Введение
В ранее опубликованных статьях [1], [2] для объяснения результатов ряда наблюдений более ранних состояний Вселенной был предложен вариант теории тяготения на основе специальной теории относительности (СТО), который позволяет вернуться к представлению о Вселенной как бесконечно протяжённой и бесконечно эволюционирующей. Показано, что эта теория (рабочее название МПО-теория) соответствует классическим требованиям к теории гравитации, наблюдаемой крупномасштабной структуре Вселенной и удовлетворяет принципу Маха [3].
Однако в указанных статьях не затрагивался вопрос о виде переносчика гравитационного взаимодействия, источниками которого являются все материальные объекты.
Копенгагенская интерпретация квантовой механики определяла квадрат амплитуды волновой функции частиц как плотность вероятности обнаружить частицу "здесь и сейчас". До обнаружения частица существует в виде размазанного в пространстве-времени множества своих виртуальных "теней". Следует помнить, однако, что эта вероятность условна, поскольку для обнаружения требуется достоверное наличие "наблюдателя" – устройства детектирования частицы. Таким устройством может быть любой объект, взаимодействие с которым приводит к свёртке волновой функции частицы, в частности, это может быть какая-либо другая частица.
В предлагаемой статье в качестве переносчика гравитации предлагаются виртуальные "тени" источников тяготения – элементарных частиц. Эвристическим основанием для такого предложения оказывается реинтерпретация квадрата амплитуды волновой функции любой частицы как безусловной плотности вероятности свёртки её волновой функции, т. е. её взаимодействия с какой-либо другой частицей Вселенной, "частицей-детектором".
Но начнём, как обычно, издалека.
Распространение света в вакууме
Согласно принципу Гюйгенса-Френеля электромагнитная волна распространяется так, как если бы каждая её точка была источником вторичной сферической волны и все эти вторичные волны интерферировали друг с другом. Можно поставить вопрос: это не более чем геометрический приём для описания распространения волны (её преломления, дифракции и т. п.), или же эта геометрия отображает структуру происходящих в волне процессов?
Каждый квант света – фотон – характеризуется волновой функцией, квадрат амплитуды которой в некоторой точке, согласно интерпретации М. Борна, определяет плотность вероятности нахождения фотона в этой точке. Строго говоря, речь идёт о плотности вероятности взаимодействия фотона с наблюдателем, в роли которого может быть любой объект, приведший к свёртке волновой функции фотона.
Этим объектом может оказаться любая частица Вселенной, способная вступить с фотоном во взаимодействие, поскольку плотность вероятности её взаимодействия с данным фотоном в любой из точек его волны, хоть и исчезающе мала, но не равна нулю. Можно сказать, что волна фотона распространяется в виртуальной среде суммы волн частиц Вселенной, каждая из которых распространяется в виртуальной среде суммы прочих волн. "Substantia est causa sui", (с) Спиноза.
Интерференция по Гюйгенсу-Френелю вторичных виртуальных фотонов – результатов дифракции первичных фотонов основной волны на виртуальных частицах Вселенной – аналогична интерференции виртуальных фотонов, движущихся каждый по своему оптическому пути в интерферометре (Юнга, Маха-Цандера и др.).
Коротко об основах МПО теории гравитации
МПО-теория тяготения (МПО – "масштаб-поворот-отражение") может быть описана следующим образом в пределе слабого поля.
Преобразования 4-мерного поворота совпадают с преобразованиями Лоренца в СТО, преобразования отражения описывают "псевдотахионные" состояния частиц (всего четыре состояния, включая одно основное и три "античастичных" [1], [4]).
Масштабное преобразование выбрано, чтобы удовлетворить принципу соответствия, т. е. чтобы с приближением частицы к тяготеющим телам её инерция возрастала (в соответствии с принципом Маха), а её полная энергия – убывала (в соответствии с классическими представлениями).
При масштабном множителе H > 1 имеем ν < ν', то есть гравитационное красное смещение и уменьшение энергии с увеличением модуля потенциала в этой модификации теории учтены.
Для удалённой скорости света (при локальной в начале отсчёта, где H = 1, по определению, равной c) получим, что она обратно пропорциональна квадрату масштабного множителя в этой удалённой точке – то есть квадрат масштабного множителя имеет физический смысл показателя преломления вакуума, аналогичного показателю преломления прозрачных сред. Из области с единичным масштабным множителем скорость света в области с множителем H > 1 кажется меньшей, что проявляется в задержках радиолокационных сигналов при локации близких к Солнцу планет.
