряд, ядерный заряд, спин и другие физические характеристики. Это означает, что протон обладает супервзаимодействием и требует для своего теоретического описания суперобъединения взаимодействий.

Под суперобъединением взаимодействий физики понимают объединение гравитационных, электромагнитных, сильных и слабых взаимодействий. В настоящее время эта работа проводится на основе индуктивного подхода, когда теория строится путем описания большого числа экспериментальных данных. Несмотря на значительные затраты материальных и ментальных ресурсов, решение этой проблемы далеко от завершения. С точки зрения А. Эйнштейна индуктивный подход к построению сложных физических теорий бесперспективен, поскольку такие теории оказываются «бессодержательными», описывающими огромное количество разрозненных экспериментальных данных.

Кроме того, такие теории как электродинамика Максвелла-Дирака или теория гравитации Эйнштейна относятся к классу фундаментальных. Решения уравнений поля этих теорий приводит к фундаментальному потенциалу кулон-ньютоновского вида:

В области, где названные фундаментальные теории справедливы, потенциалы Кулона и Ньютона абсолютно точно описывают электромагнитные и гравитационные явления. В отличие от теории электромагнетизма и гравитации, сильные и слабые взаимодействия описываются на основе феноменологических теорий. В таких теориях потенциалы взаимодействия не находятся из решений уравнений, а вводятся их создателями, что называется, «руками». Например, для описания ядерного взаимодействия протонов или нейтронов с ядрами различных элементов (железа, меди, золота и т.д.) в современной научной литературе существует около десятка, написанных руками, ядерных потенциалов.

Любой исследователь не лишенный здравого смысла понимает, что объединять фундаментальную теорию с феноменологической это все равно, что скрещивать корову с мотоциклом! Поэтому, прежде всего надо построить фундаментальную теорию сильных и слабых взаимодействий и только после этого появляется возможность для их не формального объединения.

Но даже в случае, когда мы имеем две фундаментальные теории такие, например, как классическая электродинамика Максвелла-Лоренца и теория гравитации Эйнштейна, их не формальное объединение невозможно. Действительно, теория Максвелла-Лоренца рассматривает электромагнитное поле на фоне плоского пространства, в то время как в теории Эйнштейна гравитационное поле имеет геометрическую природу и рассматривается как искривление пространства. Чтобы объединить эти две теории надо: либо рассматривать оба поля как заданные на фоне плоского пространства (подобно электромагнитному полю в электродинамике Максвелла-Лоренца), либо оба поля свести к кривизне пространства (подобно гравитационному полю в теории гравитации Эйнштейна).

Из уравнений физического вакуума следуют полностью геометризированные уравнения Эйнштейна (B.1), которые не формальным образом объединяют гравитационные и электромагнитные взаимодействия, поскольку в этих Уравнениях как гравитационные, так и электромагнитные поля оказываются геометризированными. Точное решение этих уравнений приводит к объединенному электро-гравитационному потенциалу, который описывает объединенные электро-гравитационные взаимодействия не формальным образом.

Решение, которое описывает сферически симметричное стабильное вакуумное возбуждение с массой М и зарядом Ze (т.е. частицу с этими характеристиками) содержит две константы: ее гравитационный радиус r g и электромагнитный радиус r e . Эти радиусы определяют кручение Риччи и кривизну Римана, порожденные массой и зарядом частицы. Если масса и заряд обращаются в нуль (частица уходит в вакуум), то оба радиуса исчезают. В этом случае кручение и кривизна пространства Вайценбека так же обращаются в нуль, т.е. пространство событий становится плоским (абсолютный вакуум).

Гравитационный r g и электромагнитный r e радиусы образуют трехмерные сферы, с которых начинается гравитационное и электромагнитное поля частиц (см. рис. 24 ). Для всех элементарных частиц электромагнитный радиус много больше гравитационного. Например, для электрона r g = 9,84xl0 -56 , а r e = 5,6х10 -13 см. Хотя эти радиусы имеют конечную величину, плотность гравитационной и электромагнитной материи частицы (это следует из точного решения уравнений вакуума) сосредоточена в точке. Поэтому в большинстве экспериментов электрон ведет себя как точечная частица.

Рис. 24. Рожденная из вакуума сферически симметричная частица с массой и зарядом состоит из двух сфер с радиусами r g и r e . Буквы G и Е обозначают статическое гравитационное и электромагнитное поля соответственно.

3.3. Объединение гравитационных, электромагнитных и сильных взаимодействий.

Большим достижением теории физического вакуума является целый ряд новых потенциалов взаимодействия, полученных из решения уравнений вакуума (А) и (В). Эти потенциалы появляются как дополнение к кулон-ньютоновскому взаимодействию. Один из таких потенциалов убывает с расстоянием быстрее, чем 1/r, т.е. порожденные им силы действуют (подобно ядерным) на малых расстояниях. Кроме того, этот потенциал отличен от нуля, даже тогда, когда заряд частицы равен нулю (рис. 25 ). Подобное свойство зарядовой независимости ядерных сил давно обнаружено в эксперименте.

Рис. 25 . Потенциальная энергия ядерного взаимодействия, найденная из решения уравнений вакуума. Соотношение между ядерным и электромагнитным радиусами r N = |r e |/2,8.

