Гравитация, электромагнитные волны и метрика Шварцшильда: связь через математическое описание

Введение

В данной статье рассматривается гипотеза о том, что метрика Шварцшильда описывает не столько само искривление пространства, сколько распределение энергии вдоль сферической поверхности, что напрямую связывает её с электромагнитными процессами. Также мы рассмотрим математическое описание электромагнитных волн и их связь с гравитацией.

Оригинал статьи расположен по ссылке https://dzen.ru/a/Z8A82-1BAm_UHk9J

Переменная скорость света и гравитационное красное смещение: новый взгляд на природу пространства

Оригинал на https://dzen.ru/a/Z7_Vv1xDUFapmR4H

Введение

Скорость света традиционно считается фундаментальной константой. В основе современной физики лежит постулат, согласно которому скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей, независимо от их движения и движения источника света. Этот принцип заложен в основу Специальной теории относительности (СТО) и Общей теории относительности (ОТО), и его истинность никогда не подвергалась пересмотру. Однако есть несколько ключевых моментов, которые позволяют поставить этот постулат под вопрос.

В данной статье мы рассмотрим, на каких основаниях был введён постулат о постоянстве скорости света, какие условия должны выполняться, чтобы он оставался неизменным, и какие наблюдаемые явления могут указывать на его ограниченность. В частности, мы покажем, что гравитационное красное смещение можно рассматривать как подтверждение того, что скорость света не абсолютна, а зависит от плотности энергии в пространстве.

1. Постулат о постоянстве скорости света

В Специальной теории относительности скорость света вводится как аксиома, без необходимости её доказательства. Она формулируется следующим образом:

Скорость света в вакууме одинакова для всех наблюдателей, независимо от их движения и движения источника света.

Этот постулат был принят после эксперимента Майкельсона-Морли (1887), который не выявил изменений скорости света при движении Земли. Это позволило Эйнштейну отказаться от концепции эфира и принять скорость света как абсолютную константу.

Однако важно понимать, что СТО и ОТО работают в предположении идеального вакуума, где отсутствуют любые материальные или энергетические влияния на свет.

В эксперименте Майкельсона-Морли 1887 года измеряли скорость света в разных горизонтальных направлениях, но не учитывали возможное изменение скорости света при изменении силы гравитации. Их установка находилась на поверхности Земли, и сравнение происходило только в одной плоскости.

Если бы эфир существовал, его эффект ожидался именно в горизонтальном направлении из-за движения Земли через него. Однако этот эксперимент не мог проверить возможное влияние гравитации на скорость света, поскольку он не предусматривал таких измерений. Важно отметить, что даже в современных исследованиях этот аспект остается малоизученным, хотя влияние гравитации на частоту фотонов хорошо задокументировано.

Этот момент открывает важный вопрос: может ли скорость света изменяться в зависимости от изменения силы гравитации? Здесь речь не идёт о возврате к концепции эфира, а о рассмотрении влияния изменений энергии пространства на распространение электромагнитных волн. Современные гипотезы о квантовой структуре вакуума, гравитационном потенциале и дополнительных измерениях могут привести к новым экспериментам в этом направлении. Если скорость света действительно зависит от силы гравитации, это могло бы указывать на существование новых фундаментальных закономерностей в устройстве пространства-времени.

Физический взгляд на восприятие и внимание - аналогия с волновыми процессами и дифракцией.

1. Человек как электромагнитный генератор

   • Наше внимание и мысли можно представить в виде электромагнитных волн.

   • Мы генерируем "свет" (мысли) определённой частоты, который определяет наш путь восприятия реальности.

2. Внимание как волновой процесс

   • Восприятие можно сравнить с дифракцией света: мы видим только те события, которые соответствуют нашей частоте.

   • Чем шире наш спектр восприятия, тем больше информации мы способны обработать.

   • Интерференция мыслей и убеждений формирует картину окружающего мира.

3. Правила как дифракционная решётка восприятия

   • Подобно тому, как дифракционная решётка разлагает свет на спектр, наши убеждения формируют структуру восприятия.

