Опыт показывает, что к новым открытиям приходили почти
исключительно посредством конкретных механических
представлений. …Не может ли и модное в настоящее время
направление, отрицательно относящееся к любым специальным
представлениям, так же как и признание качественно различных
видов энергии, оказаться шагом назад?
Л.Больцман
Признание некой субстанции, в котором могут иметь место механические
движения, т. е. пространственные перемещения элементарных
объемов этой «первоматерии», непрерывно заполняющей все
наше трехмерное пространство, само по себе не является
признаком механистической точки зрения.
В.Ф.Миткевич
Изложенная выше методология позволяет подойти к определению свойств элементарных частиц, которые существуют вне атомов и не являются атомообразующими.
Основные свойства бионов – струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум, как некой ранее неведомой формы материи, являющейся основой строения всех видов вещества и ответственной за все виды взаимодействий, необходимо выводить только на базе анализа общих свойств реального мира. Учитывая также, что эти струнообразные элементарные частицы предполагается космическойой средой, т.е. средой, заполняющей все пространство Вселенной, для определения его свойств необходимо проанализировать наиболее характерные свойства вакуума космического пространства. А, учитывая, что элементы разных струнообразных элементарных частиц (в том числе и не бионов, а ещё и мало известных) следует считать одновременно строительным материалом всех материальных образований, в том числе наименьших из исследованных – элементарных частиц вещества, для определения свойств элементов струнообразных элементарных частиц, необходимо проанализировать наиболее общие стороны взаимодействия элементарных частиц вещества.
При определении свойств струнообразных элементарных частиц из общих свойств реального мира следует учесть, что материя, пространство и время являются инвариантами, следовательно, никаких особых свойств на уровне микромира и на уровне струнообразных элементарных частиц, ни у материи, ни у пространства, ни у времени нет. А это значит, что вакуум, как пятое состояние материи, подчиняется тем же физическим законам, что макро- и микромир. Отсюда сразу же вытекает, что струнообразные элементарные частицы, должен представлять собой одну из обычных сред – твердое тело, жидкость или газ, ибо никаких других сред в макромире нет. При этом из всего бесконечного разнообразия свойств реального мира в первую очередь необходимо учитывать свойства, связанные с передачей энергии взаимодействий и со структурными преобразованиями материи.
Рассмотрим характерные явления макромира и вытекающие из них требования к струнообразным элементарным частицам, как к среде, заполняющей все пространство бескрайней Вселенной.
Из практики естествознания известно, что космическое пространство является изотропным по отношению к распространению любых энергетических полей и возмущений. Из этого свойства космического пространства сразу вытекает изотропность заполняющей его среды, а
также свойство этой среды заполнять естественным образом это пространство без пустот и дислокаций.
В самом деле, в космическом пространстве в среднем равномерно во всех направлениях распространяются свет, радиоволны и гравитационные поля. Электрические, магнитные и ядерные поля также никакому направлению в пространстве не отдают предпочтения. Таким образом, нет никакого основания приписывать пространству, а следовательно, и среде, его заполняющей в отсутствие вещества, какую бы то ни было анизотропность.
Отсутствие анизотропности в среде, заполняющей космическое пространство, означает, что эта среда не может быть ни жидкостью, ни твердым телом, как это предполагалось многими авторами ранее. В условиях невесомости жидкость под действием сил поверхностного
натяжения должна собираться в шары, что привело бы к образованию пустот между шарами. Для любого реального физического твердого тела характерны те или иные дислокации. И то, и другое привело бы к неравномерному распределению полей в вакууме.
Однако материя вакуума, состоящая из струнообразных элементарных частиц, может являться газоподобным телом, так как такое тело обладает свойством естественным образом заполнять все предоставленное ему пространство без пустот и дислокаций, и даже усреднять свое распределение, если оно почему-либо нарушено.
Из факта малого сопротивления струнообразных элементарных частиц, движению тел, в частности, вытекает, что они должны обладать относительно малой плотностью и малой вязкостью. Если бы вакуум, как некая материальная субстанция, обладал бы большими силами сцепления между своими частями, это сказалось бы на движении планет, однако этого не наблюдается. Газоподобная среда хорошо удовлетворяет и данному требованию в отличие, например, от твердого тела.
