Физический Вакуум

Физический Вакуум: Вселенная: Миры

 Сегодня физика изобилует фактами, которые для их интерпретации требуют включения в рассмотрение свойств Физического Вакуума (ФВ) как материи, проявлением свойств которой является наблюдаемый нами мир. Но, внутренне непротиворечивый, обладающий необходимой и достаточной полнотой набор свойств ФВ для нас скрыт, так как мы являемся подмножеством по отношению к множеству ФВ (см. Теорему Незавершенности Геделя). Следовательно, свойства ФВ должны быть заложены в соответствующую аксиоматическую базу. Ниже излагается философская концепция, демонстрирующая одну из попыток поиска соответствующих аксиом.
 

1. Физический Вакуум

 

Уравнение Дирака для электрона, iγμμΨ = , где Ψ волновая функция, а m — масса покоя частицы, имеет два решения для скорости в пространственно-временном континууме: величина проекции скорости на ту или иную пространственную координату равна Vx = Vy = Vz = C, или Vx = Vy = Vz = 0. То есть, измеренная компонента скорости электрона должна быть равной скорости света или нулю. Но, согласно Специальной теории относительности, решение Vx = Vy = Vz = C невозможно для объектов обладающих ненулевой массой покоя — это привело бы к решению, дающему бесконечную энергию электрона. Кроме того, у таких объектов на практике измеряется весь спектр скоростей строго меньших скорости света. Эти два фактора заставили искать приемлемое объяснение полученному решению. В конечном итоге родилось представление о флуктуирующем электроне, вектор результирующей скорости которого становился равным регистрируемой V. А чтобы избавиться от сингулярных решений был сделан переход в импульсное пространство, где используются интегральные скорости, которые регистрируются в эксперименте.

Второй неожиданностью стало решение, которое говорило о возможности существования отрицательных значений кинетической энергии (энергии движения) для электрона. Это привело к выводу о существовании нового сорта частиц, имеющих массу электрона, но противоположный по знаку электрический заряд. Такие частицы были названы позитронами. Проблему существования отрицательных кинетических энергий пришлось решить, введя представление о том, что почти все состояния с отрицательной энергией заняты электронами, распределенными с бесконечной плотностью. Решения уравнения Дирака с замечательной точностью совпадают с результатами известных экспериментов. Так было заложено начальное представление о Физическом Вакууме (ФВ).

Мы будем использовать термин «Физический Вакуум», предельно расширяя его материальное понимание, а именно:

Физический Вакуум — это материальная среда, проявлением свойств которой является наблюдаемый нами мир.

Предположим, что планковские кванты времени, длины и массы являются отражением физических свойств ФВ. В таком случае можно задаться вопросами:
что такое время?
четырехмерность пространства событий?
какие свойства материи предопределяют существование неравенства Гейзенберга?
детерминирован ли мир? — и проч.

Ниже изложен в упрощенном виде сценарий разделения во времени и пространстве корпускулярно-волновых свойств микрообъектов. Везде по тексту полагается существование «виртуального» наблюдателя с которым связана «виртуальная» абсолютная система отсчета и для которого, по крайней мере абстрактно, существует пространственно-временной континуум и мгновенное знание полного объема информации о любых событиях в любой точке пространства. В действительности, в Физике мы сплошь и рядом используем по умолчанию подобные представления при описании явлений.

 

2. Время: Движение

 

Предваряя изложение, необходимо дать определение того, что названо микрообъектом:

Объект, которому присущи как волновые так и корпускулярные свойства, называем микрообъектом.

Пусть процесс равномерного движения микрообъекта в не возмущенном трехмерном евклидовом пространстве характеризуется поочередной реализацией состояний «покоя» и состояний «движения». Пусть состояние «покоя» и состояние quot;движения» характеризуются конечным числом элементарных временных длительностей — актов. То есть, рассмотрим дискретный пространственно-временной мир событий. Пространственная характеристика одного акта состояния «движения» выступает в роли кванта длины, L; в роли кванта времени, τ, выступает длительность одного акта состояния «покоя&quot, τr (индекс r — rest), или же длительность одного акта состояния «движения», τm (индекс m — movement), причем:

τ = τr = τm и L/τ = C, (1)

где C — скорость света.