   • Жёсткие догмы и ограничения сужают спектр доступной информации.

   • Осознанный контроль над правилами даёт возможность расширить границы восприятия.

4. Изменение частоты восприятия через осознание

   • Человек может "настроить" свою частоту, меняя восприятие и реагируя иначе на внешние события.

   • Осознание гибкости правил позволяет адаптироваться к новой информации, повышая чувствительность к изменениям мира.

5. Посттравматический рост и квантовая трансформация личности

   • Экстремальные ситуации могут вызвать резкий скачок восприятия, подобно резонансному изменению частоты колебаний.

   • Посттравматический рост можно рассматривать как переход на новый уровень когнитивных возможностей.

   • Чем сильнее стрессовая перегрузка, тем выше вероятность радикального изменения восприятия и перераспределения энергии внимания.

Философский взгляд — о восприятии, внимании и свободе выбора.

1. Человек – активный творец своей реальности

   • Мы не просто воспринимаем мир, а формируем его в соответствии с нашими внутренними установками.

   • Наше внимание определяет, что именно мы замечаем и чему придаём значение.

   • Мы генерируем "свет" (мысли) определённой частоты, что задаёт нам направление движения в жизни.

2. Внимание как инструмент восприятия

   • Наши убеждения и ценности определяют, какой спектр реальности мы видим.

   • Мы замечаем только те события или объекты, которые соответствуют нашей внутренней частоте восприятия.

   • Чем шире спектр нашего восприятия, тем больше возможностей мы способны осознать и использовать.

3. Правила как структура восприятия

   • Правила – это не жёсткие ограничения, а своего рода "линзы", через которые мы видим мир.

   • Их можно сравнить с дифракционной решёткой: они раскладывают нашу реальность на определённые категории восприятия.

   • Человек должен осознавать, какие правила ему подходят, а какие ограничивают его развитие.

4. Осознание и свобода выбора

   • Принятие того, что правила изменяемы, даёт человеку возможность осмысленного выбора.

   • Осознанность – это способность корректировать свои убеждения, а не слепо следовать заложенным с детства нормам.

   • Освобождение от догм открывает новые горизонты познания и личностного роста.

5. Посттравматический рост как механизм трансформации

   • Переживание кризисов и экстремальных ситуаций может привести к глубокой трансформации личности.

   • Посттравматический рост проявляется в:

     • Изменении приоритетов: осознание подлинных ценностей.

     • Углублении межличностных отношений: усиление эмпатии и открытости.

     • Развитии внутренней силы: повышение устойчивости перед вызовами жизни.

   • Часто страх служит катализатором изменений: он возникает, когда внешние обстоятельства не совпадают с нашими внутренними убеждениями.

   • Осознание гибкости правил и их относительности позволяет человеку преодолеть страх и выйти на новый уровень восприятия.

Как сказал Пифагор: "Не гонись за счастьем: оно всегда внутри тебя."

Время как измерение: переосмысление фундаментальных величин

Введение

Традиционно время рассматривается как четвёртое измерение наряду с пространственными координатами. Однако его природа остаётся предметом дискуссий. В данной статье предлагается альтернативный взгляд, в котором измерение должно описывать определённую физическую характеристику. В таком случае остаются три фундаментальных измерения: пространство, время и масса.

1. Время как характеристика процесса

Время – это не просто последовательность событий, а само создание волны. Волна и есть время, волна и есть размер. Волна – это размер во времени. В самой волне также заложена и третья характеристика – изменение энергии, плотность энергии. Из понятия волны следуют три ключевые характеристики: пространство, время и масса (плотность энергии), которые неразрывно связаны через закон сохранения энергии. Эти три характеристики являются фундаментальными, так как они непосредственно связаны с самим процессом существования волны. Волна, распространяясь, создаёт размерность, изменяет плотность энергии и определяет временную характеристику процесса.

При этом распространение волны вдоль сферы, хоть и находится в пространстве, не принадлежит ему полностью. Это создаёт понятие измерения массы. Масса — это не отдельное свойство, а результат взаимодействия волны с пространством. В этом заключается принцип неопределённости Гейзенберга: чем точнее определяется одно из свойств волны (например, её положение), тем менее определённым становится другое свойство (импульс). Это ещё раз подчёркивает, что время, масса и пространство являются взаимосвязанными характеристиками единого процесса.

2. Математическое обоснование измерения массы через π

Рассмотрим распространение волны вдоль сферы. Любые расчёты, связанные с окружностью или сферой, будь то длина окружности, площадь сферы или объём шара, всегда содержат число π. Это фундаментальная особенность геометрии волновых процессов, что делает невозможным точное описание изменений вдоль сферы только через пространственные координаты. Число π является иррациональным, а значит, невозможно выразить поведение волны вдоль сферы через конечное число значений в пространстве. Можно сколь угодно близко его получить, но ни когда точно.

Таким образом, измерение массы является независимой характеристикой, связанной с волновым процессом, но не принадлежащей пространству в классическом смысле. Это подтверждает, что масса — это не просто свойство объекта, а характеристика взаимодействия энергии в дополнительном измерении, что ведёт к выводу о существовании независимого магнитного измерения, связанного с плотностью энергии.

3. Взаимосвязь времени, массы и пространства

Если рассмотреть уравнения относительности, становится очевидным, что рост скорости сокращает размер объекта и увеличивает его массу. Это указывает на тесную связь между временем, пространством и массой. Масса влияет на течение времени, изменяя энергетический баланс пространства. Таким образом, время является не отдельным измерением, а одним из, непрерывно связанных между собой. Энергия перераспределяется между этими измерениями, оставаясь при этом постоянной. Это опять же ведёт к выполнению закона сохранения энергии.

4. Время как следствие взаимодействия энергетических уровней

Рождение материи и антиматерии сопровождается процессами перераспределения энергии. Чёрные дыры собирают материю, в то время как антиматерия стремится к разрежённым областям. В таком представлении время становится мерой перехода энергии между различными состояниями. Этот процесс теоретически обратим, что может означать возможность возврата к исходной точке.

Строение элементарных частиц: гипотеза стоячей волны энергии

Введение

Современная физика рассматривает элементарные частицы как точечные объекты с определёнными характеристиками, такими как масса, заряд и спин. Однако, если предположить, что частица — это не точка, а стоячая волна энергии в пространстве, можно получить новое объяснение многих физических явлений. Данная статья основана на гипотезе фундаментальной связи электромагнитной волны и массы, а также на концепции волны де Бройля (https://dzen.ru/a/Z7GBl8tL9DbB2x5L).

Стоячая волна как основа структуры

Если в пространстве может существовать волна энергии, например гравитационная волна вокруг массивного объекта, то логично предположить, что элементарные частицы также могут представлять собой такие волны, но в замкнутой форме. Стоячая волна создаёт стабильную структуру, удерживаясь в определённой области пространства. Такая модель объясняет, почему частицы обладают устойчивыми характеристиками и как происходит их взаимодействие.

Квантование как следствие волновой природы частиц

Квантование является естественным следствием того, что процесс образования частиц представляет собой волновой процесс. Любая волна имеет максимумы и минимумы плотности энергии относительно некоторого первоначального значения. Это накладывает ограничения на возможные состояния системы, что соответствует квантовой дискретности. Такой подход способен объяснить или примирить квантовую теорию и теорию относительности, поскольку обе теории можно рассматривать как описание различных аспектов одного и того же явления — взаимодействия энергии в пространстве.

Разница между материей и антиматерией

Материя и антиматерия отличаются не только знаком заряда, но и внутренним строением. Если представить элементарную частицу как стоячую волну, то в центре материи и антиматерии для заряженных частиц будут находиться различные энергетические состояния. У материи в центре возникает область повышенной плотности энергии, а у антиматерии — область с пониженной плотностью энергии в области пространства. Это может объяснять, почему материя и антиматерия аннигилируют при встрече, создавая чистую энергию. Материя по отношению к себе подобной будет проявлять силу гравитации, что позволит создавать макрообъекты. Антиматерия же будет проявлять по отношению к себе подобной явление антигравитации, что препятствует образованию крупных структур из антиматерии.

