Взгляд на ото. Анизотропия физического континуума

Вся эта математическая абстракция не способна прояснить истинную физическую природу гравитации, но общая идея А.Энштейна об изменении пространства вокруг гравитационной массы абсолютно верна.

Какова истинная физическая природа «искривления» пространства? Во-первых, искривленное пространство не может быть изотропным, оно анизотропное по определению. По каким именно параметрам пространство физически анизотропное?

Попробуем найти ответ на этот вопрос.

Одним из наиболее ярких доказательств искривления пространства в ОТО является искривление лучей света в гравитационном поле масс. Этот, по сути простейший, эффект доказывает, что физическое пространство оптически анизотропное… Электромагнитная проницаемость физ.вакуума не является постоянной величиной. Плотность физического континуума и его оптическая плотность вокруг гравитационной массы больше, чем в дальнем космосе вдали от гравитационных масс. Поэтому искривление лучей света происходит как в линзе шаровидной формы.

Электромагнитная (оптическая) анизотропия физического пространства объясняет и другие гравитационные эффекты. Так как фотон, улетающий от гравитационной массы движется из более оптически плотной среды в менее плотную, то его длина волны должна увеличиваться, а энергия уменьшается. Такой эффект существует и называется гравитационное красное смещение длины волны фотонов. Есть и обратный эффект, когда фотон движется к гравитационной массе. Его длина волны уменьшается, а энергия увеличивается. Гравитационное красное и фиолетовое смещение доказывают, что физическое пространство оптически (а значит электромагнитно) неоднородно, анизотропно. В оптически изотропном пространстве траектория, длина волны, скорость оставались бы неизменными, а главное, они никак не могут зависеть от таких субъективных понятий как система координат, «метрика», геодезических линий и прочих абстрактных воображаемых понятий.

При движении электромагнитной волны в оптически анизотропной среде изменяется не только длина волны, но и скорость волны. Например, в стекле скорость света в 1,5 раза меньше, чем в воздухе. Длина волны уменьшается также в 1,5 раза. Вблизи гравитационной массы электромагнитная проницаемость физ.континуума больше, поэтому скорость света меньше. В оптически более плотной среде скорость света всегда меньше, чем в менее плотной. Вблизи гравитационной массы скорость света (и любых электромагнитных взаимодействий) меньше, чем в дальнем космосе. Это и объясняет загадочное замедление времени в гравитационном поле. Скорость света, как показывают астрономические измерения, действительно уменьшается вблизи гравитационной массы Солнца, только интерпретируется это, как следствие «замедления времени» в гравитационном поле. «Время» в ОТО тоже рассматривается как некий особый физический объект.

Если перед собой поставить стакан воды, то внимательно взглянув на него можно заметить, что вода (и стекло стакана) искривляет лучи света. Однако, никому и в голову не приходит, что вода и стекло как-то де искривляют метрику пространства, что лучи света искривляются. У этого эффекта есть простое оптическое объяснение. В принципе, у любого оптического эффекта должно быть оптическое, а не какое иное объяснение. Это логика природы. Поэтому, когда мы наблюдаем преломление траектории фотонов, изменение их длины волны и скорости, то логично искать оптическое объяснение этим эффектам, оптическим по природе. Логично искать ответы в рамках физической оптики, а не в абстрактно математической области, ища, по сути, иррациональные решения.

«Замедление времени» есть следствие замедления скорости света с более плотном оптически физическом континууме, следствие, а не причина. Замедление скорости света следует и из ОТО, однако из-за догмы, что де скорость света константа, понятие скорости света считают неизменным, а задержки фотонов объясняют замедление скорости хода времени. Такая вот логика…

Однако, если внимательно взглянем на формулу скорости света: и учтем ее размерность, то ясно увидим, что метрика (в числителе) не зависит от физических свойств пространства, т.е. абсолютно физически инвариантная величина. Но замедление скорости света можно объяснить только за счет физических параметров в знаменателе дроби. Это неизменно, строго логически доказывает, что электромагнитная проницаемость физ. пространства не является константой.

Итак, важнейший вывод из анизотропии физического пространства, - скорость света не является константой, она зависит от плотности физ. континуума, поэтому и наблюдаются собственно все гравитационно-оптические явления, - искривление лучей света, гравитационное смещение длины волны фотонов (и любых электромагнитных волн), изменение скорости света в гравитационном поле. Все это хорошо и просто объясняется законами физической оптики без привлечения сверхсложного математического аппарата ОТО и подобных ей релятивистских теорий.

Из всего сказанного понятно, как гравитационное поле действует на электромагнитные волны (фотоны). Но каким образом гравитационное поле действует на материю, частицы? Вот основной вопрос! В современной физике, во многих моделях, физический вакуум рассматривают не как пустоту, а как среду с огромной плотностью . В такой сверхплотной среде – диэлектрике распространяются электромагнитные волны, но невозможно движение «корпускул», частиц в традиционном восприятии неких твердых шариков. На самом деле никакой материи, частиц нет, это особая солитонная форма электромагнитных волн.

В гамма-квантах величина электрического поля достигает многих миллиардов вольт на сантиметр, а в электромагнитной волне гамма диапазона составляющая электрического поля достигает нескольких миллиардов вольт на сантиметр, что для диэлектрика, которым является физ. континуум – критическая величина. Электромагнитные волны с более сильными электрическими полями не могут свободно распространяться в пространстве, так как их поля сами изменяют физические свойства окружающего континуума, - а это уже нелинейная оптика. Такие электромагнитные волны образуют солитоноподобные структуры, которые устойчивы из-за того, что электромагнитная волна заперта внутри узкой области пространства благодаря полному внутреннему отражению или преломлению. Это происходит вследствие того, что электрическое поле волны так изменяет оптические свойства физ. пространства вокруг волны, что ее траектория замыкается сама на себя, - электромагнитная волна как бы заперта в оптическом резонаторе со стенками, свойства которых сама же и формирует. Такая электромагнитная волна образует уединенный объект-солитон. Устойчивость солитонов объясняется нелинейной оптикой. Структура этих электромагнитных волн – отдельная область физики и выходит за рамки этой статьи. Важно то, что материя, частицы – все те же электромагнитные волны только особой формы. Поэтому на них распространяются все гравитационные эффекты. Протон, летящий в гравитационном поле при скорости равной скорости света будет также искривлять свою траекторию, как и фотон, их траектории при равенстве скоростей будут абсолютно одинаковыми. Поскольку «частицы» - электромагнитные волны особой формы, то их движение в анизотропном физ. пространстве также подчиняется законам физ.оптики. Двигаясь в оптически неоднородной среде, они будут испытывать постоянное искривление траектории в более плотную оптически среду, - к гравитационной массе. Поэтому даже находясь в «покое» относительно, например, Земли, электромагнитная волна, двигаясь по своей внутренней траектории (в пределах солитона) будет испытывать электромагнитное давление «вниз» больше, чем «вверх». Это можно хорошо проиллюстрировать на конкретном примере. Если взять металлический резонатор и поставить его на поверхность Земли, внутри резонатора запустить радиоволну, которая двигается вниз и вверх. Из электромагнитной анизотропии физ. пространства, мы обнаружим, что электромагнитное давление (импульс) на дно банки резонатора будет немного больше, чем на крышку. Получается, что радио волна имеет массу, «вес». Резонатор с радиоволной будет тяжелее, чем пустой. Солитонная волна это по сути система резонатор-волна, в которой роль стенок выполняет скачок плотности физ. континуума.

Поскольку электрон, протон, нейтрон – это формы электромагнитных волн, то они при определенных условиях способны переходить в обычные электромагнитные волны. Такое происходит при аннигиляции электрона и позитрона – они превращаются в гамма-кванты. Есть и обратный эффект: два гамма-кванта при лобовом столкновении порождают пару частица-античастица. Это показывает, что одна форма электромагнитных волн переходит в другую, а не «материя» переходит в энергию. Недаром у частиц были обнаружены волновые свойства.

С гравитацией «материи» анизотропия физ. пространства имеет одно важнейшее для Вселенной, космологии свойство, - дело в том, что G – т.н. гравитационная постоянная также не является константой. Из элементарной теории размерностей получаем, что G~, - гравитационная постоянная пропорциональна четвертой степени скорости света. Это означает, что с ростом плотности физ.континуума гравитационная постоянная будет стремительно уменьшаться. Будет уменьшаться и сила гравитации. А из этого следует, что гравитационная сингулярность – сжатие гравитационной массы в точку бесконечно малых размеров невозможно. Как только гравитационное сжатие достигнет того уровня, что G резко уменьшится, внутреннее давление остановит гравитационный коллапс.

В современной космологии и астрофизике сама возможность изменения G открывает колоссальные возможности для развития новых теорий и моделей.

