Поверьте, ничего сверхъестественного, но именно это покажется странным в рассуждениях по данной тематике.
Квантовая механика — специфическая область физики. Объекты, которые она изучает настолько малы, что инструментария для получения данных критически не хватает. Аппаратура должна быть очень точной, и поэтому получается дорогой. Но по настоящему необходимой нет, её следует ещё придумать.
Теоретическое описание результатов имеющихся экспериментов основывается на некоторых абстрактных гипотезах, образно выражаясь, вилами на воде писанных. Как было написано в одной научно-популярной статье, папка «Квантовая механика» наполняется и ждёт своего гения, который в этом разберётся.
Я вооружусь законами классической физики и от этого будем отталкиваться. Начнём с того, что наша Вселенная расширяется — общепринятый факт. Это значит, что пространство движется. В этом пространстве движется то, что мы называем материей, короче — всё.
Что может быть удивительного в движении частичек в потоке? Для примера, я предлагаю бросить маленькую щепочку в реку. Щепка будет служить маркером движения, как пылинки в опыте броуновского движения.
Для того, чтобы двигаться со скоростью потока, щепка нуждается в получении энергии. Ведь так? Энергию можно получить из пространства. Поток будет действовать как ветер, а поперечный размер щепки, как парус. Когда щепка отстаёт, поток толкает её, но только пока она не разгоняется. Теоретически, чтобы двигаться непрерывно с постоянной скоростью, нужно получать постоянно бесконечно малые порции энергии или бесконечно долго тратить имеющийся откуда-то бесконечно большой запас.
Короче говоря, практически невозможно «просто двигаться вместе». Фактически щепка будет иметь некоторую частоту и амплитуду движения. Причём понятно, что для поддержания постоянной средней скорости, нужно получать энергию большими порциями, если делать это редко. В любом случае за время одного цикла щепкадолжна пройти расстояние
чтобы оставаться в потоке (c — средняя скорость потока).
Теперь к теме. Пространство движется и, когда в этом потоке появляется какая-либо элементарная частица, в этот момент в этом месте соответствующее количество энергии потока переходит в массу частицы (или Эйнштейн неправ). Потеря потоком энергии — это локальная потеря скорости. Происходит заминка, пауза. На поверхности фронта движения появляется «морщинка», воронка, которую изображают художники, иллюстрируя научно-популярные статьи о гравитации.
Но это только первая фаза процесса. Поток пространства реагирует, поверхность расправляется как батут и выталкивает частицу.
Когда тело взаимодействует с сеткой батута, тормозит падение или начинает разгоняться, оно вполне осязаемо, оно имеет вес. Оставшееся время тело как бы парит, «пропадая с радаров». Так же частица, обгоняя поток, перестаёт на него действовать, то есть теряет свой вес. Всё сущее время от времени теряет свой вес. Образно говоря, то существует, то просто движется. В этом суть квантовой механики. Материя связана с пространством, а пространство имеет квантовомеханические (волновые) свойства.
В свое время, в конце 1920-х годов, один из отцов квантовой механики Луи Де Бройль предложил собственное оригинальное решение для волнового уравнения Шредингера. По мнению Де Бройля, спаренная конструкция из частицы и волны, осциллирующих как единая система, давала не только внятное, но и наглядное гидродинамическое объяснение для математики его «двойного решения». Однако научная общественность это проигнорировала.
Позволю себе перефразировать Архимеда: "Всякое тело погруженное в… пространство приобретает волновые свойства".
До Ньютона масса тела однозначно ассоциировалась с его весом, с силой, которую оно оказывало на другие тела. В состоянии покоя (который всегда относительный) коэффициентом пропорциональности была как будто постоянная величина, ускорение свободного падения.
По определению, ускорение это изменение скорости во времени, но природа ускорения свободного падения не рассматривается, как изменение скорости, ведь когдатело просто лежит на весах, сила всё равно есть, весы показывают вес. Современная физика считает, что такая сила может быть и без движения. Это неправда. Вес тела, в сущности есть множество квантовых импульсов, которые постоянно передаются другому телу или среде (нетвёрдому телу).