Рис. 26 . Теоретические вычисления, полученные из решения уравнений вакуума (сплошная кривая), достаточно хорошо подтверждаются экспериментами по электро-ядерному взаимодействию протонов и ядер меди.

На рис. 25 представлена потенциальная энергия взаимодействия нейтрона (заряд нейтрона равен нулю) и протона с ядром. Для сравнения приведена кулоновская потенциальная энергия отталкивания между протоном и ядром. Из рисунка видно, что на малых расстояниях от ядра кулоновское отталкивание сменяется ядерным притяжением, которое описывается новой константой r N - ядерным радиусом. Из экспериментальных данных удалось установить, что величина этой константы порядка 10 -14 см. Соответственно силы, порождаемые новой константой и новым потенциалом, начинают действовать на расстояниях (r я ) от центра ядра. Как раз на этих расстояниях начинается действие ядерных сил.

r я = (100 - 200)r N = 10 -12 см.

На рис. 25 ядерный радиус определяется соотношением r N = |r e |/2,8 где вычисленное для процесса взаимодействия протона и ядра меди значение модуля электромагнитного радиуса равно: |r e | = 8,9х10 -15 см.

На. рис. 26 представлена экспериментальная кривая, описывающая рассеяние протонов с энергией 17 Мэв на ядрах меди. Сплошной линией на этом же рисунке обозначена теоретическая кривая, полученная на основе решений уравнений вакуума. Хорошее согласие между кривыми говорит о том, что найденные из решения вакуумных уравнений короткодействующий потенциал взаимодействия с ядерным радиусом r N = 10 -15 см. Здесь ничего не было сказано о гравитационных взаимодействиях, поскольку для элементарных частиц они гораздо слабее ядерных и электромагнитных.

Преимущество вакуумного подхода в объединенном описании гравитационных, электромагнитных и ядерных взаимодействий перед принятыми в настоящее время состоит в том, что наш подход фундаментален и не требует введения ядерных потенциалов «руками».

3.4. Связь между слабыми и торсионными взаимодействиями.

Под слабыми взаимодействиями обычно подразумевают процессы с участием одной из самых загадочных элементарных частиц - нейтрино. У нейтрино нет массы и заряда, а имеется только спин - собственное вращение. Эта частица не переносит ничего, кроме вращения. Таким образом, нейтрино представляет собой одну из разновидностей динамического торсионного поля в чистом виде.

Простейшим из процессов, в котором проявляются слабые взаимодействия является распад нейтрона (нейтрон неустойчив и имеет среднее время жизни 12 мин) по схеме:

n ® p + + e - + v

где p + - протон, e - - электрон, v - антинейтрино. Современная наука считает, что электрон и протон взаимодействуют между собой по закону Кулона как частицы, имеющие противоположные заряды. Они не могут образовать долго живущую нейтральную частицу - нейтрон с размерами порядка 10 -13 см, поскольку электрон под действием силы притяжения должен мгновенно «упасть на протон». Кроме того, даже если и возможно было бы предположить, что нейтрон состоит из противоположно заряженных частиц, то при его распаде должно было бы наблюдаться электромагнитное излучение, что привело бы к нарушению закона сохранения спина. Дело в том, что нейтрон, протон и электрон имеют спин +1/2 или -1/2 каждый.

Предположим, что первоначальный спин нейтрона был равен -1/2. Тогда суммарный спин электрона, протона и фотона тоже должен бы быть равен -1/2. Но суммарный спин электрона и протона может иметь значения -1, 0, +1, а у фотона спин может быть -1 или +1. Следовательно, спин системы электрон-протон-фотон может принимать значения 0, 1, 2, но не как -1/2.

Решения уравнений вакуума для частиц, обладающих спином, показали, что для них существует новая константа r s - спиновый радиус, которая описывает торсионное поле вращающейся частицы. Это поле порождает торсионные взаимодействия на малых расстояниях и позволяет по-новому подойти к проблеме образования нейтрона из протона, электрона и антинейтрино.

На рис. 27 представлены качественные графики потенциальной энергии взаимодействия обладающего спином протона с электроном и позитроном, полученные из решения вакуумных уравнений. Из графика видно, что на расстоянии порядка

r s = |r e |/3 = 1,9x10 -13 см.

от центра протона существует «торсионная яма», в которой может достаточно долгое время находиться электрон, когда он совместно с протоном образует нейтрон. Электрон не может упасть на вращающийся протон, поскольку торсионная сила отталкивания на малых расстояниях превосходит кулоновскую силу притяжения. С другой стороны, торсионная добавка к кулоновской потенциальной энергии обладает аксиальной симметрией и очень сильно зависит от ориентации спина протона. Эта ориентация задана углом q между направлением спина протона и радиусом-вектором, проведенным в точку наблюдения,

Ha рис. 27 ориентация спина протона выбрана так, что угол q равен нулю. При угле q = 90° торсионная добавка обращается в нуль и в плоскости, перпендикулярной направлению спина протона, электрон и протон взаимодействуют по закону Кулона.

