Навигация: => 

ФОТОННАЯ ТЕОРИЯ

Никишин Сергей Владимирович

Настоящая работа представляет собой попытку изложить теорию о единстве различных форм энергетических образований и физических явлений.

С древних времен человек старается создать сколько-нибудь законченную картину мира, охватывающую хотя бы основные формы вещества и виды взаимодействий.

До Эйнштейна основной теорией была теория эфира, как мировой среды заполняющей все пространство вокруг, переносчика энергии взаимодействий и основы строения вещества. Однако большое разнообразие подходов к определению свойств эфира и отсутствие единой теории охватывающей все физические явления, в конце концов привело к полному отрицанию существования мировой среды.

После того, как Эйнштейн существенно упростил физическое понимание мироздания, большинство физиков воспользовалось этим упрощенным подходом, став заложниками возникающих вслед за этим ошибок и необходимости создания новых дополнений и уточнений. В настоящее время сложность общей теории относительности (ОТО) намного превосходит эфирные теории, и продолжает увеличиваться, рождая гораздо больше вопросов, чем ответов.

В связи с этим предлагается создать новую теорию, которая может помочь, тем ученным, кто сталкивается с большими трудностями при использовании ОТО в своих исследованиях.

Для начала рассмотрим вопрос распространения света.

Двойственные свойства фотона, как частицы и как волны, не были объяснены с позиции существования мировой среды, например эфира, что привело к ее отрицанию в специальной теории относительности (СТО). Однако полное отрицание среды существования любого объекта, означает отрицание самого объекта, что не может быть ни при каких условиях, даже таких запутанных, как СТО. И хотя в ОТО уже присутствует среда распространения - эфир, как она влияет на распространение фотона не указано.

Известно, что фотон в среде распространяется:

• как частица - т.е. имеет ограниченный объем и прямолинейное распространение,

• как волна - т.е. распространятся в сплошной среде, как волна, причем скорость распространения не зависит от направления движения.

Кроме того, необходимо указать на еще два его уникальных свойства - квантование и зависимость размеров фотонов от их энергий. То, что фотоны разных энергий должны занимать разный объем это понятно, однако то, что с увеличением энергий уменьшаются размеры фотонов объяснить без учета существенного влияния среды распространения невозможно. При этом и ОТО, и существующие эфирные теории этот вопрос не рассматривают.

Чтобы определить свойства такой среды, необходимо сразу обозначить, что свойства среды существенно отличаются от свойств материальных объектов, и являются первичными по отношению к ним, т. е. определяют свойства материальных объектов.

В настоящее время свойства и структура такой среды не известны, поэтому воспользуемся простейшей моделью, в которой среда состоит из абсолютно упругих элементов, сжатых огромным давлением. Эта, похожая на предлагаемые ранее модели, отличается тем, что реакция элемента среды на сжатие нелинейная, а величина нелинейности в ортогональных плоскостях зависит от величины воздействия. Такая реакция вызвана сложной структурой элемента среды, упрощенную модель которого можно представить в виде двух вложенных друг в друга торов, с одинаковым направлением вращения.

	Рисунок 1. Такая среда, при направленном воздействии на нее, формирует волну разряжения в виде тороидального вихря, ограниченного силой сжатия среды.
	Рисунок 2. Размер такого вихря зависит от величины воздействия, т.е. энергии, а ось симметрии будет совпадать с направлением воздействия. Чем больше величина воздействия, тем больше степень кривизны, а значит меньше размер вихря.

Тороидальный вихрь создает область разрежения среды впереди себя и область сжатия позади, что приводит к созданию поступательного движения с направлением, совпадающим с осью симметрии вихря. Так как элемент среды абсолютно упругий, а среда однородна, скорость движения вихря будет постоянна.

Эта упрощенная модель, но она подходит для описания свойств фотона.

рис.3.

Из модели следует, что фотон представляет собой тороидальный вихрь, размер которого не превышает длину волны. Энергия его зависит от длины волны, и имеет максимум вихревого движения в центральной части, а максимум кругового движения на окружности с центром, совпадающим с центром вихря, и диаметром равным длине волны. Для более детального изучения взаимодействия фотонов, материальных объектов и среды распространения, необходимо определить структуру самого материального объекта.

Рассмотрим некоторые известные нам материальные объекты.

Черная дыра – самый плотный материальный объект Вселенной - плотность вещества превышает 1014 г/см3.

Атом - самый изученный объект Вселенной - плотность вещества в ядре превышает 1014 г/см3.

При этом стоит обратить внимание, что любой материальный объект содержит энергию количество которой равно Е=мс2, то есть разность плотностей энергий ядра атома и его электронных оболочек превышает 1000000000. Что же заставляет энергию концентрироваться в таком небольшом объеме?

Изучая атом, мы всегда обращаем внимание на преимущественно кинетический характер движения его элементов, существующий даже при температуре абсолютного нуля. То есть энергия материи - кинетическая энергия. Однако кинетическую энергию нельзя удержать в ограниченном объеме без участия потенциальной энергии.

Где же взять такое количество потенциальной энергии? Это может быть только потенциальная энергия вакуума, элементы которого сжаты огромным давлением.

Первый вопрос, который обычно возникает, - это вопрос о структуре материи.

Рассмотрим это вначале на примере простейшего атома водорода.

Так как атом водород может находиться в состоянии покоя, модель его не может быть представлена в виде подобным фотону. Однако если представить его как два тороидальных вихря, направленных навстречу друг другу, все встает на свои места.

Рис 4. На рисунке пропорции не соблюдаются.

Так как вихри направлены вовнутрь и формируют в области взаимодействия оболочек вихрей большую зону реакции, такой объект, с одной стороны может содержать огромное количество кинетической энергии, с другой стороны оставаться в покое при отсутствии внешнего воздействия. При этом необходимо указать на большую зону взаимодействия кинетической энергии вихрей и потенциальной энергии вакуума. Рассчитаем размер ядра атома, представив его в виде двух фотонов высоких энергий. Масса протона, по современным измерениям, равна mp = 1,67262·10-27 кг, или в энергетических единицах 938,272331 МэВ. Если не учитывать энергию зоны взаимодействия, длина волны одного фотона не менее 3·10-15 м. Это значение соответствует экспериментальным данным, полученным, например, в опыте Резерфорда.

Таким образом, простейшую модель атома водорода можно рассматривать как два фотона, направленных встречено и окруженных пограничным слоем взаимодействия их кинетических энергий с потенциальной энергией сжатия вакуума.

Пограничный слой определяется взаимодействием фотонов и окружающего вакуума, и в простейшем виде может быть представлен множеством петлеобразных вихрей, огибающих два основных вихря фотонов, и оболочкой пограничного слоя состоящей из множества вихрей сложной формы определяющей взаимодействие петлеобразных вихрей и вакуума.

Петлеобразный вихрь имеет форму восьмерки.	Оболочка пограничного слоя - это электронная оболочка атома, которая при определенных условиях, может отделиться, образуя электрон.
Рис.5. На рисунке пропорции не соблюдаются.	Рис.6

Модель электрона, похожа на модель протона, но основные вихри направлены наружу. Пограничный слой определяется взаимодействием фотонов и окружающего вакуума, и в простейшем виде может быть представлен множеством петлеобразных вихрей, огибающих два основных вихря фотонов электрона. В связи с тем, что энергия фотонов электрона гораздо меньше энергии фотонов протона, область оболочки пограничного слоя гораздо больше.

Размер электрона можно определить также как и протона. При массе электрона me = 9,11 ·10-31 кг, длина волны одного фотона не менее 5·10-12 м.

Петлеобразные вихри протона и электрона имеют огромное значение для атома:

• Они, как связующее звено, объединяют два фотона в один элемент.

• При разрушении петлеобразного вихря протона или электрона образуется фотон, а при поглощении ими фотона образуется петлеобразный вихрь.

