Дилатон
"Если квантовая механика верна,
это означает конец физики как науки"
(А.Эйнштейн)
Пару лет назад на ресурсе kniganews.org вышла очередная статья-расследование неизвестного автора, в которой он, наконец, подобрался совсем близко к той "точке сборки", в которую нужно переместить наше сознание, чтобы понять суть физических взаимодействий и структуру пространства-времени. Я скопирую сюда только самое основное, что касается этой давно интересующей меня темы, исключив все эти дикие измышления, касающиеся струн, кварков, глюонов, тахионов и прочих виртуальных сущностей, а в конце дам свой комментарий, как мне видится эта проблема.
* * * * * *
В 1980 году Виттен перебрался из Гарварда в Принстон, где в стенах IAS, прославленного Института передовых исследований, и продолжает благополучно работать вплоть до нынешних дней. О масштабе научных задач, которые он взялся штурмовать на новом месте, содержательно было рассказано тридцать с лишним лет спустя - в другом мемуаре Виттена [4], опубликованном в 2014.
Не размениваясь на пустяки, молодой учёный решил сразу заняться проблемой проблем теоретической физики - о взаимной противоречивости двух главных основ, квантовой теории частиц и теории гравитации Эйнштейна, также известной как ОТО.
Поскольку же начинал эти свои изыскания Виттен ещё до Первой струнной революции, то для формирования собственного свежего взгляда на проблему он решил перелопатить оригиналы всех тех базовых статей, с которых начиналась новая физика XX века. И нашёл там чрезвычайно заинтересовавшую его работу 1938 года [5].
Авторами статьи были Альберт Эйнштейн и его молодой коллега Питер Бергман. Замечательная же особенность давней работы заключалась в том, что Виттен увидел там очень по-современному звучащую идею о физическом смысле подходов к увеличению числа измерений пространства-времени.
Идея о расширении размерности нашего мира, можно напомнить, была выдвинута в начале 1920-х годов Теодором Калуцей и Оскаром Клейном. Работавшими независимо друг от друга, однако с разных концов пришедшими к одному и тому же интереснейшему результату.
Суть которого сводилась к следующему физико-математическому факту. Если увеличить число измерений пространства-времени с привычных 4 до 5, то в этом пятимерном мире и гравитация Эйнштейна, и электромагнетизм Максвелла, и квантовое волновое уравнение Шрёдингера оказываются разными проявлениями одного и того же взаимодействия.
Даже с теоретической точки зрения это оказался воистину неожиданный и поразительный результат, коль скоро в окружающем нас мире гравитационные и электромагнитные взаимодействия различаются очень сильно и во многих отношениях.
Но ещё более озадачивающим этот факт выглядел с точки зрения экспериментальной физики. Ибо в науке никто и никогда не наблюдал ещё одно измерение пространства нашего мира. По этой причине в учёном сообществе стали склоняться к тому, чтобы воспринимать 5-е измерение как полезную и занятную математическую абстракцию, не имеющую какого-либо физического смысла.
Эйнштейн и Бергман, однако, предложили рассматривать 5D-теорию с существенно иных позиций. И относиться к пятой координате в уравнениях как к ещё одному совершенно полноценному физическому измерению. Такому же «физичному», как и остальные четыре.
Нечто созвучное, правда, публиковал до них и Оскар Клейн, тоже предлагавший рассматривать 5-е измерение как физичное, но замкнутое в микроскопическое кольцо и потому недоступное для наблюдений. Согласно аналитическим выводам Клейна, при осцилляциях частицы именно по этому 5-му измерению происходило излучение планковских квантов энергии h.
Эйнштейн, впрочем, предпочёл проигнорировать квантовые идеи и результаты Клейна. Поэтому их с Бергманом статья получила название «Обобщение теории электричества Калуцы» и целиком сосредоточилась на объединении через 5-е измерение классической физики - гравитации Эйнштейна и электромагнетизма Максвелла.
Самое же печальное - и особо поразившее Эдварда Виттена - что в работе Эйнштейна и Бергмана был искусственно удалён также и очень важный математический результат Теодора Калуцы.
Красивая и полноценная теория объединения в расширенном пространстве-времени, получившаяся у Калуцы из 5-мерной версии уравнений ОТО Эйнштейна, совершенно определённо указывала на существование ещё одного скалярного поля неясной природы. Это третье поле в своих особенностях не только отличается от электромагнетизма и гравитации, но и действует на всё пространство в целом, независимо от расстояний.
Такого рода математический результат категорически не вписывался в представления Эйнштейна о том, как должна выглядеть единая теория поля. Предсказывать наличие некой новой физической сущности, имевшей непонятную природу и представлявшейся ему излишней, Эйнштейн не захотел.