Из невозможности полного гравитационного коллапса вытекает невозможность абсолютно черных дыр, что не запрещает существование т.н. темных дыр – сильных гравитационных объектов. Но абсолютно черная дыра невозможна. Для этого потребовалось бы создание бесконечно большой разницы электромагнитной проницаемости плотности физ. пространства. Точнее сказать – бесконечно большой градиент плотности физ. пространства. Тогда бы энергия улетающего фотона обращалась бы в ноль, черная дыра не могла бы излучать энергию. Бесконечно большое красное гравитационное смещение к счастью невозможно, так как бесконечно большой градиент плотности физ.континуума просто физически невозможен.

Из анизотропии физ. континуума следует, что масса частиц (и фотонов тоже) зависит от плотности физ. пространства. Поэтому планета, движущаяся по сильно выраженной эллиптической орбите будет иметь переменную массу, - в более плотном физ.вакууме вблизи тяжелой компактной звезды ее масса будет больше, чем в дальнем космосе при удалении. Масса при движении в анизотропном пространстве не является постоянной величиной. Вследствие этого наблюдается небольшое отклонение орбиты – прецессия, не укладывающаяся в традиционный закон Ньютона. Похожий эффект наблюдается для орбиты Меркурия. Замечу, что поскольку и М-масса и G-гравитационная постоянная зависят от плотности, надо понимать, что собственная масса гравитационного объекта зависит от плотности физического континуума, в котором он находится, но при этом мало зависит от собственного гравитационного поля. В физ.континууме с плотностью во много раз больше, чем в котором мы находимся, гравитационное притяжение между массами во много раз слабее. Гравитационная постоянная не только анизотропна в пространстве, но и изменялась с ростом Вселенной, так как в процессе Большого Взрыва сильно изменялась сама плотность физ. континуума и его электромагнитная проницаемость. Поэтому, в процессе эволюции Вселенной изменялась и скорость света и скорость хода времени и сила гравитационного взаимодействия. Если Вселенная на начальных этапах состояла в районе Большого Взрыва из более плотного физ.континуума, то гравитационное притяжение было слабым, а скорость света очень маленькой. В процессе расширения плотность физ.континуума начала падать, а скорость света и гравитация расти.

Из астрономических наблюдений и измерений известно, что фотон, улетая с поверхности Солнца теряет примерно часть своей энергии. Отсюда ясно, что длина волны фотона увеличилась на . Гравитационный потенциал Солнца:

Изменение длины волны фотона, двигающегося с поверхности Солнца равно гравитационному потенциалу Солнца. Поэтому анизотропию любого гравитационного объекта можно легко рассчитать, зная его гравитационный потенциал. Рассчитаем анизотропия физ. пространства в пределах Солнечной системы. Итак, мы знаем, что длина волны фотона, улетевшего с поверхности Солнца увеличилась на от его длины волны на Солнце:

Это гравитационное красное смещение длины волны. Изменение длины электромагнитной волны пропорционально изменению скорости света в пределах Солнечной системы. Это связано с тем, что изменение длины волны следствие того, что фотон движется из оптически более плотной среды в менее плотную. Показатель преломления характеризует оптическую плотность среды: и связан с электрической проницаемостью среды. Среду с большим показателем преломления называют оптически более плотной. Длина волны определяется по формулам: , где v1, v2 – скорости в средах 1 и 2. Таким образом, длина волны света в среде с показателем преломления n равна . Это азы физической оптики. Изменение длины волны на части, означает, что скорость света на поверхности Солнца меньше на . Если учесть, что скорость света составляет , то от нее составляют . На скорость света на поверхности Солнца меньше, чем в дальнем космосе, вдали от гравитационных масс. На поверхности Земли гравитационный потенциал равен по порядку величины - скорость света меньше всего на . Это очень малая трудноизмеримая величина. Однако на поверхности звезд белых карликов ( ) эта разница в скорости света составит уже при величину , что гораздо существеннее. Величина измерения скорости света для нейтронных звезд еще в 10-100 раз больше. Величина кажется маленькой, но если учесть, что расстояние от Солнца до Земли составляет 150 млн.км, то свет, преодолевая его со средней скоростью за 500 секунд из-за небольшого уменьшения скорости делает задержку по времени, эквивалентную увеличению пути на 75 км. Именно такая задержка радиосигналов, идущих около Солнца регистрируется астрономическими спутниковыми измерениями.