Положим, что время и пространство в любой движущейся инерциальной системе отсчета (далее, — просто «система отсчета») масштабировано величинами τ и L, т.е. за единицу времени и длины приняты квант времени и длины. Чтобы реализовать в любой абсолютной системе отсчета движущемуся микрообъекту ту или иную скорость 0 < V < C, этот объект должен находиться в течение одного состояния rest r ≥ 1 единичных актов состояния rest, то есть r ≥ 1 квантов времени, где r = 1, 2, …, R и микрообъект должен находиться в течение одного состояния movement m ≥ 1 единичных актов состояния movement, т.е. m ≥ 1 квантов времени, где m = 1, 2, …, M. Чередуя состояния rest и состояния movement, объект перемещается с какой-то результирующей скоростью V в пространстве относительно абсолютной системы отсчета:

V = ΣL/(ΣΣτr + ΣΣτm).

Для определенности понимания ниже на рисунке условно отражена схема перемещения микрообъекта в пространстве. Состоянию «собственно объект», состоянию object (rest), соответствуют характеристики m0c2 и Στr. Волновому состоянию wave (movement) соответствуют характеристики ħν и Στm.

electron

Далее, пусть в однородном и изотропном трехмерном евклидовом пространстве существуют неподвижная система отсчета K, связанная с абсолютным наблюдателем, и движущаяся относительно нее с интегральной скоростью V система отсчета K’, связанная с движущимся микрообъектом и отражающая все кинематические свойства этого объекта (rest и movement). Время в неподвижной системе для абсолютного наблюдателя, связанного с этой системой отсчета, течет непрерывно и равномерно. Процесс движения в пространстве системы K’ характеризуется поочередной реализацией относительно системы отсчета K состояний rest и состояний movement.

Сигнал в системе K’ может быть излучен только в момент состояния rest и наблюдатель в этой системе регистрирует приход сигнала также только в состоянии rest. В силу однородности и изотропности пространства, а также в силу того, что на выделенную систему отсчета K наложено только одно требование — система не испытывает перемещения в пространстве — следует, что любое пространственное положение и любая пространственная ориентация системы K являются полноправными. Поэтому, для удобства, определим взаимно однозначное соответствие используемых систем отсчета K и K’ следующим образом:

1. Ось X неподвижной системы отсчета K совпадает с осью X’ системы отсчета K’ движущейся по отношению к K с результирующей скоростью V < C, а оси Y и Z параллельны соответственно Y’ и Z’.

2. Всегда существует в истории описываемого события такой момент времени, принимаемый начальным, равным нулю, когда начала систем отсчета K и K’ совпадают.

Согласно формуле (1), так как скорость L/τ конечна и, что является определяющим, единственна — мы для корректного описания событий должны ввести четвертую координатную ось, которая должна быть масштабирована в тех же единицах, что и остальные три, а также должна зафиксировать единственно действительную скорость — скорость фундаментальных взаимодействий C. Это в классических рамках эквивалентно постулату Эйнштейна о независимости скорости света от скорости и излучателя и приемника. А также, в согласии с Пуанкаре, эта процедура позволяет установить взаимно однозначное соответствие между пространственными и временными характеристиками описываемого события в различных системах отсчета. В этом не было бы необходимости, если бы C = .

Ясно, что такая процедура введения четвертой координатной оси не является обязательной, но она, как известно, существенно упрощает математический язык описания событий. А главное, фиксирование скорости фундаментальных взаимодействий, а потому и времени события в определенных пространственных координатах, дает нам в руки мощный математический критерий проверки корректности любых преобразований в заданном множестве.

Этот критерий, Лоренц-инвариантность, был введен Пуанкаре и является истиной в последней инстанции при использовании динамических переменных для описания физических процессов. Таким образом, четвертой координатной осью будет ось Ct. В случае движущегося в пространстве наблюдателя, четвертой будет ось Ct’ , где t’ — время события в системе K’. В качестве единичного масштаба длины, в случае четвертой координатной оси, выступает квант длины L, аналогично остальным трем координатным осям.