Влияние на пространство и происхождение гравитации

Если элементарная частица — это стоячая волна, то её существование изменяет плотность энергии окружающего пространства. Такое изменение может приводить к возникновению силы, которую мы воспринимаем как гравитацию. Масса тогда становится следствием концентрации энергии в данной области пространства. Это также объясняет, почему гравитация всегда притягательна: она связана с деформацией пространства в сторону области с высокой энергоплотностью.

Почему материя образует макрообъекты, а антиматерия — нет

Если материя создаёт в своей середине области высокой энергоплотности, то такие области могут притягиваться друг к другу, образуя макрообъекты, такие как звёзды и планеты. Антиматерия, в силу иной структуры (уменьшение энергоплотности в своем центре) своей стоячей волны, может отдаляться от материи при образовании макрообъектов. Это создаёт баланс распределения энергии в некоторой области, что начинает порождать частицы большего размера. Таким образом, макрообъекты материи могут формироваться, в то время как антиматерия остаётся рассеянной.

Градиент плотности энергии и его влияние на распространение света

Введение

Основываясь на предположении, что волна де Бройля скорее всего является пространственной волной плотности энергии (Dzen), можно прийти к заключению, что пространство может иметь различную плотность энергии. Градиент плотности энергии в пространстве может быть ключевым фактором, определяющим траекторию света. Это может дать альтернативное объяснение некоторым наблюдаемым явлениям, таким как гравитационное линзирование и красное смещение.

1. Связь массы, энергии и длины волны

Исходя из наших рассуждений о массе покоя:

где:

• E2 — энергия объекта в покое,

• E1 — энергия при скорости света,

• λ1 — длина волны объекта при движении со скоростью света,

• h — постоянная Планка,

• c — скорость света.

Здесь масса покоя частицы зависит от длины волны при предельной скорости. Поскольку скорость света является максимальной для данной среды, это указывает на то, что плотность энергии пространства влияет на допустимый диапазон частот.

2. Влияние плотности энергии на частоты

В данном случае рассматривается именно взаимодействие пространственных волн энергии в пространстве. Так как волна де Бройля скорее всего и есть пространственная волна энергии, то логично предположить, что и само пространство способно в больших масштабах иметь разную плотность энергии. Например, сила гравитации или электромагнитная сила, всё это можно рассматривать как пространство с градиентом изменения плотности энергии в пространстве.

Чем выше плотность энергии среды, тем более высокочастотные волны могут в ней существовать. Однако есть граничные частоты, ограничивающие распространение волн. Если плотность энергии изменяется, это приводит к изменению диапазона допустимых частот и, соответственно, возможных скоростей распространения волн.

Если плотность среды определяет диапазон возможных частот (то есть минимальная и максимальная граница), тогда:

1. Частота ограничивает скорость — если для данной плотности есть допустимый диапазон частот, то и скорость распространения волны тоже будет ограничена.

2. Максимальная скорость в данной среде определяется её свойствами — в вакууме это скорость света c, но если вакуум сам обладает "плотностью", то скорость может меняться.

3. Взаимосвязь между плотностью и скоростью — если плотность среды увеличивается, то высокочастотные волны проходят лучше (это напоминает поведение звука в плотных средах, но здесь говорится о фундаментальном уровне). Возможно, это и есть намёк на то, что скорость света может быть переменной.

3. Дисперсия света и её физический смысл

Дисперсия — это зависимость скорости распространения волны от её частоты внутри одной среды. То есть, разные длины волн (частоты) распространяются с разной скоростью, но при этом частота излучения остаётся неизменной при переходе через границу. Меняется длина волны.

Если рассматривать дисперсию, то скорость распространения зависит от частоты, а это означает, что при достижении некоторой граничной частоты угол преломления может достигать 90° или даже больше.

