Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 1998. 184 с.



бет5/10
Дата18.07.2016
өлшемі2.62 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Рис.2
ФВ из квадриг Терлецкого можно назвать, следуя Шипову [53], абсолютным физическим вакуумом (АФВ).

Основные физические свойства этого вакуума рассмотрены выше. ФВВ, т.е. физический вакуум вещества, и ФВА, т.е. физический вакуум антивещества, образуются в результате разделения фитонов АФВ на две половины, на две диады Терлецкого.

Необходимо сделать предположение о том, что каким-то неизвестным нам образом частицы полуфитонов ФВВ и полуфитонов ФВА группируются в некоторые среды – «вакуумные кристаллы», занимающие отдельные локальные области пространства в неограниченном пространстве Вселенной, заполненном средой АФВ. Именно в этом смысле в данной модели понимается неоднородность физического вакуума.

В силу рассмотренных выше свойств части - античастиц правого и левого миров полуфитоны ФВА и ФВВ при отсутствии полей также являются нейтральными в макроскопическом и микроскопическом смыслах, как и АФВ. Не трудно заметить, что в полуфитон ФВВ входит частица правого мира, т.е. настоящая частица, а в полуфитон ФВА входит античастица правого мира, т.е. настоящая античастица. Именно поэтому ФВВ мы называем физическим вакуумом вещества (но не материи), а ФВА - физическим вакуумом антивещества (но не антиматерии, поскольку материя одна).



2.2.3. Основные свойства физических вакуумов вещества и антивещества
Поляризации ФВВ и ФВА, в отличие от АФВ, оказываются попарно сильно связанными: электрическая и гравитационная, магнитная и спиновая. При действии на ФВВ и ФВА электрического поля возникают не только электрическая, но и гравитационная поляризации, при действии гравитационного поля также возникают обе эти поляризации. При действии магнитного поля возникают не только магнитная, но и спиновая поляризация, при действии спинового поля - также обе эти поляризации. Указанные особенности ФВВ и ФВА становятся очевидными при рассмотрении полуфитона ФВВ (на рис.2 - слева) и полуфитона ФВА (на рис.2 - справа), если исходить из свойств частиц- античастиц, о которых было сказано выше.

Вместе с тем видно и принципиальное отличие ФВВ от ФВА. При действии определенного поля в случае ФВВ сопутствующая поляризация имеет то же направление, что и одноименная полю поляризация. В случае ФВА сопутствующая поляризация имеет направление, противоположное направлению одноименной полю поляризации.




2.2.4. Круговорот материи во Вселенной
На основе модели ФВ, состоящего из частиц - античастиц правого и левого миров, можно получить схематичную модель Вселенной, в которой вещество возникает из ФВ и исчезает в нем. Исходным моментом такой модели является уточненное определение вещества: вещество - это то, что имеет положительную массу, т.е. оно включает в себя обычные (наблюдаемые) частицы и античастицы с положительными массами. Как уже было сказано выше (рис.2.), из этих частиц состоит ФВВ, а из античастиц - ФВА, если конечно оставить в стороне АФВ. Следовательно, вещество в указанном выше смысле может появиться в результате разложения как ФВВ, так и ФВА. В первом случае должны появляться частицы с положительными массами, а во втором - античастицы, также с положительными массами. Но поскольку в наблюдаемой Вселенной антивещество является исключением, то возникает соображение, согласно которому связанные с ФВВ и ФВА реакции происходят по-разному.

ФВВ с определенным временем релаксации распадается на частицы +m, +q, +s, + и  m, -q, -s, -. Если исключить из рассмотрения ядерные реакции, при которых рождаются античастицы, то следует отказаться от предположения о разложении ФВА. Напротив, ФВА каким-то неизвестным нам образом, собирает из АФВ разрозненные частицы +m, +q, +s, + и  m, -q, -s, -, возникающие в результате разложения ФВВ,

и восстанавливает квадриги АФВ. Таким образом, происходит круговорот материи.

На рис.3 представлена квадрига частиц - античастиц Терлецкого (сверху), диада частиц ФВВ (слева), диада частиц ФВА (справа), а также отдельные частицы вещества правого мира - обычные частицы и частицы левого мира (с отрицательной массой).

Стрелками показаны следующие преобразования: 1 - выделение из квадриги Терлецкого частиц ФВВ; 2- выделение из квадриги Терлецкого частиц ФВА; 3 - выделение из диад ФВВ частиц вещества; 4 - выделение из диад ФВВ частиц левого мира; 5, 6 - соединение частиц вещества и частиц левого мира с частицами ФВА в квадригу Терлецкого; 7 - окончание цикла преобразования материи.

