Как победить гравитацию

О ПРЕДМЕТЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Способы преодоления силы гравитации можно разделить на пассивные и активные. Пассивные способы предусматривают создание силы, которая направлена противоположно силе гравитации. Под активными способами понимаются такие, которые предусматривают устранение самой силы гравитации или, по сути, возможность управления силой гравитации. Здесь рассматривается возможный активный способ борьбы с гравитацией.

В основе концептуального подхода к решению проблемы гравитацией лежат следующие основные положения:

• физический вакуум - это материальная среда, в которой распространяются гравитационные волны;
• для управления гравитацией необходимо иметь возможность изменять свойства физического вакуума.

Идея предлагаемого подхода к управлению гравитацией заключается в целенаправленном воздействии на физический вакуум (далее просто «вакуум») с целью нарушения его структуры и свойств, вызывая тем самым прерывание (полное или частичное) гравитационного взаимодействия. Возможность реализации этого подхода зависит от достаточности знаний о вакууме (эфире в прежней терминологии) как материальной среде и возможности технических средств изменять структуру и свойства вакуума. Эта идея была впервые высказана автором в 2015 г. в книге «Гравитация и антигравитация» (изд. «Lambert Academic Publishing», Германия). Обоснование и описание схемы эксперимента приведено в статье «Об экспериментальной проверке возможности управления гравитацией» (Э.В. Серга, И. А. Гладков // Исследования космоса, № 1, 2018).

О ТЕОРИИ ЭФИРА

Попытки концептуального осмысления феномена вселенского эфира как среды, заполняющей мировое пространство, появились ещё во времена античности, а с XVII века началось его практическое исследование. Дальнейшая история формирования различных теоретических подходов к пониманию природы и свойств эфира тесно связана с возможностями науки и появлением новых эмпирических данных, которые могут подтвердить или опровергнуть сложившиеся взгляды и концепции.

Эфир обладал противоречивыми свойствами, несовместимыми со свойствами изученных сред, а именно, свойствами пустого пространства и свойствами плотной упругой среды. Свойства пустого пространства проявлялись в движении планет по своим орбитам без видимого сопротивления среды, подобно движению в пустоте. Свойство плотной упругой среды проявлялось в распространении света. Несовместимость этих свойств не позволила выдающимся учёным прошлого, занимавшимся этой проблемой (Ньютон, Фарадей, Максвелл, Герц), построить удовлетворительную теорию эфира.

Как известно, в специальной теории относительности (СТО) Эйнштейн упразднил эфир, указав на несовместимость гипотезы эфира с его теорией. Впоследствии Эйнштейн был не столь категоричен в отрицании эфира и пытался как-то сгладить противоречия, связанные с отрицанием эфира в СТО и фактами, свидетельствующими о его существовании. Тем не менее, в общей теории относительности (ОТО), создание которой было завершено в 1917 году, эфир также не присутствует. Но в 1920 г. Эйнштейн изменил своё отношение к эфиру. Уже после завершения работ по созданию ОТО он отказался от своего первоначального исходного положения, в котором отрицал возможность существования эфира. В работе «Эфир и теория относительности» он писал: «Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова».

Итак, создатель теории относительности отказался от ранее принятой основополагающей гипотезы, отрицающей существование эфира, но при этом теория Эйнштейна в целом не претерпела изменений, включая СТО и ОТО.

ЭФИР В КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ ПОЛЯ И ФИЗИКЕ

КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД

Возвращение эфира в естествознание произошло на основе новых знаний, доставляемых квантовой теорией поля (КТП) и физикой конденсированных сред (ФКС), но уже под новым названием «вакуум физический». В КТП известны эффекты, в которых проявляются свойства физического вакуума (далее, в основном, просто вакуум) как материальной среды. Это рождение в вакууме пар «частица-античастица», поляризация вакуума, сдвиг уровней энергии в атоме водорода (так называемый лэмбовский сдвиг, получивший название в честь Лэмба (Lamb) - одного из авторов открытия).