А потому они с Бергманом наложили на уравнения искусственные ограничения, которые как бы «удаляли ненужное», - и этим сами испортили всю естественную красоту конструкции. Закрыв, по сути дела, себе пути для дальнейшего развития теории в важном и принципиально верном направлении…
#
В послевоенные годы уже другие исследователи не раз возвращались к многообещающим идеям Калуцы и Клейна про объединение всех взаимодействий через расширение размерности пространства. Дабы не повторять ошибку Эйнштейна, попутно пытались разрабатывать и теорию загадочного скалярного поля, получившего собственное название дилатон. Однако множество всевозможных технических трудностей так и не позволило вывести эту тему на передний край теоретических исследований.
Заметное оживление на данном направлении стало происходить после Первой струнной революции 1984 года. Целый комплекс характерных особенностей теории струн, как выяснилось, практически идеально сочетался с идеями Калуцы и Клейна. Теория струн предоставила единый подход к описанию всех полей, их частиц и взаимодействий на универсальном языке «струн» в разных режимах их вибраций. Но для этого подхода с необходимостью требовалось увеличение числа измерений пространства с обычных 4 до 10, как минимум.
Многомерная математическая структура уравнений и дуальностей в основе теории струн предоставила единый каркас для квантового описания не только электромагнетизма, гравитации и полей/частиц скалярного дилатона. Но и вообще, как надеялись, для единого описания в терминах струн всех физических взаимодействий, включая и ядерные (в 1920-е Калуце и Клейну ещё неизвестные).
На Эдварда Виттена математическая целостность и красота струнной концепции произвели очень сильное впечатление. А последовавшие затем собственные исследования в областях полевой струнной теории и спонтанной компактификации дополнительных измерений вскоре сделали его не только убеждённым сторонником, но и одним из флагманов теории струн.
[Конец цитаты]
https://kniganews.org/2022/02/06/vortex-particle/
* * * * * *
Итак, что же мы видим? В XIX веке благодаря работам Фарадея и Максвелла появилась концепция электромагнитного поля, заполняющего пространство Вселенной и являющегося передатчиком взаимодействий, но к сожалению ее так по-настоящему и не развили, запутались в попытках вообразить некий универсальный носитель, среду для этого поля (эфир) и по результатам экспериментов были вынуждены отбросить его. Поэтому пришлось придумывать все больше неких переносчиков взаимодействия - ими стали не поля, а реальные и виртуальные частицы.
Но если во Вселенной всё, в том числе само пространство, является электромагнитным полем и всё, в том числе сами частицы, из него состоит, переносчики вообще не нужны. Вот только для этого нужно сначала понять физический смысл этого поля и причины его квантования, а так же осознать, что то, что мы называем частицами, атомами и телами, на самом деле является лишь удобным формализмом для описания возбуждений и резонансов этого поля, подобных пучностям в стоячей волне, фигурам Хладни, солитонам и особенно осциллонам - см. здесь и здесь. Базовой же реальностью является только электромагнитное поле.
В результате, потеряв главный ориентир, теоретическая физика пошла путем формального, аксиоматического постулирования все новых и новых, по сути виртуальных сущностей и математических уравнений, окончательно оторвавшись от физической реальности, а там, где у нее получались абсурдные результаты, для согласования теоретики придумали вводить калибровочные поля и корректирующие коэффициенты, взятые из практических экспериментов.
Дальше всех по этому пути пошел Фейнман со своими диаграммами, представив поля в виде суперпозиции бесконечного количества частиц, движущихся по всем мыслимым траекториям, таким образом фактически отменив поле как таковое. Но это уже чистая математика, не имеющая отношения к физической реальности. Ведь реальность физической Вселенной ограничена ее размерами, следовательно, никаких бесконечностей в ней быть не может.
Из вышеупомянутой статьи следует, что почти 100 лет назад ключ к разгадке единого источника всех физических взаимодействий и физических причин квантования был фактически найден, и связан он был с эффектом расширения Вселенной. Не понятым оставался лишь физический смысл того самого 5-го измерения, которое определяет параметры квантования и постоянную Планка и которое странным образом представили как скалярное поле/частицу и назвали так, что само название отражает его главную физическую суть - дилатон (производное от лат. dilatatio или англ. dilatation - расширение).
Чисто математически можно сконструировать пространство любой размерности, но для того, чтобы распространить эту модель на материальный мир, требуется, чтобы новые измерения имели физический смысл. Без этого сама модель не будет иметь физического смысла и не приблизит нас к пониманию сущности пространства-времени.