Насколько отличается плотность физ. континуума на поверхности Солнца и на орбите Земли? Эта величина будет пропорциональна квадрату изменения длины волны и скорости света. Для Солнца получаем , что . Столь малый перепад плотности физ.континуума на поверхности Земли и открытым космосом и вовсе составляет . Разница плотности физ.континуума между головой и ногами человека составит всего . Эта величина кажется исчезающее малой, но градиент плотности вакуума в пределах электронов и протонов еще во столько же раз меньше, во сколько волна де Бройля протона меньше расстояния 2 метра, во сколько меньше величины . На первый взгляд, кажется непостижимым, как величины в создают эффект гравитации на частицы и материю. Но тем не менее факт, что даже столь малые, на наш взгляд величины создают гравитационные эффекты на Земле и в космосе. Но если мы вспомним и учтем хотя бы приблизительную плотность физ.континуума , то даже разница плотности в покажется огромной.

По разным оценкам плотность физ.континуума составляет от до . Тогда разница в плотности в будет равной .

Напомню, что энергия физ. континуума определяется формулой , где w – объемная плотность энергии. С ростом плотности физ.континуума пропорционально растет , поэтому энергия физ.континуума не зависит от его плотности. С ростом плотности физ.континуума возрастает и его электрическая проницаемость, что взаимокомпенсирует друг друга. Поэтому энергия физ.континуума высокой плотности равна энергии физ.континуума низкой плотности. Это очень важно, так как если бы энергия физ.континуума зависела от плотности, существовали бы потоки энергии от одной области физ.пространства в другую, что не наблюдается.

В пределах Солнца – Земля плотность физ.континуума различается на . Диэлектрическая проницаемость физ.континуума также отлична на . Постоянная Планка на поверхности Солнца на (~ ) больше, чем в дальнем космосе: - квантовая «константа» различна на Солнце и вдали от него.

В энергию электромагнитных волн (даже при одинаковой длине волны) также входит - но эта часть энергии волн местная и не переходит с фотоном в другие области пространства.

Если на Солнце гравитационный потенциал равен , то для звезд белых карликов гравитационный потенциал составляет . Это значит, что разница в плотности физ.континуума на поверхности звезды и в космосе составляет уже -«всего» - это значит, что диэлектрическая проницаемость физ.континуума на поверхности звезды белый карлик всего на сто тысяч миллиардных долей больше, чем в дальнем космосе. Этого достаточно для создания гравитации.

Сам градиент плотности физ.континуума убывает от центра массы гравитационного объекта обратно пропорционально квадрату расстояния ~. Сама гравитационная сила зависит от градиента плотности физ.континуума и , при этом абсолютное значение этих величин не имеет значения (если можно пренебречь изменением G и m). В пределах Солнечной системы, если учесть, что , гравитационная постоянная меняется всего на , что можно не учитывать в расчетах, ввиду малости поправки к G.

В гравитационных полях черных дыр и нейтронных звезд различие плотностей физ.континуума может в миллионы, миллиарды и более раз превосходить те, что мы наблюдаем у Солнца и белых карликов. В таких условиях гамма- квант, улетающий от черной дыры, может прийти к наблюдателю уже в радиодиапазоне из-за огромного красного гравитационного смещения длины волны. Такие объекты излучают радиоизлучение большой мощности. Несмотря на то, что поверхность излучает высокочастотное (например, ультрафиолетовое, рентгеновское и даже гамма-кванты) излучение, к нам оно приходит как от мощного радиоисточника. Эффект гравитационного красного смещения показывает, что энергия-импульс квантов не сохраняется при движении в анизотропном пространстве.

Рассмотрим другое важное отличие теории Анизотропии от ОТО. По теории Анизотропии, замедление времени не всегда связано с наличием гравитационного поля. Например, внутри сферы из гравитационного материала (полый шар) не создает никакого гравитационного поля. Но плотность физ.континуума внутри сферы выше, чем, например, в дальнем космосе. Поэтому скорость света, ход времени будут более медленными, так как физ.континуума внутри сферы больше, чем в открытом космосе. Хотя градиент плотности физ.континуума внутри сферы равен нулю. Итак, гравитационного поля нет, но есть замедление хода времени и скорости света. Пространство внутри среды однородно, движение фотонов внутри среды не сопровождается гравитационным красным или фиолетовым смещением длины волны. Во Вселенной возможно существование областей пространства, например, внутри массивных скоплений галактик и звезд, где гравитационное поле (градиент плотности физ.континуума) слабое, а замедление хода времени, света отлично от других районов. Физические процессы идут с меньшей скоростью. В результате окажется, что «старение» этих областей замедленно, они окажутся молодыми по сравнению с областями меньшей плотности физ.континуума. Такая временная анизотропия даже внутри областей с сильным гравитационным полем (например, при ) за время существования Вселенной, даст задержку во времени в лет. Однако, разница даже в миллион лет малозаметна для звезд, жизнь которых исчисляется многими миллиардами лет. Эта разница была бы существенна для областей с гравитационным потенциалом , но неизвестно, существуют ли такие астрономические объекты.

Из формул де Бройля ясно, что с ростом массы частиц и постоянной Планка понятно, что в более плотном физ.континууме, учитывая, что ~ , а ~, получаем, что длина волны де Бройля сокращается во столько раз, во сколько уменьшается скорость света. Например, на Солнце скорость света на меньше, чем в космосе на орбите Земли. Это значит, что имея одну и ту же скорость, электрон будет иметь длину волны:

Итого, результирующая волны де Бройля возросла примерно на миллионную долю. Размер атома водорода пропорционален длине волны де Бройля, поэтому диаметр атома водорода будет возрастать. Сила кулоновского взаимодействия будет уменьшаться на , так как сила Кулона обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости физического пространства.

Итак, в анизотропном пространстве в область с большей плотностью континуума и диэлектрической проницаемостью, масса электрона (при одинаковой скорости) возрастает на поверхности белого карлика на , а размер, - длина волны де Бройля - на .

, ,

Сила кулоновского взаимодействия уменьшается на (на поверхности белого карлика), на Земле – на . Масса «частиц» анизотропна, как и их размеры и «плотность». Заряд инвариантен, не зависит от плотности, но напряженность электрического поля заряда в более плотном физ.континууме меньше из-за экранирущего действия диэлектрика-континуума. Это аналогично тому, что заряд, помещенный в оптически более плотном диэлектрике лучше экранируется зарядами диэлектрика.

Как уже говорилось, Деформацию плотности физ.континуума создает только тип S-волн. Если по каким-либо причинам в нейтронной звезде произойдет самоаннигиляция нейтронов, самораспад из-за разрушения границ устойчивости S-волн, то они перейдут в F-волны, фотоны, кванты, которые не создают никакого гравитационного поля. Тогда вся энергия, накопленная в темной дыре, без потерь на красное гравитационное смещение, разлетится в окружающее пространство. Гравитационная масса – это не просто накопитель энергии, ведь любой квант энергии, упавший в гравитационное поле получает приращение энергии за счет фиолетового смещения длины волны. В сильных гравитационных полях энергия фотона, падающего на гравитирующий объект может во много раз, на много порядков. Также большая энергия падающей материи создается гравитационным полем, необходимо еще учесть и колоссальную энергию сжатого гравитацией магнитного и электрического поля (если был заряд). Гравитирующий объект генерирует колоссальную энергию, которая аккумулируется в гравитационной массе. Если гравитационное поле «вдруг» исчезает, то образуется астрономический объект, у которого плотность физ.континуума в центре меньше, чем в окружающем физ.пространстве, обратная по распределению по отношению к обычному гравитационному полю. В таком «экзотическом» астрономическом объекте фотон, улетающий от центра будет получать дополнительную энергию (фиолетовое грав.смещение). Частица (протон или электрон), улетающая от центра будет ускоряться и получать дополнительную антигравитационную энергию. Такой экзотический астрономический объект назовем антигравитационным. Разумеется, после коллапса S-волн, плотность физ.континуума начнет выравниваться со скоростью света, но за это время произойдет излучение колоссальной энергии «белой дырой».

Дисперсия S-волн имеет, как выяснилось весьма аномальную природу. Для обычных электромагнитных волн всех частот, как показывают астрономические наблюдения, дисперсия не наблюдается. Это область линейной оптики.

Для S-волн диcперсия такова, что с ростом энергии, массы и уменьшением длины волны, скорость S-волны стремится к скорости света в данном физ.континууме. Из этого, в частности, следует, что плотность оболочки S-волны, определяющая скорость стремится к плотности окружающего S-волну физ.континуума.

Структура и динамика S-волн – отдельная, весьма сложная и необычная область с достаточно непростым математическим описанием, поэтому в этой книге мы даем лишь общую физическую картину процесса, без деталей и формул.