Понятия массы и тяготения

Воронков Сергей Семенович, доцент, к.т.н., Заведующий кафедрой теплотехники и гидравлики Псковского Политехнического Института

Аннотация

В новой парадигме науки понятия массы и тяготения получают принципиально новую интерпретацию. Масса определяется как мера взаимодействия вещества с мировой средой – физическим вакуумом. Причиной тяготения являются непрерывные пульсации этой среды. Закон тяготения Ньютона выводится из уравнений динамики вакуума.

Понятия массы и тяготения

“…одно из первых, если не самое первое, требование полной теории материи есть объяснение, во-первых, массы и, во-вторых, тяготения”.

Д.К. Максвелл

В конце ХХ века произошло осознание сложности, непредсказуемости реального мира, его нелинейности. Произошла смена парадигмы науки. Прежняя парадигма, в основе которой лежали идеи специальной теории относительности (СТО), исчерпала свои положительные возможности. В специальной теории относительности был найден единственно - верный формально - математический подход, который, беря за основу линейные уравнения для покоящихся сред и привлекая преобразования Лоренца, позволяет получить, в некоторых частных случаях, верные решения. Но недостатком такого подхода является утрата нелинейных членов в уравнениях. В СТО за основу берутся уравнения Максвелла для покоящихся сред. У Максвелла эти уравнения более общие и они содержат нелинейные члены.

Новая парадигма – есть парадигма нелинейности. В качестве философской основы новой парадигмы выступает принцип единства мира, согласно которому, во-первых, мир материален и в любой части мира структурные единицы материи одинаковы, и, во – вторых, в мире существует всеобщая связь вещей и процессов. Мир един и взаимосвязан, и, следовательно, теория, описывающая этот мир, также должна быть единой.

Для проведения нового подхода необходимо было:

признать реальность существования мировой среды и уточнить ее свойства;

уточнить уравнения Максвелла и записать их с учетом возможности перемещения мировой среды.

Эти идеи “носились в воздухе” и не случайно развитием нового направления, почувствовав его важность, занялись многие известные исследователи. Среди первых необходимо выделить работы В.А. Ацюковского /1/. Значительный вклад в развитие нового направления внесли работы Г.И. Шипова, С.Н. Пухова, Я.Г. Клюшина, П.Д. Пруссова, В.В. Бердинских, А.Н Агатангелидис, Л.Б. Болдыревой, Н.Б. Сотиной, В.Л. Дятлова, А.Н. Дмитриева, П. Муред, Г.И. Сухорукова, Э.Г. Сухорукова, Р.Г. Сухорукова и других /2,3,4,5,6,7,8,9,10/ (приведенный перечень работ в этой области не является полным, думаю, историки естествознания дополнят и расширят его). В этих работах нет еще единого взгляда на природу изучаемых процессов, нет единой терминологии, мировая среда именуется по-разному – эфир, физический вакуум, вакуум и пр., но все они развивают в той или иной степени новый подход.

Следует отметить важную положительную роль Международного Физического Конгресса, проводимого в Санкт-Петербурге с 1989 года - председатель оргкомитета Смирнов А.П. (www.physical-congress.spb.ru), в популяризации нового подхода, в предоставлении возможности публикации новых, дискуссионных материалов.

В работах /11,12,13,14/ были уточнены физические свойства мировой среды и получены уравнения, представляющие собой нелинейное обобщение уравнений Максвелла для вакуума с учетом возможности перемещения мировой среды, дополненные уравнением непрерывности и формулой для скорости света. В работе /14/ эти уравнения я назвал уравнениями единой теории поля, хотя в настоящее время, больше склоняюсь к названию – уравнения динамики вакуума.

Отметим, что понимается в нашем подходе под мировой средой. Представления о мировой среде – эфире, существовали в науке с древних времен и эти представления постоянно изменялись. В нашем подходе было недостаточно ограничиться философскими представлениями об этой среде. Необходимо было выделить количественные свойства – структура, плотность, упругость и др. Детальный анализ работ Фарадея и Максвелла, выполненный в /14/, позволил сделать вывод: мировая среда состоит из электронов. В ХХ веке впервые идею о том, что вакуум состоит из электронов, высказал Дирак /15/. Таким образом, представления о вакууме физиков ХХ века совпадают с представлениями, вытекающими из работ Фарадея и Максвелла и, они заключаются в следующем: мировая среда – физический вакуум состоит из электронов.

Мировая среда - физический вакуум, состоит из электронов, которые сохраняют ближний порядок, т.е. это действительно сплошная непрерывная среда. Следовательно, плотность мировой среды равняется плотности электрона. В /11,12,13,14/ показано, что плотность электрона и, соответственно, мировой среды следующим образом соотносится с плотностью протона и равна

(1)

где - плотность протона.

Особенность мировой среды заключается в том, что на макроуровне она подвижна, в то время как на микроуровне она представляет собой диэлектрик. В этом проявляются ее нелинейные свойства.

Мировая среда - сжимаема. Найдём, по аналогии с гидродинамикой, коэффициент сжимаемости и модуль упругости G мировой среды

(2)

(3)

Для сравнения приведём коэффициент сжимаемости и модуль упругости воды. Таким образом, сжимаемость мировой среды значительно меньше сжимаемости воды и в некоторых случаях ее допустимо приближенно рассматривать как несжимаемую.

В /11,12,13,14/ показано, что уравнения динамики вакуума являются исходными и включают в себя уравнения электродинамики Максвелла и законы механики Ньютона, релятивистские эффекты, закон всемирного тяготения, основное уравнение квантовой механики - уравнение Шредингера и др. Что представляет собой масса и тяготение с точки зрения нового подхода, с точки зрения новой парадигмы?

Мы знаем, что масса тела - это мера вещества. Но, с другой стороны, масса тела выступает как мера инертности и мера гравитационного взаимодействия. В релятивистской механике масса зависит от скорости

(4)

где - масса покоя, v - скорость тела, c - скорость света в вакууме.

Есть определенное противоречие между определением массы как меры вещества и определением релятивистской массы по формуле (4). Если мы принимаем эти два определения массы, то получается зависимость количества вещества от скорости, что противоречит закону сохранения массы. В некоторых работах /16,17/ предлагается отказаться от определения массы по формуле (4), а пользоваться релятивистским импульсом

(5)

в котором масса m является инвариантом. Такой подход отчасти оправдан, так как он устраняет существующее противоречие в определениях массы.

Но это определение массы не объясняет равенство инертной и гравитационной масс, которое в классической механике и общей теории относительности принимается как гипотеза.

Как определить массу, чтобы устранить существующие противоречия в определениях? Мировая среда (физический вакуум) - это среда, в которой совершаются все процессы, и все мироощущение происходит относительно этой среды. Не является ли инерционность тела результатом взаимодействия этого тела с мировой средой? Наделяя тело свойством инерционности, мы тем самым освобождаем себя от необходимости думать об этой среде. Эта среда выступает как бы нулевым уровнем, относительно которого ведется отсчет.

Вышеприведенные рассуждения позволили определить массу как меру взаимодействия вещества с мировой средой. Рассматривая движение протона в мировой среде, из уравнений динамики вакуума был получен II закон Ньютона /14/

(6)

где - масса протона.

Масса протона "проявляется" через взаимодействие с мировой средой. Особенность этого взаимодействия заключается в том, что характеристики мировой среды - потенциал, плотность, зависят от скорости.

Учитывая эту зависимость, из уравнений динамики вакуума для массы протона была получена зависимость /14/

(7)

где - масса протона при скорости

Полученная формула зависимости массы протона от скорости совпадает с известной релятивистской формулой (4).

Таким образом, принятое определение массы: масса - мера взаимодействия вещества с мировой средой, позволило вывести из уравнений динамики вакуума законы механики Ньютона, релятивистские эффекты зависимости массы от скорости, что является доказательством правильности принятого определения.

