В настоящее время уже открыто более 350 элементарных частиц и их количество продолжает расти.
Однако этот процесс остановить не возможно. Ведь каждое новое явление в микромире требует вмешательства всё новых и новых элементарных частиц.
К примеру, для описания гравитационного поля нужны гравитоны, а для описания электромагнитного поля нужны фотоны. Это волны, которые распространяются в виде колебаний в своей материальной среде: гравитоны – в гравитационном поле, а фотоны – в электромагнитном поле. Здесь всё логично и всем нам понятно уже более века.
Но не всё так просто, ибо далее начинаются проблемы, которые объясняются построением математических моделей без учёта физического смысла. Давайте рассмотрим эти проблемы вместе и подробнее.
Начнём с одного из основных законов Природы, согласно которому, взаимодействие в гравитационном поле определяется произведением МАССЫ на НАПРЯЖЁННОСТЬ поля в той его ТОЧКЕ, где находится масса. Заметьте (это очень важно!), масса (m) взаимодействует с напряжённостью гравитационного поля (g) именно в той точке, где и находится эта масса:
Fг = m*g (первое по счёту, открытое нами взаимодействие).
Почему это важно? Потому, что математики и многие физико-математики рассматривают этот процесс совсем иначе, ибо для них взаимодействуют две (иногда и более) массы, которые находятся очень далеко друг от друга. И сразу возникает вопрос, как эти массы воздействуют друг на друга через огромные расстояния? Внятного ответа на этот вопрос нет.
А реально пробная (рассматриваемая нами) масса (вынужден повторить) взаимодействует не с другой массой, которая находится очень далеко, а именно с гравитационным полем и в той его точке, где пробная масса и находится. Разница принципиальная, ибо здесь вопрос про огромные расстояния уже не возникает.
Однако у многих вопросы, всё же, возникают. Например, Луна обладает массой и эта масса взаимодействует с каким гравитационным полем? С полем Солнца, полем Земли, или с собственным полем? Ведь на орбите Луны напряжённость поля Солнца в 2,2 раза больше поля Земли, а напряжённость поля Луны на той же орбите больше земного почти в 600 раз.
Но и здесь всё просто, как и сама Природа. Дело в том, что поле Земли движется по своей орбите вокруг Солнца и сумма действующих на него сил равна нулю.
Почему? Потому, что на земное поле действует сила тяготения от поля Солнца (центростремительная сила) и противоположно ей действует центробежная сила, которая равна по величине центростремительной и компенсирует её. Об этом мы ещё поговорим более подробно.
Следовательно, всё, что находится в поле Земли и движется вместе с ним по земной орбите вокруг Солнца, невесомо для поля Солнца. Равно, как и космический корабль на земной орбите не только сам не имеет веса, но в невесомости пребывают и космонавты, которые находятся внутри этого корабля. Именно поэтому Луна и её поле, двигаясь вместе с Землёй вокруг Солнца, взаимодействуют только с полем Земли.
Теперь возвращаемся к процессу взаимодействия, который мы уже рассмотрели для гравитационного поля. При этом, надо заметить, что полная аналогия здесь имеет место и с электромагнитным полем, в котором рассматриваемый нами электрический заряд (q) взаимодействует с напряжённостью электрического поля (E) в той его точке, где и находится этот заряд:
Fэ = E*q (второе взаимодействие).
Теперь внимание! Этот закон Природы распространяется и на потенциальное поле атома, ибо здесь тоже значение напряжённости гравитационного поля (g) определяется, как отношение постоянной Кеплера для данного гравитационного поля (Кп) к радиусу орбиты в квадрате (R^2):
g = Кп/R^2
Что такое постоянная Кеплера, мы здесь уже обсуждали. Однако повторим ещё раз и для этого вспомним основополагающий третий Закон Кеплера:
R^3/T^2 = const, где:
R – радиус орбиты (если орбита эллиптическая, то это большая полуось эллипса);
Т – период обращения по орбите.
Чтобы получить третий Закон Кеплера в более удобном виде, умножим обе части этого уравнения на 4π^2 (константа возрастёт, но останется константой):
4π^2*R^2*R/T^2 = v^2*R = Кп
И главное! Постоянная Кеплера (Кп) характеризует именно гравитационное поле. Причём, конкретное гравитационное поле и для каждого поля имеет своё индивидуальное значение.
Для атома водорода мы можем использовать квант постоянной Кеплера:
kп = c^2*re = 253,2639 Дж*м/кг, где:
с = 299792458 м/с – скорость света;
re = 2,817941*10^-15 м – квант гравитационного радиуса (мы его называем классическим радиусом электрона).
Проверяем.
Радиус боровской орбиты в атоме водорода rБ = 5,2917725*10^-11 м, а скорость движения электрона по этой орбите ve = 2187691 м/с.
Следовательно, постоянная Кеплера для атома водорода равна:
Кп = ve^2*rБ = 253,2639 Дж*м/кг, что в точности соответствует кванту постоянной Кеплера.