И соответственно пока не будет понят физический смысл этого 5-го измерения, а именно, чем может быть в реальном физическом мире это "расширение", все теории строения материи и пространства будут лишь безнадежными спекуляциями (струнная теория в их числе).
Фактически, эта ситуация на удивление напоминает то, что случилось две тысячи лет назад, когда непонимание физической структуры солнечной системы привело к представлению о неких хрустальных небесных сферах вокруг Земли, на которых закреплены все светила, а это в свою очередь привело к созданию Птолемеем чрезвычайно сложной теории, базирующейся на расчете движения этих сфер с использованием эпициклов. Понадобилось более тысячи лет, чтобы в головах ученых произошел переворот, и Земля заняла в этой системе полагающееся ей место, третье от Солнца. При этом сложнейшие расчеты были заменены простыми и красивыми уравнениями.
На этот счет остроумно выразился bbzhukov: "Если бы ИИ и современные вычислительные мощности существовали в XVI веке, мы бы до сих пор пользовались системой Птолемея. Потому что - зачем вводить какую-то совсем новую контринтуитивную модель, когда все прекрасно аппроксимируется системой эпициклов?"
Но самым поразительным является то, что подход к разгадке физического смысла этого "дилатона" сегодня уже предложен, но из-за профессионального высокомерия ученой корпорации, на это предложение внимания никто не обратил и обращать пока не собирается.
Я имею в виду теоретическую концепцию (фактически - теорию) Антона Липовки, объясняющую природу постоянной Планка как адиабатического инварианта электромагнитного поля, распространяющегося по Финслерову многообразию с адиабатически изменяемой во времени кривизной. Или, выражаясь более понятно, им показано и подтверждено расчетами, что квантование поперечного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве, возникает естественным, классическим образом вследствие расширения пространства-времени нашей Вселенной и изменения его кривизны, поэтому не требуется постулировать ни постоянную Планка, ни уравнение Шредингера - все они выводятся из первых принципов. Заумные парадоксы и интерпретации квантовой механики, коллапсы волновых функций, коты Шредингера и запутанные носки уходят в область "научной" мифологии и физика мира снова становится детерминистической и классической в самых своих основаниях.
Вот как сам автор объясняет суть своей работы:
"В этой работе были решены самые важные проблемы, над которыми все физики бились более ста лет. По этой причине я считаю эту работу самой важной моей работой (из опубликованных). Что там сделано?
- Приведён расчёт постоянной Планка. Показано, что постоянная Планка есть адиабатический инвариант электромагнитного поля и его величина обусловлена геометрией пространства. Таким образом Энштейн (1905) и Дебай (1910) были правы, когда писали, что ЭМ поле квантуется само по себе, независимо от наличия рядом заряженной материи.
- Получены полные уравнения электродинамики, описывающие весь спектр физических явлений - от микро-мира (квантовые эффекты) до макромира. Разумеется записаны они в ковариантной форме.
- Объяснены эффекты Ааронова-Бома.
В сущности, в работе вскрыто основание квантовой теории, её природа. Мир снова стал детерминистским."
Но раз понят физический смысл феномена возникновения квантовых эффектов как следствие расширения пространства-времени Вселенной, то искомым пятым измерением (его все-таки лучше назвать четвертым пространственным) естественным образом становится координатная ось, задающая величину и скорость этого расширения. В каждый данный момент времени четвертая пространственная координата задает масштаб трех остальных пространственных координат и, соответственно, кривизну пространства-времени. Кстати, это не моя выдумка, вот что говорится в статье "Теория Калуцы - Клейна": "Часто предполагается, что пятая координата пространственноподобна по своей сигнатуре в метрике". И еще один важный момент - перемещение по ней в каждый данный момент происходит аналогично перемещению во времени: только в одну сторону и независимо от нашего желания.
Декартовы координаты подразумевают стационарное состояние пространства, а для расширяющегося требуется еще одна, которая будет показывать, как со временем меняется масштаб самих этих координат. Если использование комбинации четырех измерений позволило Эйнштейну совершить прорыв в понимании пространства-времени, и если по его же словам использование пятого может еще больше упростить математику реального мира, то почему же его не использовать, тем более что оно имеет вполне понятный физический смысл. Кстати, согласно ОТО масштабы трех пространственных осей и времени взаимно зависят друг от друга и их следует рассматривать в единстве как пространство-время. Четвертая пространственная ось естественно и логично вписывается в эту конструкцию, масштабы всех пяти осей зависят друг от друга.
Кстати, Липовка предложил и инструментарий для подобных расчетов - для этого он использовал геометрию Финслера, относительно которой Риманова геометрия, используемая для описания геометрии пространства-времени в специальной и общей теории относительности, является частным случаем.