Рис.3.
На основе схемы рис.3 можно представить такую картину круговорота материи во Вселенной. Частицы (диады) ФВВ и частицы (диады) ФВА рождаются из АФВ в результате сильного энергетического воздействия в звездах. Они по отдельности собираются в локальные образования, которые в настоящей работе отождествляются с природными самосветящимися образованиями. Таким образом, должно существовать два вида самосветящихся образований, которые можно условно назвать образованиями ФВВ и ФВА.

Оба эти образования вне мест своего зарождения должны исчезнуть. Вокруг образований ФВВ из-за расхода диад должно образоваться вещество, в основном в виде водорода. Напротив, образования ФВА должны терять свои диады в результате их соединения с частицами вещества и частицами -m, -q, -s, - левого мира. В этом случае должны возникать квадриги Терлецкого, т.е. АФВ.


    1. Уравнения макроскопической модели объединенной электрогравидинамики



      1. Уравнения Максвелла и Хевисайда при поляризационно-полевой концепции физического вакуума

Рассмотренные выше представления об электрических, магнитных, гравитационных, спиновых поляризациях и полях ФВ ведут к объединенной модели электрогравидинамики. Естественно, что в основе электромагнитной части этой модели должна лежать электродинамика Максвелла. Как известно [58], эта теория создана на основе обобщения многочисленных экспериментальных данных. Область ее приложения кончается при размерах меньших 10-13 см, т.е. при расстояниях действия ядерных сил [53].

В электродинамике фундаментальное значение имеют три положения:


  1. линейность основных уравнений Максвелла;

  2. уравновешенность в целом положительных и отрицательных электрических зарядов;

  3. ковариантность уравнений Максвелла относительно группы преобразований Лоренца.

Линейность основных уравнений Максвелла позволяет использовать принцип суперпозиции потенциалов и полей. В свою очередь, принцип суперпозиции лежит в основе теорий электрических и магнитных поляризаций.

Если бы электрические заряды в пространстве были не уравновешены в целом, то теория Максвелла потеряла бы свое физическое содержание в связи с расходимостью сумм и интегралов для потенциалов. В этом случае стало бы невозможным определение электрических и магнитных сил.

Специальная теория относительности (СТО) Эйнштейна возникла в связи с проблемами электродинамики и, получив экспериментальное обоснование, приобрела самостоятельное значение. В частности, получила физическое обоснование используемая в электродинамике группа преобразований Лоренца:

координат, полей, поляризаций, токов-зарядов [58].

При поляризационно-полевой концепции ФВ электрическая и магнитная поляризации ФВ могут быть введены в уравнения Максвелла точно так же, как введены одноименные поляризации вещества.

В гравитационной части модели неоднородного ФВ на первый план выступают его гравитационная и спиновая поляризации. Поэтому первое фундаментальное положение электродинамики должно быть распространено и на теорию гравитации, выбранную составной частью рассматриваемой модели, т.е. она должна быть линейной.

В связи с рассматриваемыми вопросами невозможно пройти мимо признанной теории гравитации - общей теории относительности Эйнштейна. Эта теория - нелинейная. Но теория обычных звезд с массой, не превышающей 100 масс Солнца, не требует теории относительности [63]. Другими словами, для описания гравитационных процессов в окрестностях Солнца могут быть использованы линеаризованные уравнения ОТО Эйнштейна, которыми являются волновые уравнения Даламбера в потенциалах [73]. Из одного такого уравнения вытекает гравитационный закон Ньютона. Уравнения Даламбера неудобны для введения поляризаций ФВ. Поэтому необходимо сделать еще один шаг - перейти к уравнениям гравитации, подобным уравнениям Максвелла, т.е. соотношениям, выраженным через поля. Этот переход известен как максвеллизация уравнений ОТО [74]. В принципе в такие уравнения уже можно ввести гравитационную и спиновую поляризации ФВ. Но еще за 23 года до ОТО Эйнштейна Хевисайд предложил уравнения гравитации, подобные уравнениям Максвелла [47]. Эти уравнения хорошо согласованы с рядом законов и принципов физики. Поэтому можно непосредственно обратиться к уравнениям Хевисайда, минуя ОТО.

Однако между ОТО и теорией Хевисайда большое различие, состоящее в том, что

первая связана с ограниченной, а вторая - с неограниченной Вселенной. Поэтому в теории Хевисайда, как и в теории Ньютона, возникает проблема расходимости гравитационного потенциала, т.е. проблема гравитационного парадокса в безграничном пространстве, заполненном материей [63]. Однако эта трудность имеет место только в случае, когда предполагается существование вещества с положительной массой, и только.

Если же исходить из представлений Шипова [53], где сказано о равенстве положительных и отрицательных масс во Вселенной, то в теории гравитации Хевисайда (и Ньютона) сразу же снимаются возражения, связанные с гравитационным парадоксом. В гравидинамике Хевисайда появляется фундаментальное положение равенства положительных и отрицательных масс, эквивалентное фундаментальному положению равенства положительных и отрицательных электрических зарядов в электродинамике.

Исходя из признания СТО теорией всеобщего применения, необходимо распространить группу преобразований Лоренца и на уравнения Хевисайда. В частности, необходимо принять скорость гравитационных волн равной скорости света, положив массу релятивистским инвариантом.

Можно показать, что соединение теории Хевисайда и СТО (в форме теории Минковского) ведет к современной лоренц-ковариантной теории тяготения (ЛКТТ), обоснование которой дано Стрельцовым [59]. Отличие состоит лишь в том, что уравнения ЛКТТ представлены в виде линейных волновых уравнений Даламбера (релятивистских уравнений Пуассона) потенциалами, а уравнения Хевисайда - полями. Но как раз это отличие имеет принципиально важное значение в случае поляризационно-полевой концепции ФВ. В линейные полевые уравнения Хевисайда можно ввести поляризации ФВ так же просто, как и в линейные полевые уравнения Максвелла.

Таким образом, и в теории Хевисайда становятся справедливыми все три фундаментальные положения электродинамики, если в нем осуществить замену релятивистски-инвариантных зарядов на релятивистски-инвариантные массы.

В данной макроскопической модели неоднородного ФВ возникает большое число параметров, характеризующих состояние ФВ, намного превышающее их количество в электродинамике.

В этой связи возникает потребность ввести определенное единообразие в обозначениях родственных физических величин и установить соответствие названий буквенным обозначениям. В уравнениях Максвелла целесообразно отказаться даже от привычных, ставших международными, обозначений индукций и поляризаций.

Для случая изотропных ФВ и вещества ниже используются следующие обозначения. Для полей: E - электрическое, - магнитное, G - гравитационное, S - спиновое; для поляризаций ФВ: PEFV - электрическая, - магнитная, - гравитационная, - спиновая; для поляризаций вещества: -электрическая, -- магнитная, - гравитационная, - спиновая. Кроме того, вводятся следующие обозначения: - плотность электрических зарядов вещества; - плотность гравитационных масс вещества; - плотность электрического тока вещества; - плотность гравитационного тока вещества; - скорость носителей электрического или гравитационного токов. В случае движения точечного электрического заряда q :; в случае движения точечной гравитационной массы m:

; - функция; - радиусы- векторы траектории движения электрического заряда и гравитационной массы соответственно; r - текущий радиус- вектор; .

Уравнения Максвелла в рассматриваемой модели (при поляризационно-полевой концепции ФВ) имеют вид [58]:



; (1)

; (2)

(3)

; (4)


; (5)

, (6)


где использованы указанные выше обозначения; - магнитная постоянная или магнитная проницаемость вакуума.

В случае абсолютного ФВ: где D - электрическая индукция; P - электрическая поляризация вещества; - электрическая постоянная или электрическая проницаемость вакуума; (M'- магнитное поле); ; (M - намагниченность);, где B - магнитная индукция;



H - магнитное поле в АФВ. В этом случае уравнения Максвелла приобретают привычный вид (в системе единиц MKSA, SI) [30]:

где c = (?0?0)-1/2 - скорость света в вакууме.

Уравнения Хевисайда в рассматриваемой модели имеют вид [3, 74, 75]:

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

где используются указанные выше обозначения; s0 - спиновая постоянная или спиновая проницаемость вакуума.

В случае АФВ: PGFV = g0G; PSFV = s0-1S, где g0 = (4?G)-1; G = 6.672 ∙ 10-11 м3 ∙ kг-1c-2 –гравитационная постоянная, причем cG = (g0s0)-1/2 = c - скорость гравитационных волн в вакууме, равная скорости света в вакууме. Величины констант и размерности переменных в уравнениях Максвелла и Хевисайда приведены в таблице 2.