Что это значит?

1. Граничная частота — это такая частота, при которой свет (или другая волна) уже не может распространяться в данной среде. Это похоже на полное внутреннее отражение, но на фундаментальном уровне.

2. Если угол преломления достигает 90°, это означает, что волна перестаёт распространяться дальше в данной среде и либо отражается, либо поглощается средой.

3. Граничная частота и структура пространства

   • Если представить, что вакуум сам является "средой" с переменной плотностью, то в разных областях пространства могут существовать разные граничные частоты.

   • Это могло бы объяснить, почему в одних условиях свет может распространяться, а в других — нет (например, вблизи чёрных дыр или в особых физических условиях).

Волна де Бройля как пространственная волна плотности энергии

Связь поперечной и продольной волн

1. В классической механике поперечные волны могут существовать только в упругой среде, где есть сдвиговые напряжения (например, в твёрдых телах).

2. Продольные волны существуют как в твёрдых телах, так и в жидкостях и газах. Они передают возмущение через сжатие и разрежение.

Если говорить о частице как о некоей волновой структуре в пространстве, то можно задать вопрос:

• Если у частицы есть волновая природа, то какая волна создаёт интерференционную картину — поперечная или продольная?

Что происходит в эксперименте с одной щелью?

• Когда частица проходит через щель, её волновая функция огибает препятствие и создаёт интерференционную картину.

• Это свойство характерно для всех волн, независимо от того, поперечные они или продольные.

Но если предположить, что де-Бройлевская волна по своей сути является продольной, это может объяснить:

1. Почему волновая функция подчиняется уравнению Шрёдингера, которое аналогично уравнению для акустических волн.

2. Почему частица испытывает волновые эффекты даже без наличия среды (что странно для обычной механики).

Всегда ли поперечная волна сопровождается продольной?

В механике — не всегда, но часто:

• Например, при распространении упругих волн в твёрдом теле продольные и поперечные компоненты могут сосуществовать.

• В случае деформации среды сжатие может вызывать перпендикулярные смещения, то есть продольная волна может индуцировать поперечную.

Как это можно проверить?

1. Посмотреть, как ведёт себя дифракция при изменении ширины щели. Если есть критическая ширина, при которой интерференция резко исчезает, это может намекать на связь с продольными эффектами.

2. Проверить поведение частиц в средах с разной плотностью. Если длина волны меняется, это может указывать на продольную природу.

3. Попробовать аналогичный эксперимент с акустическими волнами, чтобы увидеть схожесть.

Давайте предположим, что частицы движутся с продольной волной, а не просто "размазываются" как волновая функция. Если волна, связанная с частицей, является продольной, то длина волны де Бройля действительно может быть характеристикой её пространственного взаимодействия.

Связь с преломлением света и переходным излучением

Рассмотрим, как ведут себя фотоны при переходе между средами с разной плотностью. Известно, что при изменении среды длина волны света изменяется в соответствии с показателем преломления, хотя частота остаётся неизменной. Это явление подтверждает, что электромагнитная волна может менять свои пространственные характеристики в зависимости от условий среды, в которой она распространяется.

Если волны де Бройля действительно являются пространственными волнами энергии, то аналогичный эффект может проявляться и для массивных частиц. Однако, в отличие от фотонов, у заряженных частиц при переходе через границу сред наблюдается ещё один важный процесс — переходное излучение. Этот эффект возникает, когда заряженная частица проходит через границу двух сред с разными диэлектрическими свойствами, в результате чего часть её энергии испускается в виде электромагнитного излучения.

Это указывает на то, что частица не просто изменяет свою длину волны, но и может терять часть энергии в процессе перехода, аналогично тому, как фотоны изменяют свою длину волны при преломлении. Таким образом, переходное излучение может играть роль механизма, позволяющего массивным частицам изменять свою длину волны в зависимости от среды, подтверждая, что их волновая природа действительно связана с пространственными характеристиками энергии.