Существование торсионного поля у вращающегося протона и торсионной ямы при взаимодействии протона и электрона позволяет предположить, что при «развале» нейтрона на протон и электрон происходит излучение торсионного поля, не имеющего заряда и массы и переносящего только спин. Именно этим свойством обладает антинейтрино (или нейтрино).

Из анализа потенциальной энергии, изображенной на рис. 27 , следует, что когда в ней электромагнитное взаимодействие отсутствует (r e = 0) и остается только торсионное взаимодействие (r s № 0), то потенциальная энергия обращается в нуль. Это означает, что свободное торсионное излучение, переносящее только спин, не взаимодействует (или взаимодействует слабо) с обычной материей. Именно этим, по-видимому, объясняется наблюдаемая высокая проникающая способность торсионного излучения - нейтрино.

Рис. 27 . Потенциальная энергия взаимодействия спинирующего протона, полученная из решения вакуумных уравнений: а) - электрона с протоном при |r e |/r s , б) - то же с позитроном.

Когда электрон находится в «торсионной яме» вблизи протона его энергия отрицательна. Чтобы произошел распад нейтрона на протон и электрон, необходимо, чтобы нейтрон поглотил положительную торсионную энергию, т.е. нейтрино согласно схеме:

v + n ® p + + e -

Эта схема полностью аналогична процессу ионизации атома под действием внешнего электромагнитного излучения g

g + a ® a + + e -

где a + - ионизированный атом и e - - электрон. Разница состоит в том, что электрон в атоме находится в кулоновской яме, а электрон в нейтроне удерживается торсионным потенциалом.

Таким образом, в теории вакуума существует глубокая связь между торсионным полем и слабыми взаимодействиями.

3.5. Кризис в спиновой физике и возможный выход из него.

Современная теория элементарных частиц относится к классу индуктивных. Её базой служат экспериментальные данные, полученные с помощью ускорителей. Индуктивные теории по своей природе описательные и их приходится каждый раз подправлять по мере поступления новых данных.

Примерно 40 лет назад в Рочестерском университете были начаты эксперименты по рассеянию поляризованных по спину протонов на поляризованных мишенях, состоящих из протонов. Впоследствии все это направление в теории элементарных частиц получило название спиновая физика.

Рис. 28 . Экспериментальные данные по торсионному взаимодействию поляризованных нуклонов в зависимости от взаимной ориентации их спинов. Горизонтальные стрелки показывают направление и величину (толщина стрелки) торсионного взаимодействия. Вертикальная стрелка указывает направление орбитального момента рассеиваемой частицы.

Основной результат, полученный спиновой физикой состоит в том, что при взаимодействиях на малых расстояниях (порядка 10 -12 см.) спин частиц начинает играть существенную роль. Было установлено, что торсионные (или спин-спиновые) взаимодействия определяют величину и характер сил, действующих между поляризованными частицами (см. рис. 28 ).

Рис. 29 . Суперпотенциальная энергия, полученная из решения уравнений вакуума. Показана зависимость от ориентации спина мишени: а) - взаимодействие протонов и поляризованного ядра при r e /r N = -2, r N /r s = 1,5; б) - то же, для нейтронов при r e /r N = 0, r N /r s = 1,5. Угол q отсчитывается от спина ядра до радиуса-вектора, проведенного в точку наблюдения.

Характер обнаруженных в эксперименте торсионных взаимодействий нуклонов оказался настолько сложным, что поправки, вносимые в теорию, сделали теорию бессодержательной. Дело дошло до того, что теоретикам недостает идей для того, чтобы описать новые данные эксперимента. Этот «ментальный кризис» теории усугубляется еще и тем, что стоимость эксперимента в спиновой физике растет по мере его усложнения и в настоящее время приблизилась к стоимости ускорителя, что привело к материальному кризису. Следствием такого положения вещей явилось замораживание финансирования строительства новых ускорителей в некоторых странах.

Выход из сложившейся критической ситуации может быть только один - в построении дедуктивной теории элементарных частиц. Именно эту возможность предоставляет нам теория физического вакуума. Решения ее уравнений приводят к потенциалу взаимодействия - суперпотенциалу, который включает в себя:

r g - гравитационный радиус,

r e - электромагнитный радиус,

r N - ядерный радиус и

r s - спиновый радиус,

отвечающие за гравитационные (r g ), электромагнитные (r e ), ядерные (r N ) и спин-торсионные (r s ) взаимодействия.

На рис. 29 приведены качественные графики суперпотенциальной энергии, полученные из решения уравнений вакуума.

Из графика видна сильная зависимость взаимодействия частиц от ориентации спинов, что и наблюдается в экспериментах спиновой физики. Конечно, окончательный ответ будет дан тогда, когда будут проведены тщательные исследования, основанные на решениях вакуумных уравнений.

3.6. Скалярное электромагнитное поле и передача электромагнитной энергии по одному проводу.

Уравнения вакуума, как это и положено уравнениям единой теории поля, переходят в известные физические уравнения в различных частных случаях. Если мы ограничимся рассмотрением слабых электромагнитных полей и движением зарядов с не слишком большими скоростями, то из уравнения вакуума (B.1) последуют уравнения, подобные уравнениям электродинамики Максвелла. Под слабыми полями в данном случае понимаются такие электромагнитные поля, напряженность которых удовлетворяет неравенству Е, Н << 10 -16 ед. СГСЕ. Такие слабые электромагнитные поля встречаются на расстояниях порядка r >> 10 -13 см. от элементарных частиц, т.е. на таких расстояниях, где действие ядерных и слабых взаимодействий становится незначительным. Можно считать, что в нашей повседневной жизни мы всегда имеем дело со слабыми электромагнитными полями. С другой стороны, движение частиц с не слишком большими скоростями означает, что энергии заряженных частиц не слишком велики и, из-за недостатка энергии, они не вступают, например, в ядерные реакции.

Если ограничится случаем, когда заряды частиц постоянны (е = const ), то слабые электромагнитные поля в теории вакуума описываются векторным потенциалом (так же, как и в элекгродинамике Максвелла), через который определяются шесть независимых компонент электромагнитного поля: три компоненты электрического поля Е и три компоненты магнитного поля Н.

В общем случае потенциал электромагнитного поля в вакуумной электродинамике оказывается симметричным тензором второго ранга, что порождает дополнительные компоненты у электромагнитного поля. Точное решение уравнений вакуумной электродинамики для зарядов, у которых е № const , предсказывает существование нового скалярного электромагнитного поля вида:

S = - de(t) / rc dt

где r - расстояние от заряда до точки наблюдения, с - скорость света, e(t) - переменный заряд.

В обычной электродинамике такое скалярное поле отсутствует из-за того, что потенциал в ней является вектором. Если заряженная частица е движется со скоростью V и попадает в скалярное электромагнитное поле S , то на нее действует сила F S :

F S = eSV = - е V

Поскольку движение зарядов представляет собой электрический ток, то это означает, что скалярное поле и порожденная эти полем сила должны обнаружить себя в экспериментах с токами.

Приведенные выше формулы были получены в предположении, что заряды частиц меняются со временем и, казалось бы, не имеют отношения к реальным явлениям, поскольку заряды элементарных частиц постоянны. Тем не менее, эти формулы вполне применимы к системе, состоящей из большого количества постоянных зарядов, когда число этих зарядов меняется во времени. Эксперименты такого рода проводил Никола Тесла в начале 20-го века. Для исследования электродинамических систем с переменным зарядом Тесла использовал заряженную сферу (см. рис.29 а ). При разрядке сферы на землю вокруг сферы возникало скалярное поле S. Кроме того, и по одному проводнику протекал ток I, не подчиняющийся законам Кирхгофа, поскольку цепь оказывалась незамкнутой. Одновременно на проводник действовала сила F S , направленная вдоль проводника (в отличие от обычных магнитных сил, действующих перпендикулярно току).

Существование сил, действующих на проводник с током и направленных вдоль проводника, было обнаружено еще A.M. Ампером. В последствии, продольные силы были экспериментально подтверждены в опытах многих исследователей, а именно в опытах Р. Сигалова, Г. Николаева и др. Кроме того, в работах Г. Николаева впервые была установлена связь скалярного электромагнитного поля с действием продольных сил. Однако Г. Николаев никогда не связывал скалярное поле с переменным зарядом.

Рис. 29 а . В электродинамике с переменным зарядом ток течет по одному проводу.

Однопроводная передача электрической энергии получила свое дальнейшее развитие в работах С.В. Авраменко. Вместо заряженной сферы С.В. Авраменко предложил использовать трансформатор Тесла, у которого вторичная обмотка на выходе из трансформатора имеет только один конец. Второй конец просто изолируется и остается внутри трансформатора. Если на первичную обмотку подать переменное напряжение с частотой несколько сот Герц, то на вторичной обмотке возникает переменный заряд, который порождает скалярное поле и продольную силу F S . С.В. Авраменко ставит на одном проводе, выходящем из трансформатора, особое устройство - вилку Авраменко, которое из одного провода делает два. Если теперь подключить к двум проводам обычную нагрузку в виде лампочки или электромотора, то лампочка загорается, а мотор начинает вращаться за счет электроэнергии, которая передается по одному проводу. Подобная установка, передающая по одному проводу 1 кВт мощности, разработана и запатентована во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства. Там же ведутся работы по созданию однопроводной линии мощностью 5 и более кВт.

3.7. Торсионное излучение в электродинамике.

Мы уже отметили, что нейтрино представляет собой торсионное излучение, которое, как это следует из решения уравнений вакуума, сопровождает выход электрона из торсионной ямы, при распаде нейтрона. В связи с этим тотчас возникает вопрос, а не существует ли торсионное излучение при ускоренном движении электрона, порожденное его собственным спином?

Теория вакуума отвечает на этот вопрос положительно. Дело в том, что излученное ускоренным электроном поле связано с третьей производной координаты по времени. Теория вакуума позволяет учесть в классических уравнениях движения собственное вращение электрона - его спин и показать, что поле излучения состоит из трех частей:

Е rad = E e + T et + T t

Первая часть излучения электрона E e порождена зарядом электрона, т.е. имеет чисто электромагнитную природу. Эта часть достаточно хорошо изучена современной физикой. Вторая часть T et имеет смешанную электро-торсионную природу, поскольку порождена как зарядом электрона, так и его спином. Наконец, третья часть излучения T t создана только спином электрона. Относительно последней можно сказать, что электрон во время ускоренного движения излучает нейтрино, но очень малых энергий!

Несколько лет назад в России были созданы и запатентованы приборы, подтверждающие теоретические предсказания теории вакуума относительно существования торсионного излучения в электродинамике, порожденного спином электрона. Эти приборы были названы торсионными генераторами .

Рис. 30. Принципиальная схема торсионного генератора Акимова.

На рис. 30 изображена принципиальная схема запатентованного торсионного генератора Акимова. Он состоит из цилиндрического конденсатора 3, на внутреннюю обкладку которого подается отрицательное напряжение, а на внешнюю положительное от источника постоянного напряжения 2. Внутри цилиндрического конденсатора помещен магнит, который является источником не только статического магнитного поля, но и статического торсионного поля. Это поле порождено (так же как и магнитное) суммарным спином электронов. Кроме того, между обкладками конденсатора происходит чисто спиновая (статическая нейтринная) поляризация вакуума, созданная разностью потенциалов. Для создания торсионного излучения заданной частоты на обкладки конденсатора податся переменное электромагнитное поле (управляющий сигнал) 1.

Рис. 31 . Торсионный генератор Акимова.

Под действием переменного электромагнитного поля 1 заданной частоты изменяется ориентация спинов (с такой же частотой) электронов внутри магнита и поляризованных спинов между обкладками конденсатора. В результате возникает динамическое торсионное излучение, обладающее высокой проникающей способностью.

На рис. 31 представлено внутреннее устройство генератора Акимова. С точки зрения электромагнетизма устройство торсионного генератора выглядит парадоксально, поскольку его элементная база строится совершенно на других принципах. Например, торсионный сигнал может передаваться по одному металлическому проводу.

Торсионные генераторы типа того, который изображен на рис. 31 широко используются в России в различных экспериментах и даже технологиях, о которых речь пойдет ниже.

3.8. Найдена квантовая теория, о которой мечтал Эйнштейн.

Современная квантовая теория материи также относится к классу индуктивных. По мнению нобелевского лауреата, создателя теории кварков М. Гелл-Манна, квантовая теория это наука, которую мы умеем использовать, но не понимаем до конца. Подобного мнения придерживался и А. Эйнштейн, считая, что она неполна. Согласно А. Эйнштейну, «совершенная квантовая теория» будет найдена на пути совершенствования общей теории относительности, т.е. на пути построения дедуктивной теории. Именно такая квантовая теория следует из уравнений физического вакуума.

Основные отличия квантовой теории от классической состоят в том, что:

а) теория содержит новую константу h - постоянную Планка;

б) существуют стационарные состояния и квантовый характер движения частиц;

в) для описания квантовых явлений используется универсальная физическая величина - комплексная волновая функция, удовлетворяющая уравнению Шредингера и имеющая вероятностную трактовку;

г) имеется корпускулярно-волновой дуализм и оптико-механическая аналогия;

д) выполняется соотношение неопределенности Гейзенберга;

е) возникает гильбертово пространство состояний.

Все эти свойства (за исключением конкретного значения постоянной Планка) появляются в теории физического вакуума при исследовании проблемы движения материи в полностью геометризированных уравнениях Эйнштейна (B.1).

Решение уравнений (B.1), которое описывает стабильную сферически симметричную массивную (заряженную или нет) частицу, приводит одновременно к двум представлениям о плотности распределения ее материи:

а) как плотности материи точечной частицы и

б) как полевого клубка, образованного комплексным торсионным полем (полем инерции).

Дуализм поле-частица , возникающий в теории вакуума, совершенно аналогичен дуализму современной квантовой теории. Тем не менее, существует разница в физической интерпретации волновой функции в теории вакуума. Во-первых, она лишь в линейном приближении удовлетворяет уравнению Шредингера, причем с произвольной квантовой постоянной (обобщенный аналог постоянной Планка). Во-вторых, в теории вакуума волновая функция определяется через реальное физическое поле - поле инерции, но, будучи нормированной на единицу, получает вероятностную трактовку подобно волновой функции современной квантовой теории.

Стационарные состояния частиц в теории вакуума являются следствием расширенного толкования принципа инерции при использовании локально инерциальных систем отсчета. Как было отмечено ранее (см. рис. 6 ), в общерелятивистской электродинамике электрон в атоме может двигаться в кулоновском поле ядра ускоренно, но без излучения, если связанная с ним система отсчета является локально инерциальной.

Квантование стационарных состояний в теории вакуума объясняется тем, что в ней частица представляет собой чисто полевое протяженное в пространстве образование. Когда полевой, протяженный объект находится в ограниченном пространстве, его физические характеристики, такие как энергия, импульс и т.д., принимают дискретные значения. Если же частица свободна, то спектр её физических характеристик становится непрерывным.