А теперь о том, какие нетривиальные выводы можно сделать из этой идеи.
1. Значения как минимум двух фундаментальных "констант" - постоянной Планка и постоянной тонкой структуры зависят от динамики расширения пространства. Не исключено, что и других тоже. А ведь от многих из них зависят как свойства материи, так и вообще возможность существования атомов, молекул и т.д. Тут огромное поле деятельности для будущих физиков и космологов. Возможно, начало и конец Вселенной вовсе не таковы, какими они нам представляются.
2. Эта концепция объединяет в единый неразрывный комплекс все масштабы материального мира - от планковского до масштаба Вселенной, что несомненно приближает нас к Теории Всего.
3. Фундаментальное электромагнитное поле, заполняющее Вселенную, должно иметь свою базовую частоту и быть синхронизированным по всему пространству Вселенной (см. выше ссылки про осциллоны). Это еще одна область, в которой неизбежны новые прорывы.
4. "Стрела времени" также может порождаться расширением пространства. В каждый следующий момент времени мы живем как бы в другой вселенной, с другими свойствами, с другой кривизной пространства. Никакая обратимость процессов невозможна, если само пространство постоянно расширяется и меняет свою кривизну и свойства. А вот физикам представляется, что если в следующее мгновение будет уже другая вселенная, то надо либо принять многомировую интерпретацию, либо вложить текущую вселенную в некую объемлющую, с еще большим количеством измерений (речь уже идет о десятках).
5. Дальнейшую динамику эволюции Вселенной можно представить таким образом: она будет расширяться до тех пор, пока ее параметры не выйдут за допустимые пределы существования материи, квантование исчезнет, после чего вся материя распадется и останется только фундаментальное электромагнитное поле. После этого расширение остановится и обратится вспять, сжатие на определенном этапе снова породит квантование и далее снова возникнет материя. Не исключено, что на этапе сжатия должна возникнуть вселенная, состоящая из антиматерии. Таким образом, естественной в данном случае является модель циклической Вселенной, но эта цикличность имеет вполне ясную и прозрачную физическую основу.
* * *
Итак, вернемся к эпиграфу. Почему Эйнштейн отказал физике в принадлежности к науке, если квантовая теория будет признана верной? Вероятно, прежде всего потому, что в науке каждая математическая формула должна иметь ясный физический смысл, а не вводиться аксиоматически (постулироваться). Должно быть однозначно ясно и понятно, почему именно эта формула описывает поведение материи - так всегда было в науке. В квантовой теории этого нет и в помине, есть только формулы и сакраментальное "заткнись и вычисляй".
Работы тут, конечно, еще немерено, но главное - положено начало движению в сторону возвращения теоретической физики от умозрительных концепций, оторванных от физического смысла, к осмыслению самой физической реальности. Вот только остается последний нерешенный вопрос, а достойна ли нынешняя эгоистическая и извращенная во всех своих основаниях цивилизация, чтобы ей открылись такие глубины строения материи? Возможно, мир не будет готов к новой революции в познании физического мира пока не произойдет революция в познании человеком самого себя, прежде всего, своего духовного мира и нравственных основ своего бытия, как об этом говорится в еще не понятом нами евангелии от Фомы, толкование к которому я все никак не удосужусь закончить, а время уходит...
Похоже, само человечество этот вопрос уже никак решить не в состоянии и ему требуется какой-то внешний "волшебный пендель", который кардинально изменит человечество и заставит понять не только физическую суть явлений, но и ту духовно-нравственную основу, на которой должно утверждаться жизнеспособное сообщество.
* * *
Литература:
Физика на адиабатически изменяющемся Финслеровом многообразии и космология:
https://anton-lipovka.livejournal.com/51404.html
Перевод на русский: https://osf.io/xz638/
Оригинал: https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=74590
Вывод уравнения Клейна-Гордона-Фока из первых принципов
https://osf.io/avcn8
А так же:
https://anton-lipovka.livejournal.com/50373.html
https://ingener-vova.livejournal.com/2883.html#t4163
https://anton-lipovka.livejournal.com/52419.html
https://anton-lipovka.livejournal.com/45543.html
https://anton-lipovka.livejournal.com/45248.html
* * *
Темная материя
Кинетика газа в галактических дисках объясняет кривые вращения спиральных галактик без привлечения тёмной материи
https://osf.io/7yejw/ - рус
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S0217751X22501718 - англ
* * *
P.S. Это расширенная версия статьи, которую я опубликовал в блоге два года назад, начал было прорабатывать дальше, но забросил, пока меня не попросили высказаться на эту сложнейшую тему. Прошу строго не судить, это лишь интуитивные догадки дилетанта, не более.