Известные большие скорости распространения возмущений в пространстве заставляют полагать у струнообразных элементарных частиц, большую упругость, что и являлось причиной того, что некоторые авторы считали материю состоящию из них, твердым телом. Однако большая упругость характерна не только для твердого тела, но и для любого тела при условии, что энергия взаимодействий между его частицами носит реактивный характер и не переходит в.тепло, т.е. среда обладает малыми потерями. Требованиям большой упругости отвечают и твердое тело, и жидкость, и газ.
Таким образом, по совокупности всех требований свойствам макромира удовлетворяет только газоподобная среда. Рассмотрим некоторые характерные явления микромира и вытекающие из них требования к элементу среды.
Как известно, так называемые элементарные частицы вещества обладают свойством взаимного преобразования. Известно даже выражение, что любая элементарная частица состоит из всех остальных, т.е. в результате взаимодействия между собой двух или более частиц может быть получен весьма широкий спектр частиц другого вида. При этом не существует таких элементарных частиц, которые не могли бы быть разложены на другие или не получались бы в результате деления других частиц. Не существует также раздельных групп частиц, не переходящих друг в друга. Все это означает, что все элементарные частицы вещества состоят из одних и тех же частей, из одного и того же строительного материала, а известный экспериментальный факт «рождения» частиц в вакууме при определенном соотношении полей может рассматриваться как факт организации этого же строительного материала, содержащегося в вакууме, в элементарные частицы
вещества. Если бы такого материала в вакууме не было, то и не из чего было бы им образовываться.
Следовательно, налицо единство материи физического вакуума и материи элементарных частиц вещества. Рассмотрение взаимодействий частиц вещества друг с другом, в результате которых происходит преобразование их форм и видов, показывает, что эти взаимодействия являются результатом механического перемещения частиц в пространстве. При этих взаимодействиях сохраняются все механические параметры – энергия и
импульс. Если считать материю неуничтожимой, то имеющий место в ряде соударений дефект масс может быть отнесен за счет перехода части материи из состава частиц в окружающую их среду.
Следовательно, в основе взаимодействия элементарных частиц вещества лежат законы механики. Части элементарных частиц вещества также перемещаются в пространстве в составе самих этих элементарных частиц. Это упорядоченное движение наблюдаемо современными измерительными средствами. После же того, как в результате взаимодействия и преобразования «элементарных частиц» вещества часть материи перешла из состава частиц в окружающую среду, что проявляется как дефект масс, эта часть материи на современном уровне измерительной техники становится не наблюдаемой современными приборами. Это не означает, однако, ее отсутствия, а факт ненаблюдаемости должен
рассматриваться как временный: может статься, что рано или поздно соответствующие приборы будут созданы и то, что сегодня наблюдать нет возможности, в будущем станет наблюдаемым.
В свое время известный физик Понтекорво, столкнувшись с дефектом масс, решил, что недостающую массу уносит малая частица, не имеющая заряда. По аналогии с нейтроном он назвал ее «нейтрино», что означает «маленький нейтрон». Принципиально не должно быть
возражений против такой трактовки дефекта масс. Однако следует обратить внимание и на другую возможность – рассеивания освободившейся материи из струнообразных элементарных частиц в окружающем пространстве без образования новых частиц. Эта возможность до настоящего времени не учитывалась физикой.
Таким образом, представление о вакууме, как о «некой» газоподобной среде (которая кажется на первый взгляд ничем – пустотой) может быть принято и на основании анализа поведения струнообразных элементарных частиц при их взаимодействиях.
Возникает вопрос, каким же образом эти струнообразные элементарные частицы, могут удерживаться в составе элементарных частиц вещества
межатомного и внутриатомного пространства, если материя, состоящая из них, является газом? Ответ на этот вопрос несложен, если учесть, что элементарные частицы, которые существуют вне атомов, представляют собой тороидальные вихревые образования уплотненного газоподобного вещества.
Основанием для подобного утверждения служит то обстоятельство, что именно тороидальные вихри являются единственной формой движения, способной удержать в замкнутом объеме уплотненный газ. Различие удельной массы элементарных частиц вещества требует допущения сжимаемости среды в широких пределах – свойство,
которым обладает только газоподобная среда. Значительные силы и энергии взаимодействий между телами легко можно объяснить большими давлениями и силами упругости, которыми способен обладать газ благодаря высокой скорости перемещения в пространстве его частиц.