В пионерских работах российского физика-теоретика Г.Е. Воловика изложены современные подходы, дающие основание на новой научной основе рассматривать эфир (вакуум) как форму материи, заполняющую мировое пространство, от которой физики отказались в начале ХХ века после появления теории Эйнштейна.

О НОВОЙ ТЕОРИИ ВАКУУМА

Новые знания об эфире-вакууме стали основой и отправной точкой для авторских исследований в области разработки теоретической концепции физического вакуума. А в качестве основополагающей идеи была принята причинно-следственная связь между следующими фактами: рождение в вакууме пар «частица-античастица», гравитационная нейтральность вакуума, математическая тождественность законов взаимодействия гравитационных масс и электрических зарядов.

В части используемых знаний о вакууме можно использовать теорию вакуума, изложенную в статьях автора в журнале «Исследования космоса» («Физический вакуум как форма материи: новый взгляд на структуру и свойства», № 2, 2017; «К теории физического вакуума: распространение электромагнитных и гравитационных волн», № 3, 2018), а также в книге «Теория вакуума» (изд. сервис «Ridero», 2018). Эта теория даёт объяснение наблюдаемым эффектам в микромире и космосе, включая механизм распространения электромагнитных и гравитационных волн в вакууме.

СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВАКУУМА

Результаты выполненных автором исследований позволяют дать следующее определение физического вакуума:

Вакуум физический - форма существования материи, более устойчивая и распространённая в природе, чем вещество. Представляет собой квантовую жидкость, состоящую из двух компонент: невозбуждённой, обладающей свойством сверхтекучести, и возбуждённой, обладающей свойствами, присущими обычным жидкостям, включая вязкость. Вакуум состоит из частиц и античастиц, образующих вакуумные пары «электрон-позитрон» и «протон-антипротон». Вакуумные пары имеют нулевые значения электрического заряда и гравитационной массы, но положительную инертную массу, и целочисленный спин (0 или 1). Центральное место в теории вакуума занимает гравитационная симметрия, которая следует из гравитационной нейтральности вакуума и математической тождественности законов взаимодействия гравитационных масс и электрических зарядов (законы Ньютона и Кулона). Свойства вакуума как материальной среды проявляются в вакуумных эффектах, наблюдаемых в микромире и космосе. В частности, инертные свойства вакуума в основном (невозбуждённом) состоянии проявляются только при движении тел и частиц с переменной скоростью. Лабораторным аналогом вакуума как квантовой жидкости является жидкий гелий, переходящий в сверхтекучее состояние при температуре 2.2 К.

Возвращение на новой научной базе представлению о вакууме как форме материи позволяет создать теорию, в рамках которой может быть дано объяснение механизма распространения в вакууме электромагнитных и гравитационных волн.

О МЕХАНИЗМЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН

Теория вакуума, претендующая на роль правильной и единой теории для физики микромира и космоса, должна объяснить механизм распространения электромагнитных и гравитационных волн в вакууме как материальной среде. В части электромагнитных волн имеются опытные данные, которые можно использовать для оценки правильности предлагаемой теории. А в части гравитационных волн таких данных нет.

Для объяснения механизма распространения электромагнитных и гравитационных волн были использованы следующие основные положения.

• факт рождения в вакууме пар «частица-античастица»;
• поляризация вакуума.

Электромагнитные волны

Вакуумные пары являются частицами вакуума как среды, в которой распространяются электромагнитные волны. В возбуждённом состоянии ВП представляет собой систему, по своей структуре подобную атому водорода. Отличие состоит в том, что компоненты пары вращаются относительно общего центра, а в атоме водорода электрон вращается относительно неподвижного протона. Поэтому для вывода основных соотношений использовалась боровская теория атома водорода. Тогда, согласно первому постулату Бора, электрон и позитрон могут вращаться относительно общего геометрического центра, не излучая, только по определённым орбитам, разрешённым условиями квантования. При этом наименьший орбитальный момент каждой из частиц пары равен 1/2 h. Тогда суммарный орбитальный момент пары должен быть равен 0 или h в зависимости от ориентации спинов каждой частицы.