Этот факт ещё раз подчёркивает, что длина волны де Бройля является не просто математическим описанием, а реальной физической характеристикой, определяемой распределением энергии в пространстве.

Как это может быть связано с уравнением Шрёдингера?

Уравнение Шрёдингера для свободной частицы:

где u — смещение в среде, v — скорость распространения волны.

Теория плотности энергии

Рассматривается гипотеза о том, что масса элементарных частиц является следствием изменения плотности энергии в пространстве. Этот подход позволяет по-новому взглянуть на фундаментальные взаимодействия, объяснить аномалии, связанные с тёмной материей и энергией, неопределённость Гейзенберга, а также предложить альтернативу концепции искривления пространства-времени и полю Хиггса.

1. Масса как следствие плотности энергии

В классической физике масса рассматривается как фундаментальная характеристика вещества. Однако, если допустить, что масса является проявлением плотности энергии, то можно объяснить её происхождение без привлечения поля Хиггса. В этом случае масса заряженных частиц будет результатом равномерного изменения плотности энергии, а для нейтральных частиц этот процесс может иметь вихревую природу.

1.1. Связь массы и длины волны

Рассмотрим поведение массы в пределе скорости света. Существует прямая зависимость между длиной волны и массой. Если эта зависимость является фундаментальной, то изменение плотности энергии в пространстве определяет инерционные свойства частиц.

Используем релятивистское выражение для энергии: E = mc² и уравнение Планка для энергии фотона: E = hc / λ

Приравняв эти выражения, получаем:  mc²= hc / λ

Откуда следует: m = h / (λc)

Это уравнение показывает, что масса частицы связана с её длиной волны. Однако можно также выразить массу через отношение энергий при покое и при достижении скорости света. Пусть E1— энергия при покое, а E2 — энергия при движении со скоростью света. Тогда: m = (h / (cλ1)) x (E2 / E1)

Здесь энергия сокращается, и остаётся выражение массы только через постоянную Планка, скорость света и длину волны. Это усиливает понимание того, что масса является следствием плотности энергии, а не независимой характеристикой материи.

2. Тёмная материя и тёмная энергия как проявление плотности энергии

Тёмная материя и тёмная энергия представляют собой две из наиболее загадочных проблем современной физики. Если рассматривать Вселенную с точки зрения распределения плотности энергии, то можно предположить, что тёмная материя является следствием неоднородного распределения плотности энергии в разных измерениях. Это объясняет аномалии в движении галактик и реликтовое излучение как возможный эффект перераспределения энергии при достижении чёрных дыр.

3. Четыре фундаментальных взаимодействия через изменение плотности энергии

Если масса является следствием плотности энергии, то фундаментальные взаимодействия также могут быть объяснены через этот параметр:

·         Гравитация как градиент плотности энергии в масштабах галактик и Вселенной.

·         Электромагнитное взаимодействие как равномерное распределение энергии в заряженных частицах.

·         Сильное взаимодействие как удержание плотности энергии в ограниченном объёме.

·         Слабое взаимодействие как процесс перераспределения плотности энергии, что объясняет радиоактивный распад.

4. Альтернативный взгляд на искривление пространства

Если рассматривать Вселенную через плотность энергии, то понятие искривления пространства может быть заменено понятием градиента плотности энергии. Это устраняет необходимость в 4-мерной геометрии, делая модель более интуитивно понятной и применимой к различным масштабам.

5. Объяснение квантовых эффектов через плотность энергии

Принцип неопределённости Гейзенберга можно рассматривать как следствие колебаний плотности энергии на малых масштабах. В этом случае частица может быть описана либо как точечный объект с волновой функцией, либо как волна с внутренней структурой, что объясняет как квантование энергии, так и связь квантовой механики с теорией относительности.

6. Фрактальность Вселенной и рождение материи

Спиральные галактики демонстрируют структуру, которая может быть проявлением фрактальности распределения плотности энергии. Это позволяет предположить, что на разных масштабах могут действовать одни и те же законы, включая процессы рождения материи и антиматерии за счёт ускорения и торможения.