Физические теории: "Гравитация", "Электродинамика" и "Единая теория поля"

- масса истинно элементарной частицы (справочник)

- радиус условной граничной поверхности частицы

- средняя плотность частицы

- объемная напряженность внутри частицы

- запас потенциальной энергии в частице

- расход массы в сферическом потоке ЭС

- излучаемая (поглощаемая) мощность

Величина времени запаздывания переизлучения (время пребывания втекающей в частицу массы ЭС до момента её истечения) имеет порядок:

Величина массы ЭС () внутри сферы с произвольным радиусом , очерченной вокруг истинно элементарной частицы:

(19)

Информация из интернета: в 2010 году обнаружена самая удаленная галактика (UDFy-38135539), расстояние до которой астрономы оценили величиной L=13,1 миллиарда световых лет (естественно эта оценка сделана на основе СТО). Масса ЭС, связанная с одной истинно элементарной частицей () внутри сферы с радиусом R_b=L будет порядка ; практически вся масса ПФС сосредоточена в потоках ЭС; величина массы истинно элементарной частицы ничтожно мала в сравнении с массой всей ПФС в пределах Метагалактики.

В следующих разделах статьи для демонстрации объяснительных и предсказательных возможностей «зрелой» теории представлены теоретические исследования характеристик электростатического и магнитного полей. А также дано объяснение «механизма» лучистых потоков энергии, то есть природы света («электромагнитного поля») с физическим объяснением волновых и дискретных эффектов, экспериментально обнаруживаемых в этих излучениях.

Эти объяснения исходят из того, что свойства истекающего потока ЭС (скорость относительно наблюдателя, распределение в нем плотности, конфигурация траектории) находятся в прямой зависимости от характера поведения излучателя, аналогично газовому потоку из движущегося источника. Вспомните инверсионный след цветных струй, используемых при демонстрации высшего пилотажа на авиационных праздниках. Конкретный вид деформации потока ЭС, однозначно связан с характером движения излучателя и является основной причиной проявления наблюдаемого феномена при электрических взаимодействиях: в виде электростатического поля, магнитного поля, лучистых потоков энергии в разных проявлениях (с волновыми и с дискретными эффектами).

1.3 Электростическое поле

Для общего случая радиальную составляющей силы () и её тангенциальную составляющую - , действующих на истинно элементарную частицу, движущуюся внутри элементарного поля с составляющими её скорости (, в соответствии с (6), описываются выражениями: электродинамический гравитационный близкодействие

(20)

Здесь - площадь поперечного сечения истинно элементарной частицы. - коэффициент сопротивления (ожидается, что в общем случае, как и в газодинамике, его величина зависит от режима обтекания: ). - плотность ЭС на расстоянии от излучателя (расстояние до приемника). Знак «+» при привязан к направлению потока ЭС, а тангенциальная составляющая силы () на частицу всегда является тормозящей. Причем, само наличие тангенциальной силы (силы, являющейся поперечной к силовым линиям поля) противоречит существующим представлениям, сформировавшихся по результатам испытаний в квазистатических режимах. Поэтому предсказываемое новое для науки свойство электрического поля надо подтвердить в испытаниях, имея в виду, что достаточная для измерений интенсивность поперечного импульса возможна при относительной скорости, сопоставимой со скоростью света.

Учитывая механический принцип относительности Галилея - Ньютона, для определения можно использовать и эмпирическую формулу Кулона для силы , возникающей при взаимодействии заряженных тел в статическом режиме (, кулоновское взаимодействие); её можно экстраполировать в область динамических режимов (), но при отсутствии ускорения и полагая, что с_x=Const, следующим образом:

(21)

Из формул (21) следует, что в общем случае величина силы при взаимодействии движущихся заряженных тел на расстоянии зависит от координат, величины и направления относительной скорости, которая в теоретическом описании отражается через показатели режима взаимодействия: и .

И оттуда же имеем, что существует состояние равновесия, в котором взаимодействие между заряженными частицами отсутствует (). Это такое состояние, в котором относительной поперечной скорости нет (, а относительная радиальная скорость равна скорости света (), причем, для однополярных частиц при их разлете, а для разно полярных частиц при их сближении; то есть, когда показатель режима равен единице (). При нарушении этого условия, в соответствии с принципом смещения равновесия Ле-Шателье, взаимодействие возникает: появляется сила, стремящаяся восстановить условие равновесия.

Изложим более конкретно характер взаимодействий. При величине относительной радиальной скорости между приемником и излучателем большей по величине, чем скорость света (показатель режима ) возникает только сила торможения, всегда направленная против вектора относительной скорости. При скорости меньшей скорости света (показатель режима: ) направление силы определяется электрической полярностью взаимодействующих частиц, причем, если возникающая сила совпадает с направлением скорости, то её величина всегда меньше, чем в кулоновском взаимодействии, а если сила направлена против вектора скорости, то её величина всегда больше, чем в кулоновском взаимодействии.

Из этого следует парадоксальное, с позиций современной электродинамики, заключение: вещественные электрически нейтральные тела (лишенные не компенсированного заряда) всегда электрически взаимодействуют между собой на расстоянии, если находятся в относительном движении. Силы притяжения и отталкивания между частицами из противоположных тел, направленные в сторону радиальной составляющей относительной скорости этих тел становятся меньше кулоновских сил, а силы направленные против этой скорости - больше кулоновских сил. Взаимная компенсация сил притяжения и отталкивания нарушается. Поэтому, взаимодействия на расстоянии электрически нейтральных тел всегда проявляются в виде сил торможения их относительного движения независимо от направления этого движения. Здесь выявляется аналогия между электрическими силами торможения относительного движения нейтральных тел с силами трения в механике (назовем это явление электрическим трением). Следовательно, в пространстве электрических взаимодействий, условием устойчивого равновесия между электрически нейтральными (не заряженными) телами является состояние относительного покоя: в этом случае происходит полная компенсация сил притяжения и отталкивания, а тангенциальные силы не возникают. Для движущихся тел с относительными скоростями, соответствующими квазистатическим режимам, интенсивность силы электрического трения очень мала, практически не обнаруживаема. Этот эффект надо учитывать при бомбардировке мишеней на ускорителях, при столкновении космических тел c относительными скоростями, сопоставимыми со скоростью света; при регистрации массы и энергии космических частиц.

