41
Уравнения физического вакуума
В качестве уравнений физического вакуума в теории использованы структур-
ные уравнения Картана геометрии Вайценбека или Вайценбека-Вейля в зависи-
мости от рассматриваемой физической ситуации. По самому названию понятно,
что структурные уравнения описывают структуру геометрии, т.е. ее основные
геометрические свойства. В случае пространства Вайценбека имеются:
24 уравнения (А)
и
20 уравнений (В).
Уравнения (А) представляют собой определение кручения Риччи геометрии
Вайценбека, а уравнения (В) устанавливают связь между римановой кривизной
и кручением Риччи (помните, в
мире ничего не происходит, кроме изменения
кривизны и кручения пространства).
Если в уравнениях (А) и (В) выбраны четыре трансляционных координаты
x,
y, z ,
0
x
ct и шесть вращательных
,
,
,
,
,
,
3
2
1
3
2
1
то тогда уравнения ва-
куума представляют собой систему 44 нелинейный дифференциальных уравне-
ний первого порядка относительно 24 независимых компонент кручения Риччи
и 20 независимых компонент тензора Римана.
Поскольку уравнения (А) и (В)
имеют геометрическую природу, то первона-
чально они не содержат никаких физических констант (они же структурные
уравнения). Подобными свойствами обладают вакуумные уравнения Эйнштей-
на, описывающие гравитационное поле частицы вне массы. Это свойство ваку-
умных уравнений объясняется тем, что вакуум не может характеризоваться ка-
кими-либо конкретными физическими параметрами.
Рис. 23. Расщепление уравне-
ний вакуума на систему узна-
ваемых
физических уравне-
ний
Уравнения вакуума (А) и (В) можно записать в спинорном виде, т.е. заменить
входящие в них векторные и тензорные величины спинорами различного ранга.
Тогда уравнения вакуума распадаются на систему уравнений (см. рис. 23), в ко-
торую входят:
геометризированные уравнений Гейзенберга (А);
геометризированные (включая тензор энергии-импульса)
уравнения Эйнштейна (В.1);
геометризированные уравнения Янга-Миллса (В.2).
Уравнения Гейзенберга были предложены в середине пятидесятых годов Вер-
нером Гейзенбергом для описания структуры элементарных частиц. Используя
нелинейные спинорные уравнения с кубической нелинейностью, Гейзенберг с
сотрудниками частично описал спектр масс элементарных частиц.
Геометризированные уравнения Эйнштейна
решают программу максимум
(геометризация полей материи) по созданию единой теории поля. Они перехо-
дят в уравнения Эйнштейна или в уравнения общерелятивистской электродина-
42
мики в пределе, когда чисто полевой источник становится стационарным и име-
ет точечное распределение для плотности.
Уравнения Янга-Миллса были предложены Янгом и Миллсом для описания
внутренней структуры элементарных частиц. Для этого физикам кроме четы-
рехмерного пространства трансляционных координат
x, y, z ,
0
x
ct понадоби-
лось ввести некоторое дополнительное
внутреннее пространство. В уравнени-
ях физического вакуума роль такого внутреннего пространства (слоя)
играет
шестимерное множество вращательных координат
,
,
,
,
,
,
3
2
1
3
2
1
заданное
в каждой точке четырехмерного пространства трансляционных координат
x, y, z,
0
x
ct (базы). Поля, которые проявляют себя на подобном расслоенном про-
странстве, называются
калибровочными полями. В уравнениях вакуума (В.2)
торсионные поля выступают как потенциалы калибровочного поля, а риманова
кривизна как само калибровочное поле.
В математической
физике существуют методы, которые позволяют находить
те или иные конкретные решения уравнений (А) и (В). Каждое такое решение
содержит произвольную константу (или функцию) интегрирования, которой,
после использования принципа соответствия, придается физическое значение.
Найденное решение описывает конкретное искривленное и
закрученное про-
странство, интерпретируемое как вакуумное возбуждение (или частица). Есте-
ственно, что всякое решение удовлетворяет сразу совокупности уравнений (А),
(В.1) и (В.2), т.е. геометризированным уравнениям Гейзенберга, Эйнштейна и
Янга-Миллса.