DikyAV Jan 28 2022 at 16:30

Цифровая Вселенная

4 min

5.3K

В этой части статьи на основе "квантовых" выражений попробуем создать математическую модель Вселенной . Просьба к читателю хотя бы бегло ознакомиться с предыдущими частями статьи 1, 2, 3, чтобы разобраться с основными понятиями и обозначениями.

Часть 4. Моделирование

В 1948 году отец водородной бомбы американский физик-теоретик Эдвард Теллер нашел замечательное соотношение [15] E. Teller, Phys. Rev. 73, 801 (1948), которое в
современных обозначениях имеет следующий вид:

$8\pi \cdot t_{pl}\cdot H_0 \approx e^{-\frac{1}{\alpha}}\qquad(25)$

Преобразуем это выражение в соответсвие с формулами, полученными в предыдущих частях статьи.

Учитывая, что :

$1)\qquad t_{pl} = \sqrt{\frac{N_m}{2\pi}}\cdot t_0\qquad$ $2)\qquad\qquad H_0 = \frac{1}{N_m\cdot t_0}$ $3) \qquad \qquad \alpha = 2\pi\cdot \frac{N_m}{N_q^2}$

получаем из (25) :

$8\pi\cdot \sqrt{\frac{1}{2\pi N_m}}= e^{-\frac{1}{\alpha}}$

и далее "выходим" на значение глобального параметра N_q :

$N_q=\frac{8\pi}{\sqrt{\alpha}}\cdot e^{\frac{1}{\alpha}} \approx 0.96\cdot 10^{62}$

Это значение невероятно близко к (21), полученному в первой главе этой статьи.

К аналогичному (25) выражению независимо пришел крымско-татарский физик Вильдан
Шемьи – заде [16] "Coincidence of large numbers, exact value of cosmological parameters and their analytical representation" :

$ln(\frac{\omega_0}{H_0}) = \frac{1}{\alpha}+O(\alpha) \ ,\ где \qquad \omega_0=\frac{1}{t_{st}}\qquad t_{st} = \frac{N_m}{N_q}\cdot t_0$

и далее :

$ln(N_q) = \frac{1}{\alpha}+ O(\alpha)\qquad =>\qquad N_q=e^{O(\alpha)}\cdot e^{\frac{1}{\alpha}}$

что эквивалентно (25) при O(α) = ln ( 8π / √α ).

Можно с большой вероятностью утверждать, что подбор коэффициента 8π для своего
уравнения осуществлялся Э.Теллером в соответствии с желанием подтвердить предположение, а именно, исходя из общепринятых на то время значений t_pl , H₀, α .

Очевидно, вид функции O(α) может быть другим.

Для создания нашей модели остановим выбор (обоснование выбора в этой статье
рассматриваться не будет, упомяну лишь, что в модели Бельтрами-Клейна расстояние
между точками равняется логарифму от двойного отношения) на варианте:

$O(\alpha) = ln(\frac{1}{\alpha}\cdot (\phi +\frac{1}{\phi}))=ln(\sqrt{5}\cdot \frac{1}{\alpha})$

где φ - число Фидия (золотое сечение).

Тогда для глобальных количественных параметров верно:

$N_q = \sqrt{5}\cdot\frac{1}{\alpha}\cdot e^{\frac{1}{\alpha}}\qquad \qquad N_m=\frac{5}{4\pi}\cdot \frac{2}{\alpha}\cdot e^{\frac{2}{\alpha}}$

Выражение для N_m имеет вид N_m(x) = x * e^x, где x = 2/α . Его решением является функция Ламберта W(x) :

$\frac{2}{\alpha}=W(\frac{4\pi}{5}\cdot N_m)$

Из выражений выше можно сделать вывод, что если N_m увеличивается, то значение α
уменьшается (при возрасте Вселенной около 14 млрд. лет) в двенадцатом
значащем знаке или в 10^-15 порядке за год).

Теперь, учитывая CODATA 2018 α = 7,297 352 5693 *10^-3 найдем значения глобальных параметров N_m и N_q :

N_m = 1,163 004 117 * 10¹²¹

N_q = 1,000 686 165 * 10⁶²

Далее, отталкиваясь от значений фундаментальных постоянных CODATA 2018, получаем для фундаментальных масштабов следующие значения ( точность рассчитанных значений ограничена известной точностью гравитационной
постоянной):

E₀ = 1,437 759 * 10^-51 J m₀ = 1,599 726 * 10^-68 kg

r₀ = 1,187 980 * 10^-95 m t₀ = 3.962 675 * 10^-104 s

Значение постоянной Хаббла:

$H_0 = \frac{1}{N_m\cdot t_0} = 2.169 853\cdot 10^{-18}s^{-1}$

Большое число электрона ( CODATA 2018 m_e = 9,109 383 7015 * 10^-31 kg ):

$N_e= \frac{m_e}{m_0} = 5,6943506\cdot 10^{37}$

Комптоновская длина волны электрона:

$\lambda_{ce} = \frac{N_m}{N_e}\cdot r_0=2,4263094 \cdot 10^{-12} m$

Постоянная Ридберга:

$R_c=\frac{1}{2}\cdot \alpha^2N_eH_0=3,289843\cdot10^{15}Hz$

Для глобальных характеристик Вселенной получаем:

M = 1,860 484 * 10⁵³ kg, R = 1,381 626 * 10²⁶ m

T = 4.608607 * 10¹⁷ s (около 14,6 млрд. лет)

Q = 1.603 276 * 10⁴¹ C

Теперь можно вернуться к проверке упомянутых в предыдущей части эмпирических
формул для масс электрона и протона, представленных как некий баланс:

$m_e = \frac{1}{(2\pi)^2}\cdot m_0 \cdot (\frac{N_m}{N_q})^\frac{2}{3}= 9.65\cdot 10^{-31}kg$ $m_p = (2\pi)^2\cdot m_0 \cdot (\frac{N_m}{N_q})^\frac{2}{3}= 1.50\cdot 10^{-27}kg$

Сравнивая с оригинальными значениями, отмечаем, что соответствие неточное. Но как
первую попытку в новых условиях справиться с задачей эти формулы можно засчитать.

На основе вышеизложенной информации каждый читатель может создать собственную модель, выбирая функцию O(α) самостоятельно, а также предложить другую математическую связь между массами протона и электрона.

Кто-то скажет здесь нет модели, нет высшей математики, "сплошная" нумерология. И будет прав, но только частично.

На мой взгляд, на базе известных физических уравнений и простой математической логики удалось создать уникальную концепцию, которая по своей сути абсолютно отличается от превалирующей в современной науке парадигмы.

В отличие от модели Большого взрыва, данные выше простые математические выкладки определяют существование момента рождения Вселенной и процесс ее последующего планомерного развития.

Как можно заметить, согласно "квантовым" выражениям, масса нашей Вселенной равномерно возрастает, а из этого следует, что Закон сохранения энергии в ней не выполняется. Зато постоянной является сила, вследствие которой Вселенная расширяется.

Кроме того, разделение электрического заряда на положительный и отрицательный в новой модели приобретает другой смысл.

Утверждается, что любой объект является суперпозицией массы и заряда, которые в "нейтральном" объекте компенсируют друг друга каким-то образом , в "отрицательно заряженном" - преобладает влияние электрического заряда, в "положительно заряженном" - преобладает влияние массы.

Нет в новой схеме места для темной материи и темной энергии, черных дыр и "кротовых нор". Но зато, как баланс между зарядом и массой, представляется сознание - тонкая нить рационального в ткани иррационального.

Объяснимо ли разнообразие мира, исходя из таких, кажущихся простыми позиций - это, конечно, большой вопрос, требующий долгого и тщательного изучения.

Однако, есть и легко просчитываемые положительные моменты.

Например, опираясь на результаты проведенной работы, можно легко решить проблему космологической постоянной, суть которой в несоответствии на 120 порядков экспериментальных и теоретических данных - по словам известного физика Ли Смолина «наихудшем предсказании, когда-либо сделанном научной теорией». Использование вместо планковского расстояния кванта длины ставит все на места.

Конечно, если будет доказана незыблемость значения "постоянной" Планка, то статью вместо с концепцией и, возможно, автором следует отправить на свалку. Но, пока требуемая точность ее измерения не достигнута и выводы не ясны, гипотеза о существовании масштабов (квантов) основных физических величин имеет право на жизнь.

В ближайшее время после доработки интерфейса на суд читателя будет предложена программа (пишу на C# в Visual Studio) для вычисления значений фундаментальных постоянных в зависимости от возраста Вселенной ( W-функция Ламберта вычисляется с помощью соответствующего рекуррентного соотношения ).

Отдельная благодарность сообществу Habr за предоставленную возможность высказать свое представление о Вселенной на страницах портала.

Литература

[15] E. Teller, Phys. Rev. 73, 801 (1948), On the Change of Physical Constants
[16] V.E. Shemi-zadeh Coincidence of large numbers, exact value of cosmological
parameters and their analytical representation I.E.Tamm Department of Theoretical Physics, Lebedev Physical Institute, Leninsky prospect 53, 119991, Moscow, Russia

Также использованы материалы из книги К.А.Томилина «Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах» М.Физматлит 2006
Данные CODATA 2018 взяты с портала https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html

Tags:

Hubs: