Иная концепция вакуума (от вакуума до вселенной)

ВАКУУМ  – это «то», что создает «силы», взаимодействия, что создает «вещество» (атомы, молекулы, планеты, деревья и так далее ) и включает в себя все  созданное  , и окружает все созданное  дальними пространствами космоса.  

    Теория электромагнитных волн Джеймса Клерка Максвелла приоткрыла «дверь» в строение вакуума. Несколько расширила эту «щель» теория Пола Дирака. Но свободный вход остался закрытым. Теперь на основе брошюры «От вакуума до вселенной» ( М, Я. Шукан ) делается попытка открыть эту «дверь».  Отрывки из брошюры: «вакуум», а как «…до вселенной» - о загадке солнца. 

Немного из истории

Уже то, что долетающий до нас со всех сторон космоса свет , определенный теорией  Дж. К Максвелла как электромагнитная волна, свидетельствует о том, что в настоящее время наиболее логично и последовательно связана с вакуумом  та часть раздела физики , которая имеет заголовок «волны» и которая связана с электрическими и магнитными явлениями. Вся наша вселенная пронизана электромагнитными волнами. 

   Примерно 150 лет назад Джеймс Клерк Максвелл ( 1831 – 1879 )  сумел обобщить  

опыты связанные с электричеством и магнетизмом с тем, чтобы перевести эти явления на язык формул.  Он опирался на опыты Ампера  ( показавшие непрямое действие электрических сил – тока на магнитную стрелку компаса, что в более простом виде установил опыт с железными опилками ), Фарадея ( опыт по индуктивности , что привело к созданию «тока смещения» ). Максвелл связал электрические и магнитные поля  

в электромагнитную  волну, а затем установил, что такой волной является  свет. Он ввел токи смещения, это  связало токи и заряды и гарантировало  сохранение заряда, что является одним из  фундаментальных положений физики.  

   Новаторские обозначения в его уравнениях казались современникам  совершенно «абстрактными»  ( не связанными с материей ) и были негативно восприняты. Особенно   

сильные сомнения вызывали утверждения  Максвелла о существовании  электро- магнитных  волн и электромагнитная природа света.  

    Примерно через 50 лет после Максвелла было сделано важнейшее для понимания сути и значения вакуума открытие: образование античастиц ( то есть пар одинаковых частиц с противоположными зарядами ).  Британский физик  Пол Дирак определил, что электрон  обладает собственным механическим моментом количества движения – спином ( ½ в единицах h ) , а также в 1929 г на основе анализа решений своего уравнения предположил, что каждой частице размером меньше атома  соответствует  античастица, имеющая противоположный заряд. Одно из решений его уравнения сначала восприняли как  «лишнее», но потом поняли, что из этого решения следовало, что, должна существовать новая частица ( античастица ), например,  по отношению к электрону с массой электрона, но с положительным зарядом. Такая частица была открыта  в  1932 г  К. Андерсоном и названа «позитроном».  Существенным свойством таких пар было то, что частица и античастица потом, встретясь,  взаимно уничтожались – аннигилировали. Примером таких реакций было образование электрона и позитрона ( частицы и античастицы ) под действием, скажем, фотона подходящей энергии.  

   Отметим, что в неявном виде  предположение о возможности  образования частицы-античастицы  можно было сделать последователями теории уже на основе  теории Максвелла, в частности , рассматривая первое его уравнение , которое называется  «теорема ( закон ) Гаусса» : 

что «значит, что  из каждого положительного заряда  q исходит  q/ε0 линий напряженности, а на каждом  отрицательном заряде   q  оканчивается   1q1 /ε0    линий напряженности» ( А.Г. Аленицын,  Е. И . Бутиков , А. С. Кондратьев  «Краткий физико-математический справочник» , 2005 ),  а также - в некоторой степени - рассмотрение схемы движения волны.   

   Таким образом история дает : возможность наличия электромагнитных волн в вакууме,  возможность образования пар частица-античастица.

   Совершенно новая концепция вакуума. 

  Теория Максвелла явилась крутым скачком в развитии науки, двинула вперед электродинамику, электротехнику,  до некоторой степени – энергетику и так далее.  

   Вместе с этими достижениями она не отражала всех вопросов, связанных  с вакуумом: не проявляла механизмов, действующих  в вакууме, механизмов появления «вещества» во вселенной. Определив, что волны могут существовать в вакууме,  теория вернулась к «дальнедействию» ( «волны не нуждаются  в носителе» ). Примером следствия  таких воззрений является то, что и сегодня  заряды и их взаимодействия на схемах всех справочников и учебников  изображаются с «голыми» линиями напряженности и эквипотенциальными поверхностям и ( сферами ) – Рис. 1 (дальше ). То есть без какого-либо опосредованного взаимодействия. 

