<< Пред. стр. 45 (из 55) След. >>
Список литературы по разделу
заряженные микрочастицы). Удерживая друг друга за руки
(имитация сил притяжения положительно и отрицательно заряженных
микрочастиц), участники хоровода сохраняют его целостность,
несмотря на действие центробежных сил инерции, стремящихся
разорвать кольцо хоровода.
В отличие от известной модели атома Резерфорда--Бора, в
которой содержится ядро, а вокруг него вращаются по орбитам
электроны (силы взаимодействия направлены радиально),
предлагаемая здесь модель фотона не содержит ядра. Все
положительные и отрицательные микрочастицы движутся по одной и
той же круговой орбите, а силы взаимодействия Qi (i=1, 2, ...
n) между ними направлены по хордам, соединяющим центры масс
микрочастиц. Для существования такого "хоровода" необходимо,
чтобы число положительно и отрицательно заряженных частиц было
одинаковым. Следовательно, суммарный заряд в такой модели
фотона должен быть равен нулю. Известно, что реальные фотоны
электрически нейтральны. Следовательно, модель по данному
признаку совпадает с реальностью.
Зная размеры фотона (длина волны) и его массу (из опыта с
давлением света), можно из уравнения его динамики движения,
учитывающего равенство сил взаимодействия между электрическими
зарядами и силами инерции масс микрочастиц, найти общее число
микрочастиц и их массу (масса фотона равна сумме масс
микрочастиц). Рассматривая подобную кольцеобразную модель
фотона, можно заключить, что чем меньше диаметр этого кольца,
тем короче длина волны света. Однако не возникает ли здесь
противоречия: ведь известно, чем меньше l и больше частота n,
тем значительнее энергия фотона.
Насколько удовлетворяет этим требованиям рассматриваемая
модель фотона? Подобное сомнение вполне закономерно. Чтобы
разрешить его, необходимо рассмотреть динамику движения
микрочастицы фотонного кольца, обозначим ее массу mi (i = 1, 2,
... N, N -- число микрочастиц в фотоне). Если фотонное кольцо
вращается с угловой скоростью w = c/r,r -- радиус фотонного
кольца, то центробежная сила инерции каждой микрочастицы F =
miw2r уравновешивается силами кулоновского притяжения двух
соседних микрочастиц (справа и слева от mi). P = 2Qsina, где Q
= kЧq2/l2; l = ar -- расстояние между центрами микрочастиц, a =
2p/N -- центральный угол между соседними микрочастицами, q --
электрический заряд каждой микрочастицы. Приравнивая силы F=Р,
после элементарных преобразований получим величину энергии
модели фотона:
E=mc2= AN2 AN2 w
r c2
где А = kЧq2/p -- постоянная величина.
Из приведенных формул следует, что при сохранении
неизменным количества микрочастиц в фотоне N его энергия
возрастает при уменьшении радиуса фотонного кольца r и,
соответственно, увеличении частоты его вращения w = c/r. При
этом расстояния (1) между микрочастицами уменьшаются, а силы
притяжения Q возрастают. Таким образом, чтобы эти возросшие
силы притяжения уравновесить центробежными силами, фотон должен
вращаться с большей угловой скоростью.
Следовательно, рассматриваемая модель фотона удовлетворяет
не только здравому смыслу, но и энергетическим формулам
Эйнштейна и Планка. На этом, по-видимому, исчерпываются
возможности более детального представления модели фотона,
основанного на системном подходе и учете данных известных на
сегодня физических опытов со светом. Системный подход позволяет
изучить свойства любых других "элементарных" частиц до такого
уровня детализации, который обусловлен количеством накопленной
экспериментальной информации.
Вполне естественно возникает вопрос: как можно представить
процесс излучения фотона, обладающего рассмотренной выше
структурой? Далее проанализируем особенности предлагаемой
модели фотона при различных ситуациях его существования.
Сопоставляя размеры элементарных частиц -- электрона, протона
или атома -- с тороидальным фотоном, замечаем, что фотон по
своим размерам намного превосходит эти частицы, а его масса,
наоборот, на несколько порядков меньше каждой из масс этих
частиц. Это дает основание полагать, что фотон, притягиваясь к
какой-либо частице охватывает ее своим кольцом-тороидом.
Можно представить себе такую модель строения
элементарных частиц вещества: вокруг каждой из них вращаются
кольцеобразные фотоны Фi (i = 1, 2, ... к) наподобие колец
Сатурна (рис. 119). Чем короче световая волна, тем меньше
диаметр di фотонного кольца и расстояние его от поверхности
частицы, тем сильнее взаимодействие между ними. Если частица
будет тормозиться или колебаться вследствие удара или изменения
температуры тела, то при определенных условиях силы инерции
массы фотона преодолеют силу его взаимодействия с частицей,
вследствие чего произойдет срыв фотонного кольца с этой
частицы, то есть излучение кванта света. По мере возрастания
ускорений движения частицы (например, при повышении температуры
тела) от нее будут отделяться фотоны все меньшего и меньшего
диаметра, обладающие большими силами взаимодействия с частицей.
Подобный процесс наблюдается на практике: чем выше температура
тела, тем более коротковолновый спектр света им излучается.
Излученный фотон движется в вакууме равномерно и прямолинейно
со скоростью света относительно излучателя. Если на своем пути
он не встречает другие тела, не отражается и не поглощается
ими, то он летит в пространстве, будучи невидим каким-либо
наблюдателем. Увидеть такой фотон можно в том случае, если он
непосредственно попадает в глаз. Вследствие невидимости
фотонов, свободно летящих в космическом пространстве,
наблюдателю, находящемуся в космическом летательном аппарате
(КЛА) на большой высоте (в стратосфере и выше), межзвездное
пространство представляется абсолютно черным. Голубой цвет неба
в дневное время, который видит человек в повседневной жизни,
является следствием рассеяния и поглощения потоков солнечного
света атомами и молекулами воздуха.
В последнее время тороидальные модели сделались объектом
пристального внимания ученых. Особенно перспективными
представляются они при познании глубинных уровней строения
материи. В полной мере сказанное относится и к раскрытию тайн
света (и тьмы). Фотон по-прежнему таит в себе множество
загадок. Вот одна из них. В каждом кубическом сантиметре
космического пространства содержится N фотонов, несущих
практически полную информацию обо всех объектах Вселенной,
численность которых в принципе бесконечна. Спрашивается: каким
именно образом ограниченное количество фотонов передает
информацию о таком бесконечном числе объектов? И наоборот: как
каждый отдельно взятый конечный объект передает по существу
бесконечное число фотонов, которые должны наполнить информацией
о данном конечном объекте всю бесконечную Вселенную (дабы в
каждой точке пространства содержался необходимый объем
информации)?
ЗАГАДКИ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
У световых фотонов и их потоков, помимо тайны
происхождения и самой их физической природы, есть еще одна, не
менее волнующая загадка, связанная с закономерностями их
распространения. Данная проблема представляется актуальной в
рамках теории относительности, или по-другому -- релятивистской
теории (от лат. relativus -- относительный).
Вопреки распространенному мнению и несмотря на
устоявшееся наименование, теория относительности на самом деле
является теорией типичной абсолютности, в которой на месте
старых низвергнутых абсолютов были немедленно воздвигнуты новые
(что обычно предпочитают замалчивать). На эту характерную черту
научного детища Эйнштейна, кстати, обращал внимание еще Макс
Планк: одна из его работ на данную тему так и называлась -- "От
относительного к абсолютному" (ее перевод на русский язык
публиковался отдельной брошюрой единственный раз в Вологде в
1925 году).
В релятивистской теории абсолютизировано все -- от
оснований до следствий. Имеются также и неявные,
замаскированные абсолюты, играющие тем не менее роковую и
самоубийственную роль. Так, в теории относительности, вопреки
очевидности и формально провозглашенному равноправию всех (то
есть неограниченного множества) иперциальных систем отсчета,
абсолютизируются всего лишь две из них, находящиеся друг с
другом в совершенно конкретных отношениях равномерного и
прямолинейного перемещения (что, собственно, и описывается при
помощи преобразований Лоренца). А формально-математические
результаты, полученные применительно только к этим двум
системам отсчета, затем произвольно обобщаются и
экстраполируются на весь многообразный мир. На этой
абсолютизированной основе и покоится все здание теории
относительности, обросшее за время ее существования множеством
пристроек. В действительности -- и в этом суть -- количество
соотносящихся друг с другом физических тел и процессов или же
материальных систем -- неисчерпаемо. Причем закономерности их
соотношения (существуют особые законы отношения, как правило,
никем не учитываемые) таковы, что отношения даже трех систем --
а тем более и множества -- не тождественны отношению двух (то
есть минимума).
Кстати, и в специальной теории относительности (СТО),
вопреки господствующему представлению, действуют не две, а три
системы отсчета: третьей выступает свет (то есть совокупность
рассмотренных выше фотонов) -- реальный, самостоятельный и
независимый от механического перемещения инерциальных систем
электромагнитный процесс. В Лоренцовых преобразованиях реальное
световое движение отображено в виде самостоятельного члена --
с, причем таким образом, что с ним (а точнее -- с его
абсолютизированной скоростью, возведенной в ранг абсолютной
константы) соподчиняются остальные два члена реального
трехэлементного отношения, а именно -- движущаяся и покоящаяся
системы отсчета. Уже отсюда следует, что распространенные
интерпретации преобразований Лоренца некорректны по той простой
причине, что не учитывают трехчленность описываемой в них
реальной системы, принимаемой за двухчленную.
Между тем достаточно сопоставить с двумя (или тремя)
системами отсчета, абсолютизированными в рамках СТО, еще одну
или несколько -- и весь храм релятивистской физики зашатается.
Ничто не мешает, к примеру, взять 4-5-10-100 и т.д. систем
отсчета и произвести поочередные или групповые преобразования
их пространственных и временных координат. И всякий раз перед
изумленным взором будет открываться "новый дивный мир", который
зачастую не способен вместить человеческое воображение, если
только не отвлечься от того самоочевидного факта, что каждая из
образуемых в результате математических преобразований моделей
действительности -- всего лишь игра нашего теоретического
мышления или, как говорили в старину, спекулятивная
конструкция, подгонять под которую природу -- одно из самых
бесполезных и неблагодарных дел. Зыбкость релятивистской
картины мира обнаруживается, если произвести "обращение"
положенных в ее основу формул. Поскольку все системы отсчета
равноправны, постольку любую из них можно считать условно
покоящейся, в таком случае другая (или другие) будет условно
движущейся. Например, пуля, выпущенная из пистолета, может быть
принята в качестве условно покоящейся системы отсчета; в таком
случае сам пистолет, стрелок, земная поверхность, окружающая
среда и т.д. могут быть рассмотрены как движущиеся относительно
условно неподвижной пули. Чтобы воочию убедиться в
искусственности и абсурдности подобного подхода в понимании
фундаментальных закономерностей материального мира, в качестве
условно неподвижной системы отсчета достаточно взять одиночный
фотон (или группу фотонов). Оказывается, что при этом весь
остальной объективный мир во всем его многообразии и
неисчерпаемости должен, согласно канонам СТО, разлетаться со
световой скоростью относительно условно неподвижного фотона.
Аналогичным образом можно рассмотреть и движение фотонов
относительно уже неоднократно упоминавшейся космологической
сингулярности (бесконечно плотной точки, радиус которой близок
к нулю) после пресловутого "Большого взрыва". Любой фотон,
находящийся на границе расширяющейся световой сферы, может быть
принят за условно неподвижную систему. В таком случае
сингулярная точка должна рассматриваться как система координат,
удаляющаяся со световой скоростью от каждого такого фотона. Нет
необходимости добавлять, что одновременное удаление центральной
точки сразу от всех фотонов, расположенных по кромке
сферической волны, является верхом алогичности и
бессмысленности, на чем вряд ли станут настаивать даже самые
твердолобые апологеты релятивистской теории. Тем самым наглядно
обнаруживается принцип самоликвидности, изначально заложенный в
релятивистской теории: достаточно последовательно довести до
логического конца ее собственные постулаты (то есть произвести
обращение преобразований), и вся теоретическая система
самоликвидируется ввиду непреодолемых противоречий.