Силу мы можем измерить, а массу можно только рассчитать. Сила одного квантового импульса:
Квантовый импульс это одно колебание пространства, это когда воронка образуется и снова расправляется. Как это? Почему? Здесь следует по подробнее. С батутом всё ясно: возникшая в середине деформация волной дошла до жёстко закреплённого края и отразилась, возвращая энергию воздействия назад. А если краёв нет?
От эпицентра воздействия импульс будет распространяться со скоростью света и благополучно направится к горизонту, рассеивая энергию по всему пространству. Но если импульс достаточно велик, и его скорость превышает скорость распространения деформации в среде (здесь это — скорость света), то возникает затор, граница с предельной плотностью. Это тот край, от которого отразится волна.
Причём если энергия импульса сильно велика, этот край будет состоять из нескольких складок, как гофрированная ткань, потому что увеличение амплитуды волны тоже ограничено скоростью распространения деформации пространства. Именно в таком виде распространяются электромагнитные волны.
И не только электромагнитные. Если уронить каплю воды на поверхность такой же воды, находящееся допустим в ванне, мы сможем увидеть, как это происходит. Возникнет волна, а потом в том месте, куда упала наша капля, подпрыгнет подобная капля.
Если поверхность колеблется, то для этого вещества существует некая единственная капля, которая полностью соответствует этой частоте, которая будет подпрыгивать на туже высоту с которой упала исходная и этот процесс будет происходить бесконечно. Этот эксперимент был проведён и результат многократно подтверждён. (Yves Couder & Emmanuel Fort, подобнее об этом в Physical Review Letters. Yanshen Li et al. «Bouncing Oil Droplet in a Stratified Liquid and its Sudden Death,» Phys. Rev. Lett. 122, 154502.)
В микромире есть полная аналогия. Мы знаем, что есть единственная стабильная, «вечная» частица это протон. Электрон и нейтрон — производные, но сейчас не об этом. Остальные попадая не в такт быстро развалятся. Античастицы колеблются в противофазе к своей частице. Приближаясь друг к другу они гасят питающие их колебания и поэтому перестают существовать, аннигилируют, взаимно уничтожаясь.
Вселенная расширяется в среднем со скоростью света, постоянно ускоряясь шагами со своей частотой и общей фазе. Для элементарных частиц существует только эта частота. Относительно крупные тела (комбинации элементарных частиц) имеют конфигурацию позволяющую обмениваться внутри себя энергией квантовых импульсов, которую суммарно получают, и перераспределяя накапливают. Они имеют свою массу и соответствующую частоту.
Примером может быть наша Солнечная система. Она имеет чёткую границу и ведёт себя, как такая расправляющаяся со своей частотой воронка, о чём свидетельствует эллипсообразные орбиты планет. Планеты периодически «закатываются» в эту воронку. Первый закон Кеплера иллюстрация квантовой сущности природы.
Квантовая механика позволяет представить массу следующим образом:
возникает физический смысл выражения: масса через постоянный коэффициент пропорциональна глубине и обратно пропорциональна площади воронки. Ширина и глубина воронки растут с одинаковой скоростью, скоростью света.
Величина энергии квантового импульса:
Знакомое выражение. Каждая частица получает такое количество энергии при расширении Вселенной и таким образом существует.
Раз уж я ещё раз упомянул имя Эйнштейна, напомню, что он предсказал отклонение света вблизи массивного тела, что интерпретируется, как прохождение луча через искривлённое пространство. Есть соблазн, на который поддался Эйнштейн, принять наличие четвёртого измерения, но данная концепция в этом допущении не нуждается.
Поведение частицы можно описать изменением глубины воронки:
Кому-то эти уравнения напомнят уравнения Лапласа. Или Шредингера. Нет?
Между прочим надо сказать, появление воронки сопровождается завихрением пространства вокруг, что придаёт электромагнитные свойства частицам.
В заключение я должен сказать, что когда кто-то использует в названии слово «квантовый», он лукавит, потому что квантовое всё и звёзды в небе, и сковородка на кухне. И в подтверждение я напишу формулу, которая связывает постоянную Хаббла с гравитационной постоянной, постоянной Планка и скоростью света.
Таким образом проявляется единство космоса микрочастиц и нашей обыденной жизни.