В состоянии относительного покоя двух электрически нейтральных тел между ними отсутствует результирующее электрическое взаимодействие, но действуют гравитационные силы. Поэтому, полное равновесие между электрически нейтральными телами (отсутствие ускорения) в Нашем Мире возникает при сближении этих тел вдоль соединяющей их прямой со скоростью, при которой гравитационные силы становятся равными силам электрического трения.

В классической электродинамике сформулирован теоретический вывод, что в электростатическом поле работа при перемещении заряда из одной точки в другую не зависит от траектории и от скорости на этой траектории, а зависит только от координат начальной и конечной точек, и, как следствие, при движении по замкнутому контуру, суммарная работа равна нулю. То есть процесс перемещения заряда является полностью обратимым и равновесным. Этот ошибочный вывод есть следствие представления, что в электростатическом поле интенсивность взаимодействия от относительной скорости не зависит. В математике такие векторные поля называют потенциальными. Соответственно и электростатическое поле называют потенциальным. А в соответствии с концепцией близкодействия, исходя из (21), следует, что работа зависит как от конфигурации траектории, так и от скорости. Термодинамика уже давно пришла к фундаментальному, общенаучному выводу, что в природе принципиально не могут осуществляться равновесные, обратимые процессы, которые присвоены электростатическому полю. Существуют только похожие, квазиравновесные процессы, которые протекают при квазистатических режимах взаимодействий.

Таким образом, надо обратить внимание, что игнорирование в содержании электродинамики Максвелла концепции близкодействия приводит к рассогласованию выводов в отдельных отраслях знаний, касающихся одних и тех же фундаментальных природных закономерностей.

Для того, чтобы понять и прочувствовать глубинную суть разницы в отражении действительности современной электродинамикой с поправками от СТО и предлагаемой «зрелой» теорией, отражающей в своем содержании концепцию близкодействия, сравним описания по этим теориям движение элементарной частицы в элементарном поле по радиальному направлению.

Уравнение движения по «зрелой» теории:

(22)

Уравнение движения по СТО:

(23)

Эти формулы очень похожи друг на друга и, численно, почти одинаково описывают характер и конечный результат движения в области до световых скоростей (по СТО сверх световых скоростей не бывает) и то при условии, что направление скорости совпадает с направлением силы, действующей со стороны поля на приемник в кулоновском взаимодействии. Однако, даже в области скоростей, где эти формулы численно дают почти одинаковые результаты, они отражают совершено разное физическое содержание. В (22) отражен относительный характер величины силы, для которой коэффициентом преобразования координат из неподвижной системы отсчета в движущуюся со скоростью , является выражение:

(24)

В (23), по существующим представлениям, величина силы в электростатическом поле от скорости приемника не зависит; относительный характер присвоен физическому свойству вещественного тела, величине массы движущегося приемника, для которой коэффициентом преобразования координат является выражение , называемое в СТО: «сокращение Лоренца». Этому коэффициенту приписан еще и физический смысл. Имеется в виду реальное кинематическое(?) сокращение длины движущегося тела по причине не связанной с внешними воздействиями или с внутренними процессами, а по причине перехода наблюдателя в другую систему отсчета (?..!).

Коэффициент преобразования координат, подобный G (24), постоянно встречается при описании взаимодействий потоков жидкостных или газовых сред с подвижными элементами технических устройств, воспринимающих энергию от этих потоков. Поэтому в технике такой коэффициент толкуют как коэффициент полезного действия (КПД) и называют различно: в кораблестроении его называют пропульсивным, в авиации - полетным, в ракетостроении - тяговым и в турбостроении - окружным. В «зрелых» теориях фундаментальных взаимодействий предлагаю присвоить этому коэффициенту (24) имя Н.Е.Жуковского, основателю современной гидроаэродинамики, который первым ввел понятие о таком виде КПД в технику, при описании движения корабля.

Интересной представляется задача о характере электрического поля в пустой полости внутри проводника с переменным по величине электрическим зарядом. Например: внутри сфер электростатического генератора Ван де Граафа при быстром стекании с них зарядов (при разряде). На стационарном режиме напряженность электрического поля внутри замкнутой полости в заряженном проводнике не обнаруживается, но не по причине компенсации, как около не заряженного тела (равенства сил притяжения и отталкивания), а по причине уравновешивания всесторонних сил притяжения или отталкивания на пробный заряд. Постановка этой задачи связана не с предположением Максвелла о возникновении магнитного поля при изменении электрического (это предположение заведомо ложное), а с практическими нуждами. При изменении величины заряда за время релаксации со стороны стенок к центру полости будет распространяться единичная волна, за фронтом которой поле геометрически будет подобно электрическому полю при наличии в центре полости сосредоточенного заряда. Интенсивность этого поля за фронтом движущейся волны во времени будет увеличиваться, как у кумулятивного порохового заряда. Симметрично в окружающем пространстве появится расширяющаяся волна, за фронтом которой интенсивность поля во времени будет уменьшаться. На пробный заряд внутри полости в таком поле будет действовать сила одной направленности: к центру полости. Несмотря на кратковременность переходного процесса при разряде, можно поставить экспериментальную задачу по исследованию возможности использования такого воздействия дополнительно к существующим технологиям для удержания и сжатия фракции тяжелых положительно заряженных частиц в центральной зоне термоядерного реактора. Учитывая, что будет проявляться кумулятивный эффект, можно ожидать существенной эффективности от дополнительного сжатия и в виде продления времени управляемой термоядерной реакции за счет увеличения зазора между стенкой реактора и активной зоной реакции; причем это не равновесное состояние внутреннего поля наиболее длительное время сохраняется в области пристеночного слоя.