Совместное рассмотрение всех перечисленных свойств реального мира позволяет прийти к однозначному выводу о том, что эти струнообразные элементарные частицы, существующие вне атомов, заполняют все космическое пространство, образующая все виды вещества и ответственная за все виды взаимодействий, представляет собой реальный, т.е. вязкий и сжимаемый, газ. Этот газ состоит из существенно более мелких, чем элементарные частицы
вещества, частиц, которые целесообразно назвать так, как они назывались в древности греческим философом Демокритом, - амерами, т.е. физически неделимыми частями материи. Разумеется, свойством неделимости они наделены условно, временно, до накопления сведений о разнообразии амеров и их взаимных превращениях и преобразованиях.
Вывод: вакуум это на самом деле не абстрактная пустота (как, оно кажется на первый взгляд),
а газоподобное тело со свойствами реального газа. Перемещения бионов в пространстве и их взаимные соударения заставляют полагать, что для частей бионов также характерны законы
механики и что части бионов также образуют среду, заполняющую мировое пространство. Эта среда также газоподобна, ее элементы мельче бионов, а скорости перемещения в пространстве существенно выше, чем скорости перемещения бионов. Совокупность этих частиц в пространстве представляет собой, как бы параллейное измерение-2, более тонкий, чем параллейное измерение -1, образованный бионами. Однако та же логика, примененная к параллейное измерению-2, заставляет считать его элементы состоящими из не из бионов,
си-мизонов и прочих струнообразных частиц, а из элементарных частиц, ещё не изученных наукой и так до бесконечности.
Недостаточность сведений о свойствах параллейного измерения -1, который в дальнейшем будем называть материей по свойствам противоположной материи атомообразующих элементарных частиц, заставляет ограничиться определением свойств только этих струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися (таблица 1).
На материю, струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися, распространяются все законы обычной газовой механики, поскольку на всех уровнях организации материи действуют одни и те же законы. Газовая механика прошла определенный путь развития в других областях естествознания и теперь может быть с успехом
использована для расчетов параметров, как самих этих струнообразных элементарных частиц, так и всех материальных образований, строительным материалом для которых он является, и всех видов взаимодействий, которые он обусловливает своими движениями.
Определение численных значений параметров струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум
Численные значения параметров материи струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум в околоземном пространстве как реального вязкого сжимаемого газа можно определить на основании
экспериментальных данных, характеризующих те или иные физические процессы с учетом динамических представлений свойств элементарных частиц в Квантовой Механике о сущности этих процессов. Поскольку физические явления в большинстве своем исследованы в земных условиях, можно говорить о значениях параметров материальной субстанции вакуума лишь в пространстве, непосредственно окружающем Землю, распространяя их на другие области Вселенной лишь по мере уточнения условий нахождения струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум в этих областях. Их параметры, такие, как плотность, давление, температура и др., могут в других областях Вселенной существенно отличаться от параметров струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум в околоземном пространстве. Об этих отличиях можно в принципе судить на основе внеземных исследований, астрономических наблюдений и т.п. Их параметры внутри вещества, также существенно отличаются от их них аналогичных параметров в вакууме. В данном параграфе вычисляются лишь параметры струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и из которых главным образом состоит вакуум, в свободном от вещества околоземном пространстве. Расчеты произведены на основе представлений об энергодинамической сущности электрического поля вокруг протона и о внутренней структуре самого протона. Первое дает основу для определения массовой плотности струнообразных элементарных частиц - бионов, второе – для определения нижней границы их давления в вакууме, который в основном состоит из них, как пятая форма материи. Все остальные параметры получены путем простых расчетов с помощью соотношений газовой динамики [3-12].
Плотность вакуума, как некой материи, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими в свободном пространстве.
Как видно, из сделанных расчётов, диэлектрическая проницаемость вакуума Eо есть плотность материи, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, Pэ в свободном от вещества пространстве. Это непосредственно
вытекает из сопоставления энергии электрического поля протона Wep и энергии кольцевого движения струнообразных бионов wк вокруг протона, отождествляемого с электрическим полем протона (при наличии тороидального движения биона вокруг протона), т.к.
где Е – напряженность электрического поля, vк – скорость кольцевого движения биона вокруг протона, dV – элементарный объем пространства вокруг протона, rp – радиус протона.
Отсюда сразу видно, что поскольку показатели степеней Eо и Pэ равны 1, то
что вполне соответствует взглядам О.Френеля (1823) применительно к теории «некой» материи, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими.
Таким образом, плотность вакуума, как материальной субстанции, состоящих из таких струнообразных элементарных частиц, в околоземном пространстве оказывается известной с высокой точностью. Для остальных параметров можно пока говорить лишь о порядках величин.
