Из всех моделей, представленных в современной эфиродинамической картине мира, наибольшее число споров вызывает устройство фотонов. При этом из обсуждений понятно, что проблема не в том, что модель противоречива, а в том, что она попросту не до конца ясна обсуждающим. Потому предлагаю сегодня достаточно подробно рассмотреть её.
Как я и говорил ранее, для образования света необходимо достаточно сильно возбудить вещество. Нагрев, протекание тока через светодиоды, эффект Вавилова-Черенкова, разрушение кристаллов, механическое возбуждение при сонолюминесценции и т.п.. Всё это создаёт свет. Механизм у этого явления достаточно прост и был изложен в статье про причины красного и синего смещения. Потоки эфира внутри атомов вырываются наружу, обтекая другие атомы, и это создаёт дорожки Кармана.
Если мы посмотрим на примеры дорожек Кармана в воздухе, может возникнуть ощущение, что они должны быть сопряжены с целым рядом дополнительных явлений, из-за которых и возникают споры. В частности, есть вполне логичное требование наличия внешнего потока, который окружает описанные вихри. Т.е. для существования структуры фотона необходимо, чтобы вместе с вихрями двигался и прямой поток эфира, внутри которого эти вихри будут располагаться (оранжевые стрелки вокруг вихрей).
Также бывают возгласы о том, что дорожки Кармана образуются только за движущимся телом в неподвижной среде. Вообще говоря, это утверждение аналогично прошлому с учётом относительности движения. Да, за плывущим по реке катером, хоть это и не всегда хорошо видно из-за неоптимальных параметров течений, образуется дорожка Кармана. Окружающая вихри вода покоится. Но смысл остаётся тем же – вихри покоятся относительно внешнего потока. Ну а уж утверждение о том, что такие вихри образуются только при движении тела в неподвижной среде, попросту ложно.
За счёт того, что вихри (а вернее их центры масс) более-менее покоятся относительно окружающей среды, а потоки внутри вихрей уже не покоятся, возникают довольно большие силы трения. Это приводит к весьма быстрому разрушению таких структур. Это становится ещё одной причиной сомнений в предложенной модели фотонов, которые по современным представлениям в принципе вечны, а по наблюдениям живут по крайней мере десятки миллиардов лет.
Разрешить все эти сомнения, однако, совсем несложно. В гидродинамике есть целый ряд разнообразных критериев подобия, которые призваны показать, можно ли при сравнении разных течений применять методы аналогий. Т.е. если мы получили в лаборатории определённую конфигурацию потоков, можем ли мы быть уверены, что и вне лаборатории или при других условиях получатся такие же формы потоков.
Аналогичные подходы могут применяться и для оценки времени жизни вихрей, возможности образования определённых структур и в прочих прикладных и теоретических задачах. Для этого нужно сравнивать вязкости и энергетику сред. Т.е. возможность утверждать, что если в воде дорожки Кармана живут совсем недолго, то в эфире такие структуры тоже будут жить очень недолго, должна быть оценена по определённым критериям подобия, а не отмашкой в духе «вихри долго не живут».
Обычно при анализе периодических вихревых процессов используют числа Струхаля и Рейнольдса. Первое показывает, отношение размера обтекаемого тела к тому, как быстро изменяется форма потока. А второе – отношение инерции потока к возникающим вязким силам. Если эти числа для течений в воде и эфире одинаковые, то мы можем утверждать, что дорожки Кармана в эфире будут образовываться. А вот если числа разные, то ничего гарантировать нельзя. Учитывая, что турбулентные течения неустойчивы, т.е. при малых отклонениях начальных условий расхождения могут быть огромными, то даже примерно ничего оценить не получится.
Например, для лодки в воде плотность составляет 10^3, скорость – порядка 10^1, характерные размеры – 10^0, а вязкость воды около 10^-3. Тогда число Рейнольдса для лодки в воде составит примерно 10^7.
Свободный эфир имеет плотность 10^-11, характерная скорость – 10^8, размер ядра атома – 10^-15, а расчётная вязкость – 10^-25. Тогда число Рейнольдса будет тоже 10^7. И если мы нигде сильно не наврали, будут образовываться потоки вполне похожие на те, что и в воде.
А вот время жизни вихрей, как диссипативных систем, будет прямо пропорционально энергетике среды, поскольку вихри берут энергию из окружающей атмосферы, и обратно пропорционально вязкости, так как в неё же эту энергию и рассеивают. Энергетика воды составляет порядка 10^9. А энергетика эфира – 10^36. Вязкость воды и эфира, как было замечено выше, 10^-3 и 10^-25 соответственно. Поделим одно на другое и получим оценочные коэффициенты, которые отражают относительные времена жизни вихревых структур в воде и эфире 10^12 и 10^61 соответственно. Разница почти в 50 порядков говорит о многом. Если в воде вихри лишь кое-как образуются, то в эфире они будут практически вечными с точки зрения человека.
Что же касается структуры вихревых дорожек в эфире, то безусловно относительно долгое время их жизни и низкая вязкость скажутся на ней. Во-первых, ламинарные потоки быстро рассеются, поскольку не имеют какой-то устойчивой структуры и постоянно наталкиваются на покоящиеся массы. Во-вторых, поскольку любые столкновения потоков вызывают некоторые силы, вихри будут вынуждены несколько сместиться, чтобы занять наиболее выгодное энергетически положение.
В данном случае у разнонаправленных вихрей дорожки Кармана ближайшие края вращаются в одну сторону. Т.е. между ними фактически нет трения. А дальние края будут тереться об окружающую среду ровно до тех пор, пока вся эта вихревая конструкция не разгонится до скорости вращения вихрей. В такой ситуации трения о края «фотона» уже не будет, а скорость зафиксируется на определённом значении. Останется лишь лобовое сопротивление, которое и будет причиной потери энергии светом и образованием красного смещения, которое проявляется в виде увеличения размеров вихрей или длины волны описанных фотонов.
Конечно, эта модель хоть и весьма хорошо вписывается во все известные явления, связанные с фотонами, ни в коем случае не является истиной в последней инстанции. Но она качественно описывает механику фотонов, не имеет в своей основе постулатов, принципиально проверяема, моделируема, непротиворечива и наглядна. Чего не скажешь о современных как бы научных взглядах по этой теме.