1.4 «Магнитное поле проводника с током»

Представим отрезок электрически нейтрального проводника, который является частью замкнутого электропроводящего контура, состоящий из одного неподвижного протона и находящегося рядом с ним (в смысле микро масштабов) электрона проводимости. Электрон проводимости в составе электрического тока движется относительно протона с постоянной скоростью . Известно, что величина скорости электронов в составе постоянных токов внутри металлических проводников квазистатическая: . В качестве приемника выберем неподвижный электрон, расположенный рядом с выделенным отрезком проводника.

По причине того, что электрическое поле электрона проводимости является трехмерным и центральным, радиальный поток ЭС, направленный на приемник, за малый промежуток времени представляется вращающимся вокруг приемника (силовая линия, направленная на приемник из движущегося точечного излучателя, вращается относительно приемника). И реально, электрон проводимости в своем движении обладает относительно приемника мгновенным моментом количества движения. В любой точке потока ЭС, обтекающего приемник, относительно этого приемника обнаруживается тангенциальная составляющая скорости () и радиальная составляющая, направленная на приемник (). Здесь - угол между вектором скорости электрона и лучом L, восстановленным от протона на приемник. Соответственно, в системе отсчета, привязанной к неподвижному приемнику, этот поток можно представить из двух, наложенных друг на друга составляющих: струйной составляющей и вихревой составляющей. Вихревая составляющая расположена в плоскости, включающей в себя проволочный проводник и приемник, её центр вращения совмещен с точечным приемником. Вихревая трубка, в центре поперечного сечении которой находится приемник, выделенная в пространстве около проводника, замкнута сама на себя и геометрически подобна кольцевому тору, осью которого является проводник.

Рассмотрим частный случай, когда . Тогда угловая скорость электрона проводимости () относительно приемника равна

(25)

Вспомним, что в электрическом поле существует время запаздывания (ф) в распространении воздействий от излучателя до приемника вдоль луча .

(26)

Поэтому, с момента излучения электроном проводимости порции ЭС и до момента, когда эта порция проявит себя во взаимодействии с приемником, место расположения электрона проводимости переместится относительно приемника на угол .

(27)

Соответственно, вектор скорости потока Э - сущности в произвольной точке вихревой составляющей электрического поля, определяемой радиусом вектором, восстановленным из неподвижного точечного приемника до рассматриваемой точки поля (), повернется на угол .

(28)

Теперь дадим описание характеристик потоков Э - сущности в вихревом слое в ближайшей окрестности приемника. Ближайшую окрестность будем определять отношением: , полагая, что это отношение настолько мало, что внутри объема , в любой его точке, плотность в потоке Э - сущности , практически, почти одинаковая. Тогда, имея в виду, что при квазистатической скорости электрона проводимости угол поворота вектора скорости потока Э - сущности в таком объеме достаточно мал, чтобы принять и интенсивность потока импульса в вихревом поле на расстоянии R от приемника будет равна:

(29)

Радиальная составляющая потока импульса на приемник равна:

(30)

Таким образом, при наличии электрического тока в проволочном проводнике, радиальная составляющая потока импульса со стороны движущегося электрона проводимости на приемник (30) практически равна по величине радиальному потоку импульса, стекающего в неподвижный протон. Поэтому радиальные потоки импульса, связанные с проволочным проводником, в котором существует ток, практически компенсируют друг друга в ближайшей окрестности точечного приемника. Не компенсированной остаётся только вихревая составляющая (29).

Надо ясно понимать, что вихревая составляющая потока импульса образована не движением по замкнутому кольцевому контуру порции ЭС вокруг неподвижного точечного приемника. Реально все элементарные потоки Э - сущности, излучаемые покоящимися и подвижными частицами проводника с током, движутся равномерно, каждый по своей прямолинейной траектории относительно элементарного излучателя. Теоретически мы выделили не скомпенсированную составляющую в интегральном потоке импульса относительно неподвижного приемника, которая оказалась в виде вихревого потока импульса. Причем, из-за компенсации между собой всех прочих составляющих, эта вихревая не скомпенсированная составляющая обнаруживается реально в испытаниях (в образе магнитного воздействия).

Из характеристики (29) очевидно, что с покоящейся заряженной частицей вихревая не компенсированная составляющая не взаимодействует, так как она является центром вращения (R=0). Но если частице приемнику сообщить поступательную скорость в плоскости поперечного сечения вихревой трубки то, за время запаздывания транспортирования рассматриваемой порции воздействия от проводника до точечного приемника (ф), этот приемник внедриться в вихревой слой на расстояние R:

(31)

и на него начнет оказывать воздействие вихревой поток с силой , определяемой по формуле (6) с учетом (29) и (31) в направлении нормальном к вектору скорости приемника ():

 (32)

Формула (32) идентична эмпирическому закону Био - Савара - Лапласа для электрического тока, представленного движением единичного электрона около единичного протона. Существует только разница в физическом толковании множителя в формуле (32). В эмпирическую формулу Био - Савара - Лапласа этот множитель введен как коэффициент согласования размерностей, аналогично гравитационной постоянной в эмпирическом законе тяготения Ньютона. А в теоретической формуле (32) этот множитель появляется в связи с выделением в системе отсчета, привязанной к неподвижному протону, вихревой составляющей потока импульса в области приемника () и коэффициента преобразований координат этой вихревой составляющей в систему отсчета, привязанную к движущемуся приемнику ().