Основные трудности современной квантовой теории порождены непониманием физической природы волновой функции и попыткой представить протяженный объект как точку или как плоскую волну. Точка в классической теории поля описывает пробную частицу, которая не имеет собственного поля. Поэтому квантовую теорию, следующую из теории вакуума, необходимо рассматривать как способ описать движение частицы с учетом ее собственного поля. Это невозможно было сделать в старой квантовой теории по той простой причине, что плотность материи частицы и плотность поля, создаваемого ею, имеют различную природу. Не существовало универсальной физической характеристики для однообразного описания обеих плотностей. Сейчас такая физическая характеристика появилась в виде поля инерции - торсионного поля, которое оказывается действительно универсальным, поскольку явлению инерции подвержены все виды материи.

На рис. 32 показано, как поле инерции определяет плотность материи частицы с учетом её собственного поля.

Рис. 32 . Вакуумная квантовая механика отказывается от понятия пробной частицы и описывает частицу с учетом ее собственного поля, используя универсальное физическое поле - поле инерции.

Что касается конкретного значения постоянной Планка, то его, по-видимому, надо рассматривать как эмпирический факт, характеризующий геометрические размеры атома водорода.

Интересным оказалось то обстоятельство, что вакуумная квантовая теория допускает и вероятностную трактовку, удовлетворяя принципу соответствия со старой теорией. Вероятностная трактовка движения протяженного объекта впервые в физике возникла в классической механике Лиувилля. В этой механике при рассмотрении движения капли жидкости как единого целого выделяется особая точка капли - ее центр масс. По мере изменения формы капли меняется и положение центра масс внутри ее. Если плотность капли переменна, то центр масс наиболее вероятно находится в области, где плотность капли максимальна. Поэтому плотность вещества капли оказывается пропорциональной плотности вероятности найти центр масс в той или иной точке пространства внутри капли.

В квантовой теории вместо капли жидкости мы имеем полевой сгусток, образованный полем инерции частицы. Так же как и капля, этот полевой сгусток может менять форму, что, в свою очередь, приводит к изменению положения центра масс сгустка внутри его. Описывая движение полевого сгустка как единого целого через его центр масс, мы с неизбежностью приходим к вероятностному описанию движения.

Протяженную каплю можно рассматривать как набор точечных частиц, каждая из которых характеризуется тремя координатами х, у, z и импульсом с тремя компонентами р x , р y , р z . В механике Лиувилля координаты точек внутри капли образуют конфигурационное пространство (вообще говоря, бесконечно мерное). Если дополнительно связать с каждой точкой конфигурационного пространства капли импульсы, то мы получим фазовое пространство . В механике Лиувилля доказана теорема о сохранении фазового объема, которая приводит к соотношению неопределенности вида:

D pDx = const

Здесь Dx рассматривается как разброс координат точек внутри капли, а Dp как разброс соответствующих им импульсов. Допустим, что капля принимает форму линии (вытягивается в линию), тогда ее импульс строго определен, поскольку разброс Dp = 0. Зато каждая точка линии становится равноправной, поэтому координата капли не определена из-за соотношения Dx = Ґ , которое следует из теоремы о сохранении фазового объема капли.

В теории поля для полевого сгустка, состоящего из набора плоских волн, теорема о сохранении фазового объема записывается в виде:

DpDx = p

где Dx - разброс координат полевого сгустка, а Dp - разброс волновых векторов плоских волн, образующих полевой сгусток. Если умножить обе части равенства на h и ввести обозначение р = h k , то мы получаем известное соотношение неопределенности Гейзенберга:

DpDx = p h

Это соотношение выполняется и для полевого сгустка, образованного набором плоских волн поля инерции в квантовой теории, следующей из теории физического вакуума.

3.9. Квантование в Солнечной системе.

Новая квантовая теория позволяет нам расширить наши представления об области действия квантовых явлений. В настоящее время считается, что квантовая теория применима только к описанию явлений микромира. Для описания таких макроявлений, как движение планет вокруг Солнца все еще используется представление о планете, как о пробной, не имеющей своего собственного поля, частице. Однако более точное описание движения планет достигается тогда, когда учитывается собственное поле планеты. Именно эту возможность предоставляет нам новая квантовая теория, использующая в качестве волновой функции в уравнении Шредингера поле инерции.

Таблица 3.

Простейшее квазиклассическое рассмотрение задачи движения планет вокруг Солнца с учетом их собственного поля приводит к формуле квантования средних расстояний от Солнца до планет (и астероидных поясов) по формуле:

r = r 0 (n + 1/2) , где n = 1, 2, 3 ...

Здесь r 0 = 0,2851 а.е. = const - новая "планетарная константа". Напомним, что расстояние от Солнца до Земли равно 1 а.е. = 150000000 км. В таблице № 3 дано сравнение теоретических расчетов, полученных с помощью приведённой выше формулы, с результатами эксперимента.

Как видно из таблицы, вещество в Солнечной системе образует систему дискретных уровней, достаточно хорошо описываемых формулой, полученной из нового представления о природе волновой функции квантовой теории.

Учение без размышления – вредно, а размышление без учения – опасно. Конфуций

Фундаментальная отрасль естествознания – Физика, с греческого "природа".

Одно из основных сочинений древнегреческого философа и ученого Аристотеля так и называлось "Физика". Аристотель писал: Наука о природе изучает преимущественно тела и величины, их свойства и виды движении, а кроме того, начала такого рода бытия.