    В связи  с этим для дальнейшего изучения вакуума, взаимодействий в нем  кроме рассмотрения волн  необходимо расширить взгляд на  него. Проще говоря – надо «пойти  другим путем». 

   Такую возможность предоставляет соседний, предшествующий в физике  разделу «ВОЛНЫ»  раздел  – «КОЛЕБАНИЯ».  

   «К колебаниям относят движения или процессы в  той или иной степени повторяющиеся с течением времени. Колебания в физических системах почти всегда  связаны с попеременными превращениям энергии из одного вида в другой и обратно». 

    «Волнами называют изменения равновесного состояния  ( возмущения ) среды, распространяющиеся в этой среде. Основное свойство  всех волн ,независимо от их природы, состоит в том, что в них осуществляется  перенос энергии без переноса вещества. При прохождении волн частицы среды совершают движения  ( обычно колебательные ) около своих равновесных положений» ( справочник ). 

    Отметим  достаточно мало ощутимую границу в этих определениях . И это не недоработка авторов  а проявление  взаимосвязанности  обоих явлений. В обеих этих обширнейших  группах всевозможных явлений ( в том числе и механических ) нас в первую очередь интересуют  процессы, связанные с электрическими и магнитными силами и явлениями. Эти процессы и явления в обеих группах явлений «пересекаются» друг с другом. Вследствие связанности электрических и магнитных явлений в вакууме довольно часто придется соотносить волны и колебания ( не говоря уже о возможной взаимозаменяемости самих этих терминов ).      

   Электромагнитные волны исследованы  и частично упомянуты выше. С интересующей нас точки зрения колебания не исследованы. 

   ОСНОВОЙ ПРОЦЕССА колебания в вакууме  является процесс образования античастиц ( то есть пар «частица –античастица» ). 

   При этом можно считать, что и процесс образования электромагнитных волн в вакууме имеет ту же основу. Но на сегодня это несколько дискуссионный вопрос , поэтому его  касаться  не будем.                                                                

    Основное, «внешнее» отличие волн от колебаний в том, что электромагнитные волны непрерывно движутся ( движение в пространстве и времени ), а электрические  колебания происходят, условно говоря, на определенном  месте ( «движение» только во времени ). Можно сказать, что «волны – это отправившиеся в путешествие колебания», а  «колебания- это «домоседы». 

    Итак, КОЛЕБАНИЕ  в вакууме ( по определению ) это образование пары  зарядов- «частицы и античастицы», с расхождением на некоторое расстояние ( определяемое энергией , образовавшей их ), после чего происходит взаимное притяжение и взаимное уничтожение/ аннигиляция этой пары зарядов.   

    Пары зарядов, не расходящиеся далеко друг от друга,  известны  - это  ДИПОЛИ. 

В частности,  в природе большую роль играют диполи молекул воды (Н2О). 

   Сейчас нельзя определить механизм образования пар «частица-античастица». Этот вопрос относится к глобальным вопросам мироздания, таким как «что такое пространство, в общем виде – пространство Рода, в котором находится наша вселенная ?», «откуда взялось это пространство?», и такой жизненный вопрос «почему в нашей вселенной нет античастиц, кроме как временно образующихся и долго не существующих ( иначе бы ничего бы не было во вселенной ) ?». И так далее. Последний  из указанных вопросов прямо соотносится с явлением образования пар ( частица-античастица). 

   Пока же мы можем только фиксировать, что в некоторой точке нашей вселенной может образоваться пара частица-античастица.  Является ли  указанная точка особой в вакууме ? Точнее эту микро-микро…- точку  проще назвать «МИКРОТОЧКОЙ». Микроточка не является какой-то особой в пространстве вакуума, потому, что образование указанных пар может произойти в любой  точке пространства вакуума, потому что такие микроточки встречаются на пути любой «бегущей» электромагнитной волны в виде «точек равновесия» ( определяя границы длины волны ). Это наглядно видно на примере «стоячих волн», у которых микроточки называются «узлами». 

   Микроточки можно сравнить с пикселями на экранах телевизоров, планшетов ( и так далее ). То есть образований, в которых воздействие энергии проявляется в виде какого-то кванта света. Там , где есть экран ( компьютера ), там есть пиксели, и наоборот – где есть пиксели, там есть экран в нашем обычном пространстве. 

