Квантовая модель тяготения (стр. 1 из 3)

Анатолий Иванович Гринчик

Введение

В квантовой электродинамике взаимодействие между заряженными частицами осуществляется путем обмена фотонами: одна из взаимодействующих частиц испускает фотон, который, перемещаясь в пространстве с конечной скоростью, достигает второй взаимодействующей частицы и изменяет состояние ее движения. Заряженная частица непрерывно испускает и поглощает фотоны, которые образуют, окружающее ее, электромагнитное поле. Энергия фотона W связана с частотой электромагнитного излучения ν:

W = hν,

где h - постоянная Планка. В свою очередь, частота электромагнитного излучения, регистрируемая приемником, зависит от относительного движения источника и приемника этого излучения. Следовательно, сила взаимодействия между заряженными частицами зависит от их относительной скорости.

Схожесть законов Кулона и всемирного тяготения заставляет думать, что аналогичным механизмом обладает и гравитационное взаимодействие: массивные тела обмениваются квантами гравитационной энергии, вследствие чего происходит их взаимное сближение. При этом скорость, приобретаемая каждым телом в результате взаимодействия, напрямую зависит от количества гравитационной энергии, поглощаемой им за единицу времени.

Рассмотрим систему, состоящую из двух одинаковых гравитационных источников, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Пробное тело, помещенное в середину отрезка, соединяющего данные источники, поглощает за единицу времени от каждого из них одно и то же количество гравитационной энергии

где Q - энергия, поглощаемая пробным телом от каждого источника за время t. Результирующая сила тяготения в рассматриваемой точке системы равна нулю. Пробное тело сохраняет состояние покоя.

В случае движения пробного тела со скоростью v через рассматриваемую точку системы, в сторону одного из источников, возникает неуравновешенная сила тяготения, так как в направлении своего движения пробное тело поглощает за единицу времени гравитационную энергию в количестве

а с противоположной стороны -

где u - скорость распространения гравитационной энергии.

Может ли эта, неуравновешенная сила тяготения, возникающая вследствие движения тел, являться причиной инерции?

Допустим, наше предположение соответствует действительности. Тогда необходимо признать, что любое движение, в том числе и равномерное, возможно только при наличии некоторой силы, приложенной к движущемуся телу. В рассмотренном выше примере пробное тело, двигаясь с постоянной скоростью v, за равные промежутки времени поглощает равные порции неуравновешенной гравитационной энергии

Если эта энергия является единственной причиной движения тела, его скорость будет равна

где k - коэффициент пропорциональности. Из последней формулы вытекает условие равномерного движения пробного тела для рассмотренного примера:

2kE = u.

Найденное условие может быть создано сразу для всех направлений в центре однородного по плотности шара. А если предположить, что радиус гравитационного взаимодействия имеет конечную величину R G, то любую точку пространства можно считать центром такого шара. В этом случае движущееся тело взаимодействует только с той частью вселенной, которая расположена внутри сферы с радиусом R G, окружающей данное тело.

Многие попытки объяснить возникновение гравитационной силы механическим взаимодействием массивных тел с частицами эфира закончились неудачно. Основной недостаток подобного подхода - сопротивление эфира движущемуся телу, не наблюдаемое на опыте. Действительно, в направлении движения столкновения с частицами эфира всегда происходят чаще, чем в любом другом направлении, что и приводит к замедлению тела. Но если несколько иначе посмотреть на природу массивных тел, можно построить эфирную модель тяготения лишенную данного недостатка.

Основные определения

Наверное, всем приходилось видеть бегущие огни на елочной гирлянде. Последовательное включение и выключение лампочек создает полную иллюзию их перемещения. Представим, что движение массивных тел основано на том же принципе. То есть, массивные тела не движутся сквозь эфир, а они собственно и есть эфир, но в особом возбужденном состоянии.

Проиллюстрируем сказанное (рис. 1). Окружающее нас пространство заполнено гравитационным эфиром - неподвижной средой, являющейся проводником гравитационного излучения. Гравитационный эфир состоит из отдельных элементов, взаимодействующих друг с другом. Взаимодействие происходит путем передачи порции энергии, или, другими словами, гравитационного импульса от возбужденного элемента гравитационного эфира к невозбужденному элементу. Невозбужденный элемент, поглотивший гравитационный импульс, переходит в возбужденное состояние, а затем, передав этот импульс следующему элементу, возвращается в первоначальное состояние. (На рисунке возбужденные и невозбужденные элементы гравитационного эфира изображены, соответственно, черными и белыми точками.) Возбужденный элемент гравитационного эфира, окруженный со всех сторон такими же возбужденными элементами, остается в этом состоянии как угодно долго, так как два возбужденных элемента не могут обменяться гравитационными импульсами. Именно такой механизм распространения гравитационной энергии соответствует принципу Гюйгенса.

Рис. 1

Сферическая область гравитационного эфира, состоящая исключительно из возбужденных элементов, является наименьшей частицей массивных тел - массоном. Масса тела определяется числом массонов, входящих в его состав.

Расстояние l между двумя соседними элементами гравитационного эфира будем называть квантом пространства. Очевидно, что любое перемещение, совершаемое массоном, должно быть кратным l. Из рис. 2 видно, как оно происходит.

Рис. 2

С одной стороны массон поглощает гравитационную энергию, путем присоединения к себе новых возбужденных элементов гравитационного эфира, а с противоположной стороны излучает такое же количество энергии, за счет перехода элементов эфира, принадлежащих ранее массону, в невозбужденное состояние. Перемещение происходит в том направлении, в котором разность поглощаемой и излучаемой гравитационной энергии положительна. Например, если массон в течение некоторого времени поглощал и излучал гравитационную энергию в количестве указанном на рис. 3, то он переместится на расстояние

в направлении оси OX. (Здесь и в дальнейшем минимальное количество гравитационных импульсов, необходимых для перемещения массона на расстояние l, будем считать одним квантом гравитационной энергии.)

Рис. 3

Таким образом, массивные тела есть форма существования гравитационной энергии, а их движение является перераспределением этой энергии в пространстве.

Анализ предложенного механизма перемещения показал, что от любого воздействия массивные тела практически мгновенно должны приобретать скорость равную скорости распространения гравитационной энергии. Для того чтобы этого не происходило, и наша модель точно описывала движение реальных тел, необходимо сделать еще одно допущение: гравитационная энергия, достигнувшая поверхности массона, поглощается им не сразу, а спустя определенный интервал времени T, который в дальнейшем будем называть квантом времени. То есть, массон перемещается на расстояние l через промежуток времени T, после того, как его поверхности достиг один квант гравитационной энергии.

Гравитационные импульсы, испускаемые массоном во всех направлениях, образуют гравитационное поле массона.

Гравитационные импульсы, поглощаемые массоном со всех направлений, образуют гравитационное поле вселенной.

Направленный поток гравитационных импульсов представляет собой гравитационное излучение, скорость распространения которого u(r) зависит от пройденного им расстояния:

где u - скорость распространения гравитационного излучения в начальный момент испускания в непосредственной близости от гравитационного источника; r - расстояние, пройденное гравитационным излучением от точки испускания; H - постоянная, показывает на какую величину face=Verdana, Δu изменится скорость гравитационного излучения за единицу пройденного им пути Δr:

Найдем предельный радиус гравитационного взаимодействия R G, считая, что u(R G) = 0:

Напряженность гравитационного поля G в заданной точке пространства и в заданном направлении определяется следующей формулой:

где l - квант пространства; T - квант времени; n - число квантов гравитационной энергии, прошедшей за время T через площадку s, равную по площади проекции массона на плоскость; i - единичный вектор нормали к площадке s, начало и направление которого совпадают, соответственно, с заданной точкой пространства и с заданным направлением (рис. 4).