Таблица 2



Уравнения Максвелла

Уравнения Хевисайда







8.855 ?10 –12 м-3?кг-1 4 ?A2




1.193 ?109 м-3? кг? с2



1.257 ?10-6 м? кг? с-2 ?A-2

s0

0.9329 ?10-26 м? кг-1

?E

м-3 ?с ?A = Kл /м3

?G






JE

м-2?A = A/м2




JG






PE

м-2? с? A =


PG






PM

м-1?A =


PS

м-1?кг?с-1 =


        1. E


м? кг ?с-3 ?A-1 =


G

м?с-2






Кл? с-2 ?A-1 =


S

с-1



 

Из таблицы 2 и уравнений Максвелла и Хевисайда видно, что - плотность количества движения или плотность импульсов, т.е. векторная сумма количества движения в единице объема; - сумма плотностей электрических диполей ФВ и вещества; - сумма плотностей гравитационных диполей ФВ и вещества; - сумма плотностей магнитных моментов ФВ и вещества; -сумма плотностей моментов количеств движения (спинов) ФВ и вещества; Е - ускорение, умноженное на коэффициент 1 кг/Кл; G- ускорение; М'- угловая частота, умноженная на коэффициент 1 кг/Кл; S - угловая частота. Таким образом, устанавливается соответствие между наименованиями и физической сутью размерностей поляризаций. Поля E, G, M', S имеют механические размерности, что вскрывает их прямое отношение к силам и механическим моментам.




      1. Уравнения Максвелла и Хевисайда как совокупность законов вещества и физического вакуума

Уравнения Максвелла созданы на основе экспериментально установленных законов электромагнетизма. Из них естественным образом вытекают законы, как связанные с ФВ (такие почти все: Фарадея, Ампера, Кулона, излучения и т.д.), так и не связанные с ним (закон сохранения электрического заряда). С уравнениями Хевисайда положение сложнее. Они включают в себя лишь два экспериментально установленных физических закона: гравитационный закон Ньютона и закон сохранения гравитационной массы. Но последний требует специального рассмотрения, особенно в связи с релятивистскими проблемами гравитационной, инертной и собственной масс. Все другие законы, вытекающие из уравнений Хевисайда, еще требуют своего экспериментального подтверждения. Поляризационно-полевая концепция ФВ вносит в законы уравнений Максвелла и Хевисайда свои весьма важные уточнения. Ниже систематически рассматриваются физические эффекты, лежащие в основе уравнений Максвелла и Хевисайда.



        1. Закон Кулона в нерелятивистском приближении

При расположении точечного электрического заряда ?E = q1 ? (r - rq) в АФВ, согласно (1), возникает электрическое поле



где rq - вектор, начало которого находится в точке расположения электрического заряда q1, а конец - в точке наблюдения поля; rq - абсолютная длина вектора rq.

Сила, действующая на точечный электрический заряд q2, расположенный в точке наблюдения поля, выражается соотношением:

(13)
Очевидно, что соотношение (13) выражает закон Кулона. Если электрические заряды q1 и q2 оба положительные, то они отталкиваются друг от друга.


        1. Гравитационный закон Ньютона в нерелятивистском приближении

При расположении точечной гравитационной массы ?G = m1 ? (r - rm) в АФВ, согласно (7), возникает гравитационное поле


где rm - вектор, начало которого находится в точке расположения точечной гравитационной массы m1, а конец - в точке наблюдения поля; rm - абсолютная длина вектора rm.

Сила, действующая на точечную гравитационную массу m2, расположенную в точке наблюдения поля, выражается соотношением:


Очевидно, что соотношение (14) выражает гравитационный закон Ньютона. Если гравитационные массы m1 и m2 обе положительные, то они притягиваются друг к другу.

Нетрудно видеть, что замена знака плюс в уравнении (1}) Максвелла на знак минус в уравнении (7) Хевисайда имеет принципиально важное значение.




        1. Закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда вытекает из уравнений (1) и (3) Максвелла и имеет вид:



(15)
Рассмотрение этого уравнения следует вести, исходя из условия ковариантности уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца.

Уравнение (15) лоренц-ковариантное, т.е. оно остается неизменным как в неподвижной, так и в любой подвижной системах отсчета при выполнении преобразований Лоренца для плотности тока JE и плотности электрического заряда ?E вида: ?E = ?(?E + J’E1?/c2), JE1 = ?(J’E1 + ?E?), JE2 = J’E2, JE3 = J’E3, где ? = (1 - ?2/c2)-1/2. Штрихи в этих выражениях относятся к неподвижной системе отсчета (подвижная система отсчета движется со скоростью вдоль оси 1).

Вместе с тем, выполняется и интегральный закон сохранения электрического заряда, согласно которому суммарный электрический заряд Q в некоторой ограниченной области пространства остается неизменным (является инвариантом) в любой инерциальной системе отсчета [58].


        1. Закон сохранения гравитационной массы

Из уравнений (7) и (9) Хевисайда вытекает соотношение вида


. (16)
Это соотношение можно сразу назвать законом сохранения гравитационной массы в связи с тем, что входящие в уравнение Хевисайда массы имеют прямое отношение к гравитационному закону Ньютона. При рассмотрении указанного вопроса необходимо исходить, как и в случае уравнений Максвелла, из условия ковариантности уравнений Хевисайда относительно преобразований Лоренца и интегрального закона сохранения гравитационной массы.