Плотность биона (основного элемента вакуума). Протон есть максимально сжатый вихрь уплотнённых кварков, в котором внутри имеется разреженный объем материи по свойствам противоположный бионам, а сами бионы, случайно попав в стенки протона уплотнен, но остается газом. В стенках протона бионы должны иметь свободный пробег, поэтому плотность биона должна быть не менее чем на два порядка выше плотности
протона, что и нужно считать нижней границей плотности биона. Радиус протона может быть определен из известного выражения для эффективного радиуса атомного ядра, равного
[3, с.457]
R = aA1/3, (4.4)
где А – число нуклонов в атомном ядре, а – радиус нуклона. Для ядра
атома водорода а = rp = 1,12 ф = 1,12.10 –15 м.
Объем протона составит:
и, следовательно, среднюю плотность нуклона ρp можно определить по отношению массы нуклона (протона, нейтрона) к его объему. Учитывая, что масса протона mp = 1,6725·10 –45
кг, а его радиус rp = 1,12 ·10 –15 м, получим mp 1,6725 ·10 –27
Прибавляя два порядка, будем иметь нижнее значение плотности биона
Отношение диаметра биона к средней длине его свободного пробега. Плотность материи, состоящей из ρэ в свободном пространстве можно выразить через массы биона ma и количество бионов в единице объема nа как
Количество бионов в единице объема свободного состояния материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими,
определяется средней длиной свободного пробега λа и σа = π dа 2 /4 – площадью его поперечного сечения, где dа – диаметр биона [4, с. 209]:
Масса биона равна:
mа = ρа Vа, (4.10)
где объем биона Vа составит:
Отсюда
откуда отношение длины свободного пробега биона к его диаметру
cоставит:
Давление материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, в свободном пространстве Pэ определим из представления о том, что импульс в поперечном относительно своего направления движения бион может передать другому биону, находящемуся в соседнем слое, только при касании. Тогда
P э = Pμ λа/ da. (4.14)
Здесь Pμ есть величина, обратная магнитной проницаемости вакуума, т.е.
Физический смысл этого давления – в передаче энергии в поперечном относительно движения биона направлении. Отсюда
Энергосодержание единицы объема материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, (энергия теплосодержания) равно, как и для всякого газа, его давлению, т.е.
Для сравнения целесообразно напомнить, что одна мегатонная водородная бомба при взрыве выделяет энергию в 5·1015 Дж и, следовательно, 1 кубический сантиметр материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, содержит энергию, соответствующую взрыву, примерно, 200 тысяч миллиардов мегатонных бомб, а 1 куб. метра материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими – в 1 млн. раз больше.
Средняя скорость теплового движения биона в свободном пространстве определится из энергосодержания единицы объема материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как
Скорость первого звука (сверхсветовая скорость распространения продольного возмущения,
которая возможна лишь, у струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими) равна
Скорость второго звука (скорость распространения температурных волн в материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, она же скорость света) равна
Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) n можно определить из уравнения для поперечного давления в пограничном слое вязкого газа (аналог уравнения Ньютона для движения вязкой жидкости [4, с. 210]:
При радиусе протона rp = 1,12·10 –15 м и эффективном радиусе взаимодействия нуклонов в ядре дейтерия rn =1,2·10 –15 м, определим толщину пограничного слоя как
Как будет показано в гл. 6, относительная скорость движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, на поверхностях стенок протона и нейтрона, обращенных друг к другу, составляет:
и динамическую вязкость можно определить как
Кинематическая вязкость равна отношению вязкости к плотности
x = n/p, (4.26)
и, следовательно,
Коэффициент температуропроводности для обычного вязкого сжимаемого газа совпадает по величине с кинематической вязкостью:
а = x ≈ 4·109 м2 ·с –1 (4.28)
Средняя длина свободного пробега бионов вне вещества может быть определена из выражения [4, с. 211; 5, 6] как
Диаметр биона определится из простого соотношения
Площадь поперечного сечения биона составит
Объем биона составляет:
Количество бионов в единице объема материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, составит
Масса биона может быть определена из плотности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими,:
Плотность тела биона, таким образом, равна
Температура материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как и всякого газа, определяется выражением:
Удельная теплоемкость материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, при P = const находится из выражения
.
Удельная теплоемкость теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, при V = const находится из выражения
где N – число степеней свободы биона (предположительно, N = 5).