Из физической схемы взаимодействия вихря с точечным приемником и из формул (31) и (32) понятно, что сила со стороны электрически нейтрального проводника с электрическим током (32) действует только на движущийся заряд и всегда по нормали к составляющей вектора его поступательной скорости, лежащей в плоскости поперечного сечения вихря. Поэтому энергия в таком взаимодействии движущемуся приемнику не передается; изменяется только направление его скорости.

Из этих же формул и физики рассматриваемого явления следует, что вихревые, магнитные взаимодействия возникают еще и потому, что существует время запаздывания транспортирования воздействия от излучателя к приемнику. Если бы воздействия передавались на расстояния мгновенно (ф=0), то, при любой скорости, приемник не смог бы внедриться в вихревой слой, и вихревое (магнитное) взаимодействие не возникло бы.

Если чуть усложнить наш мысленный эксперимент и представить, что движущаяся частица приемник является электроном проводимости в составе электрического тока в расположенном рядом проволочном проводнике, который параллелен проводнику излучателю, то будет наблюдаться взаимодействие этих проводников в виде взаимного притяжения или отталкивания. Под действием вихревого поля со стороны одного из проводников движущийся электрон в составе тока внутри второго проводника стремиться изменить направление своего движения в направление нормальном к своей скорости вдоль проводника и, как следствие, оказывает силовое воздействие на стенку проволочного проводника. Это взаимодействие наблюдается в эксперименте и в современной электродинамике описывается эмпирическим законом Ампера для двух параллельных проводников с токами.

Эксперимент может быть проведен в другом виде: во втором проволочном проводнике ток отсутствует, а сам проводник, оставаясь параллельным проводнику с током, приближается или удаляется от него. Электроны проводимости, обладая скоростью в своем движении совместно с движущимся проводником, под действием вихревого поля приобретают движение в направлении нормальном к скорости проводника (вдоль проволочного проводника), и в движущемся проводнике появляется электрический ток. Таков механизм явления электромагнитной индукции, обнаруженного Фарадеем экспериментально.

Итак, попробуем дать общую, универсальную формулировку: как возникает магнетизм (или что является первичным вещественным носителем магнитных взаимодействий). Элементарные магнитные (вихревые) воздействия в «чистом» виде излучаются динамической системой в пространстве микро масштабов из двух микро частиц, электрона и протона, между которыми существуют относительная однонаправленная тангенциальная скорость, при которой их относительное состояние можно считать квазистатическим. Требование к «квазистатической» величине относительной скорости исходит из того, что при относительных скоростях между протоном и электроном, сопоставимых со скоростью света, полной компенсации радиальных потоков импульса не будет.

Из выявленной физической модели первичного излучателя магнитных воздействий следует заключение, что магнитное поле, которое по определению, даваемому классической электродинамикой, возникает в излучении автономного движущегося заряженного тела и в переменном электрическом поле, на самом деле возникнуть не может.

Вихревые электрические поля (магнитные) используются в электротехнике при создании электромоторов и электрогенераторов. Эти машины работают по такой же схеме как аналогичные механические газовые или жидкостные роторные лопаточные машины: турбины, насосы, компрессора. Разница в том, что в механических машинах в качестве рабочего тела используются потоки газа или жидкости, а в электрических машинах электрический ток (поток электронов проводимости). Вторая разница в том, что поворот потоков рабочего тела в механических машинах осуществляют криволинейные лопатки, а в электрических вихревые потоки Э - сущности (магнитные поля).

1.5 «Переменное «Электромагнитное поле»

Лучистые элементарные потоки энергии от нагретых тел в виде непрерывных волнообразных потоков и в виде потоков дискретных порций генерируются системами из двух связанных в области микро пространства частиц противоположной полярности, при их поступательных ускорениях в колебательных движениях относительно друг друга. Явно выраженные дискретные потоки жестких излучений генерируются при большом по величине тормозящем ускорении заряженных частиц (рентгеновское излучение) и при разрыве и высвобождении энергии внутренних связей между частицами внутри вещества (радиоактивность). В области мягких излучений существуют радиоизлучения, которые генерируются упорядоченными колебаниями группы однополярных частиц вдоль проводника (колебаниями токов в разомкнутом контуре). Вывод: некомпенсированные потоки энергии и импульса со стороны электрически нейтральных тел осуществляются, образующими эти тела частицами (точнее ПФС-ми), находящихся в неинерциальном состоянии, обусловленном поступательным ускорением. Изменение направления скорости, при её постоянной величине, вызывает только изменение магнитных воздействий, которые энергию не переносят.

Для примера рассмотрим типичный механизм излучений нагретых тел. При поступательном ускорении излучателя за малый промежуток времени ?t вся новая порция ЭС, соответствующая этому времени, получит одну и ту же прибавку скорости по одному и тому же направлению. Так как поток Э - сущности сферический, то при поступательном ускорении элементарного излучателя в его колебательном движении в нем условно можно выделить три зоны по конфигурации направления вектора ускорения излучателя относительно направления вектора скорости в истекающем из него сферическом потоке ЭС. Зона продольных ускорений, в которой ускорение направлено вдоль линий тока в сферическом потоке ЭС; зона поперечных ускорений - ускорение направлено по нормали к линиям тока; промежуточная зона - ускорение направлено под углом к линиям тока.