Дополнение: Заметьте, если мы пойдём по пути математиков и многих физико-математиков, которые определяют постоянную Кеплера из, так называемого, «всемирного» закона тяготения, как произведение гравитационной постоянной (G) на массу протона (mp), то получим:
Кп = G*mp = 1,108*10^-37 Дж*м/кг, что почти на 40 порядков меньше реального значения.
Именно такой метод расчёта и является грубейшей ошибкой математиков и многих физико-математиков.
Так, неужели серьёзные учёные не понимают эту принципиальную ошибку?
Понимают. И очень даже понимают, ибо Макс Борн и Эдуард Шпольский в своих книгах с одноимённым названием «Атомная физика» доказали, что в микромире можно использовать третий Закон Кеплера и это достоверный факт. А вот, «всемирный» закон нашего первого «гения» там совершенно бесполезен.
Однако, если этот факт признать, тогда придётся использовать УНИВЕРСАЛЬНЫЙ (действует и в макромире и в микромире) третий Закон Кеплера, а гениальность нашего первого «гения» с его «всемирным» законом останется под вопросом. Но допустить этого математики никак не могли.
В связи с этим, уже в 1930-е годы пришлось вводить понятие слабых (1934) и сильных (1935) взаимодействий. Слабое (третье взаимодействие) объясняло теорию бета-распада (четырёхфермионная теория слабого взаимодействия), а сильное (четвёртое взаимодействие) позволило ответить на вопрос: что связывает нуклоны (протоны и нейтроны) в ядрах атомов. А в качестве «клея» пришлось вводить дополнительные элементарные частицы.
Но и это ещё не всё, ибо в 2015 году предложено ввести пятое гипотетическое фундаментальное взаимодействие, которое связанно с тёмной материей или с тёмной энергией. И вновь появились новые элементарные частицы. Причина всё та же – использовать гравитационное взаимодействие в микромире категорически запрещалось.
В результате, гравитационные силы мы вынуждены называть ядерными силами. Подробнее об этом в простой и краткой форме изложено в статье 30 «Ядерные силы».
Перепутав гравитационные силы с «ядерными», мы понастроили массу математических моделей, в которых одна частица (ИСТОЧНИК взаимодействия) отправляет другую виртуальную частицу (посредник) к третьей частице (ПРИЁМНИК взаимодействия) с целью передачи ПРИЁМНИКУ информацию от ИСТОЧНИКА о его желании провзаимодействовать.
Каким образом посредник мгновенно передаёт эту информацию приёмнику, в математической модели внятного объяснения нет, а такой РЕАЛЬНЫЙ параметр, как напряжённость поля, там даже не упоминается. Физический смысл, вообще, игнорируется.
Именно поэтому математики и многие физико-математики выдумали в качестве «клея» неимоверное количество элементарных и совершенно бессмысленных частиц (посредников), которые они сами уже не только запомнить, но даже правильно выговорить не могут.
И этому есть простое и внятное подтверждение.
Чтобы доказать это, найдём значение напряжённости гравитационного поля на боровской орбите в атоме водорода, используя постоянную Кеплера:
g = Кп/rБ^2 = 9,04422*10^22 Дж/(кг*м)
Нам уже известно, что гравитационная сила притяжения электрона к ядру в атоме водорода равна произведению кванта массы поля (масса электрона, me = 9,1093897*10^-31 кг) на напряжённость гравитационного поля (g):
Fг = me*g = 8,23873*10^-8 Дж/м
Теперь найдём значение напряжённости электрического поля на той же орбите атома водорода:
E = c^2*10^-7*e/rБ^2 = 5,14221*10^11 Дж/(Кл*м)
Электрическая сила равна произведению кванта электрического заряда (заряд электрона, e = 1,602177*10^-19 Кл) на напряжённость электрического поля (Е):
Fэ = e*E = 8,23873*10^-8 Дж/м = Fг или в точности равна гравитационной силе.
Математики дорого заплатили бы за то, чтобы найти в этом доказательстве хотя бы одну ошибку. Но ошибок здесь нет. Поэтому им приходиться просто игнорировать данный расчёт.
Кстати, доказательство равного значения гравитационной (Fг) и электрической (Fэ) сил для макрополя (Солнечная система) приведено в статье 11 «Закон Единой теории поля».
И последнее. Чтобы не «тонуть» в математических дебрях надо постоянно помнить, что Природа устроена очень просто. Не зря над входом в физическую аудиторию Гёттингенского университета золотыми буквами по-латыни начертан девиз:
«Simplex sigillum veri» (Простота — печать Истины).
И ещё. Великий Ломоносов завещал нам:
«Природа проста, и не роскошествует излишними причинами».
И наконец, Лев Николаевич Толстой писал:
«Самый верный признак Истины - это простота и ясность. Ложь всегда бывает сложна, вычурна и многословна».
Выводы теперь делайте сами.