• Размер петлеобразных вихрей протона и электрона зависит от их энергий, чем меньше энергия, тем больше размер. Таким образом осуществляется распределение энергии атома, и создается область пониженного давления вакуума вокруг атома.

Вывод: Фотон является основным элементом материи. Все материальные тела состоят из фотонов. Все взаимодействия материальных объектов осуществляются в основном посредством фотонов.

Фотонная теория. Основные взаимодействия.
Рассмотрим основные взаимодействия, опираясь на предложенную выше модель.

Гравитация
Большое количество кинетической энергии атома создает область пониженного давления, которая приводит к возникновению сил выталкивания со стороны вакуума, направленных к любой другой области пониженного давления, например, другому материальному телу. Эта сила, подобно архимедовой силе выталкивания определяет гравитационные взаимодействия. Причем, чем больше масса, тем больше область пониженного давления.

Электричество
При отделении электронной оболочки атома водорода, образуется электрон и протон. Между ними возникает область пониженного давления, одна часть которой вызвана гравитационными взаимодействиями, а другая часть взаимодействием петлевых структур протона и электрона. Такое взаимодействие вызвано тем, что петлеобразные вихри протона и электрона в зоне взаимодействия имеют одинаковое направление вращения и усиливают друг друга. Чем ближе протон и электрон, тем больше петлеобразных вихрей взаимодействуют и больше действие сил выталкивания вакуума, направленных на притяжение протона и электрона.

Два электрона или два протона создают дополнительную область повышенного давления, так как направления вращения их петлеобразных вихрей в зоне взаимодействия противоположны. Это приводит возникновению между ними сил отталкивания.

Механика
Чтобы сильно не усложнять модель материального тела, будем рассматривать его пока как множество элементов, подобных атому водорода.

В состоянии покоя материальное тело под действием сил сжатия вакуума стремится принять форму шара. Направление тороидальных вихрей элементов материи перпендикулярно плоскости поверхности этого шара.

Если воздействовать на материальное тело, приложив вектор силы, то оно, испытывая сопротивление со стороны вакуума, создаст область сжатия по направлению движения впереди себя, и область разряжения позади. При этом направление оси симметрии тороидальных вихрей будет стремиться к направлению движения материального тела. Чем больше масса тела, тем больше элементов материи, тем больше сопротивление вакуума. Ориентированные по направлению движения, вихри оказывают меньше сопротивления. При прекращении воздействия вектора силы, вихри создают по направлению движения впереди тела область разрежения, а сзади область сжатия. В результате тело продолжает двигаться по инерции. Таким образом, в упрощенном виде объясняются механические взаимодействия материального тела и вакуума, которые определяют механическую массу и инерцию.

Фотонная теория. Макромир.
Для последовательного изложения вначале рассмотрим с позиций энергетической теории макромир.

Галактика
Самым большим известным элементом Вселенной является галактика.

Простейшую модель галактики можно рассматривать, как и модель протона - два тороидальных вихря, направленных встречено.

Рисунок 7. (На рисунке пропорции не соблюдаются.)

Центральная часть галактики формируется этими двумя вихрями и в зависимости от степени сжатия и вращения может изменятся от эллиптической до спиральной, а в зависимости от наличия периода звездообразования, может содержать или не содержать звезды.

В спиральной галактике вещество начинает формироваться по мере сближения центров тороидальных вихрей. Если плотность кинетической энергии локальных микровихрей, которые образуется в области взаимодействия вихревых кернов галактических вихрей, превышает энергию, содержащуюся в протоне, происходит образование водородного облака.
Если сжатие продолжается, плотность кинетической энергии продолжает увеличиваться до уровня, при котором начинается формирование первой звезды.

В спиральной галактике звезды начинают формироваться в центральной части, в точке пересечения центральных осей галактических тороидальных вихрей.

Простейшую модель звезды можно также рассматривать как модель протона, с двумя тороидальными вихрями, сформированными центральными частями галактического вихря. Некоторое время звезда находится в центре галактики и накапливает кинетическую энергию, необходимую для своего дальнейшего существования. При этом с момента своего образования, звезда начинает формировать свою оболочку, состоящую из окружающего ее вещества, образовавшегося ранее.

По мере накопления энергии и увеличения оболочки звезды, увеличивается количество энергии преобразованной звездой и увеличивается область взаимодействия галактических вихрей и звезды и, соответственно, область образования вещества. В процессе накопления энергии рано или поздно возникает ситуация, когда нарушается симметрия получаемой звездой энергии, что приводит к возникновению компенсирующего механического момента, достаточного для вытеснения звезды из центра звездообразования. При этом образуется локальная нестационарная область, в которой плотность энергии достаточна для образования новой звезды. Первая звезда постепенно вытесняется из центра звездообразования, но не покидает центральную область.

По мере накопления в центре галактики вещество, увлекаемое взаимодействующими оболочками галактических вихрей, вытекает из центральной части, называемым балджем, образуя галактический диск. При этом взаимодействие с оболочками галактических вихрей не прекращается, что приводит к образованию спиральной структуры галактики.

Спиральная структура сжатой галактики определяется сложной картиной взаимодействия оболочек галактических вихрей, образующих большое количество вихревых структур. Эти структуры направлены в основном от центра к периферии галактики, но имеют круговую составляющую, направление которой определяется результатом взаимодействия оболочек галактических вихрей.

Направление вращения спиральной галактики зависит от разности давлений вакуума с разных сторон галактических вихрей, вызванных сложной структурой взаимодействия галактик и межгалактических потоков.

В связи с определенными свойствами галактики, вызванными наличием галактических вихрей, ось вращения галактики стремится совпасть с направлением основного межгалактического потока, определяющего разность внешнего давления галактики.

При резких изменениях давления и направления основного межгалактического потока, возможно образование нестационарных процессов, приводящих к формированию галактик с формами отличными от перечисленных.
По мере увеличения материи в галактике, кинетическая энергия галактических вихрей уменьшается, а кинетическая энергия галактического диска увеличивается. Это приводит к снижению давления вакуума снаружи галактики, увеличению давления внутри и расширению галактического диска. При этом в спиральной галактике сначала уменьшается и пропадает бар, затем спиральная структура и в дальнейшем галактика приобретает структуру эллиптической галактики.

Такой процесс сжатия может повториться много раз.

Звезда
Рассмотрим более подробно структуру звезды.

Рисунок 8.
(На рисунке пропорции не соблюдаются.)

Простейшая модель звезды это ядро и оболочка. Разность вращения галактических вихрей определяет направление вращения, как галактического диска, так и звезды и ее оболочки. Ядро звезды представляет собой два тороидальных вихря с центральной частью между ними. Размер ядра намного меньше размера звезды, называемой «черная дыра». Вихри являются основным источником энергии, а центральная часть основным источником излучения фотонов очень высокой энергии, образующихся в области взаимодействия оболочек вихрей. Энергия фотонов достаточна для начала и поддержки термоядерных реакций синтеза в оболочке звезды. Пока оболочка не плотная, например как у красных гигантов, этот процесс протекает медленно, так как теплоотвод у такой оболочки высокий. В результате термоядерных реакций образуются различные элементы, сначала легкие – гелий и углерод, затем более тяжелые элементы - железо и т. д. По мере увеличения массы элементов, происходит уплотнение и сжатие внутренней оболочки звезды. При этом тяжелые элементы вытесняют легкие на поверхность оболочки.

Мощность излучения звезды зависит от ее возраста. Вначале жизни, когда образуются легкие элементы, мощность излучения звезды увеличивается за счет термоядерных реакций. Когда образуются элементы тяжелее железа, мощность излучения уменьшается, так как ядерный синтез таких элементов происходит с потреблением энергии.

Накопление большого количества тяжелых элементов приводит к увеличению плотности внутренней оболочки и увеличению количества поглощаемой ею энергии с одной стороны и изменению светимости и цвета звезды с другой. Увеличение внутренней энергии оболочки ведет к увеличению ее давления и температуры, и образованию все более тяжелых элементов. Это приводит к уменьшению теплоотвода и периодическому выбросу нагретого вещества из внутренних слоев оболочки во внешние, сопровождающиеся выбросами плазмы и магнитными бурями. В связи с наличием большого количества межзвездных потоков, особенно в спиральных галактиках, а также влиянием соседних звезд, возможны ситуации, когда эти процессы становится нестационарными, что может привести даже к частичному разрушению оболочки звезды – взрыву сверхновой.

Остатки взрыва оболочки звезды формируют планетарную систему звезды.

На образование планет влияют несколько факторов:

1. Мощность взрыва;

2. Химический состав взорвавшейся оболочки;

3. Давление вакуума, направленное к центру звезды;

4. Давление звездных вихрей, направленных к периферии и плоскости вращения оболочки звезды;

5. Давление фотонов и звездного ветра звезды;

6. Масса и плотность осколков;

7. Давление основного межзвездного потока;

8. Взаимное влияние осколков и образующихся планет;

9. Магнитное поле планеты.

Рассмотрим эти факторы подробнее.

Мощность взрыва определяется энергией накопленной оболочкой звезды, которая зависит от плотности внутренней оболочки звезды. Звезды с маленькой плотностью внутренней оболочки могут просто сбросить части своей оболочки и такой процесс трудно назвать взрывом. Чем больше плотность, тем больше мощность взрыва с одной стороны и тем сильнее и дольше должен длится нестационарный процесс, вызвавший такой взрыв. С другой стороны, от плотности внутренней оболочки зависит масса и химический состав ее элементов, а значит и образованных планет.

Взаимодействие 3,4 и 5 фактора приводит к созданию планетарного диска, в котором со временем начинается процесс формирования планет из осколков оболочки звезды.

Давление основного межзвездного потока искривляет этот диск, особенно на краях.

В зависимости от удельной плотности и магнитного поля планет, давление фотонов и звездного ветра звезды вносят дополнительные изменения на ее расстояние до звезды.

Таким образом, положение планет в планетарной системе звезды определяется многими факторами, а не только силой тяготения (выталкивания вакуума).

Дальнейшую судьбу звезды определяют несколько факторов:

• количество кинетической энергии вихрей;

• масса и плотность оболочки;

• энергия вращения оболочки.

Чем больше количество кинетической энергии вихрей, больше масса и плотность и меньше энергия вращения оболочки, тем дольше время существования звезды. Звезды с плотной оболочкой и большой энергией вихрей превращаются сначала в белые карлики, затем бурые и далее в черные. Звезды с меньшей энергией вихрей проходят этот путь быстрее. Звезды, частично утратившие оболочку, превращаются в синие, фиолетовые звезды и далее в нейтронные. Звезда с маленькой оболочкой это черная дыра, излучающая фотоны очень высоких энергий в основном в экваториальной плоскости. При попадании этих фотонов на остатки ее оболочки образуются всплески рентгеновского излучения. Тонкая оболочка увеличивает сжатие вихрей звезды вакуумом и интенсивность излучения, что приводит к быстрому уменьшению кинетической энергии вихрей звезды и ее «испарению».

Так, в очень упрощенном виде, можно описать макромир с помощью энергетической теории. В следующей статье будут рассмотрены микромир и электромагнитные взаимодействия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинзбург В. Л., О физике и астрофизике, 3 изд., М., 1980.

2. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т. 1, 2. М.: Наука, 1966.

3. И. В. Савельев И. В., Курс общей физики, Наука, 1978г.

4. Агекян Т. А., Звезды, галактики, Метагалактика, 3 изд., М., 1981.

5. Марочник Л. С., Сучков А. А., Галактика, М., 1984.

6. Тейлер Р. Дж. Галактики. Строение и эволюция, пер. с англ., М., 1981.

СВЯЗАТЬСЯ С АВТОРОМ

Назад