1.5.1 Продольные волны и дискретные воздействия

Такие воздействия, переносимые потоками Э - сущности, со стороны электрически нейтральных нагретых тел, в которых заряженные частицы (в типичном случае электроны) совершают колебательные движения, обнаруживаются по направлениям, вдоль которых существуют продольные составляющие этих колебаний. Рассмотрим потоки не компенсированного импульса со стороны идеализированного излучателя в виде динамического диполя: неподвижный протон и гармонически колеблющийся относительно него вдоль прямой линии электрон. Эту линию будем называть осью диполя, а плоскость нормальную к оси и включающую в себя неподвижный протон - экваториальной плоскостью.

Первым рассмотрим характер потока из колеблющегося электрона в выделенной струйке, вдоль одного из направлений оси диполя, начиная с момента, когда колеблющийся электрон находиться на максимальном удалении от точки статического равновесия, от протона. В этот момент скорость отсутствует, а ускорение максимальное и направлено против потока ЭС, к неподвижному протону.

Через полпериода в выделенной струйке появится порция ЭС, движущаяся относительно этой струйки «против течения», причем, отдельные части этой порции будут иметь различные скорости относительно условно остановленного потока в соответствии с характером скорости колеблющегося излучателя. А после завершения одного полного колебания (возвращение излучателя в исходное положение) в струйке появится еще одна порция, обладающая относительной скоростью вдоль направления невозмущенного потока в струйке (обе образовавшиеся порции движутся относительно условно невозмущенного потока навстречу друг другу). Так как колебания гармонические то обе порции одинаковые по массе и несут одинаковый дополнительный импульс, сообщенный им колеблющимся электроном; только первая порция растянута вдоль выделенной струйки, а вторая - сжата. Поэтому после завершения столкновения обеих порций они остановятся относительно не возмущенного потока. Противоположно направленные импульсы совершат работу на создание одной зоны повышенной плотности. Между последовательно, во времени, возникающими зонами повышенной плотности образуются зоны пониженной плотности в сравнении с плотностью в не возмущенном потоке. Деформированный поток Э - сущности в виде отдельных регулярных во времени областей повышенной плотности и промежуточных между ними областей пониженной плотности будет двигаться относительно диполя со скоростью света и при этом претерпевать двухмерное расширение в плоскости нормальной к оси выделенной струйки ЭС. Вся кинетическая энергия, сообщенная электроном за одно полное колебание к рассматриваемой струйке, перейдет в потенциальную энергию одной дискретной порции ЭС в этой струйке.

Интегральный поток одной поляризации, излучаемый диполем, представляет сумму двух потоков: один не возмущенный, который стекает в протон, второй - деформированный, истекающий со стороны колеблющегося электрона. Поэтому интегральные воздействия со стороны диполя на неподвижный приемник, после завершения переходных процессов, представляются аналогичными воздействиям от продольных волн в веществе. Когда приемник обтекает зона повышенной плотности, не компенсированный поток интегрального импульса со стороны диполя направлен вдоль его оси в пространство (из электрона), а когда обтекает зона пониженной плотности, противоположно, из пространства (в протон); затем процесс повторяется. Причем, зоны уплотнения не излучаются, а формируются в потоке в течении конечного отрезка времени (время переходного процесса) и завершается на определенном расстоянии от диполя: чем больше частота колебаний тем быстрее и на более коротком пути завершается формирование зон уплотнения.

Если рассматривать интегральный сферический поток во всем пространстве вокруг диполя (взгляд на диполь со стороны), то обнаружится два противоположно направленных относительно экватора, вдоль оси диполя дискретных потока. Каждый поток представляет последовательно движущиеся в пространство со скоростью света зоны уплотнения на фоне непрерывного и не возмущенного сферического потока, стекающего в диполь. По своему внешнему виду и по природе эти зоны подобны отошедшим скачкам уплотнения перед затупленным носом летательного аппарата, движущегося в воздухе со сверхзвуковой скоростью. Каждый скачок представляет расширяющуюся полусферу, опирающуюся своим основанием на экваториальную плоскость. Появляются скачки по каждому направлению относительно экватора с частотой, равной частоте колебания диполя, но их появление по каждому направлению сдвинуто относительно друг друга по фазе на р/2. Поэтому в электрическом поле диполя скачки появляются с частотой в два раза превышающей частоту его колебаний. Когда по одному направлению от экватора возникает зона сжатия, то по противоположному направлению - зона разрежения.

Максимальная величина избыточной плотности в скачке (и максимальное разрежение) обнаруживается на оси диполя, и в угловом направлении от оси к экваториальной плоскости уменьшается до нуля по синусоидальному закону.

Чем выше частота колебаний элементарных излучателей, тем более выражены дискретные порции, и в области жестких излучений эти порции во взаимодействиях ведут себя как явно выраженные дискретные воздействия от потока частиц.

Становится понятным, почему во внешнем фотоэлектрическом эффекте часть электронов вылетают навстречу лучистому потоку: работа выхода по этому направлению совершается за счет невозмущенного потока импульса между скачками, который направлен от освещаемой поверхности к неподвижному протону в элементарном излучателе продольных волн.

1.5.2 ПОперечные волны

Такие не компенсированные потоки импульса и энергии излучаются этим же диполем по направлению, нормальном к его оси.

Поэтому далее рассмотрим характер потока ЭС, обтекающего неподвижный приемник, расположенный в экваториальной плоскости.

В конкретный момент времени движение колеблющегося излучателя в тангенциальном направлении со скоростью относительно неподвижного точечного приемника можно представить вращающимся с угловой скоростью . Такой же скоростью обладает и порция Э - сущности, излученная в рассматриваемый момент в направлении неподвижного приемника.

(4)

При кратковременном возмущении излучателя в виде тангенциального ускорения () в течении малого времени () центр вихревого поля с угловой скоростью будет реализоваться через время запаздывания () не в точке, где находится приемник, с координатами , а в точке поля с координатами .