Одна из задач физики - выявление самого простого и самого общего в природе, в открытии таких законов, из которых можно было бы логически вывести картину мира - так считал А. Эйнштейн.

Самое простое - так называемые первичные элементы: молекулы, атомы, элементарные частицы, поля и т.п. Общими свойствами материи принято считать движение, пространство и время, массу, энергию и др.

При изучении сложное сводится к простому, конкретное - к общему.

Фридрих Кекуле (1829 - 1896) предложил иерархию естественных наук в форме четырех ее последовательных основных ступеней: механика, физика, химия, биология.

Первый этап развития физики и естествознания охватывает период от времен Аристотеля до начала XVII в., и называется древним и средневековым этапом.

Второй этап классической физики (классической механики) до конца XIX в. связан с Галилео Галилеем и Исааком Ньютоном.

В истории физики важной для понимания явлений природы была концепция атомизма , согласно которой материя имеет прерывистое, дискретное строение, т. е. состоит из атомов.(Демокрит, 4й в до н.э., - атомы и пустота).

Третий этап современной физики открыл в 1900 г. Макс Планк (1858- 1947), предложивший квантовый подход к оценке накопившихся эксперементальных данных, основанный на дискретной концепции.

Универсальность физических законов подтверждает единство природы и Вселенной в целом.

Макромир – это мир физических тел, состоящих из микрочастиц. Поведение и свойства таких тел описываются классической физикой.

Микромир или мир микроскопических частиц, описывает преимущественно квантовая физика.

Мегамир - мир звезд, галактик и Вселенной, расположенный за пределами Земли.

Виды фундаментальных взаимодействий

К настоящему времени известны четыре вида основных фундаментальных взаимодействий:

гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое.

1.Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов, заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения : между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.

Гравитационное взаимодействие в процессах микромира существенной роли не играет. Однако в макропроцессах ему принадлежит определяющая роль. Например, движение планет Солнечной системы происходит в строгом соответствии с законами гравитационного взаимодействия.

Р адиус действия его, как и электромагнитного взаимодействия, неограничен.

2.Электромагнитное взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Электромагнитная теория Максвелла связывает электрическое и магнитное поля.

Различные агрегатные состояния вещества (твердого, жидкого и газообразного), явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются силами межмолекулярного взаимодействия , которое по своей природе является электромагнитным.

3.Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и распространяется только в пределах размеров ядра. Чем сильнее взаимодействуют нуклоны в ядре, тем оно устойчивее, тем больше его энергия связи .

Энергия связи определяется работой, которую необходимо совершить, чтобы разделить нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых взаимодействие становится равным нулю.

С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается. Так, ядра элементов, находящихся в конце таблицы Менделеева, неустойчивы и могут распадаться. Такой процесс часто называется радиоактивным распадом.

4.Слабое взаимодействие короткодействующее и описывает некоторые виды ядерных процессов.

Чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны их элементы.

Разработка единой теории всех известных фундаментальных взаимодействий (теория всего) позволит обеспечить концептуальную интеграцию современных данных о природе.

В естествознании различают три вида материи : вещество(физические тела, молекулы, атомы, частицы), поле (свет, радиация, гравитация, радиоволны) и физический вакуум.

В микромире , многие свойства которого носят квантово-механический характер, вещество и поле можно объединить (в духе концепции корпускулярно-волнового дуализма).

Системная организация материи выражает упорядоченность существования материи.

Структурность организации материи - те конкретные формы, в которых она проявляется (существует).

Под структурой материи обычно понимается ее строение в микромире, существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т. д.

Сила - физическая мера взаимодействия тел.

Масса тел является источником силы в соответствии с законом всемирного тяготения. Таким образом, понятие массы, введенное впервые Ньютоном, более фундаментально, чем силы.

Согласно квантовой теории поля частицы, обладающие массой, могут рождаться из физического вакуума при достаточно высокой концентрации энергия.

Энергия тем самым выступает как еще более фундаментальная и общая концепция, чем масса, поскольку энергия присуща не только веществу, но и безмассовым полям.

Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.

Закон всемирного тяготения, сформулированный Ньютоном – это сила гравитационного взаимодействия F. F = G* т1 * т2 / r2 где G - гравитационная постоянная.

Движение в самом общем виде - это изменение состояния физической системы.

Для количественного описания движения сформировались представления о пространстве и времени , которые за длительный период развития естествознания претерпели существенные изменения.

В своих фундаментальных "Математических началах натуральной философии" Ньютон писал:

«..Время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего.»

Время выражает порядок смены физических состояний

Время вляется объективной характеристикой любого физического процесса или явления; оно универсально.

Говорить о времени безотносительно к изменениям в каких-либо реальных телах или системах - с физической точки зрения бессмысленно.

Однако в процессе развития физики с появлением специальной теории относительности возникло утверждение:

Во-первых , течение времени зависит от скорости движения системы отсчета. При достаточно большой скорости, близкой к скорости света, время замедляется, т. е. возникает релятивистское замедление времени.

Во-вторых , поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени.