   Значение микроточек, которые участвуют во всех образованиях во вселенной,  подчеркнем таким предположением : если  существует невообразимо громадное неограниченное  пространство Рода , в котором наша вселенная занимает какую-то область, то там, где есть наша вселенная там есть микроточки, и наоборот, где есть микроточки, там есть наша вселенная. 

   Основное свойство микроточек – образовывать колебания в вакууме и участвовать каким-либо образом в движении этих колебаний уже в виде электромагнитных волн. 

   Так как частица и античастица имеют абсолютно равные заряды , то  сами микроточки не имеют зарядов (сумма плюс и минус зарядов частицы и античастицы равна нулю), они  электрически нейтральны. 

      «Микроточки» очень малы, и их количество во вселенной огромно, они  заполняют все пространство нашей вселенной, вследствие чего находятся в вакууме, в материи-веществе, в камнях, в живых организмах и т.д., скажем, аналогично «поведению» молекул воды в океанах, определяющих, скажем, существование рыб. Их значение в природе ОГРОМНО! 

   Свойства диполей в вакууме:   -  ДИПОЛЬ  в вакууме как колебание является ВРЕМЕННЫМ образованием. Под воздействием электрического притяжения противоположных зарядов он ( противополож-ные заряды в нем )  через некоторый промежуток времени  самоуничтожится, схлопнется, исчезнет, аннигилирует ! Это свойство ВРЕМЕННЫХ диполей в вакууме. То есть диполь в вакууме существует только время, определяемое энергией его образования. 

    По аналогии с формулой , определяющей энергию и временную характеристику  электромагнитной волны,  Е =   h ν, где Е- энергия образования колебания,  ν- частота  колебания ,  h-постоянная Планка, для  временного  диполя имеем  формулу  для времени его  существовании или «период колебания» ( t ) :  Е  t  =   h.

Именно поэтому диполи в вакууме называются «временными» ( иногда – «виртуаль-ными». Но последнее  определение носит оттенок мистичности, нереальности, так что применять его следует только имея в виду абсолютную реальность такого диполя в вакууме потому что диполи  так или иначе всегда и во всем проявляют свое действие например в образовании  и действии «сил»). 

   Поскольку  микроточек во вселенной громадное множество и имеется много энергии, то образование временных  диполей ( с последующим схлопыванием )  происходит  во вселенной повсеместно и постоянно. Но при схлопывании какого-нибудь диполя ( находящегося даже в некой структуре) для этой структуры ничего не меняется : на место исчезнувшего диполя тут же встает ( заменяет) соседний  свободный соответствующий диполь. 

      Известно, что энергия на микроуровне  дискретна, то есть составляет не непрерывный «спектр», а имеет определенные значения.  Какие и сколько есть таких уровней энергии на микроуровне можно сказать, изучив проявление этих  дискретных значений в виде образования «элементарных» заряженных - имеющих античастицу - ( к примеру, пионы, Каоны, гипероны … )  частиц.  Но из всех таких уровней энергии  природой выделены два, и, следовательно, выделены и два «сорта» диполей: колебания с образованием электрон-позитронных и протон-антипротонных диполей, поскольку это соответствует основным постоянным зарядам в нашей вселенной ( электрон и протон ). Так как энергия, идущая на образование таких диполей дискретна, то и образующиеся при этом диполи «стандартны» по свойствам как и сами заряды ( кроме знаков зарядов ). Каждый вид диполей имеет в природе свою «основную» область «действия», «применения». Электрон-позитронные диполи участвуют в  кулоновских  взаимодействиях  зарядов и в магнитных явлениях. Протон-антипротонные  диполи участвуют в образовании ядерных сил. 

  Но все  диполи  участвуют в образовании и  взаимодействиях «веществ». 

   Диполи всех «сортов» являются важнейшими переносчиками ( «держателями» ) энергии: диполь ( электрическое колебание ) образуется ( микроточка получает некоторую энергию ), некоторое время существует ( в соответствии с затраченной на его образование энергией ), а затем заряды аннигилируют  ( самоуничтожаются ) и, необходимо  при аннигиляции выделяется  затраченная на образование диполя энергия ( в некотором  месте, отданная другой микроточке или образованию ) ! 

    Ни микроточки, ни временные  диполи никогда не находятся в покое. Та  или иная энергия либо «стекает» к ним ( в виде «отходов» в форме  диполей и излучений, иногда называемым «теплом»  )  с макроуровня  либо передается от  микроточки к микроточке. ИМЕННО в этом смысле, скажем, «нулевые колебания», во-первых, неуничтожимы, повсеместны, хаотичны. Во-вторых, при схлопывании одних колебаний, их энергия тут же передается соседним микроточкам. Так что можно считать, бесчисленное количество таких колебаний все время остается постоянным, и в этом их постоянстве их неуничтожимость. Они образуют, так сказать , первоначальный «вселенский хаос».

Некоторые аналогии в "поведении" (постоянных) диполей воды и временных диполей вакуума

1. Диполи воды образуются уже с самым образованием молекулы воды вследствие того, что внешние электроны атома кислорода примерно сохраняют направление своих орбит при образовании молекулы воды ( О-2  2Н+ ). Аналогичное свойство есть у некоторых других атомов начала периодической таблицы Д. И . Менделеева , в частности, у  атома углерода. Такое сохранение направления орбит создает уникальность свойств соединений этих атомов. Так, молекулы воды имеют «аномальные», уникальные  свойства ( в общем благоприятные для существования углеродной жизни ), которые выделяют воду среди других соединений атомов, окружающих атомы кислорода.  

     Диполи воды  достаточно активно взаимодействуют с «веществами», что приводит к образованию растворов и тому подобного. Особо наглядно  выглядит вариант взаимодействия диполей воды с так называемыми солями « сильных электролитов», которые в водных растворах хорошо растворяются с диссоциацией (распадом) на ионы – катионы щелочного металла и анионы кислотного остатка 

                                         Н2О  - Nа  -  ОН2 

(нри полном окружении иона натрия молекулами воды ) 

    Диполи вакуума ещё активнее взаимодействуют с реальными зарядами электронами и протонами , образуя при определенных обстоятельствах силы взаимодействия зарядов, магнитные силы, ядерные силы и так далее, в том числе и материальное ( ощущаемое нашими органами чувств) «вещество». Что начинается с образования окружения заряда временными диполями – как пример - Рис. 2 с указанным на нем расположением. временных электрон-позитронных диполей. 

    2. Диполи воды образуют между собой некоторые структуры ( за счет именно взаимодействия противоположных зарядов диполей ), что обуславливает «аномальные» свойства молекул воды, такие как явления как «память воды». 

   Диполи вакуума активно образуют различные структуры  типа «цепочек» или колец/ «баранок», когда взаимодействуют противоположные заряды на концах диполей ( плюс к минусу и минус к плюсу ), что позволяет таким структурам переносить энергию в пространстве с тем, чтобы , образовавшись за счет некоторой энергии в одном месте ( взаимодействии) «разрядиться», отдав энергию , в другом взаимодействии с образованием «незаряженной» уже микроточки. 

   Отметим важность  «поведения»  Вселенной : в основе двух самых знаменательных её «проектов» - создание Природы и создание Жизни – лежат в принципе аналогичные диалектические явления дуализма: использование «дипольности». В создании Природы – это временные диполи вакуума. В создании Жизни – это постоянные кислотно-щелочные «диполи» ( противоположные по свойствам группы на концах молекул: кислотные и щелочные  ) молекул аминокислот. Причем в последнем случае, «на Жизнь», также «работает» и дипольность молекул воды. 

     Таким образом к основным терминам теории Максвелла : «поперечные  электро- магнитные волны» ( излучения  ) Максвелла  и явлению образования ( и аннигиляция ) пар частица-античастица,  следует добавить термины :  «МИКРОТОЧКИ»  и   «ВРЕМЕННЫЕ ДИПОЛИ». Всё это имеется во вселенной в бессчетном количестве, плотно и равномерно заполняя все  пространство вселенной !  

     ВОТ ЭТО И ЕСТЬ ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СТРОЕНИЯ того, что называется  

В А К У У М О М !  

     Вакуум совместно в реальными зарядами во вселенной ( пока неизвестно как получившиеся – ещё один из глобальных вопросов ) образует все, что называется «веществом», разными «силами» взаимодействий и так далее. 

   Как пример современного изображение взаимодействия двух одноименных зарядов  

показан рисунок  1, где линии напряженности «голые», то есть взаимодействие происходит через абсолютную пустоту, точнее говоря, как «дальнодействтие». 

   Но учитывая то, что все постоянные заряды окружены электрон-позитронными диполями , на линиях напряженности следует изображать символично «бусинки» или «овалы», содержащие плюс и минус заряды ( то есть диполи , которые обращены к центральному заряду  своим противоположным по заряду концом ), как показано на Рис.2. 

В таком случае взаимодействие зарядов изображается опосредовано (через временные электрон-позитронные диполи ), то есть как в результате «близкодействия»