Уравнение (16), как и (15), лоренц-ковариантное. Поэтому для него преобразование Лоренца имеет точно такой же вид, как и для уравнения (15), только необходимо заменить подстрочные индексы Е на индексы G. Интегральный закон сохранения гравитационной массы приводит к однозначному выводу: масса, связанная с плотностью , должна быть собственной массой, т.е. массой покоя. Именно эта масса является релятивистским инвариантом в теории Минковского [58].



        1. Законы нейтральности вещества и физического вакуума

В теории Максвелла дивергенции электрических и магнитных поляризаций вещества являются плотностями связанных (поляризационных) электрических и магнитных зарядов вещества [31, 32]. Подобные определения можно распространить и на электрическую и магнитную, а также на гравитационную и спиновую поляризации ФВ. При таком подходе уравнения (1), (2), (5), (6) Максвелла и (7), (8), (11), (12) Хевисайда приобретают физический смысл равенства нулю в каждой точке пространства сумм свободных и связанных электрических, магнитных, спиновых зарядов и гравитационных масс ФВ и вещества.

В частности, из уравнений (1) и (5) Максвелла следует, что
, (17)
где ?EK = -div PEK - плотность связанных зарядов электрических диполей вещества [30]; ?EFV = -div PEFV - по аналогии, плотность связанных зарядов электрических диполей ФВ.

Из уравнений (7) и (11) Хевисайда следует, что


(18)
где ?GFV = div PGFV - плотность связанных масс гравитационных диполей ФВ; ?GK = div PGK - плотность связанных масс гравитационных диполей вещества [3, 75]. В определениях ?GFV и ?GK учтено то, что в уравнениях Хевисайда при массах стоит знак минус там, где в уравнениях Максвелла при электрических зарядах стоит знак плюс.

Из уравнений (2) и (6) Максвелла следует, что


, (19)
где ?MFV = -div PMFV - плотность связанных магнитных зарядов ФВ; ?MK =  div PMK - плотность связанных магнитных зарядов вещества.

Из уравнений (8) и (12) Хевисайда следует, что


(20)
где ?SFV = +div PSFV   плотность связанных спиновых зарядов ФВ; ?SK = +div PSK - плотность связанных спиновых зарядов вещества.

Равенство нулю свободных и связанных зарядов и гравитационных масс ФВ и вещества при поляризационно-полевой концепции ФВ (17)-(20) можно назвать законами полной нейтральности вещества и ФВ. Необходимо помнить, что эти законы имеют физический смысл для макрообъектов.



Законы непрерывности полных электрического, магнитного, гравитационного и спинового токов
Уравнения Максвелла (3) и (4) можно представить теперь таким образом:
(21)
, (22)
где JMA = ?0-1 rot M’; JEA = ?0-1 rot E; JED = ?PE/?t - сумма плотностей электрических токов смещения вещества и ФВ; JED = ?PE/?t - сумма плотностей магнитных токов смещения вещества и ФВ.

Уравнения Хевисайда (9) и (10) также можно представить в виде:


(23)

, (24)

где JSA = s0-1 rot S; JGA = s0-1 rot G; JGD = ?PG/?t - сумма плотностей гравитационных токов смещения вещества и ФВ; JSD = ?PS/?t - сумма плотностей спиновых токов смещения вещества и ФВ.

В поляризационно-полевой концепции ФВ токи смещения, электрический, магнитный, гравитационный и спиновой вещества и ФВ являются поляризационными токами и в этом смысле они не отличаются от электрического поляризационного тока смещения в веществе. Тем самым, все восемь токов смещения приобретают конкретный физический смысл, в то время как при полевой концепции ФВ даже электрический ток смещения в вакууме является абстрактным понятием.

В соотношения для плотностей токов (21)-(24) входят четыре величины: JEA, JMA, JGA, JSA, которые связаны со свойствами ФВ. Эти величины имеют отношение только к проявлениям материи, но не вещества, в данном случае к четырем полям: E, M’, G, S. Основное свойство этих токов отражают очевидные соотношения: div JEA ? 0; div JGA ? 0; div JMA ? 0; div JSA ? 0. Следовательно, согласно теореме Остроградского - Гаусса:


(25)

(26)

(27)

(28)

где S - замкнутая поверхность; dS вектор-дифференциал этой поверхности.

Соотношение (27) выражает закон непрерывности полного тока в теории электромагнетизма [30]. По аналогии, соотношения (25), (26), (28) также можно назвать законами непрерывности полных гравитационного, магнитного и спинового токов соответственно, а токи JEA, JMA, JGA, JSA - полными токами соответствующих наименований.