Коэффициент теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как и для всякого газа, находится из выражения:
Число соударений каждого биона в материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, определится из выражения:
Число соударений бионов в единице объема материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, составит:
С учетом существенного различия в диаметре биона и длине его свободного пробега материя вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как газ по своим свойствам должна приближаться к классическому идеальному газу, по крайней мере, в свободном от вещества, образованного уплотненными
вихрями, возникающими в межатомном и внутриатомном пространстве. Можно полагать, что для этого газа достаточно близкой является статистика Больцмана для координат и импульсов
биона, а распределение скоростей, видимо, близко описывается распределением Максвелла, хотя наличие вязкости все же говорит и о некоторых отличиях в распределении параметров материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, от указанных.
Все произведенные вычисления и полученные значения являются ориентировочными (таблица 2). Параметры материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как в околоземном пространстве, так и в других областях Вселенной следует уточнять и перепроверять.
Формы движения струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими.
Основная струнообразная элементарная частица материи вакуума – бион – обладает особой формой движения – движением в пространстве по принципу вращающегося круга или обруча .
Взаимодействие бионов друг с другом осуществляется единственным способом – путем упругого соударения и, тем самым, обменом количеством движения (импульсами). Это соударение с большой степенью приближения можно считать абсолютно упругим, т. е.
происходящим без потерь количества движения.
Совокупность бионов – элементарный объем материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, – обладает тремя формами движения: диффузионной, поступательной и вращательной (рис. 4.1) [7].
Диффузионная форма движения бионов в материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, есть всегда, даже если вакуум полностью уравновешен и никакого внешнего движения в нем нет. Поэтому эта форма движения является основной, исходной для рассмотрения любых других форм движений.
Движение биона, формы и виды движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, Диффузионная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, как и любого газа, обеспечивает три вида движения: перенос плотности, перенос количества движения (импульса), перенос энергии. Поступательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, обеспечивает два вида движения: ламинарное течение (типа ветра) и продольное колебательное (типа звука, в пределах модуля упругости).
Вращательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, обеспечивает два вида движения: разомкнутое вращательное (типа смерча) и замкнутое вращательное (типа тороида).
Всего семь основных видов движения. Перечисленные виды движения могут дать широкий спектр комбинированных видов движения, соответствующих тем или иным физическим взаимодействиям, физическим полям и явлениям. Кроме того, с учетом взаимодействия потоков материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, обладающих различными формами и видами движений, количество вариантов взаимодействия может быть достаточно велико. Однако во всех этих формах и видах движений материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, лежит единственный вид движения – перемещение бионов в пространстве и единственный вид их взаимодействия – упругое соударение, что и является общей основой для всех форм движения теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, и для всех видов организации вещества, начиная от элементарных частиц вещества и кончая Вселенной в целом. Отсюда сразу видна принципиальная возможность сведения всех видов взаимодействий к механике – тому или иному виду перемещения масс неизмеримой материи космического вакуума в пространстве.
Диффузионная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц.
1. Перенос плотности. Переносное диффузионное движение имеет место в любом газе как при равномерно распределенной, так и при неравномерно распределенной плотности. Переносное движение стремится выровнять концентрацию плотности, а также концентрацию масс (самодиффузия), если отсутствует восстанавливающая неравновесное состояние причина.
Диффузионная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц.
Для переносного диффузионного движения характерны некоторые особенности, связанные с тем, что в однокомпонентной среде, каковой является материя вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, на процесс самодиффузии накладываются процессы
термодиффузии. Кроме того, утверждать, что теплопроводности материя вакуума, состоящая из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, является однокомпонентной системой и что бионы одинаковы между собой, оснований нет. Скорее, наоборот, бионы как вихревые образования параллейного измерения-2 неизбежно должны различаться и даже образовывать сложные структуры типа молекул. Однако в настоящее время для подобного утверждения также нет оснований, поэтому вопрос о тонкой структуре теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, о реальной форме бионов, видах распределений скоростей, особенностях взаимодействий бионовов между собой и т.п. должен быть отнесен на будущее.
Явление диффузии плотности в одномерном случае описывается первым законом Фика [4, с. 212–213]:
где dM – масса, переносимая за время dt через элементарную площадку dS в направлении к нормали х к рассматриваемой площадке в сторону убывания плотности; D – коэффициент самодиффузии; dрэ/dx –градиент плотности.