Из уравнения движения, содержащего частные производные компонентов тензора второго ранга гравитационного потенциала, следуют формулы для сил инерции в неинерциальных системах отсчёта ("маховские" формулы), связанные с не равной нулю скоростью изменения фонового гравитационного потенциала Вселенной в этих системах отсчёта [3], и удвоенное, по сравнению с ньютоновым, отклонение света при тангенциальном пролёте мимо тяготеющего тела.
Принимая показатель преломления вакуума в начале отсчёта равным 1 (т. е. принимая H = 1 и скорость света в вакууме равной c), мы калибруем тензор гравитационного потенциала Вселенной в начале отсчёта в виде Φ δij, где Φ = – c^2 (суммарный ньютонов потенциал), δij – диагональный единичный тензор.
С другой стороны, скорость света в вакууме обратно пропорциональна корню квадратному из произведения электрической и магнитной постоянных вакуума. С учётом вышеизложенного получаем, что этот корень тождественно равен квадрату масштабного множителя H, делённого на c. Таким образом, оказалось, что гравитационное поле связано с зависимостью поляризуемости вакуума от координат.
Синтез МПО теории и принципа Гюйгенса-Френеля
Вернёмся к принципу Гюйгенса-Френеля. Волна фотона, как мы помним, распространяется в виртуальной среде суммы волн частиц Вселенной, с которыми фотон мог бы взаимодействовать. На скорость распространения этой волны, как и в любой преломляющей среде, влияет распределение произведения электрической и магнитной постоянных, связанное с распределением компонентов гравитационного потенциала, создающим эффект гравитационного воздействия.
Можно сказать, что силы гравитации/инерции создаются благодаря влиянию совокупности виртуальных "теней" частиц Вселенной (преимущественно, электронов всех 4 состояний [1], [4], наиболее заметно взаимодействующих с фотонами и чьи волновые функции более размазаны в пространстве, нежели волновые функции других частиц, могущих взаимодействовать с фотонами) на скорость света. Поскольку амплитуды волновых функций частиц убывают с расстоянием до тел, в которых частицы локализованы с наибольшей вероятностью, то и плотность вероятности взаимодействия фотона с этими частицами, определяющая модуль гравитационного взаимодействия с фотоном, убывает с увеличением этого расстояния.
Связь скорости света с тяготением можно показать и наглядно, но этим я займусь позже.
Заключение
Синтез МПО теории тяготения и представления о волновой функции частиц в расширенной копенгагенской интерпретации приводит к выводу об отсутствии специфического переносчика гравитационного взаимодействия. Роль переносчика гравитации выполняет совокупность виртуальных "теней" источников, принципиально не локализуемых во времени и пространстве. Она же задаёт скорость распространения электромагнитных волн в вакууме или, в терминах специальной теории относительности, масштабы единиц измерения времени и длины, создаёт инерцию материальным телам в духе принципа Маха и формирует при распространении света вторичные волны, геометрически описываемые принципом Гюйгенса-Френеля.
Выведение оценочных формул для шумоподобной суммы волновых функций частиц Вселенной и суммы квадратов их амплитуд, определяющих масштабный множитель H, представляет собой отдельную непростую задачу, выходящую за рамки статьи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Тележко, Г. М. Подход к интерпретации данных телескопа JWST, не соответствующих стандартной космологической модели // URL: https://doi.org/10.24412/2712-8849-2024-574-1379-1388.
2. Тележко, Г. М. Природа космологического красного смещения и реликтового микроволнового излучения // URL: https://doi.org/10.24412/2712-8849-2024-574-1799-1804.
3. Тележко, Г. М. Некоторые частные следствия теории гравитации с преобразованиями масштаба-поворота-отражения. В сборнике: Наука. Исследования. Практика. Сборник статей международной научной конференции. Санкт-Петербург – 2022. – С. 69–72 // URL: https://doi.org/10.37539/221226.2022.22.38.005
4. Тележко, Г. М. К симметрии относительно светового барьера. Украинский Физический Журнал. – 1993. – Т. 38, № 2. – С. 183-189.