Но в теории относительности абсолютизируются отношения не
только инерциальных систем и их составляющих, но также и особый
способ определения одновременности удаленных событий с помощью
посылки электромагнитного сигнала к удаленному объекту и
соответствующих расчетов после его возвращения назад. Однако,
подобный трудноосуществимый способ не является единственно
возможным. Во-первых, синхронизация часов может быть
произведена при помощи не только искусственных, но и
естественных сигналов. Естественными природными сигналами
являются, к примеру, вспышки сверхновых звезд,
распространяющиеся в виде гигантских сферических световых волн
в Галактике и далеко за ее пределами. Так, в феврале 1987 года
все информационные агентства мира собщили о вспышке сверхновой
звезды в галактике Большое Магелланово Облако, которая
произошла 170 тысяч лет назад (такое время потребовалось свету,
чтобы достичь Земли).
Сферическая волна, образовавшаяся в результате вспышки
этой сверхновой звезды, как бы живет самостоятельной жизнью во
Вселенной, подчиняясь конкретным физическим законам. Подобно
колоссальному, космических размеров мыльному пузырю, непрерывно
расширяющемуся со скоростью света и охватывающему все новые и
новые просторы Вселенной, она "засекает" фронтом своего
прохождения неисчислимое множество разнообразных материальных
объектов. Отсюда следует, что прохождение световой волны через
определенные участки Галактики, фиксируемое в виде начала
вспышки (или ее окончания), является одновременным для всего
неограниченного множества точек, расположенных на одинаковом
расстоянии от источника. Все события, происходящие в данный
момент на этих участках космического пространства, будут
одновременными. Если в данных точках разместить атомные часы,
которые включались бы в момент прохождения волны, то все эти
часы, разделенные каким угодно расстоянием, заработали бы
одновременно и пошли синхронно.
Во-вторых, одновременность можно зафиксировать без всяких
сигналов, опираясь в основном на геометрические и
тригонометрические методы (хотя и учитывая при этом физические
и космические процессы). Например, добиться синхронизации
удаленных друг от друга часов вполне допустимо путем измерения
углов. Так, на основе учета периода собственного вращения
вокруг оси Земли и Марса, а также их движения вокруг Солнца, на
обеих планетах можно найти две такие точки, где заранее
выбранная звезда будет наблюдаться под одним и тем же углом.
Данный момент и позволит синхронизировать некоторые исходные
точки временного отсчета на обеих планетах (рис. 120).
Предлагаемый способ определения одновременности вовсе не
ограничен пределами Солнечной системы. Ничто не мешает
расширить его до галактических масштабов. Обозначим Землю
по-прежнему точкой А, точку В свяжем с каким-нибудь
материальным объектом в противоположном конце нашей Галактики,
а точкой С обозначим удаленную соседнюю галактику, но такую,
которая находилась бы под удобным для измерений углом (рис.
121). (Конечно, более наглядным вариантом для разъясняемого
случая явилась бы объемная модель Вселенной, но чертеж также
позволяет уловить суть дела.) Если перпендикулярно к
направлениям АС и ВС в точках А и В запустить игрушечные волчки
с засечками, то моменты прохождения засечек через линии АС и ВС
были бы приблизительно одновременны (разумеется, с учетом
конечной скорости света). Волчок -- слишком грубый
измерительный "прибор", но нам он нужен только для аналогии.
Для абсолютно точных замеров уместно воспользоваться
оптическими (лазерными) гироскопами (приборами, где два
лазерных луча движутся навстречу друг другу по замкнутому,
близкому к окружности пространству). Предположим, что на линиях
АС и ВС, перпендикулярных к бегающим лазерным лучам,
установлены счетчики фотонов. Каждое "щелканье" счетчика в
точке А будет одновременным со "щелканьем" в точке В. Интервалы
между двумя "щелканьями" тоже одновременны.
Конечно, все это несколько усложненные и громоздкие
мысленные эксперименты, требующие дополнительной информации об
условиях их проведения. Но они понадобились, чтобы
продемонстрировать две простые истины: 1) Сигнальный способ
определения одновременности, развиваемый в релятивистской
теории, не является единственно возможным. 2) Атомные часы в
любой точке Вселенной идут синхронно и отбивают ритм
настоящего, фиксируя в каждом уголке бесконечного материального
мира неуловимое "теперь" (каждый промежуток времени между
<< Пред. стр. 45 (из 55) След. >>
Список литературы по разделу