В случае трехмерной диффузии изменение концентрации с с течением времени при постоянной температуре и отсутствии внешних сил описывается дифференциальным уравнением самодиффузии:
2. Перенос количества движения (импульса). Перенос количества движения, неправильно именуемого сейчас в физике импульсом (физически импульс – произведение силы на время действия –отсутствует в отдельно движущейся частице, для которой характерны масса и скорость движения относительно средней скорости движения всей остальной совокупности частиц), реализуется в слоях среды, движущихся относительно друг друга с некоторой скоростью. Перенос количества движения из одного слоя в другой является причиной вязкого трения или вязкости газа.
Перенос количества движения определяется уравнением Ньютона для движения вязкой жидкости [4, с. 210]:
dFx = ndSdvy/dx, (4.49)
где dF – сила внутреннего трения, действующая на площадку dS поверхности слоя вдоль плоскости поверхности; dvy/dx – градиент скорости движения слоев в направлении у, перпендикулярном поверхности слоя; n - коэффициент внутреннего трения, численно равный силе трения между двумя слоями с площадью, равной единице, при градиенте скорости, равном единице.
Согласно элементарной кинетической теории
Более точная теория приводит к замене множителя 1/3 на коэффициент ф, зависящий от характера взаимодействия молекул. Так, для молекул, сталкивающихся как гладкие твердые шары, ф = 0,499. Более точные модели сил взаимодействия приводят к тому, что коэффициент ф оказывается возрастающей функцией температуры. Для Квантовой Механики на данном этапе ее развития подобные вопросы ставить рано.
Перенос энергии.
При наличии в газе области с различными среднестатистическими скоростями составляющих газ частиц –различными температурами – возникает термодиффузия, в результате
которой температуры могут выравниваться, если тепло не рассеивается непрерывно в пространстве и если к этим областям не подводится тепло извне. В противном случае устанавливается некоторый градиент температур.
Перенос тепла через единицу поверхности определяется уравнением
Фурье [4, с. 210]:
dQ = – kdSdtdТ/dx, (4.51)
где k = n cv – коэффициент теплопроводности, численно равный
количеству теплоты, переносимому через единицу поверхности за
единицу времени при градиенте температуры, равном единице; dТ/dx – градиент температуры.
Таким образом, в пограничном слое, в котором имеет место существенный градиент скоростей, температура газа понижена и соответственно понижена его вязкость. Это имеет большое значение для стабильности вихревых образований материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц.
Уравнение распространения тепла в материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, как и в любом газе,
определяется выражением [9, с. 447–455]:
где Т(М, t) – температура точки М(x, y, z) в момент t; kт = сonst –
коэффициент теплопроводности, а – коэффициент температуропроводности; f – плотность тепловых источников.
Поступательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц.
1. Ламинарное течение. Ламинарное течение газа возникает при наличии разности давлений в двух областях пространства. При поступательном движении газа диффузионное движение сохраняется, однако на хаотическое движение молекул накладывается упорядоченное
движение молекул в общем направлении. Вращательное движение объемов газа при этом отсутствует. При поступательном движении может происходить деформация объемов газа.
Математическими выражениями, описывающими поступательное движение материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, при ламинарном течении, являются известные уравнения гидромеханики для сжимаемого вязкого газа, в том числе:
уравнение Бернулли, отражающее сохранение энергии в струе газа (сумма кинетической и потенциальной энергий в струе газа сохраняется в любом сечении струи):
а также уравнения, описывающие движения газа в пограничных слоях, например, интегральные соотношения Кармана и некоторые другие.
Поступательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися. Особенностью использования уравнений гидромеханики применительно к материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися является отсутствие объемных сил, по крайней мере, для начального этапа исследований, когда фактом существования
параллейного измерения-2 пренебрегается. Во всех частных случаях, когда это вытекает из конкретных моделей, возможно упрощение уравнений, например применение уравнений Эйлера вместо уравнения Навье–Стокса.
Существенным упрощением является возможность в большинстве случаев пренебречь вязкостью и сжимаемостью, однако до тех лишь пор, пока это не нарушает исходную модель явления. Для некоторых направлений, таких, например, как электродинамика, вывод уравнений которых базировался на представлении о несжимаемости материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися и отсутствии у него вязкости, в настоящее время уже не представляется возможным этими параметрами пренебречь, поскольку исследования показали их существенность для многих частных явлений.
2. Продольное колебательное движение в газе (1-й звук) возникает при появлении малого избыточного давления. Сверхсветовая скорость распространения этого избыточного давления в пределах модуля упругости есть скорость распространения звука [5, 6].
Математическим выражением, описывающим продольные колебания в среде, может быть волновое уравнение второго порядка:
Принципиально существуют волновые уравнения первого порядка, выгодно отличающиеся от волновых уравнений второго порядка своей простотой и тем, что в них не приходится принимать искусственных приемов для уничтожения одного из решений, дающего расходящееся выражение. Таким уравнением для одномерного колебания является
выражение:
операция деления на вектор с является допустимой, поскольку направление этого вектора в точности совпадает с направлением вектора А, находящегося в числителе.
Вращательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися.
1. Разомкнутое вращательное движение проявляется в турбулентностях и сформировавшихся вихрях. При разомкнутом вращательном движении ось вихря уходит в бесконечность, а скорость вращения уменьшается по мере удаления от оси. В тех случаях, когда сжимаемостью теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, можно пренебречь, что имеет место, например, в свободном от вещества пространстве, уравнения вращательного движения соответствуют уравнениям вихревого движения вязкой несжимаемой жидкости:
Однако при рассмотрении структуры вещества сжимаемостью вихря нельзя пренебречь, поскольку факт такой сжимаемости становится определяющим при объяснении поведения теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими. В этом случае уравнения могут существенно усложняться. Особое значение при этом приобретает выделение из всей совокупности факторов тех из них, которые в каждом конкретном случае существенны, например вязкости и температуры при рассмотрении процессов в пограничных слоях.
Вращательная форма движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися.
Замкнутое вращательное движение есть тороидальное движение газа. Помимо указанных выше соотношений для описания тороидального движения можно использовать закон Био-Савара в случае, когда сжимаемостью и вязкостью газа можно пренебречь:
Замкнутое вращательное движение материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися, является основой для
структур различных материальных образований на уровне организации материи типа элементарных частиц.
Выводы:
1. Сопоставление общих свойств макро- и микромира показало, что мировое пространство заполнено материальной средой, обладающей свойствами реального, т.е. вязкого и сжимаемого, газа. Эта среда, как и ранее, является материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися. Основной элементарной частицей этой среды, является бион.
2. Элементарные частицы разных видов (как атомообразующие, так и не входящие в состав атомов) является строительным материалом для всех видов вещественных образований, начиная от элементарных частиц и кончая звездами и галактиками. Силовые физические поля являются следствием различных форм движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися.
3. При определении численных значений параметров материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися возможно и целесообразно использовать аппарат обычной газовой механики. Произведенные расчеты позволили ориентировочно определить основные параметры материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися в околоземном пространстве – его плотность, давление, удельное энергосодержание, температуру, скорость первого и второго звуков, коэффициенты температуропроводности и теплопроводности, кинематическую и динамическую вязкости, показатель адиабаты, теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении, а также параметры биона – его массу, размеры, количество в единице объема, среднюю длину свободного пробега, среднюю скорость теплового движения.
4. Анализ форм движения теплопроводности материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, которые не являются атомообразующими, как газоподобного тела показал, что основной элемент материи вакуума – бион – обладает своеобразной особой формой движения –движением в пространстве по принципу вращающегося круга или обруча; элементарный объем материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися обладает тремя формами движения – диффузионной, поступательной и вращательной, при этом:
диффузионная форма обеспечивает три вида движения – перенос плотности, перенос количества движения и перенос энергии; поступательная форма – два вида движения – ламинарное течение и продольное колебательное движение; вращательная форма – два вида движения – разомкнутое (типа смерча) и замкнутое (типа тороида). Всего семь видов движения материи вакуума, состоящей из струнообразных элементарных частиц, не являющимися атомообразующимися. Все указанные формы и виды движения описываются известными математическими зависимостями обычной газовой механики.
5. Пренебрежение внутренними особенностями строения бионов и внутренними формами движения материи на уровне движения материи более глубоком, чем наше измерение протовоположное, тому в котором иная материя, проявляет свойства, противоположные свойствам атомообразующих элементарных частиц (электронов, протонов и нейтронов), является временным, гносеологическим приемом. Бион является природным образованием, с весьма удивительными свойствами. Однако исследование следующих уровней организации материи, является задачей следующих этапов развития Квантовой Механики.
Авторский коллектив американского
научно-популярного журнала «New the
Progress Power Timer»