Можно говорить только о локальном времени в некоторой системе отсчета. В этой связи время не есть сущность, не зависящая от материи. Течет оно с различной скоростью в различных физических условиях. Время всегда относительно .

Пространство - выражает порядок сосуществования физических тел.

Первая законченная теория пространства - геометрия Евклида . Она была создана примерно 2000 лет назад. Геометрия Евклида оперирует идеальными математическими объектами, которые существуют как бы вне времени , и в этом смысле пространство в этой геометрии - идеальное математическое пространство.

Ньютон ввел понятие абсолютного пространства , которое может быть совершенно пустым и существует независимо от наличия в нем физических тел. Свойства такого пространства определяются Евклидовой геометрией.

Вплоть до середины XIX в., когда были созданы неевклидовы геометрии, никто из естествоиспытателей не сомневался в тождественности реального физического и Евклидова пространств.

Для описания механического движения тела в абсолютном пространстве нужно указать другое в качестве тела отсчета - рассмотрение одного единственного тела в пустом пространстве бессмысленно.

Фундаментальные взаимодействия -- различные, не сводящиеся друг к другу типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел. На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий, причём электромагнитное и слабое взаимодействия, вообще говоря, являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия. Ведутся поиски других типов взаимодействий, как в явлениях микромира, так и в космических масштабах, однако пока существование какого-либо другого типа взаимодействия не обнаружено.

Электромагнитное взаимодействие -- одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.

С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном -- фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами.

Из фундаментальных частиц в электромагнитном взаимодействии участвуют также имеющие электрический заряд частицы: кварки, электрон, мюон и тау-частица (из фермионов), а также заряженые калибровочные бозоны.

Электромагнитное взаимодействие отличается от слабого и сильного взаимодействия своим дальнодействующим характером -- сила взаимодействия между двумя зарядами спадает только как вторая степень расстояния (см.: закон Кулона). По такому же закону спадает с расстоянием гравитационное взаимодействие. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц намного сильнее гравитационного, и единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не проявляется с большой силой на космических масштабах -- электрическая нейтральность материи, то есть наличие в каждой области Вселенной с высокой степенью точности равных количеств положительных и отрицательных зарядов.

В классических (неквантовых) рамках электромагнитное взаимодействие описывается классической электродинамикой.

Краткая сводка основных формул классической электродинамики

На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера:

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца:

Гравитамция (всемимрное тяготемние, тяготемние) (от лат. gravitas -- «тяжесть») -- дальнодействующее фундаментальное взаимодействие, которому подвержены все материальные тела. По современным представлениям, является универсальным взаимодействием материи с пространственно-временным континуумом, и, в отличие от других фундаментальных взаимодействий, всем без исключения телам, независимо от их массы и внутренней структуры, в одной и той же точке пространства и времени придаёт одинаковое ускорение относительно локально-инерциальной системы отсчёта -- принцип эквивалентности Эйнштейна. Главным образом, определяющее влияние гравитация оказывает на материю в космических масштабах. Термин гравитация используется также как название раздела физики, изучающего гравитационное взаимодействие. Наиболее успешной современной физической теорией в классической физике, описывающей гравитацию, является общая теория относительности, квантовая теория гравитационного взаимодействия пока не построена.

Гравитационное взаимодействие -- одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в нашем мире. В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, который гласит, что сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием R, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния -- то есть

Здесь G -- гравитационная постоянная, равная примерно 6,6725 *10м?/(кг*с?).

Закон всемирного тяготения -- одно из приложений закона обратных квадратов, встречающегося так же и при изучении излучений, и являющимся прямым следствием квадратичного увеличения площади сферы при увеличении радиуса, что приводит к квадратичному же уменьшению вклада любой единичной площади в площадь всей сферы.

Поле тяжести потенциально. Это значит, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и эта энергия не изменится после перемещения тел по замкнутому контуру. Потенциальность поля тяжести влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии и при изучении движения тел в поле тяжести часто существенно упрощает решение. В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является дальнодействующим. Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал зависит только от положения тела в данный момент времени.

Большие космические объекты -- планеты, звезды и галактики имеют огромную массу и, следовательно, создают значительные гравитационные поля.

Гравитация -- слабейшее взаимодействие. Однако, поскольку оно действует на любых расстояниях и все массы положительны, это тем не менее очень важная сила во Вселенной. Для сравнения: полный электрический заряд этих тел ноль, так как вещество в целом электрически нейтрально.

Также гравитация, в отличие от других взаимодействий, универсальна в действии на всю материю и энергию. Не обнаружены объекты, у которых вообще отсутствовало бы гравитационное взаимодействие.

Из-за глобального характера гравитация ответственна и за такие крупномасштабные эффекты, как структура галактик, черные дыры и расширение Вселенной, и за элементарные астрономические явления -- орбиты планет, и за простое притяжение к поверхности Земли и падения тел.

Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так -- если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются одинаково. Закон всеобщего тяготения Исаака Ньютона (1687) хорошо описывал общее поведение гравитации. В 1915 году Альберт Эйнштейн создал Общую теорию относительности, более точно описывающую гравитацию в терминах геометрии пространства-времени.