Итак, в данной модели ФВ уравнения Максвелла и Хевисайда предстают как совокупность соотношений, выражающих физические макроскопические законы вещества и ФВ. В случае отсутствия вещества в рассматриваемом пространстве (?E = 0; ?G = 0; ?EK = 0; ?GK = 0; ?MK = 0; ?SK = 0; JE = 0; JG = 0) соотношения (17)-(20); (21)-(24); (25)-(28) не теряют своего физического содержания и представляют макроскопические законы ФВ как материальной среды. В этом случае законы


(29)
(30)
(31)
(32)
выражают абсолютную нейтральность ФВ в отсутствии вещества. В нейтральном состоянии ФВ остается и при действии любых полей, в частности, при распространении электромагнитных и гравитационных волн.

В этом случае законы



(33)
(34)
(35)
(36)
выражают возбуждение ФВ полями при отсутствии вещества.

Таким образом, в данной концепции ФВ все уравнения Максвелла и Хевисайда предстают как совокупность рассмотренных выше физических законов, отражающих электромагнитные и грависпиновые свойства двух сред на макроуровне: ФВ и вещества. В ряду законов электромагнетизма и грависпинорики следует также иметь в виду законы суперпозиции одноименных полей, которые являются следствием линейности уравнений Максвелла и Хевисайда.



2.3.3. Зависимости поляризаций физического вакуума от полей
Зависимости поляризаций абсолютного ФВ, ФВВ и ФВА от полей, как видно из предыдущего рассмотрения, отличаются между собой.

В частности, для АФВ поляризации зависят только от своих полей и имеют вид (рис.1):


(37)
(38)
(39)
(40)
где ?0 = ?0-1; ?0 = g0; ?0 = s0-1.

Для ФВВ и ФВА связанными оказываются электрическая и гравитационная, а также магнитная и спиновая поляризации (рис.2).

Эти связи можно выразить в виде двух следующих соотношений:
(41)
(42)
В (41), (42) знак плюс относится к случаю ФВВ, а знак минус - ФВА соответственно.

Так как электрическая и гравитационная поляризации ФВ пропорциональны mG+qE, то с учетом (41) можно получить два выражения для этих поляризаций:


(43)
(44)

где коэффициенту ?0 нужно присвоить знак плюс в случае ФВВ и минус - в случае ФВА.

Полагая, что магнитная и спиновая поляризации ФВ пропорциональны силовому вектору ?M’+sS учетом (42) можно получить еще два аналогичных выражения для магнитной и спиновой поляризаций:
(45)

(46)
где коэффициент ?0 имеет знак плюс в случае ФВВ и мину - в случае ФВА.

2.3.4. Задачи объединенной электрогравидинамики
Итак, в случае заполнения пространства АФВ уравнения Максвелла и Хевисайда, согласно (37)-(40), оказываются не связанными. В этом случае поляризационно-полевая и полевая концепции ФВ дают неотличимые результаты, а уравнения Максвелла (1)-(6) и Хевисайда (7)-(12) могут быть легко преобразованы к виду, известному в литературе.

Как уже было сказано выше, предполагается, что ФВВ и ФВА занимают локальные области пространства, а пространство вне этих областей заполнено АФВ. Можно также положить, что в локальных областях пространства присутствуют смеси ФВВ или ФВА с АФВ. Эти области пространства названы ВД [6]. В областях пространства, занятых ВД, уравнения Максвелла и Хевисайда (1)-(12) оказываются связанными согласно (43)-(46). Таким образом, возникают совместные задачи электродинамики и гравидинамики. В этих задачах коэффициенты ?0 и ?0 необходимо представить финитными функциями пространственных координат x, y, z и времени t (для описания перемещения и деформаций локальных областей в пространстве). В области пространства, внешней относительно ВД, следует положить ?0 = 0 и ?0 = 0

Как видно из предыдущего анализа, коэффициенты ?0, ?0, ?0, ?0 имеют в АФВ строго определенные численные значения. Но в областях пространства, заполненного ВД, эти коэффициенты могут быть функциями координат и времени.

Полная постановка задач электрогравидинамики ФВ предполагает также задание внешних относительно ВД полей, одного из четырех или их комбинаций, как постоянных, так и переменных, например, в виде падающих волн (электромагнитных или грависпиновых). Искомыми функциями являются индуцированные поляризации и поля. Индуцированные поляризации позволяют определить действующие на ВД силы.

ВД проникают в вещество (воздух атмосферы, воду, твердые тела). Но если АФВ непосредственно не взаимодействует с веществом, то ФВВ и ФВА в виде ВД непосредственно взаимодействуют с ним. Это взаимодействие ВД и вещества представляет такой же большой научный интерес, как и взаимодействие ВД с полями. Для описания указанного взаимодействия необходимо детальное математическое описание членов уравнений электрогравидинамики (1)-(12), отражающих свойства вещества.