Так как рассматриваемое пространство является трехмерным, то оси Ct (Ct’) мнимые. То есть, единичный орт, соответствующий оси Ct (Ct’), должен быть мнимоединичным. Соответственно, при определении пространственно-временных соотношений между системами K и K’ мы должны использовать геометрию четырехмерного псевдоевклидового пространства. Этим мы выбираем язык описания. Очевидно, что от выбора языка, геометрия реального пространства не изменится.

Пусть в момент совпадения начал O и O’ систем отсчета K и K’ из O испускается сигнал, распространяющийся со скоростью света. Для этого явления в системе K существует определенная зависимость: X2 + Y2 + Z2 = C2t2. Для наблюдателя в К промежуток времени между моментом испускания сигнала и моментом прихода его в определенную точку M(X,Y,Z) можно представить как сумму времен состояний rest для K’, (Δtr = ΣΣτr), и сумму времен состояний movement для K’, (Δtm = ΣΣτm):

Δt = Δtr + Δtm

Так как наблюдатель в K’ регистрирует приход сигнала только в состоянии object, то в K’ будет зарегистрировано

Δt’ = Δtr. (2)

Для наблюдателя в K расстояние пройденное системой K’ будет

VΔt = CΔtm. (3)

Квадрат интервала для события VΔt = CΔtm будет

S2 = C2Δt2C2Δtm2. (4)

Интервалом для этого события является расстояние, пройденное сигналом за время Δtr и равное CΔtr. Подставим это значение вместо S в (4):

C2Δtr2 = C2Δt2C2Δtm2. (5)

Учитывая (2) и (3), полученное уравнение (5) перепишется следующим образом:

C2Δt’2 = C2Δt2V2Δt2.
Откуда
Δt’ = Δt (1 — V2/C2)1/2.

Так как не был изменен постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света, а также не был изменен и постулат Галилея о равноправии всех инерциальных систем отсчета, далее следуют пространственно-временные преобразования Лоренца. Но они будут описывать пространственно-временные соотношения между системами отсчета, согласно введенной модели дискретного движения микрообъектов, обладающих ненулевой массой покоя.

 

3. Информация: Детерминированность

 

В рамках принятой дискретной модели движения, состояние rest является состоянием проявления свойств собственно объекта, например электрона. Состояние же movement должно быть волновым процессом и описывается как

ε = ħν. (6)

То есть, процесс движения микрообъекта в пространстве характеризуется поочередной реализацией двух качественно разных состояний — собственно объект (состояние rest) и волновой процесс (состояние movement). Сказанное является отражением корпускулярно-волнового дуализма микрообъектов. В таком случае, волновая функция Ψ, описывающая состояние свободного микрообъекта, будет функцией, которая отражает «мгновенный» процесс в Физическом Вакууме переноса информации о том «где», «когда» и «какой» микрообъект должен локализоваться в состоянии собственно объект. Явно это свойство Ψ-функции проявляется в случае скоррелированных систем. В связи со сказанным, здесь уместно напомнить о парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена и положительных результатах опытов, начиная с эксперимента Аспекта, по проверке следствий этого парадокса. И если действительная часть Ψ-функции отражает свойства обекта в рамках физики известных нам фундаментальных взаимодействий, то информационные свойства может быть возможно построить в комплексной части?

В физике существуют параметры, которые отражают фундаментальные свойства Физического Вакуума: ħ — постоянная Планка, С — скорость света и γ — гравитационная постоянная. Известно, что комбинация этих постоянных дает нам значения длины, времени и массы, которые примем за соответствующие кванты:

L = (2γħ/C3)½ ≈ 10-33 см, (7)

τ = L/C ≈ 10-43 сек, (8)

m* = (Cħ/2γ)½ ≈ 10-5 г. (9)

Если интерпретация квантов длины и времени очевидна, то смысл кванта массы необходимо установить. Воспользуемся релятивистским уравнением для энергии

E2 = P2C2 + m02C4. (10)

В нашем случае, произведение m02C4 является квадратом энергии микрообъекта в состоянии rest, т.е. собственно объекта, а член P2C2 является квадратом энергии волнового процесса, где P — импульс. Поэтому, для волнового состояния следует ħν = PC. Подставляя вместо λ = С/ν квант длины, как наименьшее возможное λ, получим

P = ħν/C = ħ/L = ħ/(2γħ/C3)½ = C(Cħ/2γ)½ = m*C.

Таким образом квант массы характеризует максимально возможное значение энергии для волнового состояния микрообъекта:

εmax = ħνmax = m*C2.

Далее, для одного акта состояния движения можно записать

ΔEΔt = ħν(L/C) = ħ(C/λ)(L/C) = ħ(C/λ)(λ/C) = ħ,
т.е., для одного акта состояния движения

ΔEΔt = ħ. (11)

Таким образом, для волнового состояния выполняется строгое равенство (11), что, впрочем, с очевидностью следует из принятой дискретной модели движения, если определять ее параметры посредством уравнений (7, 8, 9). Наконец, учитывая уравнения (10) и (11), приходим к неравенству Гейзенберга,

ΔEΔt > ħ,
для микрообъектов с ненулевой массой покоя. Как видим, в вышеизложенном случае не требуется введения вероятностных представлений для вывода неравенства Гейзенберга так как сама исходная модель также их не содержит.

Если наблюдаемый нами мир является проявлением свойств Физического Вакуума, то какова же энергетическая и информационная емкости Физического Вакуума? Величина кванта массы позволяет сделать формальную оценку количества энергии, содержащейся в кубическом сантиметре Физического Вакуума. Так как величине m* = 10-5 г соответствует в пределе величина L = 10-33 см, то энергетическая емкость одного кубического сантиметра ФВ, выраженная в единицах массы, будет ~ 1095г/см3. Ясно, что это формальная величина, но ясно, также, что она качественно отражает реальность. Какова же информационная емкость одного кубического сантиметра ФВ? Если за единицу взять формально ln2, то полученное число увеличится еще на порядок. Таким образом, энергетическая и информационная емкости небольшого объема ФВ более чем достаточны для того, чтобы осуществить Большой Взрыв Гамова и родить ~ 1080 элементарных частиц, составляющих вещество наблюдаемого нами Мира.

Скорость света использовалась выше как для построения дискретной модели движения так и, вместе с планковской и гравитационной постоянными, для оценки энергетической и информационной емкости ФВ. Можно определить, что, в рамках излагаемой философской концепции, наблюдаемый нами мир — это Мир, неотъемлемым свойством которого является осуществление переноса (передачи) энергии только со скоростью света. Наш мир — это мир только одной скорости — скорости света. Все остальные скорости являются результатом экспериментального осреднения разделенных во времени состояний object и состояний wave микрообъектов. Для наглядности можно провести некую аналогию с атомом. Атом имеет основное, не возбужденное состояние, а также строго определенные энергетические состояния возбуждения. Аналогично, ФВ имеет основное состояние (отсутствие каких либо возмущений), к которому и привязываем так называемую абсолютную систему отсчета, а также энергетические состояния, одно из которых соответствует скорости взаимодействия равной скорости света. Это и есть наш Мир.

Существуют ли другие фундаментальные скорости в ФВ, аналогичные скорости света? То есть, существуют ли другие миры параллельные нашему, неотъемлемым свойством которых является присутствие фундаментальных скоростей отличных как от скорости света так и друг от друга? Вопрос не является абсурдным, так как при наличии разных избранных скоростей фундаментальных взаимодействий для разных миров эти миры не будут взаимодействовать друг с другом, кроме как гравитационно. Они не будут видеть друг друга. Нечто аналогичное — только иллюстративно — мы наблюдаем при пересечении двух достаточно слабых пучков света (не искривляющих пространство ФВ) — они не взаимодействуют. Но такие миры должны быть видны по их гравитационному проявлению. Если Большой Взрыв «породил» не только наш Мир, но и другие миры, которые расширяются подобно нашему, то становится очевидным происхождение и «скрытой массы» и «темной энергии» так как закон сохранения энергии в системе отсчета ФВ является абсолютным.

Важным предполагаемым свойством ФВ является осуществление кругооборота материи: ФВ → вещество → ФВ. При достижении определенных физических условий фазового перехода, вещество может возвращаться в исходное состояние материи Физического Вакуума. Вероятно, одним из примеров являются «черные дыры». Характерное время жизни такого объекта, достигшего радиуса Шварцшильда, будет пропорционально его размеру, деленному на скорость света. Для внешнего наблюдателя такое явление будет выглядеть как взрыв, так как не вся материя наружных слоев сжимающегося объекта вернется в исходное состояние ФВ. Предположительно, часть таких явлений астрономы наблюдают в виде взрыва сверхновых.

Происходит ли рождение вещества в наше время? Иными словами, естественное рождение вещества из материи Физического Вакуума происходит непрерывно или это был одноразовый процесс в момент Большого Взрыва? Или же может присутствовать и то и другое? И самое главное — возможно ли рождение вещества в лаборатории с наперед заданными свойствами и возможна ли его трансформация или его уничтожение? Интересно, что если происходит рождение вещества и по сей день (для какого мира или миров, или для всех миров?), то тогда совершенно просто объясняется ускоренное расширение Вселенной. Т.е. «темная энергия» является просто артефактом применения математического аппарата при некорректно поставленных граничных условиях.

 

4. Пси-функция

 

В рамках излагаемого, волновая функция микрообъекта Ψ наряду со статистическими свойствами должна отражать практически «мгновенный» процесс в Физическом Вакууме переноса информации о том «где», «когда» и «какой» микрообъект должен локализоваться в своем состоянии object.

Было бы неправильным не подчеркнуть здесь те возможности, которые может открыть нам знание предполагаемых свойств этой функции, вернее, тех физических свойств, которые она отражает будучи их математическим описанием. Если научиться генерировать информацию или управлять информацией которую отражает пси-функция в том или ином волновом уравнении (а это возможно), то можно было бы реализовать безопасные, практически безграничные энергетические источники, новые материалы с наперед заданными свойствами, новые информационные технологии. Умение управлять свойствами пси-функции (информацией распространяющейся в ФВ) дало бы принципиально новые возможности лечения неизлечимых болезней, исправления неисправимых дефектов человеческого тела и т.д. путем генерации, регенерации или исправления нужных типов клеток. Это приведет к полному качественному преображению окружающей нас действительности: восстановление экологического равновесия, новые виды транспорта, новые виды связи, новые материалы, новые компактные и неограниченные по мощности источники энергии и гарантированное здоровье людей.

 

5. Время: Прошлое и Будущее

 

Сегодня известны задокументированные факты удачного предсказания заметных событий будущего. Можно найти обсуждения провалов людей назад во времени. С другой стороны, идеи заложенные в квантовой механике Эверетта стимулировали работы физиков о теоретических возможностях проникновения в будущее. И тем не менее, трудно найти в доступной научной литературе основательное изучение декларируемых фактов о якобы перемещениях во времени. Это объясняется как слабой доказательной базой подобных событий так и ограниченностью наших знаний.

Возможно ли множественное существование планеты Земля с разными человечествами в разных исторических временах? Есть ли предпосылки для построения физической картины, которая открывала бы возможность существования параллельных миров, но построенных не на других, а на наших фундаментальных взаимодействиях? То есть, возможно ли существование двух классов параллельных миров, а именно: построенных как на фундаментальных взаимодействиях отличных от наших, так и на тождественных нашим?

Для того, чтобы предсказать будущее, надо в той или иной форме увидеть реалии этого будущего или получить об этой реальности информацию. Это событие должно быть где-то действительно происходящим, причем в мире, который построен на тех же фундаментальных взаимодействиях, что и наш мир. В рамках каких физических представлений это возможно? В первую очередь необходимо включить в рассмотрение Физический Вакуум как первоисточник всего наблюдаемого в проявлении его, ФВ, свойств. Как только этот шаг сделан, далее, с неотвратимостью следует необходимость дискретного представления для описания свойств вещества.

Именно в рамках дискретных представлений возможно объяснение существования параллельных миров с такими же фундаментальными взаимодействиями как и у нас. В этих мирах должна, кроме того, присутствовать реплицированная человеческая цивилизация, которая находится на разных ступенях своего социального развития. В таком случае, при выполнении необходимых условий, возможно увидеть будущее или прошлое, или же попасть в будущее или прошлое человечества, если, конечно, программа развития социумов идентична для всего спектра планет Земля.

Значит ли это, что при наступлении одного и того же момента социального развития воспроизводится в разных мирах все с точностью до былинки на заброшенной лесной дороге? Значит ли это, что развитие земной цивилизации и каждого ее элемента, человека, предопределено абсолютно? Или же могут быть запрограммированными только узловые события каждого социума? Возможна для рассмотрения и более сложная ситуация, а именно: изначально человечество реплицировано на разные планеты Земля, но развивается каждое в силу работы законов самоорганизации.

В рамках континуальных представлений возможно существование параллельных миров, построенных в ФВ только на разных фундаментальных взаимодействиях разных скоростей. Энное число планет Земля одновременно в одном и том же месте ФВ, вне дискретных представлений, привело бы к заметному увеличению гравитационного поля Земли и, как следствие, к другим формулам в теории тяготения Ньютона, что доступно для проверки. Наблюдатель знал бы о наличии энного числа планет Земля, так как скрытая масса проявила бы себя в гравитации. С другой стороны, подобное существование материальных, не метафизических параллельных миров, построенных на одной и той же скорости фундаментальных взаимодействий, в рамках континуальных представлений невозможно.

В каком случае искривление пространства будет одним и тем же, как в случае
одного мира, так и в случае энного числа миров, построенных на идентичных фундаментальных взаимодействиях? Такую модель возможно построить только в рамках дискретных представлений.

Ниже приведена схема дискретного передвижения микрообъектов в пространстве, где каждый цвет обозначает микрообъект иного мира в состоянии покоя m0c2. Пространственные промежутки между микрообъектами показаны волновыми состояниями ħν.

Past_Future

Нашему миру на рисунке соответствует красный микрообъект. Микрообъекты отображенные другими цветами формируют другие миры, но построенные на тех же самых фундаментальных взаимодействиях что и красный микрообъект. Другие микрообъекты строят каждый свой мир в котором земная цивилизация находится в соответствующем времени и на соответствующей ступени своего развития. Так, например, объекты слева от красного могут формировать миры в которых земная цивилизация находится в состоянии развития предшествующего нашему — это миры разных прошлых времен. Объекты справа от красного формируют миры в которых земная цивилизация находится в состоянии развития последующего после нашего — это миры разных будущих времен.

Отсюда становится ясной физическая возможность нам нынешним заглянуть в физически реальное прошлое или будущее, если человечества в разных мирах развиваются по одной и той же программе. Причем, из схемы видно, что в любой момент времени существует только один микрообъект, т. е. только один мир. И, следовательно, гравитационное проявление будет соответствовать опять же наличию только одного объекта, одной Земли. В таком случае степень синхронизации дискретного орбитального движения объектов разных миров должна быть абсолютной.

При наличии нескольких миров, один из которых это Земля нашего времени, за время самого длительного одного акта состояния wave какого-либо микрообъекта должны осуществиться все состояния микрообъектов всех остальных миров. Отсюда, временная длительность единичных актов с неотвратимостью в разных мирах разная.

В рамках вышеприведенных упрощенных и весьма примитивных представлений нет возможности говорить о длительности циклов социального развития человечества на Земле. Эта длительность, не исключено, определяется вне ложа физических законов предопределяющих материальные свойства нашего мира.

Таким образом, в рамках дискретных представлений возможна реализация некоторого ограниченного множества объектов Земля при заданной абсолютной скорости движения. Сложнее вопрос о репликации человечества и всего живого на эти планеты для дальнейшего развития, дальнейшей эволюции. Представляется очевидным, что процедура репликации может осуществляться только искусственно.

Если существуют квази-одновременно реальные будущие и прошлые состояния земной цивилизации, то это говорит в пользу сильного антропного принципа обустройства мироздания.

__________________________________________________
Оригинал фонового рисунка расположен на сайте
http://www.odessaguide.net/sights_university.ru.html

 

© 2018 PSI-UNIVERSUM ·  Дизайн и техподдержка: Goodwinpress.ru