это означает конец физики как науки"
(А.Эйнштейн)
Пару лет назад на ресурсе kniganews.org вышла очередная статья-расследование неизвестного автора, в которой он, наконец, подобрался совсем близко к той "точке сборки", в которую нужно переместить наше сознание, чтобы понять суть физических взаимодействий и структуру пространства-времени. Я скопирую сюда только самое основное, что касается этой давно интересующей меня темы, исключив все эти дикие измышления, касающиеся струн, кварков, глюонов, тахионов и прочих виртуальных сущностей, а в конце дам свой комментарий, как мне видится эта проблема.
* * * * * *
В 1980 году Виттен перебрался из Гарварда в Принстон, где в стенах IAS, прославленного Института передовых исследований, и продолжает благополучно работать вплоть до нынешних дней. О масштабе научных задач, которые он взялся штурмовать на новом месте, содержательно было рассказано тридцать с лишним лет спустя - в другом мемуаре Виттена [4], опубликованном в 2014.
Не размениваясь на пустяки, молодой учёный решил сразу заняться проблемой проблем теоретической физики - о взаимной противоречивости двух главных основ, квантовой теории частиц и теории гравитации Эйнштейна, также известной как ОТО.
Поскольку же начинал эти свои изыскания Виттен ещё до Первой струнной революции, то для формирования собственного свежего взгляда на проблему он решил перелопатить оригиналы всех тех базовых статей, с которых начиналась новая физика XX века. И нашёл там чрезвычайно заинтересовавшую его работу 1938 года [5].
Авторами статьи были Альберт Эйнштейн и его молодой коллега Питер Бергман. Замечательная же особенность давней работы заключалась в том, что Виттен увидел там очень по-современному звучащую идею о физическом смысле подходов к увеличению числа измерений пространства-времени.
Идея о расширении размерности нашего мира, можно напомнить, была выдвинута в начале 1920-х годов Теодором Калуцей и Оскаром Клейном. Работавшими независимо друг от друга, однако с разных концов пришедшими к одному и тому же интереснейшему результату.
Суть которого сводилась к следующему физико-математическому факту. Если увеличить число измерений пространства-времени с привычных 4 до 5, то в этом пятимерном мире и гравитация Эйнштейна, и электромагнетизм Максвелла, и квантовое волновое уравнение Шрёдингера оказываются разными проявлениями одного и того же взаимодействия.
Даже с теоретической точки зрения это оказался воистину неожиданный и поразительный результат, коль скоро в окружающем нас мире гравитационные и электромагнитные взаимодействия различаются очень сильно и во многих отношениях.
Но ещё более озадачивающим этот факт выглядел с точки зрения экспериментальной физики. Ибо в науке никто и никогда не наблюдал ещё одно измерение пространства нашего мира. По этой причине в учёном сообществе стали склоняться к тому, чтобы воспринимать 5-е измерение как полезную и занятную математическую абстракцию, не имеющую какого-либо физического смысла.
Эйнштейн и Бергман, однако, предложили рассматривать 5D-теорию с существенно иных позиций. И относиться к пятой координате в уравнениях как к ещё одному совершенно полноценному физическому измерению. Такому же «физичному», как и остальные четыре.
Нечто созвучное, правда, публиковал до них и Оскар Клейн, тоже предлагавший рассматривать 5-е измерение как физичное, но замкнутое в микроскопическое кольцо и потому недоступное для наблюдений. Согласно аналитическим выводам Клейна, при осцилляциях частицы именно по этому 5-му измерению происходило излучение планковских квантов энергии h.
Эйнштейн, впрочем, предпочёл проигнорировать квантовые идеи и результаты Клейна. Поэтому их с Бергманом статья получила название «Обобщение теории электричества Калуцы» и целиком сосредоточилась на объединении через 5-е измерение классической физики - гравитации Эйнштейна и электромагнетизма Максвелла.
Самое же печальное - и особо поразившее Эдварда Виттена - что в работе Эйнштейна и Бергмана был искусственно удалён также и очень важный математический результат Теодора Калуцы.
Красивая и полноценная теория объединения в расширенном пространстве-времени, получившаяся у Калуцы из 5-мерной версии уравнений ОТО Эйнштейна, совершенно определённо указывала на существование ещё одного скалярного поля неясной природы. Это третье поле в своих особенностях не только отличается от электромагнетизма и гравитации, но и действует на всё пространство в целом, независимо от расстояний.
Такого рода математический результат категорически не вписывался в представления Эйнштейна о том, как должна выглядеть единая теория поля. Предсказывать наличие некой новой физической сущности, имевшей непонятную природу и представлявшейся ему излишней, Эйнштейн не захотел.
А потому они с Бергманом наложили на уравнения искусственные ограничения, которые как бы «удаляли ненужное», - и этим сами испортили всю естественную красоту конструкции. Закрыв, по сути дела, себе пути для дальнейшего развития теории в важном и принципиально верном направлении…
#
В послевоенные годы уже другие исследователи не раз возвращались к многообещающим идеям Калуцы и Клейна про объединение всех взаимодействий через расширение размерности пространства. Дабы не повторять ошибку Эйнштейна, попутно пытались разрабатывать и теорию загадочного скалярного поля, получившего собственное название дилатон. Однако множество всевозможных технических трудностей так и не позволило вывести эту тему на передний край теоретических исследований.
Заметное оживление на данном направлении стало происходить после Первой струнной революции 1984 года. Целый комплекс характерных особенностей теории струн, как выяснилось, практически идеально сочетался с идеями Калуцы и Клейна. Теория струн предоставила единый подход к описанию всех полей, их частиц и взаимодействий на универсальном языке «струн» в разных режимах их вибраций. Но для этого подхода с необходимостью требовалось увеличение числа измерений пространства с обычных 4 до 10, как минимум.
Многомерная математическая структура уравнений и дуальностей в основе теории струн предоставила единый каркас для квантового описания не только электромагнетизма, гравитации и полей/частиц скалярного дилатона. Но и вообще, как надеялись, для единого описания в терминах струн всех физических взаимодействий, включая и ядерные (в 1920-е Калуце и Клейну ещё неизвестные).
На Эдварда Виттена математическая целостность и красота струнной концепции произвели очень сильное впечатление. А последовавшие затем собственные исследования в областях полевой струнной теории и спонтанной компактификации дополнительных измерений вскоре сделали его не только убеждённым сторонником, но и одним из флагманов теории струн.
[Конец цитаты]
https://kniganews.org/2022/02/06/vortex-particle/
* * * * * *
Итак, что же мы видим? В XIX веке благодаря работам Фарадея и Максвелла появилась концепция электромагнитного поля, заполняющего пространство Вселенной и являющегося передатчиком взаимодействий, но к сожалению ее так по-настоящему и не развили, запутались в попытках вообразить некий универсальный носитель, среду для этого поля (эфир) и по результатам экспериментов были вынуждены отбросить его. Поэтому пришлось придумывать все больше неких переносчиков взаимодействия - ими стали не поля, а реальные и виртуальные частицы.
Но если во Вселенной всё, в том числе само пространство, является электромагнитным полем и всё, в том числе сами частицы, из него состоит, переносчики вообще не нужны. Вот только для этого нужно сначала понять физический смысл этого поля и причины его квантования, а так же осознать, что то, что мы называем частицами, атомами и телами, на самом деле является лишь удобным формализмом для описания возбуждений и резонансов этого поля, подобных пучностям в стоячей волне, фигурам Хладни, солитонам и особенно осциллонам - см. здесь и здесь. Базовой же реальностью является только электромагнитное поле.
В результате, потеряв главный ориентир, теоретическая физика пошла путем формального, аксиоматического постулирования все новых и новых, по сути виртуальных сущностей и математических уравнений, окончательно оторвавшись от физической реальности, а там, где у нее получались абсурдные результаты, для согласования теоретики придумали вводить калибровочные поля и корректирующие коэффициенты, взятые из практических экспериментов.
Дальше всех по этому пути пошел Фейнман со своими диаграммами, представив поля в виде суперпозиции бесконечного количества частиц, движущихся по всем мыслимым траекториям, таким образом фактически отменив поле как таковое. Но это уже чистая математика, не имеющая отношения к физической реальности. Ведь реальность физической Вселенной ограничена ее размерами, следовательно, никаких бесконечностей в ней быть не может.
Из вышеупомянутой статьи следует, что почти 100 лет назад ключ к разгадке единого источника всех физических взаимодействий и физических причин квантования был фактически найден, и связан он был с эффектом расширения Вселенной. Не понятым оставался лишь физический смысл того самого 5-го измерения, которое определяет параметры квантования и постоянную Планка и которое странным образом представили как скалярное поле/частицу и назвали так, что само название отражает его главную физическую суть - дилатон (производное от лат. dilatatio или англ. dilatation - расширение).
Чисто математически можно сконструировать пространство любой размерности, но для того, чтобы распространить эту модель на материальный мир, требуется, чтобы новые измерения имели физический смысл. Без этого сама модель не будет иметь физического смысла и не приблизит нас к пониманию сущности пространства-времени.
И соответственно пока не будет понят физический смысл этого 5-го измерения, а именно, чем может быть в реальном физическом мире это "расширение", все теории строения материи и пространства будут лишь безнадежными спекуляциями (струнная теория в их числе).
Фактически, эта ситуация на удивление напоминает то, что случилось две тысячи лет назад, когда непонимание физической структуры солнечной системы привело к представлению о неких хрустальных небесных сферах вокруг Земли, на которых закреплены все светила, а это в свою очередь привело к созданию Птолемеем чрезвычайно сложной теории, базирующейся на расчете движения этих сфер с использованием эпициклов. Понадобилось более тысячи лет, чтобы в головах ученых произошел переворот, и Земля заняла в этой системе полагающееся ей место, третье от Солнца. При этом сложнейшие расчеты были заменены простыми и красивыми уравнениями.
На этот счет остроумно выразился bbzhukov: "Если бы ИИ и современные вычислительные мощности существовали в XVI веке, мы бы до сих пор пользовались системой Птолемея. Потому что - зачем вводить какую-то совсем новую контринтуитивную модель, когда все прекрасно аппроксимируется системой эпициклов?"
Но самым поразительным является то, что подход к разгадке физического смысла этого "дилатона" сегодня уже предложен, но из-за профессионального высокомерия ученой корпорации, на это предложение внимания никто не обратил и обращать пока не собирается.
Я имею в виду теоретическую концепцию (фактически - теорию) Антона Липовки, объясняющую природу постоянной Планка как адиабатического инварианта электромагнитного поля, распространяющегося по Финслерову многообразию с адиабатически изменяемой во времени кривизной. Или, выражаясь более понятно, им показано и подтверждено расчетами, что квантование поперечного электромагнитного поля, распространяющегося в пространстве, возникает естественным, классическим образом вследствие расширения пространства-времени нашей Вселенной и изменения его кривизны, поэтому не требуется постулировать ни постоянную Планка, ни уравнение Шредингера - все они выводятся из первых принципов. Заумные парадоксы и интерпретации квантовой механики, коллапсы волновых функций, коты Шредингера и запутанные носки уходят в область "научной" мифологии и физика мира снова становится детерминистической и классической в самых своих основаниях.
Вот как сам автор объясняет суть своей работы:
"В этой работе были решены самые важные проблемы, над которыми все физики бились более ста лет. По этой причине я считаю эту работу самой важной моей работой (из опубликованных). Что там сделано?
- Приведён расчёт постоянной Планка. Показано, что постоянная Планка есть адиабатический инвариант электромагнитного поля и его величина обусловлена геометрией пространства. Таким образом Энштейн (1905) и Дебай (1910) были правы, когда писали, что ЭМ поле квантуется само по себе, независимо от наличия рядом заряженной материи.
- Получены полные уравнения электродинамики, описывающие весь спектр физических явлений - от микро-мира (квантовые эффекты) до макромира. Разумеется записаны они в ковариантной форме.
- Объяснены эффекты Ааронова-Бома.
В сущности, в работе вскрыто основание квантовой теории, её природа. Мир снова стал детерминистским."
Но раз понят физический смысл феномена возникновения квантовых эффектов как следствие расширения пространства-времени Вселенной, то искомым пятым измерением (его все-таки лучше назвать четвертым пространственным) естественным образом становится координатная ось, задающая величину и скорость этого расширения. В каждый данный момент времени четвертая пространственная координата задает масштаб трех остальных пространственных координат и, соответственно, кривизну пространства-времени. Кстати, это не моя выдумка, вот что говорится в статье "Теория Калуцы - Клейна": "Часто предполагается, что пятая координата пространственноподобна по своей сигнатуре в метрике". И еще один важный момент - перемещение по ней в каждый данный момент происходит аналогично перемещению во времени: только в одну сторону и независимо от нашего желания.
Декартовы координаты подразумевают стационарное состояние пространства, а для расширяющегося требуется еще одна, которая будет показывать, как со временем меняется масштаб самих этих координат. Если использование комбинации четырех измерений позволило Эйнштейну совершить прорыв в понимании пространства-времени, и если по его же словам использование пятого может еще больше упростить математику реального мира, то почему же его не использовать, тем более что оно имеет вполне понятный физический смысл. Кстати, согласно ОТО масштабы трех пространственных осей и времени взаимно зависят друг от друга и их следует рассматривать в единстве как пространство-время. Четвертая пространственная ось естественно и логично вписывается в эту конструкцию, масштабы всех пяти осей зависят друг от друга.
Кстати, Липовка предложил и инструментарий для подобных расчетов - для этого он использовал геометрию Финслера, относительно которой Риманова геометрия, используемая для описания геометрии пространства-времени в специальной и общей теории относительности, является частным случаем.
А теперь о том, какие нетривиальные выводы можно сделать из этой идеи.
1. Значения как минимум двух фундаментальных "констант" - постоянной Планка и постоянной тонкой структуры зависят от динамики расширения пространства. Не исключено, что и других тоже. А ведь от многих из них зависят как свойства материи, так и вообще возможность существования атомов, молекул и т.д. Тут огромное поле деятельности для будущих физиков и космологов. Возможно, начало и конец Вселенной вовсе не таковы, какими они нам представляются.
2. Эта концепция объединяет в единый неразрывный комплекс все масштабы материального мира - от планковского до масштаба Вселенной, что несомненно приближает нас к Теории Всего.
3. Фундаментальное электромагнитное поле, заполняющее Вселенную, должно иметь свою базовую частоту и быть синхронизированным по всему пространству Вселенной (см. выше ссылки про осциллоны). Это еще одна область, в которой неизбежны новые прорывы.
4. "Стрела времени" также может порождаться расширением пространства. В каждый следующий момент времени мы живем как бы в другой вселенной, с другими свойствами, с другой кривизной пространства. Никакая обратимость процессов невозможна, если само пространство постоянно расширяется и меняет свою кривизну и свойства. А вот физикам представляется, что если в следующее мгновение будет уже другая вселенная, то надо либо принять многомировую интерпретацию, либо вложить текущую вселенную в некую объемлющую, с еще большим количеством измерений (речь уже идет о десятках).
5. Дальнейшую динамику эволюции Вселенной можно представить таким образом: она будет расширяться до тех пор, пока ее параметры не выйдут за допустимые пределы существования материи, квантование исчезнет, после чего вся материя распадется и останется только фундаментальное электромагнитное поле. После этого расширение остановится и обратится вспять, сжатие на определенном этапе снова породит квантование и далее снова возникнет материя. Не исключено, что на этапе сжатия должна возникнуть вселенная, состоящая из антиматерии. Таким образом, естественной в данном случае является модель циклической Вселенной, но эта цикличность имеет вполне ясную и прозрачную физическую основу.
* * *
Итак, вернемся к эпиграфу. Почему Эйнштейн отказал физике в принадлежности к науке, если квантовая теория будет признана верной? Вероятно, прежде всего потому, что в науке каждая математическая формула должна иметь ясный физический смысл, а не вводиться аксиоматически (постулироваться). Должно быть однозначно ясно и понятно, почему именно эта формула описывает поведение материи - так всегда было в науке. В квантовой теории этого нет и в помине, есть только формулы и сакраментальное "заткнись и вычисляй".
Работы тут, конечно, еще немерено, но главное - положено начало движению в сторону возвращения теоретической физики от умозрительных концепций, оторванных от физического смысла, к осмыслению самой физической реальности. Вот только остается последний нерешенный вопрос, а достойна ли нынешняя эгоистическая и извращенная во всех своих основаниях цивилизация, чтобы ей открылись такие глубины строения материи? Возможно, мир не будет готов к новой революции в познании физического мира пока не произойдет революция в познании человеком самого себя, прежде всего, своего духовного мира и нравственных основ своего бытия, как об этом говорится в еще не понятом нами евангелии от Фомы, толкование к которому я все никак не удосужусь закончить, а время уходит...
Похоже, само человечество этот вопрос уже никак решить не в состоянии и ему требуется какой-то внешний "волшебный пендель", который кардинально изменит человечество и заставит понять не только физическую суть явлений, но и ту духовно-нравственную основу, на которой должно утверждаться жизнеспособное сообщество.
* * *
Литература:
Физика на адиабатически изменяющемся Финслеровом многообразии и космология:
https://anton-lipovka.livejournal.com/51404.html
Перевод на русский: https://osf.io/xz638/
Оригинал: https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=74590
Вывод уравнения Клейна-Гордона-Фока из первых принципов
https://osf.io/avcn8
А так же:
https://anton-lipovka.livejournal.com/50373.html
https://ingener-vova.livejournal.com/2883.html#t4163
https://anton-lipovka.livejournal.com/52419.html
https://anton-lipovka.livejournal.com/45543.html
https://anton-lipovka.livejournal.com/45248.html
* * *
Темная материя
Кинетика газа в галактических дисках объясняет кривые вращения спиральных галактик без привлечения тёмной материи
https://osf.io/7yejw/ - рус
https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S0217751X22501718 - англ
* * *
P.S. Это расширенная версия статьи, которую я опубликовал в блоге два года назад, начал было прорабатывать дальше, но забросил, пока меня не попросили высказаться на эту сложнейшую тему. Прошу строго не судить, это лишь интуитивные догадки дилетанта, не более.