Отметим здесь же, что приведенная выше форма уравнений объединенной электрогравидинамики (1)-(12), (43)-(46) приближена к физической сути уравнений Максвелла и Хевисайда. Однако она непривычна и может вызвать затруднения при проведении практических расчетов физических процессов в ВД и связанных с ВД. Поэтому ниже используется традиционная форма указанных уравнений, принятая для полевой концепции ФВ.




    1. Уравнения макроскопической модели объединенной электрогравидинамики для практических расчетов


2.4.1. Уравнения объединенной электрогравидинамики в общем случае
В общем случае, когда рассматриваются АФВ или ФВВ - ФВА и вещество, вакуумновещественные уравнения объединенной электрогравидинамики при неоднородном ФВ имеют следующий вид [3, 4, 6]:
(471)

(472)

(473)

(474)
(481)

(482)

(483)

(491)

(492)

(493)

(494)
(501)

(502)

(503)
В системе уравнений (47)-(50): ?, ?G - плотности электрических зарядов и собственных масс соответственно; J, JG - плотности электрического и гравитационного токов соответственно; E, EG, D, DG - электрические и гравитационные поля и индукции соответственно; H, HG, B, BG -магнитные и спиновые поля и индукции соответственно; ?, ?G - электрическая и гравитационная относительные проницаемости (постоянные) вещества соответственно; ?, ?G - магнитная и спиновая относительные проницаемости (постоянные) соответственно; ?, ?G - электрическая и гравитационная проводимости вещества соответственно; ?1 - электрогравитационная проводимость вещества; v, vG -скорости носителей электрического и гравитационного токов соответственно; ?, ?G, v0, vG0 -плотности электрических зарядов и масс, скорости макроскопических частиц, тел соответственно;



где ?01, ?01- электрогравитационная и магнитоспиновая проницаемости ФВ соответственно; ?11, ?11 электрогравитационная и магнитоспиновая проницаемости вещества соответственно.

Размерности переменных и значения констант в уравнениях (47)-(50) показаны в таблице 3.

Таблица 3




Уравнения Максвелла

Уравнения Хевисайда





?0

8.855 ?10-12 м-3?кг-14?A2

?0G

1.193?109 м-3?кг?с-2

?0

1.257? 10-6 м? кг? с-2 ?A-2

?0G

0.9329?10-26 м ? кг-1

r

м-3 ?с ?A

?G

м-3?кг

J

м-2 ?A

JG

м-2?кг?с-1

D

м-2 ?с ?A

DG

М-2?кг
        1. H


М-1? A

HG

м-1?кг?с-1
        1. E


м?кг? с-3? A-1

EG

м?с-2
        1. B


кг? с-2? A-1

BG

с-1

В этой таблице слева приведены известные размерности переменных и значения констант в уравнениях Максвелла, справа - в уравнениях Хевисайда.

В уравнениях (47)-(50) взята за основу используемая в настоящее время стандартная система обозначений, принятая для уравнений \NEM Максвелла [76]. Эта система имеет большие практические преимущества по сравнению с системой обозначений в уравнениях (1) - (12), (43) -(46), что позволяет без существенных переобозначений использовать большое число результатов решения задач электродинамики, в частности, благодаря аналогии уравнений электродинамики и гравидинамики. Вместе с тем, в системе уравнений (47) -(50) не соответствуют друг другу названия и размерности магнитного и спинового полей. Как видно из таблицы 3, поля H и HG имеют размерности поляризаций. В этой связи среди сторонников полевой концепции ФВ возникла длительная дискуссия, отраженная во многих курсах электродинамики [30, 58, 72], темой которой являлось выяснение вопроса, какой вектор является “истинным” полем, H или B? Как видно из предыдущего параграфа, этот вопрос в рамках поляризационно-полевой концепции ФВ решается однозначно: полем является вектор H, но его размерность должна быть изменена, т.е. полем необходимо считать вектор M’ = ?0H. С другой стороны очевидно, что в принятой математической модели решение указанного вопроса не имеет определяющего значения.

В теоретических исследованиях может быть использована форма уравнений электрогравидинамики, представленная выражениями (1) -(12), (43)-(46). При переходе от формы уравнений электрогравидинамики, описываемой соотношениями (47) -(50), к (1)-(12), (43) - (46) необходимо иметь в виду, что .



2.4.2 Оценки величин коэффициентов проницаемостей и проводимостей вещества
Коэффициенты проницаемостей ? и ? проводимостей в уравнениях Максвелла для различных веществ хорошо известны. В настоящем рассмотрении мы оценим величины гравитационных коэффициентов проницаемостей ?G, ?G, проводимостей ?G, ?1 и электрогравитационных коэффициентов проницаемостей ?11, ?11 различных веществ.