Энергетическим уровням пар соответствуют квантовые числа n. Переход пары с одного уровня на другой связан с поглощением или испусканием фотона с энергией , равной разности энергий уровней пары в двух различных состояниях.

Автором были получены соотношения для определения спектров электромагнитных волн для пар «электрон-позитрон» и «протон-антипротон». Теоретически определённые спектры хорошо согласуются с наблюдаемыми (см. таблицу в конце текста). При этом пары «протон-антипротон» являются переносчиками гамма и рентгеновского излучения, а пары «электрон-позитрон» являются переносчиками УФ-излучения, видимого излучения и частично рентгеновского излучения (в области мягкого рентгена).

Гравитационные волны

В настоящее время нет надёжных данных о спектрах гравитационных волн, которые можно было бы использовать для проверки излагаемой теории. В силу математической тождественности законов взаимодействия электрических зарядов и гравитационных масс полагаем, что механизм распространения гравитационных волн подобен механизму распространения электромагнитных волн.

Можно дать следующие общие соображения о механизме гравитационных взаимодействий с учётом полученных автором результатов. Обмен квантами гравитационной энергии происходит в результате их излучения и поглощения атомными ядрами небесных тел. Вакуумные пары являются переносчиками гравитационных взаимодействий. Они поглощают и излучают кванты гравитационной энергии на всём пути их движения от одного тела к другому. Отсюда следует, что частицы вакуума и частицы атомных ядер небесных тел должны иметь некоторые общие характеристики как источники и приёмники гравитационной энергии. Таким характеристиками являются расстояния между гравитационными полюсами и инертные массы частиц вещества и частиц вакуума. Под полюсами понимаются точки, в которых сходятся силовые линии.

Основная масса вещества вакуума находится в парах «протон-антипротон», а вещества небесных тел, как полагаем, - в ядерных парах (спаренных протонах). Существование спаренных протонов предполагаем по аналогии с существованием спаренных электронов (куперовских пар), известных в теории сверхпроводимости. Излучение и поглощение квантов гравитационной энергии происходит в результате смещения гравитационных полюсов на расстояние, разрешённое условиями квантования. Это расстояние, определяемое как гравитационный аналог комптоновской длины волны составляет: lg = 1.2 х 10^ (-33) м.

Вакуумные пары являются переносчиками гравитационных взаимодействий подобно тому, как они являются переносчиками электромагнитных взаимодействий. Здесь есть особенность. Электроны в веществе небесных тел составляют ничтожно малую долю их массы. Поэтому переносчиками гравитационных взаимодействий являются пары «протон-антипротон», а излучателями и приёмниками гравитационных волн являются ядерные пары «протон-протон», а также пары «антипротон-антипротон» в объектах из антивещества.

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ПРОВЕРКЕ ВОЗМОЖНОСТИ

УПРАВЛЕНИЯ ГРАВИТАЦИЕЙ

Вакуум рассматриваем как среду, в которой распространяются гравитационные волны. Переносчиками этих волн являются пары «протон-антипротон». Чтобы нарушить условия распространения гравитации необходимо нарушить структуру, следовательно, и свойства вакуума как среды.

Схему эксперимента подсказывает опыт. В 1955 г. в Беркли (США) был открыт антипротон в результате бомбардировки медной мишени пучком протонов с энергией 6.2 Гэв. В результате столкновения двух протонов (налетающего и содержащегося в мишени), возникало мощное гамма-излучение и происходила реакция, сопровождающаяся появлением дополнительно протона и антипротона. Появление двух дополнительных частиц можно рассматривать как распад вакуумной пары «протон-антипротон» на отдельные частицы. При этом должно происходить нарушение структуры и свойств вакуума как среды, в которой распространяется гравитация.

Таким образом, на основании данного эксперимента можно сделать вывод о том, что существует техническая возможность нарушать в определённой области пространства структуру и свойства среды, в которой распространяется гравитация. В настоящее время существуют реальные возможности экспериментальной проверки возможности управления гравитацией с использованием современных ускорителей. При этом, согласно предварительным оценкам, не требуется проведения трудоёмких исследований и изготовления сложной аппаратуры для измерения эффекта уменьшения силы гравитации.

2-7-20