(5)

Произошел сдвиг центра вихревой составляющей вдоль луча L относительно неподвижного точечного приемника на величину :

(6)

В результате, неподвижный приемник оказался внутри вихревого слоя, со всеми вытекающими отсюда для него последствиями (смотри раздел 2.4.). Так как за один период колебаний излучателя его скорость один раз меняет свое направление на противоположное, то из (4) имеем, что один раз меняется направление вращения вихря. А так как ускорение отстает по фазе от скорости на р/2, то за время существования в вихре одного направления вращения он успевает побывать по разную сторону от неподвижного приемника, смотри (5) и (6). Поэтому частота поперечных колебаний в поперечном некомпенсированном потоке импульса, обтекающего приемник, в два раза превосходит частоту колебаний динамического диполя.

Поперечные колебания не компенсированного интегрального потока импульса со стороны диполя на приемник не являются следствием поперечных колебаний в среде Э - сущности. Они отражаются в системе отсчета, привязанной к приемнику в виде поперечных волн в потоке импульса, как следствие эпюры поперечных скоростей вдоль интегрального потока ЭС, обтекающего приемник, имеющей конфигурацию волнообразной линии. Подобно волнам на экране, если в луче проектора протягивать пилу.

Распространяется волновое поле в виде расширяющейся сферы. Максимальная амплитуда реализуется в плоскости экватора и убывает до нуля в области оси диполя.

По промежуточному направлению (в области плоскости, повернутой относительно экваториальной на р/4) произойдет наложение поперечных волн на продольные.

Интенсивность потока энергии со стороны динамического диполя в любой точке сферы, описанной вокруг диполя, одинаковая. Диаграмма направленности интенсивности представляет собой классическую диаграмму направленности поперечных волн с наложенными дополнительно двумя лепестками направленности продольных волн, для которых ось диполя является осью симметрии. В области, где лепестки накладываются друг на друга, происходит наложение продольных волн на поперечные. Штырьковая антенна для приема сигнала со стороны динамического диполя в любой точке сферы вокруг диполя должна быть ориентирована вдоль прямой параллельной оси диполя.

1.6 Физические основы генерирования лазерного излучения

Лазер это энергетическое устройство, на вход которого подается равновесное шумовое оптическое излучение от нагретого тела, а на выходе излучается монохроматический луч с энергетической эффективностью значительно большей, чем в соответствующей частотной составляющей в подводимом излучении.

Как динамическое звено лазер это усилитель интенсивности лучистого потока энергии, но не за счет стороннего источника энергии, а путем перераспределения энергии входного сигнала по диапазонам частот. Коэффициент полезного действия (КПД) у этих преобразователей довольно низкий: с твердой активной средой не более 3%, у газовых до 15%.

Современное толкование «механизма» работы лазера идет от квантовой механики, возникшей из представления о фотонах, все физические свойства которому приписаны из СТО. Лазер даже чаще именуют: оптический квантовый генератор. Поводом для демонстрации объяснительных возможностей предлагаемой теории обратиться к лазеру состоит в том, что это пока единственный искусственно созданный вид лучистых потоков энергии.

Очень малая расходимость лазерного луча объясняется тем, что длина пути элементарных потоков Э - сущности, в их «путешествии» между зеркалами до момента излучения на сотни порядков превосходит диаметр резонатора. И все элементарные потоки, довольно далеко отклонившиеся на этом пути от оптической оси лазера из-за начального направления, не попали в состав лазерного луча. Для создания остронаправленного потока селекцию осуществляют с помощью стеклянных капилляров. Это объяснение малой расходимости почти совпадает с толкованием с позиций СТО.

Свойства когерентности, монохромности и высокой интенсивности энергии в лазерном луче проявляется в результате особенностей структурирования потоков энергии (Э - сущности), переизлучаемых активной средой лазера и аккумулирование их в резонаторе.

Прежде всего, отметим, что в качестве активной среды может использоваться не произвольное вещественное тело, а однородные по структуре во всем объеме кристаллические тела. В твердотельных активных средах однородность обеспечивается за счет использования монокристалла. Кристалл - это тело, имеющее правильное периодическое расположение составляющих его частиц. Поэтому, что важно для лазерного устройства, структура кристалла характеризуется симметриями. Простейшими элементами симметрии кристалла являются оси и плоскости, вдоль которых динамические свойства однородных частиц, в частности резонансные характеристики, можно считать одинаковыми.

При импульсном освещении активной среды сначала реализуется, скажем так, первый акт поглощения энергии. Часть энергии за вычетом отразившейся и прошедшей через прозрачный кристалл, воспринимают электроны с наименее жесткими связями. В однородном кристалле это совокупность электронов с одинаковыми резонансными свойствами, закономерно и упорядоченно расположенными в объеме активной среды. Их колебания реализуются по какому-то преимущественному направлению и потому они представляют единую систему связанных маятников. Такая система излучает когерентное и одночастотное волновое поле. В результате первого акта основная часть поглощенной энергии сосредоточена в этой системе связанных маятников и в переизлучаемом ею волновом поле. Все прочие частицы активной среды остаются не возбужденными (холодными). Понятно, что активная среда лазера после завершения первого акта пребывает в существенно не равновесном термодинамическом состоянии.

Далее, если отсутствует резонатор, в течение времени релаксации, длительность которого значительно превосходит время первого акта восприятия подводимой энергии, эта энергия частично перераспределяется по всем степеням свободы колеблющихся частиц активной среды и частично излучается в пространство. А затем происходит последний акт, активная среда медленно остывает по всему объему до исходной температуры. Излучение осуществляется за счет колебаний всех частиц активной среды с разными, характерными для них, частотами и по разным направлениям. Это, так называемое равновесное шумовое излучение с непрерывным широким спектром частот.