Полученные в /11,12,13,14/ уравнения динамики вакуума включают и гравитационное взаимодействие. Мировая среда находится в непрерывном движении. Каждой точке мировой среды соответствуют какие-то значения пульсационных составляющих скорости, потенциала, скорости света. Представим скорость, потенциал, скорость света как сумму средних и пульсационных составляющих

(8)

Рассмотрим взаимодействие между двумя протонами в мировой среде, расположенными на расстоянии r. Подставляя выражения (8) в уравнение для скалярного потенциала /14/, выполняя осреднение по времени уравнения на интервале T, значительно превышающем период пульсационных составляющих, для силы взаимодействия между двумя протонами в первом приближении получим

(9)

где - есть гравитационная постоянная

(10)

Знак минус в (9) означает, что эта сила - сила притяжения. Этот закон есть не что иное, как закон тяготения Ньютона. Равенство инертной и гравитационной масс во втором законе Ньютона (6) и законе тяготения (9) получается естественным образом. Масса - мера взаимодействия вещества с мировой средой.

Анализ выражений (9) и (10) показывает, что причиной тяготения являются непрерывные пульсации мировой среды. При "погружении" тел в мировую среду они искажают эти равномерные пульсации, что приводит к возникновению силы притяжения.

Выводы

Особенностью новой парадигмы науки является признание мировой среды и учет нелинейных членов в уравнениях. Мировая среда – физический вакуум состоит из электронов.

В новой парадигме понятия массы и тяготения получают принципиально новую интерпретацию. Масса определяется как мера взаимодействия вещества с мировой средой. Причиной тяготения являются непрерывные пульсации мировой среды. При "погружении" тел в мировую среду они искажают эти равномерные пульсации, что приводит к возникновению силы притяжения.

Список литературы

Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. – М.: Энергоатомиздат, 1990.- 280 с.

Шипов Г.И. Теория физического вакуума. – М.: Фирма “НТ – Центр”, 1993. – 362с.

Пухов С.Н. Новая электродинамика движущихся тел. – Владимир, 1994. – 40с.

Клюшин Я.Г. Основы современной электродинамики. – С.–П., 1999. – 74с.

Пруссов П.Д. Физика эфира. – Николаев, 2000. – 370с.

Бердинских В.В. Популярные основы единых физических представлений. ЧастьI. Физика глазами гидравлика. – Черкассы, 1999г.-71с.,. (http://prometheus.al.ru/webbook/index.htm).

Агатангелидис А.Н. Теоретические и экспериментальные доказательства необоснованности СТО-ОТО и теорий “Пространство-время”. Материалы конгресса – 2000 “Фундаментальные проблемы естествознания и техники”. – С.–П., 2000, с.3.

Болдырева Л.Б., Сотина Н.Б. Сверхтекучий физический вакуум. Материалы конгресса – 2000 “Фундаментальные проблемы естествознания и техники”. – С.–П., 2000, с.12.

Дятлов В.Л. Дмитриев А.Н., Муред П. Интересные проблемы неоднородного физического вакуума. Материалы конгресса – 2000 “Фундаментальные проблемы естествознания и техники”. – С.–П., 2000, с.21.

Сухоруков Г.И., Сухоруков Э.Г., Сухоруков Р.Г. Критический анализ основных положений современной физики. Материалы конгресса – 2000. “Фундаментальные проблемы естествознания и техники”. – С.–П., 2000, с.58.

Воронков С.С. К электрогидродинамической аналогии. Пск. фил. С.–Петербург. госуд. технич. ун-та. Псков, 1993. 25с., Рукопись деп. в ВИНИТИ 10.08.93., №2237 – В93.

Воронков С.С. Нелинейный мир. - Псков: Пск. политехн. ин-т, 1994. - 59 с.

Воронков С.С. Эфир и теория относительности. - Псков: Пск. политехн. ин-т, 1996. - 42 с.

Воронков С.С. Электродинамика Максвелла как единая теория поля. – Псков: Пск. политехн. ин-т, 1999. – 100с. Электронный вариант работы представлен на сайте: http://prometheus.al.ru/webbook/phisik/voronkov.htm.

Дирак П. Электроны и вакуум. - М.:Знание, 1957.-15с.

Окунь Л.Б. Понятие массы. УФН, т.158, вып. 3, 1989, с.511-530.

Розман Г.А. Специальная теория относительности. Псков: Изд-во ПО ИПКРО, 1995. - 107 с.