На протяжении всего двадцатого века наша наука так и не смогла примирить квантовую механику и общую теорию относительности. И причина здесь в том, что математики, а вслед за ними и физико-математики были вынуждены рассматривать эти две теории в различных масштабах.
Квантовая механика описывает физические явления, в которых действие сравнимо по величине с постоянной Планка. Поэтому считалось, что её эффекты становятся значимы лишь на масштабах отдельных атомов, то есть – в микромире. Отсюда следует ошибочное мнение, что квантовая механика не может объяснить Природу гравитации, действие которой математики признают только в макромире, ибо только здесь становятся заметными эффекты общей теории относительности (далее – ОТО). А иных вариантов для объяснения Природы гравитации в прошлом веке не было.
В квантовом мире частицы взаимодействуют друг с другом с помощью других частиц – переносчиков взаимодействия. А в макромире, так называемый, закон «всемирного» тяготения утверждает, что две любые массы, расположенные в разных точках Вселенной, мгновенно притягивают одна другую при помощи обоюдной силы, известной, как гравитация. Причём, без каких либо посредников.
Концепцию действия на расстоянии через пустоту физики принять не могли. В результате появилась ОТО, из которой следует, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел, находящихся в «пространстве-времени», а деформацией самого «пространства-времени». Причём, эта деформация, в свою очередь, связана с присутствием массы.
Математики действительно считали (многие считают до сих пор), что именно масса, оказавшись в конкретной точке «пространства-времени», изгибает его, а оно, изогнувшись, тут же указывает, как двигаться массе.
Однако впопыхах математики так и не смогли домыслить, что происходит с этим «пространством-временем», когда масса покидает данную точку. Оно остаётся изогнутым? Или выпрямляется? Но тогда, за счёт каких сил?
Математикам остаётся допустить, что «пространство-время» обладает упругостью, но тогда это не просто «пространство-время», а некая материальная среда, обладающая энергией, массой и электрическим зарядом. И каждая точка этой среды должна характеризоваться такими параметрами, как потенциал, его градиент – напряжённость, объёмная плотность энергии (проще – давление) и другими параметрами.
Однако, такую материальную среду мы называем уже не «пространством-временем», как в ОТО, а гравитационным и электромагнитным полем. Более того, мы признаём наличие у каждой звезды и планеты собственных полей и их синхронное движение. Заметьте (это очень важно!), звезда (или планета) движется не относительно «пространства-времени» а вместе со своим полем.
И подобных «проколов» в ОТО не мало. Кроме этого, последние сорок лет своей жизни автор ОТО безуспешно бился не только над этой проблемой, но и над единой теорией поля и в итоге пришёл к отрицательному выводу, что (внимание! – даю дословно) «это связано пока ещё с непреодолимыми математическими трудностями». Как мы видим, он искал не простой и всем понятный физический смысл этой теории, а выстраивал сложнейшие математические формулы, которые никак не выстраивались.
А, если не усложнять и включить элементарную логику, то квантовую механику можно использовать не только в микромире, но и в макромире. И эту возможность даёт нам сама Природа. Для этого обратимся к третьему Закону Кеплера, о котором мы уже не раз говорили, однако повторимся:
R^3/T^2 = const,
где: R – радиус орбиты (при эллиптической орбите – большая полуось эллипса), м;
Т – период обращения по орбите, с.
Умножим обе части этого уравнения на 4π^2 (константа возрастёт, но останется константой) и в результате получим постоянную Кеплера:
4π^2*R^2*R/T^2 = v^2*R = Кп,
где v^2 = 4π^2*R^2/T^2 – гравитационный потенциал (Дж/кг) на орбите радиуса R или орбитальная скорость в квадрате (м^2/с^2).
Теперь, внимание! Постоянная Кеплера характеризует именно гравитационное поле. Причём, конкретное гравитационное поле и для каждого такого поля имеет своё индивидуальное значение, изменяясь:
- от кванта в микромире
kп = c^2*re = 253,2639 Дж*м/кг,
- до максимального значения в макромире
Кп = kп*(DБ/2)^0,5 = 3,6555495*10^23 Дж*м/кг,
где DБ = 10^44/n! = 10^44/24 = 4,16667*10^42 – большое число Дирака.
Специально повторю: постоянная Кеплера характеризует только конкретное гравитационное поле. Именно поле, ибо о веществе здесь речи нет. Это очень важно помнить.
Важно здесь и то, что третий закон Кеплера использовали в расчётах параметров микромира Макс Борн (Атомная физика, Мир, Москва, 1965, стр. 128, 407, 418) и Эдуард Шпольский (Атомная физика, Наука, Москва, 1984, т. 1, стр. 173, 177, 331, т. 2, стр. 218,228). Это значит, что законы Кеплера, в отличие от, так называемого, закона «всемирного» тяготения, действуют не только в макромире, но и в микромире (в потенциальном поле атома).
Теперь проверим уравнение зависимости постоянной Кеплера от величины электрического заряда данного поля:
Кп = 2^-0,25*Z^0,5*kп.
Например, в таблице из лекции о Законе Единой теории поля свободный заряд Земли равен q = 5,617*10^5 Кл (в разделе «Электрическое поле Земли» БСЭ указано значение 5,7*10^5 Кл). Следовательно, число элементарных электрических зарядов на поверхности Земли составляет:
Z = q/e = 5,617*10^5/1,6021773*10^-19 = 3,50585*10^24.
Значит, для поля Земли постоянная Кеплера равна:
Кп = 2^-0,25*(3,50585*10^24)^0,5*253,2639 = 3,98761*10^14 Дж*м/кг.
Проверка: Гравитационный потенциал у поверхности Земли равен
v^2 = 6,259*10^7 Дж/кг, а радиус Земли R = 6,371*10^6 м. Следовательно,
Кп = v^2*R = 3,98761*10^14 Дж*м/кг (совпадение полное).
Аналогичное совпадение мы получаем для полей Солнца и остальных планет Солнечной системы.
Вывод 1: Теперь мы можем определять постоянную Кеплера для любого гравитационного поля макромира (Солнечной системы) через квант постоянной Кеплера в микромире. Для этого нам достаточно знать величину свободного электрического заряда данного поля.
В гравитационном поле мы можем использовать и квант момента энергии:
hw = me*c^2*re = 2,30707956*10^-28 Дж*м,
где: me = 9,1093897*10^-31 кг – квант массы поля (масса электрона);
me*c^2 – квант энергии поля, Дж;
re = 2,81794092*10^-15 м – квант гравитационного радиуса поля (так называемый «классический радиус электрона»).
При этом, мы уже знаем, что c^2*re = kп является квантом постоянной Кеплера. То есть, hw = me*kп
Теперь проверим уравнение зависимости массы поля, заключённого в объёме вещества от величины электрического заряда данного поля:
mп = 2^0,25*Z^1,5*me.
Например, масса поля Земли, заключённого в её объёме составляет:
mп = 2^0,25*(3,50585*10^24)^1,5*9,1093897*10^-31 = 7,110735*10^6 кг.
Это значение полностью совпадает с данными таблицы из лекции о Законе Единой теории поля.
Теперь мы можем найти значение момента энергии поля, заключённого в объёме вещества, которое равно: Hw = mп*Кп = Z^2*hw. И для поля Земли это значение составляет: 2,8356345*10^21 Дж*м.
При этом, значение плотности энергии поля, заключённого в объёме вещества, равно: Pw = Hw/(4π*R^4). И для поля Земли это значение составляет: 1,369625*10^-7 Дж/м^3.
Проверка: Плотность энергии поля, заключённого в объёме Земли составляет:
Pw = mп*v^2/(4π*R^3) = 1,369625*10^-7 Дж/м^3 (совпадение полное).
Учитывая постоянную поглощения энергии:
А = (1,5*k)^4/(2π*hw^3) = 2,384196*10^-9 Дж/(м^3К^4),
где k = 1,380658*10-23 Дж/К – постоянная Больцмана, и принимая во внимание плотность энергии поля, заключённого в объёме Земли, мы можем вычислить температуру поглощения гравитационных волн у поверхности Земли (температуру реликтового излучения):
Тп = (Р/А)^0,25 = 2,753 К
Именно такую температуру поля у поверхности Земли зарегистрировали в конце прошлого века советский космический аппарат серии «Прогноз» и американский спутник COBE.
Вывод 2: С помощью квантов массы поля (me), гравитационного радиуса (re) и момента энергии микрополя (hw) мы можем определять параметры макрополя.