Если процесс происходит в резонаторе с зеркалами, то энергия потоков когерентного электрического волнового поля, возникающего в первом акте поглощения стороннего потока энергии, накапливается в резонаторе. Условием генерации и наработки в большом количестве изохромного излучения является большое время релаксации (запаздывания) неравномерно нагретой активной среды лазера в сравнением со временем поглощения. А условием эффективности (КПД) накопления наработанного излучения в резонаторе является требование: расстояние между зеркалами должно равняться целому числу волн. Накапливается та часть потоков Э - сущности, распространение которых совпадает с оптической осью лазера. Когда мощность энергии, накопленной в резонаторе, превысит пороговое значение полупрозрачного зеркала, происходит излучение лазерного луча.

Заключение: лазерный луч это излучение скопившейся энергии в резонаторе, выработанной в результате переизлучения стороннего равновесного потока лучистой энергии активной средой лазера, находящейся в крайне неравновесном термодинамическом состоянии.

Выше (по тексту) показано, что циклические ускорители, электрические моторы и генераторы полностью идентичны в своем схемном решении и в конкретном преобразовании потоков энергии внутри этих машин с их механическими аналогами. Похоже, что это закономерность является типичной. Если под этим углом рассмотреть лазер, то выявим, что он полный аналог механизма генерации голоса человека и духовых музыкальных инструментов. Лазер содержит аналогичные функциональные системы, выполняющие те же задачи, что и в духовых инструментах и в голосовом аппарате человека.

Это система подвода сторонней энергии: лампа накачки - легкие человека. Система генерации опорной, тональной частоты колебаний в рабочем теле (в потоке Э - сущности или в потоке воздуха): активная среда лазера - голосовые связки, мундштук с сомкнутыми губами музыканта или колеблющиеся язычки. Резонатор: в лазере он так и называется - свободные полости в гортани человека, полости внутри духового инструмента. Выходное отверстие для излучения звука, а для лазерного луча полупрозрачное зеркало.

Можно указать и на разницу. Голос человека и музыкальные инструменты могут управлять выходной частотой за счет натяжения голосовых связок, плотности сжатия губ, изменение длины колеблющихся язычков, то есть путем изменения частотных характеристик системы генерации опорной частоты. Современный лазер «настроен на одну ноту», но, представляется, что активная среда тоже может изменять свои частотные характеристики под влиянием внешних воздействий.

1.7 Заключение по теории электрических взаимодействий

Состояние существующего учения о фундаментальных электрических взаимодействиях не отвечает современным требованиям ни по форме, ни по содержанию. Оно, по форме, находится на стадии систематизации эмпирических знаний (является феноменологическим), а его содержание изложено с позиций концепции дальнодействия. К тому же, почти все его физические объяснения исходят из предположений о свойствах природы. Поэтому, в общем случае это учение искажает действительность, что подтверждается и результатами испытаний.

Поэтому в физике сейчас существует никем ещё не озвученная задача: необходимо срочно создать единую цельную теорию электрических взаимодействий, все содержание которой должно исходить из физической модели единого переносчика воздействий, в свойствах которого должна найти отражение концепция близкодействия.

Для доказательства реализуемости этой задачи в статье представлен предварительный проект такой теории, опирающейся на законы механики Ньютона. Уже из содержания проекта ясно, что теория, учитывающая выработанные рекомендации, получается гармоничной, предсказательной и не противоречивой к результатам всех известных экспериментов.

В такой ситуации СТО, созданная для согласования классической электродинамики с результатами испытаний, становится в науке ненужной, просто лишней. Не соответствуют действительности и квантовые представления о переносчиках электрических воздействий, имеющие в своей основе закономерности, следуемые из СТО. Выявленные в испытаниях эффекты дискретных воздействий, из которых берут свое начало квантовые представления, находят простое и естественное объяснение в представленном проекте «зрелой» научной теории.

2 Физическая теория гравитационных взаимодействий

2.1 Обзор современного учения о гравитации

Состояние дел в теоретическом описании гравитационных взаимодействий такое же, как и в описаниях электрических, только ещё хуже. Учение о гравитации тоже представлено несколькими, радикально разными, и противоречащими друг другу теориями.

Гравитацией мы называем взаимодействия вещественных электрически нейтральных тел на расстоянии. Общим для современного учения о гравитации является представление, что гравитационное взаимодействие присуще любой форме материи, обладающей свойством массы, и что это взаимодействие проявляется только в виде сил взаимного притяжения. В физике гравитационные взаимодействия, хотя и описываются индивидуальными теориями, но в отдельную отрасль науки, в отличие от электрических взаимодействий, не выделены. Они изучаются в механике.

Первой, исторически, появилась классическая теория, называемая «теория тяготения».

В этой теории количественные закономерности отражаются в виде одной эмпирической формулы: «закон тяготения Ньютона», физически толкуемой точно так же как силовое электростатическое поле. Эта формула выявлена И.Ньютоном из массива результатов наблюдений за движением планет Солнечной системы.

В системе отсчета, привязанной к Солнцу, планеты движутся по своим орбитам со скоростями не более 100 км/с. А в радиальном направлении относительно Солнца, вдоль которого направлены силы гравитации, скорости почти нет, так как конфигурации орбит близки к круговым.

Сейчас в науке концепция близкодействия распространена и на характер распространения гравитационных воздействий. Хотя величина скорости распространения гравитационных воздействий еще не выявлена, но в научной литературе принято считать, что её величина равна скорости видимого света. В этой статье тоже, условно, будем считать эту скорость равной скорости света (с).

Из диапазона скоростей, присущих планетам, и принятой величины скорости распространения гравитационных воздействий заключаем: весь массив экспериментальных фактов, которые использовал Ньютон, надо отнести к области квазистатических режимов взаимодействий. Поэтому можно утверждать, что закон тяготения Ньютона правильно отражает действительность, но только в области статических и квазистатических режимов.

Однако, область применения этой эмпирической формулы в теории гравитации распространена на все возможные режимы и потому, в общем случае, искажает действительность.

С позиций общефизических принципов, объективно, закон тяготения Ньютона, рассматриваемый как универсальный закон, отражает в себе концепцию дальнодействия. Поэтому рассматривать поле тяготения как потенциальное можно только при квазистатических режимах взаимодействий (смотри выше электростатическое поле). Из этого следует, что вариационные принципы, лежащие в основе аналитической механики, тоже не являются универсальными, их можно использовать только в области квазистатических режимов взаимодействий.

Одновременно существует еще и корпускулярное (квантовое) толкование механизма гравитационного поля, аналогично толкованию электростатического поля; только корпускулы, несущие гравитационные воздействия, именуют не фотонами, а гравитонами.

Физические свойства гравитонам, как и фотонам, сформулированы на основе СТО. Поэтому квантовая теория гравитации должна характеризоваться так же, как и СТО.

Существует ещё одна теория гравитации: теория Эйнштейна, в которой введено представление о кривизне пространства - времени вокруг объектов, обладающих массой; чем больше масса, тем больше кривизна. Для построения этой теории Эйнштейн в созданной им «общей теории относительности (ОТО)», сформулировал «принцип эквивалентности». Содержание этого принципа формально следует из закона тяготения Ньютона, если принять нынешнее толкование этого закона как универсального, и гравитационное силовое поле рассматривать в общем случае как потенциальное.

Принцип гласит, что, находясь внутри системы отсчета, никакими способами невозможно определить причину ускоренного падения тел (например с ускорением g): или за счет движения самой системы отсчета с ускорением g, или за счет нахождения этой системы в однородном поле тяготения с напряженностью поля g.

С позиций концепции близкодействия, то есть в условиях реальности, выявить причину ускоренного падения методологически очень просто. Достаточно сообщить пробному телу скорость в рассматриваемой системе отсчета в направлении падения, сопоставимую по величине со скоростью распространения гравитационных воздействий, и затем измерить его ускорение в свободном падении.

Если величина ускорения не изменилась, значит, система отсчета движется с ускорением, а если ускорение падения изменилось, уменьшилось, значит, система отсчета находится в гравитационном поле.

Вывод: в общем случае, принцип эквивалентности в природе не имеет места быть; его действие практически точно проявляется только в области квазистатических режимов относительного движения. Поэтому не нужно разбираться, о чем толкует теория гравитации Эйнштейна, и к каким выводам она приводит.

Подведем итог: современное учение о гравитации верно отражает действительность только одной эмпирической формулой (Ньютона), и только в области квазистатических режимов взаимодействий; поэтому надо признать, что цельной физической теории, правильно отражающей действительность при любом режиме взаимодействий, в современном учении о гравитации нет.

2.2 Физическая модель гравитационных воздействий

Что мы знаем достоверно о гравитации, какие знания наукой выявлены из многочисленных воспроизводимых экспериментов?

- В доступной для наблюдений и измерений области нашей Галактики гравитационные взаимодействия регистрируются между всеми астрономическими телами, причем, только в виде сил взаимного притяжения.

- В наблюдениях регистрируются взаимодействия только как непрерывный стационарный процесс; регулярно изменяющиеся во времени по интенсивности или по направлению (волновые), а так же дискретные порции гравитационных воздействий не наблюдались.

- По результатам измерений в пространстве Солнечной Системы выявлена одна эмпирическая формула (закон тяготения Ньютона) для взаимодействия двух точечных тел, находящихся в квазистатическом режиме взаимодействий .

- Расчетные (по эмпирическим формулам) величина силы электрических взаимодействий между неподвижными заряженными частицами () в необозримое число раз превышает величину силы в гравитационных взаимодействиях между ними (); например между двумя неподвижными электронами:

(38)

Здесь H - гравитационная постоянная.

Это все.

«Зрелая» научная теория из совокупности только этих экспериментальных фактов явно не просматривается. Поэтому придется дополнить эту информацию общенаучными принципами.

Прежде всего, вспомним о законах симметрии. Чтобы их отразить в описаниях гравитационных взаимодействий введем понятие гравитационного заряда с физическим толкованием этого понятия аналогичным в электродинамике. Из экспериментов ясно, что величина гравитационного заряда электрически нейтрального тела прямо пропорциональна массе этого тела (массе всех элементарных частиц, образующих это тело; вносит ли свой вклад масса ЭС, образующая внутренние связи, пока не ясно). В соответствии с законами симметрии существуют два сорта гравитационных зарядов (как и два сорта электрических), а анти гравитации, как явления противоположного гравитации, в природе не существует. Симметрично к электрическим зарядам гравитационные заряды одной полярности между собой притягиваются, а заряды противоположной полярности - отталкиваются.

Промежуточным носителем гравитационных воздействий должны быть потоки некоей материальной среды, обладающей свойством массы. С позиций законов сохранения массы и энергии (с позиций учения о симметрии) первичный вещественный носитель гравитационных воздействий должен излучать поток воздействий и в него должен стекать зеркально симметричный поток воздействий. Дальнейший ход рассуждения и его результат предельно ясен: принципиальная схема промежуточного переносчика гравитационных воздействий аналогична схеме переносчика электрических воздействий. Материальную среду, потоки которой переносят воздействия, будем называть Т - сущностью (от слова тяготение).

...