Наиболее просто указанные гравитационные коэффициенты определяются в случае подвижных частиц вещества, одновременно обладающих электрическими зарядами и массами, магнитными моментами и спинами (а также орбитальными моментами количества движения), поскольку в этом случае можно использовать фрагменты электронной теории вещества [60, 77 - 79].

Действующая на подвижную частицу вещества сила (при скорости частицы ? << c) может быть представлена так
, (51)
где E’ = EL + [vBL]; E’G = EGL + [vBGL]; EL, EGL, BL, BGL - локальные поля в неподвижной системе отсчета, например, связанной с кристаллической решеткой вещества; m* - эффективная масса частицы.

Механический момент T, действующий на элементарные моменты частицы, - магнитный и спиновой, выражается следующим образом [31]:


(52)
Уравнения (51}) и (52) отличаются от подобных же соотношений в электронной теории вещества дополнительными членами справа с индексами “G”.

Полагаем теперь, что локальные поля есть суммы внутренних, действующих от соседних частиц вещества, и внешних полей, присутствующих в области вакуума (разумеется, при данном рассмотрении - АФВ), в которых находится рассматриваемая частица. С расчета внутренних локальных электрических и магнитных полей начинаются многие модели определения коэффициентов диэлектриков и магнетиков [60]. Но в рассматриваемом случае, когда имеются в виду вещества с уже определенными коэффициентами и , необходимость в подобных расчетах внутренних локальных гравитационных и спиновых полей не отпадает, поскольку может быть использован другой подход. Из выражений для силы и момента (51), (52) могут быть определены эффективные внешнее электрическое поле, учитывающее действие и гравитационного поля, и внешнее магнитное поле, учитывающее действие и спинового поля. Аналогичным образом могут быть введены эффективные гравитационные и спиновые поля. Определение эффективных полей ведет к выявлению ?G, ?G, ?G, ?11, ?11, ?1 от ?, ?, ?. Способ получения этих зависимостей показан ниже.

В рассматриваемом случае, когда подвижные частицы вещества одновременно обладают массами и электрическими зарядами, спинами и магнитными моментами, справедливы следующие соотношения:
(53)
где P, M   электрическая поляризация и намагниченность (магнитная поляризация) вещества, являющиеся суммами электрических диполей P = qx и магнитных моментов в единице объема вещества; PG, MG - гравитационная и спиновая поляризации вещества, являющиеся суммами гравитационных PG = mx и спиновых моментов в единице объема вещества; - гиромагнитное отношение; Ji, JGi - плотности электрического и гравитационного токов для i-го носителя тока в веществе (к носителям тока относятся: электроны, дырки, ионы); x - вектор-смещение подвижной частицы вещества относительно ее равновесного положения.

Имея в виду равенство инертной и гравитационной масс в нерелятивистском приближении, следует особо подчеркнуть, что соотношения (53) справедливы только в случае, когда длина грависпиновой волны, а следовательно, и электромагнитной волны, существенно меньше размеров тела вещества, или в случае, когда тело неподвижно относительно поверхности Земли, а длина грависпиновой волны существенно меньше диаметра Земли. В противном случае можно сразу положить ?G = 1, ?G = 1, ?11 = 0, ?11 = 0, ?G = 0, ?1 = 0. Не рассматривается также интересный случай вращающихся тел.

В исследуемой модели электрогравидинамики остаются в силе классические определения электрической и магнитной индукций и могут быть по аналогии с ними определены гравитационная и спиновая индукции:
(541)

; (542)

(543)

(544)
Компоненты плотностей токов в веществе выражаются согласно приведенным выше определениям следующим образом:
(55)
где vi - средняя или дрейфовая скорость i-х носителей токов.

Эффективные поля можно ввести, исходя из соотношений для сил (51) и моментов сил (52), с учетом соотношений (53):



(561)

(562)

(563)

(564)
В электрогравидинамике поляризации следует определить пропорциональными эффективным полям:

(571)

(572)

; (573)

(574)
где ? - 1, ?G - 1, ? - 1, ?G – 1 - электрическая, гравитационная, магнитная и спиновая восприимчивости вещества соответственно.

Из (53)-(57) вытекает, что



(581)

(582)

(583)

(584)
Для проводников электрического тока можно ограничиться случаем, когда сила, действующая на подвижную частицу, пропорциональна скорости :
(59)

где ?i = mi*/?i; mi*- эффективная масса i-го носителя тока, - время релаксации i-го носителя тока [60].





    1. Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©dereksiz.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет