Ôèçèêà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè.
Ïðåäèñëîâèå.
ÄËß ÂÀÑ, ÌÛÑËßÙÈÅ, ÈÙÓÙÈÅ, ÒÐÓÄßÙÈÅÑß, äëÿ âàñ ÿ ïóáëèêóþ ðåçóëüòàòû ñâîèõ èññëåäîâàíèé; ñ òåì, ÷òîáû âû, óãëóáèâ è ðàñøèðèâ ýòî ó÷åíèå, òðóäàìè ñâîèìè ñìîãëè ïîäíÿòü ÷åëîâå÷åñòâî íà íîâóþ ñòóïåíü ðàçâèòèÿ. ×òî òàêîå ìàòåðèÿ? ×òî ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé ìàòåðèè? Êàêîâû îñíîâíûå çàêîíû ñóùåñòâîâàíèÿ ìàòåðèè âî Âñåëåííîé? Âîò òå âîïðîñû, êîòîðûå âñòàâàëè ïåðåäî ìíîé â ïðîöåññå ìîåãî ïîçíàíèÿ æèçíè è íà êîòîðûå ÿ ïîïûòàëñÿ îòâåòèòü â äàííîé ðàáîòå. Ýòà ðàáîòà ÿâëÿåòñÿ ðàñøèðåííûì è óãëóáëåííûì ïðîäîëæåíèåì ìîèõ èññëåäîâàíèé, ðåçóëüòàòû êîòîðûõ ÿ îïèñàë â òð¸õ èçäàíèÿõ êíèãè «Ôèçèêà êîñìîñà. Òåîðèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè». Íåñêîëüêî èçìåíèëñÿ ôîðìàò. Ïîñòóëàòû ÿ âûäåëèë îòäåëüíûì ðàçäåëîì, 30 ïóíêòîâ òåîðèè ïîìåñòèë âïåðåäè äîêàçàòåëüñòâ, äîáàâèë ðàçäåë «Ñòðîåíèå àòîìà», äîáàâèëñÿ ðàçäåë «Ôèçèêà êîñìîñà». Åñòü è äðóãèå èçìåíåíèÿ.  ýòîì èçäàíèè óïîðÿäî÷åí íåêîòîðûé ìàòåðèàë, íåñêîëüêî óãëóáëåíû âîïðîñû èñòîðèè êîñìîëîãèè. Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîêàçàòü, êàê ïîÿâèëîñü ñîâðåìåííîå, ÿ ñ÷èòàþ, îøèáî÷íîå êîñìîëîãè÷åñêîå ó÷åíèå î âçðûâíîì ïðîèñõîæäåíèè Âñåëåííîé. Íî, ñàìîå ãëàâíîå, ïðèøëî ñîîáùåíèå î ðåçóëüòàòàõ îïûòîâ àíãëèéñêèõ ó÷¸íûõ óñòàíîâèâøèõ íàëè÷èå ìîíîìàãíåòèçìà. Îïûòû íîáåëåâñêèõ ëàóðåàòîâ 2012 ã. Ñåðæà Àðîøà (Serge Haroche è Äýâèäà Óàéíëýíäà (David Wineland) ïîäòâåðäèëè ìàòåðèàëüíîñòü ôîòîíà.
 äàëåêîì ñðåäíåâåêîâüå Áåðíàðä Øàðòðñêèé ãîâîðèë ó÷åíèêàì çîëîòûå ñëîâà: ”Ìû ïîäîáíî êàðëèêàì, óñåâøèìñÿ íà ïëå÷àõ âåëèêàíîâ; ìû âèäèì áîëüøå è äàëüøå, ÷åì îíè, íå ïîòîìó, ÷òî îáëàäàåì ëó÷øèì çðåíèåì, è íå ïîòîìó, ÷òî ìû âûøå èõ, íî ïîòîìó, ÷òî îíè íàñ ïîäíÿëè è óâåëè÷èëè íàø ðîñò ñâîèì âåëè÷èåì. Íåñêîëüêî ïåðåôðàçèðóÿ ýòè ñëîâà Áåðíàðäà Øàðòðñêîãî ìîæíî ñêàçàòü: «Äëÿ òîãî ÷òîáû âèäåòü äàëüøå ãèãàíòîâ, íàäî âñòàòü íà èõ ïëå÷è, à äëÿ òîãî, ÷òîáû äåëàòü ïðàâèëüíûå âûâîäû, íàäî íàó÷èòüñÿ ìûñëèòü». Òàê äàâàéòå íå áóäåì ñìîòðåòü íà ãèãàíòîâ ôèçèêè ñíèçó ââåðõ, à ïîïðîáóåì âçîáðàòüñÿ íà èõ ïëå÷è, ÷òîáû óâèäåòü äàëüøå èõ, ðàñøèðèòü ãîðèçîíò íàøèõ çíàíèé; îñìûñëèì íàøè ïîçíàíèÿ, è ñäåëàåì ïðàâèëüíûå âûâîäû, äëÿ òîãî, ÷òîáû óìíîæèòü âîçìîæíîñòè ÷åëîâå÷åñòâà.
Ïðèìå÷àíèå.
1. ÒÝ×Ì – Òåîðèÿ Ýëåìåíòàðíûõ ×àñòèö Ìàòåðèè.
2. ÔÝ×Ì – Ôèçèêà Ýëåìåíòàðíûõ ×àñòèö Ìàòåðèè.
Ìàòåðèÿ.
Ìûñëü îñâåùàåò äîðîãó ê èñòèíå.Ïîñòóëàòû.
ß ñ÷èòàþ, ÷òî ìíîãèå îøèáêè ôèçèêîâ, êàê-òî; ðàñøèðÿþùàÿñÿ Âñåëåííàÿ, ýíòðîïèÿ Âñåëåííîé, íàëè÷èå ïàðàëëåëüíûõ ìèðîâ è ò. ä. ïðîèñõîäÿò åù¸ è îò òîãî, ÷òî íåò ÷¸òêèõ ôèçè÷åñêèõ îïðåäåëåíèé, Âñåëåííîé è êîìïîíåíòîâ, å¸ ñîñòàâëÿþùèõ. Âîò îäíî èç íèõ «Âñåëǻííàÿ ôóíäàìåíòàëüíîå ïîíÿòèå â àñòðîíîìèè. Ýòî âåñü îêðóæàþùèé ìèð. Íà ïðàêòèêå ïîä Âñåëåííîé ÷àñòî ïîíèìàþò ÷àñòü ìàòåðèàëüíîãî ìèðà, äîñòóïíóþ èçó÷åíèåì íàó÷íî-åñòåñòâåííûìè ìåòîäàìè, íàçûâàÿ å¸ àñòðîíîìè÷åñêîé Âñåëåííîé èëè Ìåòàãàëàêòèêîé». (Âèê.) Îäíàêî, ÷åì áîëüøå ãîðèçîíò íàøèõ ïîçíàíèé î Âñåëåííîé, òåì áîëüøå ìû íàõîäèì ïîäòâåðæäåíèé, ÷òî Âñåëåííàÿ è çà òåì, ìåíüøèì ïðîñòðàíñòâîì, êîòîðûé ìû çíàëè ðàíüøå, ñîñòîèò èç òåõ æå êîñìè÷åñêèõ òåë è ýòî âíîâü îòêðûòîå ïðîñòðàíñòâî ïîä÷èíÿåòñÿ òåì æå Îáùèì Çàêîíàì Âñåëåííîé. Ñåé÷àñ èññëåäîâàòåëüñêàÿ àïïàðàòóðà ðàçìåùåíà íå òîëüêî íà çåìëå, íî è â îêîëîçåìíîì ïðîñòðàíñòâå, è äàæå â ïðîñòðàíñòâå ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, à ðåçóëüòàò âñ¸ òîò æå; òå æå ïëàíåòû, òå æå çâ¸çäû, òå æå ãàëàêòèêè.  ýòîé ðàáîòå ÿ ïîñòóëèðóþ ñâîè îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèêàì ñîáûòèÿì è ÿâëåíèÿì òàê, êàê ÿ ýòî ïðåäñòàâëÿþ.
Ïðîñòðàíñòâî.
Îñíîâíîé õàðàêòåðèñòèêîé Âñåëåííîé ÿâëÿåòñÿ «ïðîñòðàíñòâî». Ñëîâî «Ïðîñòðàíñòâî» ïðîèñõîäèò îò ñëîâà ñòðàíñòâîâàòü. Ñòðàíñòâîâàòü çíà÷èò ïóòåøåñòâîâàòü ïî ðàçíûì ñòðàíàì. Ñòðàíñòâîâàòü, ýòî ïðåîäîëåâàòü ðàññòîÿíèÿ, áûòü â ïóòè. Ïðîñòðàíñòâî æå, ýòî íå òîëüêî ïóòü, íî è òà ìåñòíîñòü, êîòîðàÿ ïðèëåãàåò ê ýòîìó ïóòè. Êîãäà ìû ãîâîðèì, ÷òî ôîòîí ïðåîäîëåâàåò áîëüøîå ïðîñòðàíñòâî, ìû êàê ðàç ýòî è èìååì â âèäó. Ïðîñòðàíñòâî íå èìååò íè ôîðìû, íè ýíåðãèè. Ýòî ÏÓÑÒÎÒÀ. Õàðàêòåðèñòèêîé ïðîñòðàíñòâà ÿâëÿåòñÿ åãî ðàçìåðíîñòü. Ñ òî÷êè çðåíèÿ àíàëèòè÷åñêîé ãåîìåòðèè ïðîñòðàíñòâî òð¸õìåðíî. «Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ñ ñåðåäèíû 19 âåêà ãåîìåòðèÿ ñòàëà èçó÷àòü ìíîãîìåðíûå ïðîñòðàíñòâà, à â 20 âåêå – è ïðîñòðàíñòâà äðîáíûõ ðàçìåðíîñòåé)». [Ãóùèí Ä.Ä.]  ëþáîì ñëó÷àå ïðîñòðàíñòâî îáîçíà÷àåò êàêîé-òî îáú¸ì. Ôèêñèðîâàííîå ïðîñòðàíñòâî ýòî ÷àñòü áåñêîíå÷íîãî îáú¸ìà, – Áåñêîíå÷íîñòè. Ðàññòîÿíèå ýòî ïðîåêöèÿ ÷àñòè ïðîñòðàíñòâà íà îäíó èç îñåé, â êîòîðîé íàõîäÿòñÿ òî÷êè îòðåçêà, ñîåäèíÿþùåãî äâå òî÷êè. Áåñêîíå÷íîñòü æå, ýòî áåñêîíå÷íîå ïðîñòðàíñòâî âî âñåõ èçìåðåíèÿõ.
ÌÈÐÎÂÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ – ÌÈÐ. ÌÈÐ – ýòî áåñêîíå÷íîå ïðîñòðàíñòâî âî âñåõ èçìåðåíèÿõ, ýòî îáúåêòèâíàÿ ðåàëüíîñòü íè îò ÷åãî íå çàâèñÿùàÿ, ñóùåñòâóþùàÿ ñàìà ïî ñåáå. Ìèðîâîå ïðîñòðàíñòâî – ýòî áåçãðàíè÷åííàÿ, áåñêîíå÷íàÿ ÏÓÑÒÎÒÀ. Ïî ýòîé ïðè÷èíå, ÿ ñ÷èòàþ, ÷òî íåêîòîðûå çàÿâëåíèÿ î ñóùåñòâîâàíèè ïàðàëëåëüíûõ ìèðîâ áåçîñíîâàòåëüíû.Êîñìîñ.
×òî òàêîå Êîñìîñ? Çíà÷åíèå è òîëêîâàíèå ñëîâà kosmos, îïðåäåëåíèå òåðìèíà Êîñìîñ. à) Êîñìîñ – (ãðå÷. kosmos – óñòðîéñòâî, óïîðÿäî÷åííîñòü, êðàñîòà). Êîñìîñ – â äðåâíåãðå÷åñêîé ôèëîñîôèè, ýòî Ìèð, êàê ïðåêðàñíîå, ãàðìîíè÷åñêîå öåëîå, æèâîé îðãàíèçì, íàäåëåííûé Ìèðîâîé äóøîé è Ìèðîâûì ðàçóìîì.  ñòîèöèçìå êîñìîñ – "ãîñóäàðñòâî áîãîâ è ëþäåé".  äðåâíîñòè Ìèð ïîääàåòñÿ âîñïðèÿòèþ, êàê Êîñìîñ, ëèøü íàñòîëüêî, íàñêîëüêî îí îòêðûâàåòñÿ êàê ìèð ñâÿùåííûé" [Ì.Ýëèàäå]. Âïåðâûå ìèð áûë íàçâàí êîñìîñîì Ïèôàãîðîì, êîòîðûé îáðàòèë âíèìàíèå, íà öàðÿùèå â íåì ïîðÿäîê è ãàðìîíèþ. Ïëóòàðõ íà÷èíàåò ñâîþ "Åñòåñòâåííóþ èñòîðèþ" ñ âîñõâàëåíèÿ êîñìîñà. Êîñìîñ – ôèëîñîôñêàÿ êàòåãîðèÿ, ôèêñèðóþùàÿ ïðåäñòàâëåíèÿ î ìèðå êàê îá óïîðÿäî÷åííîé è ñòðóêòóðíî îðãàíèçîâàííîé öåëîñòíîñòè, ïîä÷èíåííîé â ñâîåé äèíàìèêå èììàíåíòíîé çàêîíîìåðíîñòè; áàçîâîå ïîíÿòèå ìåòàôèçèêè. Îñíîâíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè Êîñìîñà. ÿâëÿþòñÿ: 1) îôîðìëåííîñòü êàê êîíôèãóðèðîâàííàÿ îïðåäåëåííîñòü îáëèêà; 2) äèôôåðåíöèðîâàííîñòü, ò. å. âûäåëåííîñòü è êîíñòèòóèðîâàííîñòü ñîñòàâíûõ ÷àñòåé; 3) ñòðóêòóðíîñòü êàê èåðàðõè÷åñêàÿ óïîðÿäî÷åííîñòü ýëåìåíòîâ; 4) íàëè÷èå èììàíåíòíîãî ýâîëþöèîííîãî ïîòåíöèàëà, ðåàëèçóþùåãîñÿ, êàê ïðàâèëî, â äèíàìèêå öèêëè÷íî-ïóëüñàöèîííîãî õàðàêòåðà; 5) çàêîíîìåðíîñòü èëè ïîä÷èíåííîñòü âíóòðåííåé ìåðå êàê îðãàíèçàöèîííîìó è äèíàìè÷åñêîìó ïðèíöèïó (òèïà "íóñà" èëè " ëîãîñà " â àíòè÷íîé ôèëîñîôèè); ÷òî îáóñëîâëèâàåò òàêèå õàðàêòåðèñòèêè êàê: 6) ýñòåòè÷åñêîå ñîâåðøåíñòâî Êîñìîñà, ìûñëèìîãî â êà÷åñòâå ïðåêðàñíîãî (ñð. îáùååâðîïåéñêóþ ñåìàíòèêó êîðíÿ cosmetic), åãî ãàðìîíè÷íîñòü (õàðàêòåðèñòèêà Êîñìîñà êàê "ïðåêðàñíåéøåé ãàðìîíèè" ó Ãåðàêëèòà, òåçèñ Ïëàòîíà î òîì, ÷òî "Êîñìîñ – ïðåêðàñíåéøàÿ èç âîçìîæíûõ âåùåé" è ò. ï.). Äàííîå ñâîéñòâî Êîñìîñà ìûñëèòñÿ èìåííî êàê ðåçóëüòàò ïðîíèçàííîñòè åãî âíóòðåííåé ìåðîé (çàêîíîìåðíîñòüþ è ïîðÿäêîì) è ñîîòâåòñòâèåì âñåõ êîñìè÷åñêèõ ÷àñòåé è ïðîÿâëåíèé äàííîé ìåðå.  àðõàè÷åñêîé òðàäèöèè Êîñìîñ â ýòîì êîíòåêñòå íåðåäêî ìûñëèëñÿ â êà÷åñòâå ñôåðè÷åñêîãî îáú¸ìà: ðàññóæäåíèÿ î ñôåðå êàê î íàèáîëåå ðàâíîâåñíîì, ñîâåðøåííîì è ñàìîäîñòàòî÷íîì èç ãåîìåòðè÷åñêèõ òåë â ýëåéñêîé êîíöåïöèè áûòèÿ: èäåÿ "ãàðìîíèè ñôåð" ó Ïèôàãîðà, ñåìàíòè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà "ðàâíîãî ñåáå ñàìîìó îòîâñþäó" Ñïàéðîñà êàê èñõîäíîãî ñîñòîÿíèÿ Êîñìîñà ó Ýìïåäîêëà è äð.; 7) ïîçíàâàåìîñòü, ïîíèìàåìàÿ êàê ðàöèîíàëüíàÿ ýêñïëèêàöèÿ èììàíåíòíîé "ìåðû" (ïîðÿäêà, ïðèíöèïà) Êîñìîñà; 8) ïðåäñêàçóåìîñòü, äîïóñêàþùàÿ ìîäåëèðîâàíèå âîçìîæíûõ áóäóùèõ ñîñòîÿíèé Êîñìîñà íà îñíîâàíèè ïîñòèæåíèÿ çàêîíîìåðíîñòåé åãî ðàçâèòèÿ, ÷òî â ñóáúåêòèâíîé îöåíêå âîñïðèíÿòî êóëüòóðîé êàê ñâîåãî ðîäà ÷åëîâåêîñîðàçìåðíîñòü (óþò) Êîñìîñà.
Á) Êîñìîñ – (ãðå÷. kosmos – Âñåëåííàÿ) ïðåäñòàâëÿåòñÿ êàê Ìèð, êàê âñÿ ñîâîêóïíîñòü äâèæóùåéñÿ ìàòåðèè, âêëþ÷àÿ Çåìëþ, Ñîëíå÷íóþ ñèñòåìó, íàøó è âñå îñòàëüíûå ãàëàêòèêè.  ðóññêîé ðåëèãèîçíîé ôèëîñîôèè êîñìîñ îñìûñëèâàåòñÿ êàê îòêðîâåíèå áîæåñòâåííîé ñëàâû – âîïðåêè ìèðîîòðèöàþùèì òåíäåíöèÿì, ãäå îí îïèñûâàåòñÿ êàê òåìíîå èððàöèîíàëüíîå åäèíñòâî æèçíåííûõ ñòèõèé, áåçäóøíîå è àáñóðäíîå, âëàñòâóþùåå íàä ëþäüìè. Ì. Ýëèàäå îáðàòèë âíèìàíèå, ÷òî ñèìâîëèçì äðåâíåé ìèôîëîãèè ñâèäåòåëüñòâóåò òî, ÷òî êîñìîñ íåâîçìîæíî ïîíÿòü, èãíîðèðóÿ âåðòèêàëüíîå èçìåðåíèå, êîòîðîå âåäåò ìûñëü ê ïðèçíàíèþ âûñøåãî Òâîðöà: "Ñàìà ñòðóêòóðà Êîñìîñà ñîõðàíÿåò âîñïîìèíàíèå î Âûñøåì íåáåñíîì Ñóùåñòâå". Ñ ðàçâèòèåì êîñìîíàâòèêè, îäíàêî, ïîä Êîñìîñîì ÷àùå ñòàëè ïîíèìàòü ìàëóþ ÷àñòü Âñåëåííîé, ñîñåäíþþ ñ Çåìëåé, ïðèòîì çà âû÷åòîì ñàìîé Çåìëè, “âíåçåìíîå”; â ýòîì ñëó÷àå êàê ãðàíèöà ìåæäó Çåìëåé è Êîñìîñîì, òàê è Êîñìîñîì è îñòàëüíîé âñåëåííîé îñòàåòñÿ îáû÷íî íåîïðåäåëåííîé (Êîñìîëîãèÿ). Êàê âèäèì îïðåäåëåíèé Êîñìîñà ìíîãî è âñå îíè äîâîëüíî ðàñïëûâ÷àòûå. Äëÿ òîãî, ÷òîáû íå ïóòàòü Êîñìîñ ñ Âñåëåííîé ïðåäëàãàþ ñëåäóþùåå îïðåäåëåíèå —
ÊÎÑÌÎÑ ÝÒÎ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÌÅÆÄÓ ÎÒÄÅËÜÍÛÌÈ ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÈÌÈ ÎÁÚÅÊÒÀÌÈ.Âñåëåííàÿ.
Êàê ìû óâèäèì äàëåå, çà àòìîñôåðîé, çàìûêàþùåé âåùåñòâåííóþ ÷àñòü êîñìè÷åñêîãî òåëà, íà÷èíàåòñÿ êâàíòîâîå ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ýòîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Ýòî ïîëå ñîñòîèò èç êâàíòîâ ìàòåðèè ðàçëè÷íîé ïëîòíîñòè, ñâÿçàííûõ ìåæäó ñîáîé òîëüêî ñâîèìè ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè. Ïðîñòðàíñòâî âîêðóã êîñìè÷åñêîãî òåëà, â êîòîðîì ðàñïîëîæåíû êâàíòû ìàòåðèè, ñâÿçàííûå äðóã ñ äðóãîì òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè îáðàçóåò ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ìàòåðèàëüíîãî (êîñìè÷åñêîãî) òåëà. Ðàäèóñ ýòîãî ïîëÿ îïðåäåëÿåòñÿ íàðóæíûì ðàäèóñîì R0 ñôåðû ãðàâèòîíîâ, îêàéìëÿþùèõ êâàíòîâîå ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå äàííîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Ñì. çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå. Êîëè÷åñòâî ìàòåðèè, çàêëþ÷àþùååñÿ â îáú¸ìå ýòîé ñôåðû, è åñòü âñÿ ìàòåðèÿ, èç êîòîðîé ñîñòîèò äàííîå êîñìè÷åñêîå òåëî. Îáú¸ì æå, â êîòîðîì çàêëþ÷åíà ýòà ìàòåðèÿ è åñòü îáú¸ì äàííîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Ñëîé ãðàâèòîíîâ, îêàéìëÿþùèõ ëþáîå êîñìè÷åñêîå òåëî, ýòî ãðàíèöà äàííîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Çà ýòîé ãðàíèöåé ïðîñòèðàåòñÿ «ÊÎÑÌÎÑ». Çíà÷èò?! Âñåëåííàÿ ñîñòîèò èç Ìèðîâîãî ïðîñòðàíñòâà, êîñìè÷åñêèõ òåë è Êîñìîñà. Èç âñåãî ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, èìåþùåãîñÿ íà äàííîå âðåìÿ, ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî ôèçè÷åñêóþ ñóùíîñòü Âñåëåííîé ìîæíî îïðåäåëèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì:
«ÂÑÅËÅÍÍÀß, ÝÒÎ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÂÎ ÂÑÅÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈßÕ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÌÀÒÅÐÈß ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒ ÑÂΨ ÁÛÒÈÅ».Ôèçè÷åñêîå ïîëå.
Î íàëè÷èè ñèëîâîãî ïîëÿ ó êîñìè÷åñêèõ òåë çàäóìûâàëñÿ ãåíèàëüíûé È. Íüþòîí, êîãäà îí îáíàðóæèë îáùóþ çàêîíîìåðíîñòü çàâèñèìîñòè äâèæåíèÿ íåáåñíûõ òåë îò èõ ðàñïîëîæåíèÿ îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà è ìàññû êàæäîãî òåëà. Ïîíÿòèå «Ôèçè÷åñêîå ïîëå» ïîÿâèëîñü âî âðåìåíà îñíîâîïîëîæíèêîâ ýëåêòðîìàãíåòèçìà Ôàðàäåÿ è Ìàêñâåëëà. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî ïîíÿòèÿ ó÷¸íûå ïûòàëèñü îáúÿñíèòü, êàêèì îáðàçîì äâà òåëà âçàèìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé, íå èìåÿ ôèçè÷åñêîãî êîíòàêòà. Îäíàêî â XX âåêå íà ñìåíó êëàññè÷åñêîãî ïîíÿòèÿ ïîëÿ ïðèøëî åùå äâå êîíöåïöèè. Ïåðâàÿ èç íèõ – ïîäìåíà ôèçè÷åñêîãî ïîíÿòèÿ ïîëÿ ìàòåìàòè÷åñêèì ïðîñòðàíñòâîì (Ýéíøòåéí, Ôðèäìàí è äð). Ýòî òàê íàçûâàåìûé ïóòü ãåîìåòðèçàöèè ôèçèêè, íàèáîëåå èçâåñòíûì ïðèìåðîì êîòîðîãî, ÿâëÿåòñÿ «Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè». Âòîðàÿ – ìîäåëü îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, âîïëîùåííàÿ â êâàíòîâîé òåîðèè Ìàêñà Ïëàíêà).  ýòîì ñëó÷àå, â ñâÿçè ñ íåîáõîäèìîñòüþ ïîëó÷èòü äèñêðåòíûå õàðàêòåðèñòèêè ÷àñòèö è ïðîöåññîâ, âìåñòî íåïðåðûâíîãî ïîëÿ èñïîëüçóþòñÿ âèðòóàëüíûå ÷àñòèöû – ïåðåíîñ÷èêè âçàèìîäåéñòâèÿ.  ïîëåâîé ôèçèêå âî ìíîãîì ïðîèñõîäèò âîçâðàùåíèå ê ïðåäñòàâëåíèÿì î ïîëå â äóõå Ôàðàäåÿ-Ìàêñâåëëà, òîëüêî íà ñîâðåìåííîì óðîâíå. Äëÿ ýòîãî èñïîëüçóåòñÿ ïîíÿòèå «Ïîëåâàÿ ñðåäà». Ýòî ñîçâó÷íàÿ ïîíÿòèþ ôèçè÷åñêîãî ïîëÿ ðåàëüíàÿ ñóùíîñòü, ïîäâåðæåííàÿ ñîáñòâåííîé äèíàìèêå, ïîñðåäñòâîì êîòîðîé è ïðîèñõîäèò âçàèìîäåéñòâèå óäàëåííûõ îáúåêòîâ. Òàê âçàèìîäåéñòâèå ÷àñòèö â ïîëåâîé ñðåäå îïèñûâàåòñÿ ïîëåâûì óðàâíåíèåì äâèæåíèÿ, à ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâå ýòîé êîíöåïöèè ïîëåâàÿ ìåõàíèêà â êà÷åñòâå ñâîèõ ñëåäñòâèé ñîäåðæèò êëàññè÷åñêóþ ìåõàíèêó, ýëåêòðîäèíàìèêó, ÷àñòè÷íî òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè, êâàíòîâóþ è ÿäåðíóþ ôèçèêó è íåìàëî äðóãèõ ñëåäñòâèé. [Ðåï÷åíêî Î. Í. 2005–2012 Ðàçðàáîòêà: Intellect Design]. Ïîëå – îñíîâà âñåõ âèäîâ ìàòåðèè «Ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, êâàíòîâîå ïîëå ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ôóíäàìåíòàëüíîé è óíèâåðñàëüíîé ôîðìîé ìàòåðèè, ëåæàùåé â îñíîâå âñåõ åå êîíêðåòíûõ ïðîÿâëåíèé». Ôèçè÷åñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ. Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ ïîëÿ «Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ìàññà ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû îïðåäåëÿåòñÿ ïîëÿìè, êîòîðûå ñ íåé ñâÿçàíû». Ôèçè÷åñêèé ýíöèêëîïåäè÷åñêèé ñëîâàðü. ÌÀÑÑÀ. Âåñîìàÿ (âåùåñòâåííàÿ) ìàòåðèÿ èëè ñîñòàâëÿþùèå åå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ïðåäñòàâëÿþò îâåùåñòâëåííóþ ôîðìó ïîëåâîé ìàòåðèè – âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ ïîëÿ. Òàêèì îáðàçîì, ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû – ýòî òå æå ñàìûå ïîëÿ, òîëüêî âîçáóæäåííûå, ò. å. ëþáàÿ ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà – ýòî ïîëå, íàõîäÿùååñÿ â âîçáóæäåííîì ñîñòîÿíèè. «… ðàçäåëåíèå ìàòåðèè íà äâå ôîðìû – ïîëå è âåùåñòâî – îêàçûâàåòñÿ äîâîëüíî óñëîâíûì.» Ôèçèêà. Î.Ô.Êàáàðäèí. 1991. Ñ.337. «… ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè ïî ñâîåé ïðèðîäå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íå ÷òî èíîå, êàê ñãóùåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, …» [Ýéíøòåéí. Ñîáðàíèå íàó÷íûõ òðóäîâ. Ì.: Íàóêà. 1965. Ò.1. Ñ.689]. Ñ ñîâðåìåííîé òî÷êè çðåíèÿ ÷àñòèöû ìàòåðèè – ýòî êâàíòîâàííûå âîëíîâûå îáðàçîâàíèÿ, âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ êâàíòîâîãî ïîëÿ, ò. å. ïîñëåäîâàòåëüíîå ðàññìîòðåíèå ñòðîåíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö íàäî ïðîâîäèòü, èñõîäÿ èç àíàëèçà âîçìóùåíèé ïîëÿ, ïðåäñòàâëÿþùèõ âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ. alemanow@mail.ru. Íî, ÷òî ïðèâîäèò ïîëå â âîçáóæä¸ííîå ñîñòîÿíèå? Åñëè ïîëå ñòîèò â îñíîâå îáðàçîâàíèÿ ìàòåðèè, òî, êàê îáðàçóåòñÿ ìàòåðèÿ èç ïîëÿ? Âåäü ïîëå ñòðåìèòñÿ ê ðàñøèðåíèþ?! Íåò, âî âðåìåíà Ôàðàäåÿ ïîä òåðìèíîì «ôèçè÷åñêîå ïîëå» ïîíèìàëè íåêîòîðîãî ïîñðåäíèêà, áëàãîäàðÿ êîòîðîìó äåéñòâèå îò îäíîãî òåëà ïåðåäàåòñÿ ê äðóãîìó íà ðàññòîÿíèè. Òî åñòü, èçíà÷àëüíî ïîëå ïðèíèìàëè êàê ïðèíàäëåæíîñòü ìàòåðèè. Äâà ìàòåðèàëüíûõ òåëà âçàèìîäåéñòâóþò äðóã ñ äðóãîì, ñ ïîìîùüþ ñâîèõ ïîëåé. Ó îäíîãî òåëà (ðàìêà ñ òîêîì) åñòü ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, ó äðóãîãî – ìàãíèòíîå (ìàãíèò). Îíî òàê è åñòü. Ïîëå ïîÿâëÿåòñÿ òàì, ãäå åñòü ìàòåðèÿ. Òàêèì îáðàçîì, ìû ìîæåì îïðåäåëèòü, ÷òî.
«ÔÈÇÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÎËÅ ÝÒÎ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÏÐÎßÂËßÞÒÑß ÑÈËÛ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ, ÈÌÅÞÙÈÅ ÒÎÒ ÈËÈ ÈÍÎÉ ÕÀÐÀÊÒÅл (ãðàâèòàöèîííûå ñèëû, ìàãíèòíûå ñèëû, ýëåêòðè÷åñêèå ñèëû).Òîãäà, ÷òî òàêîå «Ìàòåðèÿ»?
Ìàòåðèÿ.
«Â ìèðå íåò íè÷åãî, êðîìå äâèæóùåéñÿ ìàòåðèè, è äâèæóùàÿñÿ ìàòåðèÿ íå ìîæåò äâèãàòüñÿ èíà÷å, êàê â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè. Äåëî çà íàóêîé – îïðåäåëèòü èñòèííóþ ñòðóêòóðó ìèðà». Âûñêàçàëñÿ êàê-òî Â. È. Ëåíèí. Äàâàéòå ïîïðîáóåì ïî âîçìîæíîñòè íàøèõ ñèë îïðåäåëèòü ýòó ñàìóþ «èñòèííóþ ñòðóêòóðó ìèðà». Äëÿ íà÷àëà íàì íàäî îïðåäåëèòüñÿ, ÷òî æå òàêîå «ìàòåðèÿ», ÷òî âêëþ÷àåò â ñåáÿ ýòî ïîíÿòèå. Ôèçèêà îïèñûâàåò ìàòåðèþ êàê íå÷òî, ñóùåñòâóþùåå â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè (â ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè) – ïðåäñòàâëåíèå, èäóùåå îò Èñààêà Íüþòîíà (ïðîñòðàíñòâî – âìåñòèëèùå âåùåé, âðåìÿ – ñîáûòèé); ëèáî êàê íå÷òî, ñàìî çàäàþùåå ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè – ïðåäñòàâëåíèå, èäóùåå îò Ëåéáíèöà è, â äàëüíåéøåì, íàøåäøåå âûðàæåíèå â îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà. Ìàòåðèÿ èìååò ðàçëè÷íûå âèäû è ðàçëè÷íûå ñâîéñòâà. Ìàòåðèÿ – ñîñòàâëÿþùàÿ Âñåëåííîé. Ìàòåðèÿ íàõîäèòñÿ â ïîñòîÿííîì äâèæåíèè, îíà, êàê ñîåäèíÿåòñÿ, îáðàçóÿ óïëîòíåíèÿ ðàçëè÷íîé ñòåïåíè, êîñìè÷åñêèå òåëà ðàçëè÷íûõ ðàçìåðîâ è ðàçëè÷íîé ïëîòíîñòè, òàê è ðàçúåäèíÿåòñÿ â âèäå âçðûâîâ è èçëó÷åíèé. «Èçìåíåíèÿ âî âðåìåíè, ïðîèñõîäÿùèå ñ ðàçëè÷íûìè ôîðìàìè ìàòåðèè, ñîñòàâëÿþò ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ». [Âèê]. Ñîãëàñíî ÎÒÎ Àëüáå6ðòà Ýéíøòåéíà, «ëþáîå òåëî óæå òîëüêî áëàãîäàðÿ ôàêòó ñâîåãî ñóùåñòâîâàíèÿ îáëàäàåò ýíåðãèåé, êîòîðàÿ ïðîïîðöèîíàëüíà ìàññå ïîêîÿ m0, êàæäîå òåëî èìååò ñâî¸ ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå». Îá ýòîì æå ãîâîðèò è ñëåäóþùåå îïðåäåëåíèå ìàòåðèè: – «Ìàòǻðèÿ (îò ëàò. māteria «âåùåñòâî») – ôóíäàìåíòàëüíîå ôèçè÷åñêîå ïîíÿòèå, ñâÿçàííîå ñ ëþáûìè îáúåêòàìè, ñóùåñòâóþùèìè â ïðèðîäå, î êîòîðûõ ìîæíî ñóäèòü áëàãîäàðÿ îùóùåíèÿì». [Âèê]. À ÷òî òàêîå îùóùåíèå? Îùóùåíèå ýòî ñèãíàë, ïîëó÷àåìûé íàøèì ìîçãîì îò ýíåðãåòè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ íà òîò èëè èíîé ðåöåïòîð íàøåãî îðãàíèçìà. Çíà÷èò ìàòåðèÿ èìååò ñâî¸ ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå. Áóäåì ïîëàãàòü, ÷òî ñëîâîñî÷åòàíèå «ëþáîå òåëî» îáîçíà÷àåò ëþáîå ìàòåðèàëüíîå òåëî. Ýòî ïîëîæåíèå ÎÒÎ ÿâëÿåòñÿ ôàêòîì, íå ïîäëåæàùèì ñîìíåíèþ, ýòî àêñèîìà. Ìàòåðèàëüíîå òåëî, ýòî ìàòåðèÿ, èìåþùàÿ òó èëè èíóþ ôîðìó. Ýòî ìîæåò áûòü çâåçäà, à ìîæåò áûòü è ýëåêòðîí. È çâåçäà, è ýëåêòðîí, è äðóãèå ìàòåðèàëüíûå òåëà èìåþò ñâî¸ ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå. À ÷òî òàêîå «ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå»? Îòêóäà áåð¸òñÿ ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå? À êàêàÿ ýíåðãèÿ â ýòîì ïîëå? Âåäü åñòü ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, åñòü ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, åñòü ìàãíèòíîå ïîëå. Ìû óæå îïðåäåëèëè, ÷òî ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ýòî ïðîñòðàíñòâî, â êîòîðîì ìàòåðèàëüíîå òåëî ïðîÿâëÿåò ñâîè ñèëû, èìåþùèå òî èëè èíîå ïðîèñõîæäåíèå (ãðàâèòàöèÿ, ýëåêòðè÷åñòâî, ìàãíåòèçì). Âèäèìî, ñîâîêóïíîñòü ýòèõ ïîëåé è èìåë â âèäó Ýéíøòåéí, â âûðàæåíèè «ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå». Çíà÷èò, ãîâîðÿ î ìàòåðèàëüíîì òåëå, íåëüçÿ ãîâîðèòü îá îäíîì åãî ýíåðãåòè÷åñêîì ïîëå, à íàäî ãîâîðèòü îáî âñåõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëÿõ ýòîãî ìàòåðèàëüíîãî òåëà. Âñå ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ ìàòåðèàëüíîãî òåëà, íàçîâ¸ì ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êîé ýòîãî ìàòåðèàëüíîãî òåëà. Ñëåäîâàòåëüíî, ëþáîå ìàòåðèàëüíîå òåëî èìååò ñâîþ ýíåðãåòè÷åñêóþ îáîëî÷êó, è âñå òåëà; è çâåçäû, è ïëàíåòû, è ìîëåêóëû, è àòîìû è òå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòè÷êè ìàòåðèè, èç êîòîðûõ ñîñòîÿò ýòè ìàòåðèàëüíûå òåëà, åñòü íå ÷òî èíîå, êàê ìàòåðèÿ. Ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî.
«ÌÀÒÅÐÈß, ÝÒÎ ÂѨ ÒÎ, ×ÒÎ ÈÌÅÅÒ ÑÂÎÞ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÓÞ ÎÁÎËÎ×ÊÓ».Âîò ôèçè÷åñêàÿ ñóòü ìàòåðèè. Ñ ïîìîùüþ ñèë ñâîåé ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êè ìàòåðèÿ ïðîèçâîäèò ðàçëè÷íûå äåéñòâèÿ. Ýíåðãèÿ ýòî êà÷åñòâåííàÿ è êîëè÷åñòâåííàÿ õàðàêòåðèñòèêà äåéñòâèé ìàòåðèè èëè ñïîñîáíîñòè ñîâåðøèòü ýòè äåéñòâèÿ. Ãðàâèòàöèÿ, ýëåêòðè÷åñêàÿ, ìàãíèòíàÿ ýíåðãèÿ ýòî õàðàêòåðèñòèêè ñèë îáúåäèíÿþùèõ ìàòåðèþ. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ýòî õàðàêòåðèñòèêà äâèæåíèÿ ìàòåðèè. Ìàòåðèÿ è ïîëå ïî ñóòè äâà íåðàçäåëèìûõ ïîíÿòèÿ, ïî îòäåëüíîñòè îíè ñóùåñòâîâàòü íå ìîãóò. Îäíîé èç îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê ìàòåðèè ÿâëÿåòñÿ ìàññà òåëà. Ìàññà òåëà – ýòî õàðàêòåðèñòèêà, îïðåäåëÿþùàÿ êîëè÷åñòâî ìàòåðèè, ñîäåðæàùåéñÿ â ýòîì òåëå. ß ñ÷èòàþ, ÷òî ïðè òàêîì îïðåäåëåíèè äåëåíèå ìàññû íà ïàññèâíóþ, àêòèâíóþ, èíåðòíóþ íå èìååò ñìûñëà.  ýòîì ïóíêòå ÿ íå ñîãëàñåí ñ ôîðìóëîé Ýéíøòåéíà m=m0/√1-v2/c2. Àðòóðîì Êîìïòîí äîêàçàíî, à îïûòàìè Âàëüòåðà Áîòå ïîäòâåðæäåíî, ÷òî êîëè÷åñòâî ìàòåðèè â òåëå íå çàâèñèò îò ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ýòîãî òåëà. Ïðè ñòîëêíîâåíèè ëþáûõ ÷àñòèö, äâèãàþùèõñÿ ñ ëþáîé ñêîðîñòüþ, çàêîí ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà ñîáëþäàåòñÿ. Ýòà ôîðìóëà Ýéíøòåéíà ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì îøèáî÷íîãî ðåøåíèÿ, ÷òî ñâåò ýòî ýëåêòðîìàãíèòíûå, íåìàòåðèàëüíûå, âîëíû. Ñäåëàåì íåáîëüøîé îáçîð ìàêðî è ìèêðîìèðà íà ïðåäìåò îïðåäåëåíèÿ ìàòåðèàëüíîñòè êîñìè÷åñêèõ òåë. Ì. Â. Ëîìîíîñîâ óòâåðæäàë, ÷òî âñå âåùåñòâà ñîñòîÿò èç êîðïóñêóë – ìîëåêóë, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ «ñîáðàíèÿìè» ýëåìåíòîâ – àòîìîâ. Êîñìè÷åñêèå òåëà; çâ¸çäû, ïëàíåòû, êîìåòû àñòåðîèäû, êîñìè÷åñêàÿ ïûëü è ïð. Âñ¸ ýòî, âåùåñòâà, ñîñòîÿùèå èç ìîëåêóë è àòîìîâ. Àòîìû ñîñòîÿò èç ÿäðà è ýëåêòðîíîâ. ßäðî àòîìà ñîñòîèò èç ïðîòîíîâ è íåéòðîíîâ. Âñå ýòè êîñìè÷åñêèå òåëà è ÷àñòèöû àòîìà èìåþò ñâîè ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ, èçìåðåíû èõ ìàññû. Çíà÷èò, îíè ìàòåðèàëüíû. Ñëåäîâàòåëüíî, è ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, èç êîòîðûõ ñîñòîÿò âñå ìàòåðèàëüíûå òåëà, òîæå ìàòåðèàëüíû è äîëæíû èìåòü ñâîè ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ.
Âðåìÿ.
 êëàññè÷åñêîé ôèçèêå âðåìÿ – ýòî íåïðåðûâíàÿ âåëè÷èíà, àïðèîðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ìèðà. «Âðåìÿ ñóùåñòâóåò ñàìî ïî ñåáå, îòäåëüíî îò ïðîñòðàíñòâà è ëþáûõ ìàòåðèàëüíûõ îáúåêòîâ â ìèðå. Âðåìÿ, êàê ïîòîê äëèòåëüíîñòè, îäèíàêîâî îïðåäåëÿåò õîä âñåõ ïðîöåññîâ â ìèðå. Âñå ïðîöåññû â ìèðå, íåçàâèñèìî îò èõ ñëîæíîñòè, íå îêàçûâàþò íèêàêîãî âëèÿíèÿ íà õîä âðåìåíè. Ïîýòîìó âðåìÿ â êëàññè÷åñêîé ôèçèêå íàçûâàåòñÿ àáñîëþòíûì. Àáñîëþòíîå, èñòèííîå ìàòåìàòè÷åñêîå âðåìÿ ñàìî ïî ñåáå è ïî ñàìîé ñâîåé ñóùíîñòè, áåç âñÿêîãî îòíîøåíèÿ ê ÷åìó-ëèáî âíåøíåìó, ïðîòåêàåò ðàâíîìåðíî, è èíà÷å íàçûâàåòñÿ äëèòåëüíîñòüþ…».È. Íüþòîí. ß ñ÷èòàþ, ÷òî Íüþòîí â îïðåäåëåíèè âðåìåíè íåñêîëüêî íåòî÷åí. Ñ òåì, ÷òî Âðåìÿ ñóùåñòâóåò îòäåëüíî îò ïðîñòðàíñòâà ÿ ñîâåðøåííî ñîãëàñåí, òàê êàê Ïðîñòðàíñòâî ýòî õàðàêòåðèñòèêà Ìèðà. «…âðåìÿ îïðåäåëÿåò õîä âñåõ ïðîöåññîâ â ìèðå» — ïèøåò Íüþòîí. À åñëè ïðîöåññîâ íåò? Òîãäà âðåìåíè íå÷åãî îïðåäåëÿòü. Çíà÷èò âðåìÿ âñ¸-òàêè íå ñàìî ïî ñåáå, à õàðàêòåðèçóåò ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå ñ ìàòåðèåé, çíà÷èò, âðåìÿ ýòî îäíà èç õàðàêòåðèñòèê áûòèÿ ìàòåðèè.  êà÷åñòâå îñíîâû èçìåðåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ íåêàÿ, ïåðèîäè÷åñêàÿ, ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñîáûòèé, êîòîðàÿ, ïðèçíà¸òñÿ «ýòàëîíîì» ïðîìåæóòêà âðåìåíè. Íà ýòîì îñíîâàí ïðèíöèï ðàáîòû ÷àñîâ. Âñå äâèæåíèÿ ìîãóò óñêîðÿòüñÿ èëè çàìåäëÿòüñÿ, òå÷åíèå æå àáñîëþòíîãî âðåìåíè èçìåíÿòüñÿ íå ìîæåò. Âñå ìîìåíòû âðåìåíè â ïðîøëîì, íàñòîÿùåì è áóäóùåì ìåæäó ñîáîé ðàâíîïðàâíû, âðåìÿ îäíîðîäíî. Òå÷åíèå âðåìåíè âñþäó è âåçäå â ìèðå îäèíàêîâî è íå ìîæåò èçìåíÿòüñÿ. Êàæäîìó äåéñòâèòåëüíîìó ÷èñëó ìîæåò áûòü ïîñòàâëåí â ñîîòâåòñòâèå ìîìåíò âðåìåíè, è, íàîáîðîò, êàæäîìó ìîìåíòó âðåìåíè ìîæåò áûòü ïîñòàâëåíî â ñîîòâåòñòâèå äåéñòâèòåëüíîå ÷èñëî.[Âèê.] Òàêèì îáðàçîì, âðåìÿ îáðàçóåò êîíòèíóóì. Àíàëîãè÷íî àðèôìåòèçàöèè (ñîïîñòàâëåíèþ êàæäîé òî÷êå ÷èñëó) òî÷åê åâêëèäîâîãî ïðîñòðàíñòâà, ìîæíî ïðîâåñòè àðèôìåòèçàöèþ âñåõ òî÷åê âðåìåíè îò íàñòîÿùåãî íåîãðàíè÷åííî íàçàä â ïðîøëîå è íåîãðàíè÷åííî âïåðåä â áóäóùåå. Äëÿ èçìåðåíèÿ âðåìåíè íåîáõîäèìî òîëüêî îäíî ÷èñëî, òî åñòü âðåìÿ îäíîìåðíî. Íà îñü âðåìåíè íàíèçûâàþòñÿ ñîáûòèÿ. Ñîáûòèÿ ýòî èçìåíåíèå ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèè. Ðàçâèòèå ñîáûòèé ìîæíî èçìåðÿòü îäíèì è òåì æå ïðîìåæóòêîì âðåìåíè. Ïðåæäå âñåãî, âðåìÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñâîåé íàïðàâëåííîñòüþ (ñì. «Ñòðåëà âðåìåíè»). Îäíàêî, ó÷¸íûå ïîçäíèõ âðåì¸í Õåíäðèê Ëîðåíñ, Àíðè Ïóàíêàðå, Àëüáåðò Ýéíøòåéí, îáúåäèíèëè âðåìÿ ñ ÈÑÎ è ïîëó÷èëè, ÷òî âðåìÿ â ýòèõ ñèñòåìàõ èìååò íà÷àëî è èìååò êîíåö, ÷òî ñêîðîñòü òå÷åíèÿ âðåìåíè â ðàçíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà ìîæåò áûòü ðàçíîé. Òàêæå âðåìÿ ñóùåñòâóåò â íåêîåé ñèñòåìå îòñ÷¸òà, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü êàê íåðàâíîìåðíàÿ (ïðîöåññ âðàùåíèÿ Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà èëè ÷åëîâå÷åñêèé ïóëüñ) òàê è ðàâíîìåðíàÿ. Ðàâíîìåðíàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà âûáèðàåòñÿ «ïî îïðåäåëåíèþ».  íàñòîÿùåå âðåìÿ òàêîâîé ëîêàëüíî ñ÷èòàåòñÿ àòîìíîå âðåìÿ, à ýòàëîí ñåêóíäû – 9 192 631 770 ïåðèîäîâ èçëó÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî ïåðåõîäó ìåæäó äâóìÿ ñâåðõòîíêèìè óðîâíÿìè îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ àòîìà öåçèÿ-133 ïðè îòñóòñòâèè âîçìóùåíèÿ âíåøíèìè ïîëÿìè. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ýòî îïðåäåëåíèå – íå ïðîèçâîëüíîå, à ñâÿçàííîå ñ íàèáîëåå òî÷íûìè ïåðèîäè÷åñêèìè ïðîöåññàìè áûòèÿ ìàòåðèè, äîñòóïíûìè ÷åëîâå÷åñòâó íà äàííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé ôèçèêè. Çíà÷èò, îäíè ñîáûòèÿ ÿâëÿþòñÿ êàëèáðîì äðóãèõ ñîáûòèé. Íåêîòîðûå òåîðèè îïåðèðóþò «ìãíîâåíèåì», õðîíîíîì – ìåëü÷àéøèì, ýëåìåíòàðíûì è íåäðîáèìûì «êâàíòîì âðåìåíè» (~5,3×10−44ñåê), ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ïîíÿòèþ «ïëàíêîâñêîå âðåìÿ». [http://ru.wikipedia. org/wiki/%D0%92%D 1%80%D0%B5%D0%BC%D1%8F]. Ñâåò çà ýòî âðåìÿ ñäâèãàåòñÿ íà 1,6õ10-25Ȧ. Ýòî òàêîé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, çà êîòîðûé ïðàêòè÷åñêè íè÷åãî íå ïðîèñõîäèò. Òî åñòü ýòàëîíîì âðåìåíè ÿâëÿåòñÿ âñ¸-òàêè ñîáûòèå. Ñëåäîâàòåëüíî, âðåìÿ ýòî âñ¸-òàêè ïëîä ÷åëîâå÷åñêîãî òâîðåíèÿ.
ÂÐÅÌß – ÝÒÎ ÎÄÍÀ ÈÇ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÎÏÐÅÄÅËßÞÙÀß Î×ÅШÄÍÎÑÒÜ, ÄËÈÒÅËÜÍÎÑÒÜ, ÖÈÊËÈ×ÍÎÑÒÜ, ÑÎÁÛÒÈÉ, ÏÐÎÈÑÕÎÄßÙÈÕ Â ÐÅÇÓËÜÒÀÒÅ ÁÛÒÈß ÌÀÒÅÐÈÈ.Òåîðèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè.
1. ÂÑÅËÅÍÍÀß, ÝÒÎ ÔÎÐÌÀ ÑÓÙÅÑÒÂÎÂÀÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ, ÝÒÎ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÂÎ ÂÑÅÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈßÕ, Ñ ÌÀÒÅÐÈÅÉ, ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÞÙÅÉ Â Í¨Ì ÑÂΨ ÁÛÒÈÅ.
2. ÌÀÒÅÐÈß ÝÒÎ ÂѨ ÒÎ, ×ÒÎ ÈÌÅÅÒ ÑÂÎÞ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÓÞ ÎÁÎËÎ×ÊÓ.
3. ÝÍÅÐÃÈß ÝÒÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ È ÌÅÐÀ ÄÅÉÑÒÂÈß ÌÀÒÅÐÈÈ ÈËÈ ÑÏÎÑÎÁÍÎÑÒÈ ÑÎÂÅÐØÈÒÜ ÄÅÉÑÒÂÈÅ.
4.ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÅ ÒÅËÎ ÑÎÑÒÎÈÒ ÈÇ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÅ ×ÀÑÒÈÖÛ ÌÀÒÅÐÈÈ ÑÎÑÒÎßÒ ÈÇ ×ÅÒÛÐ¨Õ ÂÈÄΠÊÂÀÍÒΠÌÀÒÅÐÈÈ. ÔÎÒÎÍ ÝÒÎ ÄÂÈÆÓÙÈÉÑß ÂÍÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ.
5. ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ ÑÎÑÒÎÈÒ ÈÇ ßÄÐÀ È ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÎÁÎËÎ×ÊÈ.
6. ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÀß ÎÁÎËÎ×ÊÀ ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ ÑÎÑÒÎÈÒ ÈÇ ×ÅÒÛÐ¨Õ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÎËÅÉ; ÊÂÀÍÒÎÂÎÃÎ (ÌÅÕÀÍÈ×ÅÑÊÎÃÎ) (Ì), ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ (C), ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ (B) È ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÃÎ (U).
7. ÎÑÍÎÂÓ ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ ÑÎÑÒÀÂËßÅÒ ßÄÐÎ. ßÄÐÎ ÝÒÎ Ò¨ÐÄÀß ÍÅÈÇÌÅÍßÅÌÀß ×ÀÑÒÜ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÎÉ ×ÀÑÒÈÖÛ. ßÄÐÎ ÈÌÅÅÒ ÏÎËÎÆÈÒÅËÜÍÛÉ ÈËÈ ÎÒÐÈÖÀÒÅËÜÍÛÉ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÉ ÇÀÐßÄ, ÑÅÂÅÐÍÛÉ ÈËÈ ÞÆÍÛÉ ÌÀÃÍÈÒÍÛÉ ÏÎËÞÑ. ßÄÐÎ ÏÎÊÐÛÂÀÅÒ ÏËÀÑÒÈ×ÍÀß ÎÁÎËÎ×ÊÀ (ÊÂÀÍÒÎÂÎÅ ÏÎËÅ).
8. ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÎËÅ ÊÂÀÍÒÀ, ÝÒÎ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÂÎÊÐÓà ßÄÐÀ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÏÐÎßÂËßÞÒÑß ÑÈËÛ ÝÒÎÃÎ ÏÎËß.
9. ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÎËß ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ ßÂËßÞÒÑß ÏÐÈÍÀÄËÅÆÍÎÑÒÜÞ ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÅÃÎ ÑÎÑÒÀÂÍÎÉ ×ÀÑÒÜÞ.
10. ÊÂÀÍÒÛ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÐÀÇÍßÒÑß; ÇÍÀÊÎÌ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÇÀÐßÄÀ È ÇÍÊÎÌ ÑÂÎÅÃÎ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß.
11. ÇÎÍÀ ÄÅÉÑÒÂÈß ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÎËÅÉ ÍÀ×ÈÍÀÅÒÑß ÑÐÀÇÓ ÎÒ ßÄÐÀ.
12 ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ ÎÁËÀÄÀÅÒ ÂÍÓÒÐÅÍÍÅÉ (ÌÅÕÀÍÈ×ÅÑÊÎÉ) ÝÍÅÐÃÈÅÉ (Ì). ÑÈËÛ ÂÍÓÒÐÅÍÍÅÉ ÝÍÅÐÃÈÈ ÊÂÀÍÒÀ ÏÎßÂËßÅÒÑß ÏÐÈ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÈ (ÑÆÀÒÈÈ) ÎÁÎËÎ×ÊÈ Å¨ ßÄÐÀ Ì = k ΔV. ÂÍÓÒÐÅÍÍßß ÝÍÅÐÃÈß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÎÉ ×ÀÑÒÈÖÛ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÝÒÎ ÏÎÒÅÍÖÈÀË Å¨ ÊÈÍÅÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÝÍÅÐÃÈÈ.
13. ÎÁÎËÎ×ÊÀ ßÄÐÀ ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÅÃÎ ÊÂÀÍÒÎÂÎÅ ÏÎËÅ. ÎÏÐÅÄÅËßÅÒ ÈÍÄÈÂÈÄÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÎÉ ×ÀÑÒÈÖÛ ÌÀÒÅÐÈÈ. ÝÒÎ ÙÈÒ ßÄÐÀ ÊÂÀÍÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ. ÏÐÈ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÈ (ÑÆÀÒÈÈ ÎÁÎËÎ×ÊÈ) Ó ÍŨ ÏÐÎßÂËßÞÒÑß ÄÈÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÅ, ÄÈÌÀÃÍÈÒÍÛÅ È ÄÈÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÂÎÉÑÒÂÀ. ÎÁÚÅÄÈÍßßÑÜ ÌÅÆÄÓ ÑÎÁÎÉ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÌÈ, ÌÀÃÍÈÒÍÛÌÈ È ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÌÈ ÏÎËßÌÈ, ÊÂÀÍÒÛ ÌÀÒÅÐÈÈ ÎÑÒÀÞÒÑß ÈÍÄÈÂÈÄÓÓÌÀÌÈ. ÏÐÈ ÑÁËÈÆÅÍÈÈ ÊÂÀÍÒΠÌÀÒÅÐÈÈ, ÎÁÎËÎ×ÊÀ ßÄÐÀ ÂÑÒÀ¨Ò ÏÐÅÃÐÀÄÎÉ ÍÀ ÏÓÒÈ ÈÕ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß È, ÒÅÌ ÑÀÌÛÌ, ÑÏÀÑÀÅÒ ÊÂÀÍÒ ÎÒ ÓÍÈ×ÒÎÆÅÍÈß. ×ÅÌ ÁÎËÜØÅ ßÄÐÀ ÏÐÈÁËÈÆÀÞÒÑß ÄÐÓÃ Ê ÄÐÓÃÓ, ÒÅÌ ÍÀÏÐ߯¨ÍÍÅÅ ÎÁÎËÎ×ÊÀ, ÒÅÌ ÁÎËÅÅ ÓÑÈËÈÂÀÞÒÑß Å¨ ÄÈÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÅ È ÄÈÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÅ ÊÀ×ÅÑÒÂÀ. ÏÐÈ ÌÀÊÑÈÌÀËÜÍÎÉ ÄÅÔÎÐÌÀÖÈÈ (ÑÆÀÒÈÈ) ÎÁÎËÎ×ÊÈ ÄÈÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÅ È ÄÈÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÅ ÊÀ×ÅÑÒÂÀ ÍÀÑÒÎËÜÊÎ ÂÎÇÐÀÑÒÀÞÒ, ×ÒÎ ÑÈËÎÂÛÅ ËÈÍÈÈ, ÍÈ ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ, ÍÈ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ, ÍÈ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÃÎ ÏÎËß, ÍÅ ÏÐÎÕÎÄßÒ ÑÊÂÎÇÜ ÎÁÎËÎ×ÊÓ ßÄÐÀ. ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ Â ÒÀÊÎÌ ÑÎÑÒÎßÍÈÈ ÍÅ ÏÐÎßÂËßÅÒ ÍÈ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ, ÍÈ ÌÀÃÍÈÒÍÛÕ, ÍÈ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÕ ÊÀ×ÅÑÒÂ, ÎÍ ÏÐÅÂÐÀÙÀÅÒÑß Â ÊÂÀÍÒÈÍÎ. ÏÐÈ ÈÇËÓ×ÅÍÈÈ ÈÇ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ, ÊÂÀÍÒÈÍÎ ÏÐÅÂÐÀÙÀÞÒÑß Â ÔÎÒÎÍÛ. Ñ ÒÅ×ÅÍÈÅÌ ÂÐÅÌÅÍÈ, ÁËÀÃÎÄÀÐß ÈÇÌÅÍÅÍÈÞ ÑÎÑÒÎßÍÈß ÎÁÎËÎ×ÊÈ ßÄÐÀ,  ÊÂÀÍÒÀÕ ÂÎÇÐÎÆÄÀÞÒÑß ÂÑÅ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÎËß.
14. ÑÐÀÇÓ ÆÅ ÇÀ ßÄÐÎÌ,  ÅÃÎ ÎÁÎËÎ×ÊÅ È ÄÀËÜØÅ, ÐÀÑÏÎËÀÃÀÅÒÑß ÇÎÍÀ ÄÅÉÑÒÂÈß ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÎËß. ÇÀ ßÄÐÎÌ ÆÅ ÍÀ×ÈÍÀÅÒ ÑÂΨ ÄÅÉÑÒÂÈÅ ÌÀÃÍÈÒÍÎÅ È ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÅ ÏÎËÅ. ÑÈËÎÂÛÅ ËÈÍÈÈ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÃÎ ÏÎËß ÏÐÎÕÎÄßÒ ÑÊÂÎÇÜ ÎÁÎËÎ×ÊÓ, ÑÊÂÎÇÜ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÅ È ÌÀÃÍÈÒÍÎÅ ÏÎËÅ È ÏÐÎÑÒÈÐÀÞÒÑß ÄÀËÜØÅ.
15. ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÎËÅ È ÌÀÃÍÈÒÍÎÅ ÏÎËÅ, ÝÒÎ ÊÎÐÎÒÊÎÄÅÉÑÒÂÓÞÙÈÅ ÏÎËß, ÈÕ ÄÅÉÑÒÂÈÅ ÏÐÎßÂËßÅÒÑß Â ÑËÓ×ÀßÕ ÒÅÑÍÎÃÎ ÑÁËÈÆÅÍÈß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ È ÑÎÅÄÈÍÅÍÈÈ ÈÕ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÕ ÏÎËÅÉ. ÑÈËÛ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ È ÌÀÃÍÈÒÍÎÃÎ ÏÎËß ÏÐÈÒßÃÈÂÀÞÒ ÐÀÇÍÎÎĘ̀ÍÍÛÅ ÇÀÐßÄÛ È ÎÒÒÀËÊÈÂÀÞÒ ÎÄÍÎÍÎĘ̀ÍÍÛÅ…. ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÅ È ÌÀÃÍÈÒÍÎÅ ÏÎËÅ, ÝÒÎ ÏÎËß ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÂÅÙÅÑÒÂÀ.
16. ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÅ ÏÎËÅ ÑÀÌÎÅ ÑÈËÜÍÎÅ È ÑÀÌÎÅ ÄÀËÜÍÎÄÅÉÑÒÂÓÞÙÅÅ. ÝÒÎ ÏÎËÅ ÎÁÚÅÄÈÍÅÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ. ÑÈËÎÂÛÅ ËÈÍÈÈ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎÃÎ ÏÎËß ÍÀÏÐÀÂËÅÍÛ Ê ßÄÐÓ ÊÂÀÍÒÀ.
17. ÏÎËÍÀß ÝÍÅÐÃÈß ÊÂÀÒÀ ÌÀÒÅÐÈÈ (ÔÎÒÎÍÀ) ÂÛ×ÈÑËßÅÒÑß ÏÎ ÔÎÐÌÓËÅ Åêâ=fUî + fCî + fBî+Ê+Ì; Åêâ=fUî+ fCî+fBî+Ê+ķΔV. Çäåñü f- êîýôôèöèåíò ñæàòèÿ êâàíòà ðàâíûé V/V0. V0 ýòî îáú¸ì êâàíòà â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè, V îáú¸ì êâàíòà â ñæàòîì ñîñòîÿíèè, k- êîýôôèöèåíò óïðóãîñòè îáîëî÷êè êâàíòà, ΔV ðàçíîñòü ñâîáîäíîãî è ñæàòîãî îáú¸ìîâ, Ê– ýíåðãèÿ ìàññû (êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ, ýíåðãèÿ èíåðöèè.)Ì- ìåõàíè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ.
18. ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÌÈ ×ÀÑÒÈÖÀÌÈ ÂÅÙÅÑÒÂÅÍÍÎÉ ÌÀÒÅÐÈÈ ßÂËßÞÒÑß ÝËÅÊÒÐÎÍÛ È ÏÎÇÈÒÐÎÍÛ. ÝËÅÊÒÐÎÍÛ È ÏÎÇÈÒÐÎÍÛ ÑÎÑÒÎßÒ ÈÇ ÎÄÍÎÃÎ ÂÈÄÀ ÊÂÀÍÒÎÂ. (å+)=8,3õ1021ɣ+, (å-)=8,3õ1021ɣ- . ÏÐÎÒÎÍ ÑÎÑÒÎÈÒ ÓÆÅ ÈÇ ÝËÅÊÒÐÎÍÎÂ È ÏÎÇÈÒÐÎÍÎÂ. ÝËÅÊÒÐÎÍÛ È ÏÎÇÈÒÐÎÍÛ ßÂËßÞÒÑß ÎÑÍÎÂÎÉ ÀÒÎÌÎÂ, ÀÒÎÌÛ ßÂËßÞÒÑß ÎÑÍÎÂÎÉ ÂÅÙÅÑÒÂÀ.
19. ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÛÅ ×ÀÑÒÈÖÛ Â ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÅ ÐÀÑÏÎËÀÃÀÞÒÑß ÏÎ ÑÂÎÅÌÓ ÇÀÊÎÍÓ q= (1 – R/R0) δÌn/4π2R3 ÒÀÊ, ×ÒÎ ËÞÁÎÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÅ ÒÅËÎ ÈÌÅÅÒ ÑÂÎÈ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÎËß (ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÓÞ ÎÁÎËÎ×ÊÓ). ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÀß ÎÁÎËÎ×ÊÀ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ ÝÒΠŨ ÍÅÎÒÚÅÌËÅÌÀß ÑÎÑÒÀÂËßÞÙÀß, ÝÒÎ ÑÀÌÀ ÌÀÒÅÐÈß, ÍÎ Â ÄÐÓÃÎÌ ÑÎÑÒÎßÍÈÈ. ÅÑËÈ Â ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÌ ÒÅËÅ ÊÂÀÍÒÛ ÌÀÒÅÐÈÈ ÍÀÕÎÄßÒÑß Â ÑÎÑÒÀÂÅ ÝËÅÊÒÐÎÍÎÂ È ÏÎÇÈÒÐÎÍÎÂ, ÒÅÑÍÎ ÑÂßÇÀÍÍÛÅ ÝËÅÊÒÐÎÌÀÃÍÈÒÍÛÌÈ È ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÛÌÈ ÑÂßÇßÌÈ Ñ ÄÐÓÃÈÌÈ ÒÀÊÈÌÈ ÆÅ ÊÂÀÍÒÀÌÈ, ÒÎ Â ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÎÌ ÏÎËÅ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ ÝÒÈ ×ÀÑÒÈÖÛ Â ÁÎËÅÅ ÑÂÎÁÎÄÍÎÌ ÑÎÑÒÎßÍÈÈ – ÑÎÒÎßÍÈÈ ÊÂÀÍÒÀ ÏÎËß, ÏÐÈ ÊÎÒÎÐÎÌ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÅ ×ÀÑÒÈÖÛ ÑÂßÇÀÍÛ ÒÎËÜÊÎ ÃÐÀÂÈÒÀÖÈÎÍÍÎ.
20. ÌÀÒÅÐÈß ÎÁËÀÄÀÅÒ ÂÑÅÌÈ ÂÈÄÀÌÈ ÝÍÅÐÃÈÈ; ÝÍÅÐÃÈÈ ÁÅÇ ÌÀÒÅÐÈÈ ÍÅÒ. ÝÍÅÐÃÈß – ÍÅÎÒÚÅÌËÅÌÎÅ ÑÂÎÉÑÒÂÎ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ. ÊÀÆÄÀß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÀß ×ÀÑÒÈÖÀ, ÊÀÆÄÛÉ ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ ÎÁËÀÄÀÅÒ ÂÑÅÌÈ ÂÈÄÀÌÈ ÝÍÅÐÃÈÈ. Åêâ= Ì+C+Â+U+Ê.
21. ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÎËß ÌÀÒÅÐÈÈ ÑÎÇÄÀÞÒ ÍÅÎÁÕÎÄÈÌÛÅ ÓÑÈËÈß ÄËß ÄÅÉÑÒÂÈß È ÂÇÀÈÌÎÄÅÉÑÒÂÈß ÌÀÒÅÐÈÈ.
22. ÌÀÑÑÀ ÒÅËÀ ÝÒÎ ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÎ ÌÀÒÅÐÈÈ Â Í¨Ì ÑÎÄÅÐÆÀÙÅÉÑß, ÍÎ ÝÒÎ È ÌÅÐÀ ÅÃÎ ÝÍÅÐÃÈÈ.
23. ÂÎËÍÀ ÈÇËÓ×ÅÍÈß ÝÒÎ ÎÁÚÅÄÈͨÍÍÛÅ ÑÂÎÈÌÈ ÏÎËßÌÈ, ÑÎÇÄÀÂØÈÅ ÎÁÙÅÅ ÏÎËÅ, ÔÎÒÎÍÛ.
24. ÈÇÍÀ×ÀËÜÍÎ ÊÀÆÄÎÉ ×ÀÑÒÎÒÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈß ÑÎÎÒÂÅÒÑÒÂÓÅÒ ÑÂÎß ÝÍÅÐÃÈß ÔÎÒÎÍÎÂ. ÓÄÅËÜÍÀß ÏËÎÒÍÎÑÒÜ ÔÎÒÎÍΠ ÂÎËÍÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈß ÏÐÎÏÎÐÖÈÎÍÀËÜÍÀ ×ÀÑÒÎÒÅ ÈÇËÓ×ÅÍÈß. ×ÀÑÒÎÒÀ ÈÇËÓ×ÅÍÈß ÏÐßÌÎ ÏÐÎÏÎÐÖÈÎÍÀËÜÍÀ ÏËÎÒÍÎÑÒÈ ÈÇËÓ×ÀÞÙÅÉ ÌÀÒÅÐÈÈ. ÑÊÎÐÎÑÒÜ ÄÂÈÆÅÍÈß ÔÎÒÎÍΠÌÅÍßÅÒÑß Â ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÈ ÎÒ ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÀ  ÍÈÕ ÂÍÓÒÐÅÍÍÅÉ ÝÍÅÐÃÈÈ.
25. ÄËÈÍÀ ÂÎËÍÛ ÈÇËÓ×ÅÍÈß ÎÁÐÀÒÍÎ ÏÐÎÏÎÐÖÈÎÍÀËÜÍÀ ÒÅÌÏÓ ÓÑÊÎÐÅÍÈß ÔÎÒÎÍÎÂ.
26. ÊÂÀÍÒÛ ÌÀÒÅÐÈÈ ÆÈÂÓÒ ÂÑÅÃÄÀ (ÂÐÅÌß ÆÈÇÍÈ ÍÅ ÈÌÅÅÒ ÃÐÀÍÈÖ).
27. ÂÕÎÄß Â ÐÀÇËÈ×ÍÛÅ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß ÄÐÓÃ Ñ ÄÐÓÃÎÌ, ÈÇÌÅÍßßÑÜ, ÏÐÎÕÎÄß ÏÎ ÊÐÓÃÓ ×ÅÐÅÇ ÐÀÇÍÛÅ ÑÒÀÄÈÈ; ÃÐÀÂÈÒÎÍ → ÊÂÀÍÒ ÏÎËß → ÊÂÀÍÒ ÌÀÒÅÐÈÈ → ÔÎÒÎÍ → ÊÂÀÍÒ → ÊÂÀÍÒÈÍÎ → ÔÎÒÎÍ→ ÃÐÀÂÈÒÎÍ… ÑÎÕÐÀÍßß ÏÐÈ ÝÒÎÌ ÑÂÎÞ ÈÍÄÈÂÈÄÓÀËÜÍÎÑÒÜ, ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÅ ×ÀÑÒÈÖÛ ÌÀÒÅÐÈÈ ÎÁÐÀÇÓÞÒ ÐÀÇËÈ×ÍÛÅ ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÒÅËÀ. ÐÀÇËÈ×ÍÛÅ ÑÎ×ÅÒÀÍÈß ÝÒÈÕ ×ÀÑÒÈÖ ÄÀÞÒ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÅ ÐÀÇÍÎÎÁÐÀÇÈÅ, ÂÅËÈÊÎËÅÏÈÅ È ÌÍÎÃÎÃÐÀÍÍÎÑÒÜ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ.
28. ÖÀÐÑÒÂÓÅÒ ÂÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ ÇÀÊÎÍ ÑÎÕÐÀÍÅÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ. ÎÒÊÐÛÒÛÉ ÌÈÕÀÈËÎÌ ÂÀÑÈËÜÅÂÈ×ÅÌ ËÎÌÎÍÎÑÎÂÛÌ… «ÌÀÒÅÐÈß ÍÅ ÈÑ×ÅÇÀÅÒ È ÍÅ ÏÎßÂËßÅÒÑß ÈÇ ÍÈ×ÅÃÎ; ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÎ ÌÀÒÅÐÈÈ ÂÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ ßÂËßÅÒÑß ÂÅËÈ×ÈÍÎÉ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÉ È ÏÎÑÒÎßÍÍÎÉ».
29. ÃÐÀÂÈÒÀÖÈß – ÎÑÍÎÂÍÀß ÑÈËÀ, ÄÂÈÆÓÙÀß ÌÀÒÅÐÈÅÉ. ÎÍÀ ÑÎÁÈÐÀÅÒ ÌÀÒÅÐÈÞ Â ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÒÅËÀ, È ÎÍÀ ÆÅ ÐÀÇÁÐÀÑÛÂÀÅÒ ÌÀÒÅÐÈÞ ÏÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ. Ãðàâèòàöèîííóþ ýíåðãèþ ìîæíî íàçâàòü «êîñìè÷åñêîé».
30. ÂÑÅËÅÍÍÀß ÑÓÙÅÑÒÂÓÅÒ ÂÑÅÃÄÀ. ÂÑÅËÅÍÍÀß ÍÅ ÐÀÑØÈÐßÅÒÑß, ÍÅ ÑÓÆÀÅÒÑß, ÎÍÀ ÏÎÑÒÎßÍÍÎ ÈÇÌÅÍßÅÒÑß. ÌÀÒÅÐÈß ÂÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ ÏÐÎÕÎÄÈÒ ÏÎ ÊÐÓÃÓ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÉ, ÏÐÅÂÐÀÙÀßÑÜ, ÂÌÅÑÒÅ ÑÎ ÑÂÎÅÉ ÝÍÅÐÃÈÅÉ, ÈÇ ÎÄÍÎÃÎ ÂÈÄÀ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÉ Â ÄÐÓÃÎÉ; ÒÀÊÈÌ ÎÁÐÀÇÎÌ ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒÑß ÊÐÓÃÎÂÎÐÎÒ ÌÀÒÅÐÈÈ È Å¨ ÝÍÅÐÃÈÈ ÂÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ.
Äîêàçàòåëüñòâà.
Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè.
Îáùèå ñâåäåíèÿ.
Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû â òî÷íîì çíà÷åíèè ýòîãî òåðìèíà – ïåðâè÷íûå, äàëåå íåðàçëîæèìûå ÷àñòèöû, èç êîòîðûõ, ïî ïðåäïîëîæåíèþ, ñîñòîèò âñÿ ìàòåðèÿ.  ïîíÿòèè ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû â ñîâðåìåííîé ôèçèêå íàõîäèò âûðàæåíèå èäåÿ î ïåðâîîáðàçíûõ ñóùíîñòÿõ, îïðåäåëÿþùèõ âñå èçâåñòíûå ñâîéñòâà ìàòåðèàëüíîãî ìèðà èäåÿ, çàðîäèâøàÿñÿ íà ðàííèõ ýòàïàõ ñòàíîâëåíèÿ åñòåñòâîçíàíèÿ è âñåãäà èãðàâøàÿ âàæíóþ ðîëü â åãî ðàçâèòèè. Ñî âðåìåíåì ëþäè ïîíÿëè, ÷òî îòêðûòûå «ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû» âîâñå íå ýëåìåíòàðíûå, íî, íå çíàÿ êàêèå èç âñåãî ýòîãî ñêîïà ÷àñòèö ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàðíûìè, ïî-ïðåæíåìó âñå ÷àñòèöû íàçûâàëè ýëåìåíòàðíûìè. Ñóùåñòâîâàíèå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ôèçèêè îáíàðóæèëè ïðè èçó÷åíèè ÿäåðíûõ ïðîöåññîâ, ïîýòîìó âïëîòü äî ñåðåäèíû XX âåêà ôèçèêà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö áûëà ðàçäåëîì ÿäåðíîé ôèçèêè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ôèçèêà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö è ÿäåðíàÿ ôèçèêà ÿâëÿþòñÿ áëèçêèìè, íî ñàìîñòîÿòåëüíûìè ðàçäåëàìè ôèçèêè, îáúåäèíåííûìè îáùíîñòüþ ìíîãèõ ðàññìàòðèâàåìûõ ïðîáëåì è ïðèìåíÿåìûìè ìåòîäàìè èññëåäîâàíèÿ. Ãëàâíàÿ çàäà÷à ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö – ýòî èññëåäîâàíèå ïðèðîäû, ñâîéñòâ è âçàèìíûõ ïðåâðàùåíèé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Îòêðûòèå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ÿâèëîñü çàêîíîìåðíûì ðåçóëüòàòîì îáùèõ óñïåõîâ â èçó÷åíèè ñòðîåíèÿ âåùåñòâà, äîñòèãíóòûõ ôèçèêîé â êîíöå 19 â. Îíî áûëî ïîäãîòîâëåíî âñåñòîðîííèìè èññëåäîâàíèÿìè îïòè÷åñêèõ ñïåêòðîâ àòîìîâ, èçó÷åíèåì ýëåêòðè÷åñêèõ ÿâëåíèé â æèäêîñòÿõ è ãàçàõ, îòêðûòèåì ôîòîýëåêòðè÷åñòâà, ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé, åñòåñòâåííîé ðàäèîàêòèâíîñòè, ñâèäåòåëüñòâîâàâøèõ î ñóùåñòâîâàíèè ñëîæíîé ñòðóêòóðû ìàòåðèè.  60-70-å ãîäû ôèçèêè áûëè ñîâåðøåííî ñáèòû ñ òîëêó ìíîãî÷èñëåííîñòüþ, ðàçíîîáðàçèåì è íåîáû÷íîñòüþ âíîâü îòêðûòûõ ñóáàòîìíûõ ÷àñòèö. Êàçàëîñü, èì íå áóäåò êîíöà. Ñîâåðøåííî íåïîíÿòíî, äëÿ ÷åãî ñòîëüêî ÷àñòèö. ßâëÿþòñÿ ëè ýòè ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû õàîòè÷åñêèìè è ñëó÷àéíûìè îñêîëêàìè ìàòåðèè? Èëè, âîçìîæíî, îíè òàÿò â ñåáå êëþ÷ ê ïîçíàíèþ ñòðóêòóðû Âñåëåííîé? Ðàçâèòèå ôèçèêè â ïîñëåäóþùèå äåñÿòèëåòèÿ ïîêàçàëî, ÷òî â ñóùåñòâîâàíèè òàêîé ñòðóêòóðû íåò íèêàêèõ ñîìíåíèé. Ïîíÿòèå “Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû" ñôîðìèðîâàëîñü â òåñíîé ñâÿçè ñ óñòàíîâëåíèåì äèñêðåòíîãî õàðàêòåðà ñòðîåíèÿ âåùåñòâà íà ìèêðîñêîïè÷åñêîì óðîâíå. Îáíàðóæåíèå íà ðóáåæå 19–20 ââ. ìåëü÷àéøèõ íîñèòåëåé ñâîéñòâ âåùåñòâà – ìîëåêóë è àòîìîâ – è óñòàíîâëåíèå òîãî ôàêòà, ÷òî ìîëåêóëû ïîñòðîåíû èç àòîìîâ, âïåðâûå ïîçâîëèëî îïèñàòü âñå èçâåñòíûå âåùåñòâà êàê êîìáèíàöèè êîíå÷íîãî, õîòÿ è áîëüøîãî, ÷èñëà ñòðóêòóðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ – àòîìîâ. Âûÿâëåíèå â äàëüíåéøåì íàëè÷èÿ ñîñòàâíûõ ñëàãàþùèõ àòîìîâ – ýëåêòðîíîâ è ÿäåð, óñòàíîâëåíèå ñëîæíîé ïðèðîäû ÿäåð, îêàçàâøèõñÿ ïîñòðîåííûìè âñåãî èç äâóõ òèïîâ ÷àñòèö (ïðîòîíîâ è íåéòðîíîâ), ñóùåñòâåííî óìåíüøèëî êîëè÷åñòâî äèñêðåòíûõ ýëåìåíòîâ, ôîðìèðóþùèõ ñâîéñòâà âåùåñòâà, è äàëî îñíîâàíèå ïðåäïîëàãàòü, ÷òî öåïî÷êà ñîñòàâíûõ ÷àñòåé ìàòåðèè çàâåðøàåòñÿ äèñêðåòíûìè áåññòðóêòóðíûìè îáðàçîâàíèÿìè – ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè.
Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ «ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö».
Ïðåäñòàâëåíèå î òîì, ÷òî ìèð ñîñòîèò èç ôóíäàìåíòàëüíûõ ÷àñòèö, èìååò äîëãóþ èñòîðèþ. Âïåðâûå ìûñëü î ñóùåñòâîâàíèè ìåëü÷àéøèõ íåâèäèìûõ ÷àñòèö, èç êîòîðûõ ñîñòîÿò âñå îêðóæàþùèå ïðåäìåòû, áûëà âûñêàçàíà çà 400 ëåò äî íàøåé ýðû ãðå÷åñêèì ôèëîñîôîì Äåìîêðèòîì. Îí íàçâàë ýòè ÷àñòèöû àòîìàìè, òî åñòü íåäåëèìûìè ÷àñòèöàìè. Íàóêà íà÷àëà èñïîëüçîâàòü ïðåäñòàâëåíèå îá àòîìàõ òîëüêî â íà÷àëå XIX âåêà, êîãäà íà ýòîé îñíîâå óäàëîñü îáúÿñíèòü öåëûé ðÿä õèìè÷åñêèõ ÿâëåíèé.  30-å ãîäû XIX âåêà â òåîðèè ýëåêòðîëèçà, ðàçâèòîé Ì. Ôàðàäååì, ïîÿâèëîñü ïîíÿòèå èîíà è áûëî âûïîëíåíî èçìåðåíèå ýëåìåíòàðíîãî çàðÿäà. Êîíåö XIX âåêà îçíàìåíîâàëñÿ îòêðûòèåì ÿâëåíèÿ ðàäèîàêòèâíîñòè (À. Áåêêåðåëü, 1896 ã), à òàêæå îòêðûòèÿìè ýëåêòðîíîâ (Äæ. Òîìñîí, 1897 ã) è á-÷àñòèö (Ý. Ðåçåðôîðä, 1899 ã).  1905 ãîäó â ôèçèêå âîçíèêëî ïðåäñòàâëåíèå î êâàíòàõ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ – ôîòîíàõ (Ì. Ïëàíê À. Ýéíøòåéí).  1911 ãîäó áûëî îòêðûòî àòîìíîå ÿäðî (Ý. Ðåçåðôîðä) è îêîí÷àòåëüíî áûëî äîêàçàíî, ÷òî àòîìû èìåþò ñëîæíîå ñòðîåíèå.  1919 ãîäó Ðåçåðôîðä â ïðîäóêòàõ ðàñùåïëåíèÿ ÿäåð àòîìîâ ðÿäà ýëåìåíòîâ îáíàðóæèë ïðîòîíû.  1932 ãîäó Äæ. ×åäâèê îòêðûë íåéòðîí. Ñòàëî ÿñíî, ÷òî ÿäðà àòîìîâ, êàê è ñàìè àòîìû, èìåþò ñëîæíîå ñòðîåíèå. Âîçíèêëà ïðîòîí-íåéòðîííàÿ òåîðèÿ ñòðîåíèÿ ÿäåð (Ä. Èâàíåíêî è Â. Ãåéçåíáåðã).  òîì æå 1932 ãîäó â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ áûë îòêðûò ïîçèòðîí (Ê. Àíäåðñîí). Ïîçèòðîí – ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà, èìåþùàÿ òó æå ìàññó è òîò æå (ïî ìîäóëþ) çàðÿä, ÷òî è ýëåêòðîí. Ñóùåñòâîâàíèå ïîçèòðîíà áûëî ïðåäñêàçàíî Ï. Äèðàêîì â 1928 ãîäó.  ýòè ãîäû áûëè îáíàðóæåíû è èññëåäîâàíû âçàèìíûå ïðåâðàùåíèÿ ïðîòîíîâ è íåéòðîíîâ è ñòàëî ÿñíî, ÷òî ýòè ÷àñòèöû òàêæå íå ÿâëÿþòñÿ íåèçìåííûìè ýëåìåíòàðíûìè "êèðïè÷èêàìè" ïðèðîäû.  1937 ãîäó â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ áûëè îáíàðóæåíû ÷àñòèöû ñ ìàññîé â 207 ýëåêòðîííûõ ìàññ, íàçâàííûå ìþîíàìè (ì-ìåçîíàìè). Çàòåì â 1947–1950 ãîäàõ áûëè îòêðûòû ïèîíû (òî åñòü ð-ìåçîíû), êîòîðûå, ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, îñóùåñòâëÿþò âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó íóêëîíàìè â ÿäðå.  ïîñëåäóþùèå ãîäû ÷èñëî âíîâü îòêðûâàåìûõ ÷àñòèö ñòàëî áûñòðî ðàñòè. Ýòîìó ñïîñîáñòâîâàëè èññëåäîâàíèÿ êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé, ðàçâèòèå óñêîðèòåëüíîé òåõíèêè è èçó÷åíèå ÿäåðíûõ ðåàêöèé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ èçâåñòíî îêîëî 400 ñóáúÿäåðíûõ ÷àñòèö, êîòîðûå ïðèíÿòî íàçûâàòü ýëåìåíòàðíûìè. Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ýòèõ ÷àñòèö ÿâëÿþòñÿ íåñòàáèëüíûìè. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò ëèøü ôîòîí, ýëåêòðîí, (ïîçèòðîí), ïðîòîí è íåéòðèíî. Âñå îñòàëüíûå ÷àñòèöû ÷åðåç îïðåäåëåííûå ïðîìåæóòêè âðåìåíè èñïûòûâàþò ñàìîïðîèçâîëüíûå ïðåâðàùåíèÿ â äðóãèå ÷àñòèöû. Íåñòàáèëüíûå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ñèëüíî îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà ïî âðåìåíàì æèçíè. Íàèáîëåå äîëãîæèâóùåé ÷àñòèöåé ÿâëÿåòñÿ íåéòðîí. Âðåìÿ æèçíè íåéòðîíà ïîðÿäêà 15 ìèí. Äðóãèå ÷àñòèöû "æèâóò" ãîðàçäî ìåíüøåå âðåìÿ. Íàïðèìåð, ñðåäíåå âðåìÿ æèçíè ì-ìåçîíà ðàâíî 2,2·10-6 ñ, íåéòðàëüíîãî ð-ìåçîíà – 0,87·10-16 ñ. Ìíîãèå ìàññèâíûå ÷àñòèöû – ãèïåðîíû èìåþò ñðåäíåå âðåìÿ æèçíè ïîðÿäêà 10-10 ñ. Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ÷àñòèö ñî âðåìåíåì æèçíè, ïðåâîñõîäÿùèì 10-17 ñ. Ïî ìàñøòàáàì ìèêðîìèðà ýòî çíà÷èòåëüíîå âðåìÿ. Òàêèå ÷àñòèöû íàçûâàþò îòíîñèòåëüíî ñòàáèëüíûìè. Áîëüøèíñòâî êîðîòêîæèâóùèõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö èìåþò âðåìåíà æèçíè ïîðÿäêà 10-22-10-23ñ. Ñïîñîáíîñòü ê âçàèìíûì ïðåâðàùåíèÿì – ýòî íàèáîëåå âàæíîå ñâîéñòâî âñåõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ñïîñîáíû ðîæäàòüñÿ è óíè÷òîæàòüñÿ (èñïóñêàòüñÿ è ïîãëîùàòüñÿ). Ýòî îòíîñèòñÿ òàêæå è ê ñòàáèëüíûì ÷àñòèöàì ñ òîé òîëüêî ðàçíèöåé, ÷òî ïðåâðàùåíèÿ ñòàáèëüíûõ ÷àñòèö ïðîèñõîäÿò íå ñàìîïðîèçâîëüíî, à ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ äðóãèìè ÷àñòèöàìè. Ïðèìåðîì ìîæåò ñëóæèòü àííèãèëÿöèÿ (òî åñòü èñ÷åçíîâåíèå) ýëåêòðîíà è ïîçèòðîíà, ñîïðîâîæäàþùàÿñÿ ðîæäåíèåì ôîòîíîâ áîëüøîé ýíåðãèè. Ìîæåò ïðîòåêàòü è îáðàòíûé ïðîöåññ – ðîæäåíèå ýëåêòðîííî-ïîçèòðîííîé ïàðû, íàïðèìåð, ïðè ñòîëêíîâåíèè ôîòîíîâ äîñòàòî÷íî áîëüøîé ýíåðãèåé ñ ÿäðîì àòîìà, ñ ïðîòîíîì èëè ñ äðóãèì, ñîëèäíûì äëÿ ôîòîíà ïðåïÿòñòâèåì. Òàêîé îïàñíûé äâîéíèê, êàêèì äëÿ ýëåêòðîíà ÿâëÿåòñÿ ïîçèòðîí, åñòü è ó ïðîòîíà. Îí íàçûâàåòñÿ àíòèïðîòîíîì. Ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä àíòèïðîòîíà îòðèöàòåëåí.  íàñòîÿùåå âðåìÿ àíòè÷àñòèöû íàéäåíû ó âñåõ ÷àñòèö. Àíòè÷àñòèöû ïðîòèâîïîñòàâëÿþòñÿ ÷àñòèöàì ïîòîìó, ÷òî ïðè âñòðå÷å ëþáîé ÷àñòèöû ñî ñâîåé àíòè÷àñòèöåé ïðîèñõîäèò èõ àííèãèëÿöèÿ, òî åñòü, îáå ÷àñòèöû èñ÷åçàþò, ïðåâðàùàÿñü â êâàíòû èçëó÷åíèÿ. ß çàìå÷ó, ÷òî ýòî ïðîèñõîäèò íå âñåãäà. Äëÿ àííèãèëÿöèè íåîáõîäèìî ñîçäàòü îïðåäåë¸ííûå óñëîâèÿ. Âåäü íå àííèãèëèðóþò â ïðîòîíå ýëåêòðîíû è ïîçèòðîíû?! Íå àííèãèëèðóþò. Îíè ïðåêðàñíî ñîâìåùàþòñÿ, ñîçäàâ ïðè ýòîì ñàìóþ óñòîé÷èâóþ êðóïíóþ ÷àñòèöó – ïðîòîí. Àíòè÷àñòèöà îáíàðóæåíà äàæå ó íåéòðîíà. Íåéòðîí è àíòèíåéòðîí îòëè÷àþòñÿ òîëüêî çíàêàìè ìàãíèòíîãî ìîìåíòà è òàê íàçûâàåìîãî áàðèîííîãî çàðÿäà.
Îòêðûòèå ñòðàííûõ ÷àñòèö.
Êîíåö 40-õ – íà÷àëî 50-õ ãã. ÕÕâåêà îçíàìåíîâàëèñü îòêðûòèåì áîëüøîé ãðóïïû ÷àñòèö ñ íåîáû÷íûìè ñâîéñòâàìè, ïîëó÷èâøèõ íàçâàíèå “ñòðàííûõ". Ïåðâûå ÷àñòèöû ýòîé ãðóïïû Ê+ – è Ê- ìåçîíû, L-, S+ —, S-, X- ãèïåðîíû áûëè îòêðûòû â êîñìè÷åñêèõ ëó÷àõ, ïîñëåäóþùèå îòêðûòèÿ ñòðàííûõ ÷àñòèö áûëè ñäåëàíû íà óñêîðèòåëÿõ – óñòàíîâêàõ, ñîçäàþùèõ èíòåíñèâíûå ïîòîêè áûñòðûõ ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Ïðè ñòîëêíîâåíèè ñ âåùåñòâîì óñêîðåííûå ïðîòîíû è ýëåêòðîíû ðîæäàþò íîâûå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, êîòîðûå è ñòàíîâÿòñÿ ïðåäìåòîì èçó÷åíèÿ.
 1947 ã. Áàòëåð è Ðî÷åñòåð â êàìåðå Âèëüñîíà íàáëþäàëè äâå ÷àñòèöû, íàçâàííûå V-÷àñòèöàìè. Íàáëþäàëîñü äâà òðåêà, êàê áû îáðàçóþùèå ëàòèíñêóþ áóêâó V. Îáðàçîâàíèå äâóõ òðåêîâ ñâèäåòåëüñòâîâàëî î òîì, ÷òî ÷àñòèöû íåñòàáèëüíû è ðàñïàäàþòñÿ íà äðóãèå, áîëåå ë¸ãêèå. Îäíà èç V-÷àñòèö áûëà íåéòðàëüíîé è ðàñïàäàëàñü íà äâå çàðÿæåííûå ÷àñòèöû ñ ïðîòèâîïîëîæíûìè çàðÿäàìè. (Ïîçæå îíà áûëà îòîæäåñòâëåíà ñ íåéòðàëüíûì Ê-ìåçîíîì, êîòîðûé ðàñïàäàåòñÿ íà ïîëîæèòåëüíûé è îòðèöàòåëüíûé ïèîíû). Äðóãàÿ áûëà çàðÿæåííîé è ðàñïàäàëàñü íà çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó ñ ìåíüøåé ìàññîé è íåéòðàëüíóþ ÷àñòèöó. (Ïîçæå îíà áûëà îòîæäåñòâëåíà ñ çàðÿæåííûì Ê+-ìåçîíîì, êîòîðûé ðàñïàäàåòñÿ íà çàðÿæåííûé è íåéòðàëüíûé ïèîíû). V-÷àñòèöû äîïóñêàþò, íà ïåðâûé âçãëÿä, è äðóãóþ èíòåðïðåòàöèþ: èõ ïîÿâëåíèå ìîæíî áûëî áû èñòîëêîâàòü íå êàê ðàñïàä ÷àñòèö, à êàê ïðîöåññ ðàññåÿíèÿ. Äåéñòâèòåëüíî, ïðîöåññû ðàññåÿíèÿ çàðÿæåííîé ÷àñòèöû íà ÿäðå ñ îáðàçîâàíèåì â êîíå÷íîì ñîñòîÿíèè îäíîé çàðÿæåííîé ÷àñòèöû, à òàêæå íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ íåéòðàëüíîé ÷àñòèöû íà ÿäðå ñ îáðàçîâàíèåì äâóõ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö áóäóò âûãëÿäåòü â êàìåðå Âèëüñîíà òàê æå, êàê è ðàñïàä V-÷àñòèö. Íî òàêàÿ âîçìîæíîñòü ëåãêî èñêëþ÷àëàñü íà òîì îñíîâàíèè, ÷òî ïðîöåññû ðàññåèâàíèÿ áîëåå âåðîÿòíû â áîëåå ïëîòíûõ ñðåäàõ. À V-ñîáûòèÿ íàáëþäàëèñü íå â ñâèíöå, êîòîðûé ïðèñóòñòâîâàë â êàìåðå Âèëüñîíà, à íåïîñðåäñòâåííî â ñàìîé êàìåðå, êîòîðàÿ çàïîëíåíà ãàçîì ñ ìåíüøåé ïëîòíîñòüþ (ïî ñðàâíåíèþ ñ ïëîòíîñòüþ ñâèíöà). Çàìåòèì, ÷òî åñëè ýêñïåðèìåíòàëüíîå îòêðûòèå ð-ìåçîíà áûëî â êàêîì-òî ñìûñëå "îæèäàåìûì" â ñâÿçè ñ íåîáõîäèìîñòüþ îáúÿñíèòü ïðèðîäó íóêëîííûõ âçàèìîäåéñòâèé, òî îòêðûòèå V-÷àñòèö, êàê è îòêðûòèå ìþîíà, îêàçàëîñü ïîëíîé íåîæèäàííîñòüþ. Îòêðûòèå V-÷àñòèö è îïðåäåëåíèå èõ ñàìûõ "ýëåìåíòàðíûõ" õàðàêòåðèñòèê ðàñòÿíóëîñü áîëåå ÷åì íà äåñÿòèëåòèå. Ïîñëå ïåðâîãî íàáëþäåíèÿ ýòèõ ÷àñòèö â 1947 ã. Ðî÷åñòåð è Áàòëåð ïðîäîëæàëè ñâîè îïûòû åù¸ äâà ãîäà, íî èì íå óäàëîñü íàáëþäàòü íè îäíîé ÷àñòèöû. È òîëüêî ïîñëå òîãî êàê àïïàðàòóðó ïîäíÿëè âûñîêî â ãîðû, áûëè ñíîâà îáíàðóæåíû V-÷àñòèöû, à òàêæå è îòêðûòû íîâûå ÷àñòèöû. Êàê âûÿñíèëîñü ïîçäíåå, âñå ýòè íàáëþäåíèÿ îêàçàëèñü íàáëþäåíèÿìè ðàçëè÷íûõ ðàñïàäîâ îäíîé è òîé æå ÷àñòèöû – Ê-ìåçîíà (çàðÿæåííîãî èëè íåéòðàëüíîãî). "Ïîâåäåíèå" V-÷àñòèö ïðè ðîæäåíèè è ïîñëåäóþùåì ðàñïàäå ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî èõ ñòàëè íàçûâàòü ñòðàííûìè. Ñòðàííûå ÷àñòèöû â ëàáîðàòîðèè âïåðâûå ïîëó÷åíû â 1954 ã. Ôàóëåðîì, Øàòòîì, Òîðíäàéêîì è Âàéòìîðîì, êîòîðûå, èñïîëüçóÿ ïó÷îê èîíîâ îò Áðóêõåéâåíñêîãî êîñìîòðîíà ñ íà÷àëüíîé ýíåðãèåé 1,5 ÃýÂ, íàáëþäàëè ðåàêöèè àññîöèàòèâíîãî îáðàçîâàíèÿ ñòðàííûõ ÷àñòèö. Ñ íà÷àëà 50-õ ãã. óñêîðèòåëè ïðåâðàòèëèñü â îñíîâíîé èíñòðóìåíò äëÿ èññëåäîâàíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.  70-õ ãã. ýíåðãèè ÷àñòèö, ðàçîãíàííûõ íà óñêîðèòåëÿõ, ñîñòàâèëè äåñÿòêè è ñîòíè ìëðä. ýëåêòðîí-âîëüò (ÃýÂ). Ñòðåìëåíèå ê óâåëè÷åíèþ ýíåðãèé ÷àñòèö îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî âûñîêèå ýíåðãèè îòêðûâàþò âîçìîæíîñòü èçó÷åíèÿ ñòðîåíèÿ ìàòåðèè íà òåì ìåíüøèõ ðàññòîÿíèÿõ, ÷åì âûøå ýíåðãèÿ ñòàëêèâàþùèõñÿ ÷àñòèö. Óñêîðèòåëè ñóùåñòâåííî óâåëè÷èëè òåìï ïîëó÷åíèÿ íîâûõ äàííûõ è â êîðîòêèé ñðîê ðàñøèðèëè è îáîãàòèëè íàøå çíàíèå ñâîéñòâ ìèêðîìèðà. Ïðèìåíåíèå óñêîðèòåëåé äëÿ èçó÷åíèÿ ñòðàííûõ ÷àñòèö ïîçâîëèëî áîëåå äåòàëüíî èçó÷èòü èõ ñâîéñòâà, â ÷àñòíîñòè îñîáåííîñòè èõ ðàñïàäà, è âñêîðå ïðèâåëî ê âàæíîìó îòêðûòèþ: âûÿñíåíèþ âîçìîæíîñòè èçìåíåíèÿ õàðàêòåðèñòèê íåêîòîðûõ ìèêðîïðîöåññîâ ïðè îïåðàöèè çåðêàëüíîãî îòðàæåíèÿ – ò. í. íàðóøåíèþ ïðîñòðàíñòâ, ÷¸òíîñòè (1956). Ââîä â ñòðîé ïðîòîííûõ óñêîðèòåëåé ñ ýíåðãèÿìè â ìèëëèàðäû ýëåêòðîí-âîëüò ïîçâîëèë îòêðûòü òÿæ¸ëûå àíòè÷àñòèöû: àíòèïðîòîí (1955), àíòèíåéòðîí (1956), àíòèñèãìà-ãèïåðîíû (1960).  1964 áûë îòêðûò ñàìûé òÿæ¸ëûé ãèïåðîí W- (ñ ìàññîé îêîëî äâóõ ìàññ ïðîòîíà).
Ðåçîíàíñû.
 1960-õ ãã. íà óñêîðèòåëÿõ áûëî îòêðûòî áîëüøîå ÷èñëî êðàéíå íåóñòîé÷èâûõ (ïî ñðàâíåíèþ ñ äð. íåñòàáèëüíûìè ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè) ÷àñòèö, ïîëó÷èâøèõ íàçâàíèå “ðåçîíàíñîâ". Ìàññû áîëüøèíñòâà ðåçîíàíñîâ ïðåâûøàþò ìàññó ïðîòîíà. Ïåðâûé èç íèõ D1 (1232) áûë èçâåñòåí ñ 1953 ã. Îêàçàëîñü, ÷òî ðåçîíàíñû ñîñòàâëÿþò îñíîâíàÿ ÷àñòü ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå ð-ìåçîíà è íóêëîíà â ñîñòîÿíèè ñ ïîëíûì èçîòîïè÷åñêèì ñïèíîì 3/2 è ìîìåíòîì 3/2 ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ó íóêëîíà âîçáóæä¸ííîãî ñîñòîÿíèÿ. Ýòî ñîñòîÿíèå â òå÷åíèå î÷åíü êîðîòêîãî âðåìåíè (ïîðÿäêà 10-23ñ) ðàñïàäàåòñÿ íà íóêëîí è ð-ìåçîí. Ïîñêîëüêó ýòî ñîñòîÿíèå èìååò âïîëíå îïðåäåë¸ííûå êâàíòîâûå ÷èñëà, êàê è ñòàáèëüíûå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, åñòåñòâåííî áûëî íàçâàòü åãî ÷àñòèöåé. ×òîáû ïîä÷åðêíóòü î÷åíü ìàëîå âðåìÿ æèçíè ýòîãî ñîñòîÿíèÿ, åãî è ïîäîáíûå êîðîòêîæèâóùèå ñîñòîÿíèÿ ñòàëè íàçûâàòü ðåçîíàíñíûìè. Íóêëîííûé ðåçîíàíñ, îòêðûòûé Ôåðìè â 1952 ã., ïîçæå ñòàëè íàçûâàòü Ä3/2 3/2 – èçîáàðîé (÷òîáû âûäåëèòü òîò ôàêò, ÷òî ñïèí è èçîòîïè÷åñêèé ñïèí Ä-èçîáàðû ðàâíû 3/2). Òàê êàê âðåìÿ æèçíè ðåçîíàíñîâ íåçíà÷èòåëüíà, èõ íåëüçÿ íàáëþäàòü íåïîñðåäñòâåííî, àíàëîãè÷íî òîìó, êàê íàáëþäàþò "îáû÷íûå" ïðîòîí, ð-ìåçîíû è ìþîíû (ïî èõ ñëåäàì â òðåêîâûõ ïðèáîðàõ). Ðåçîíàíñû îáíàðóæèâàþò ïî õàðàêòåðíîìó ïîâåäåíèþ ñå÷åíèé ðàññåèâàíèÿ ÷àñòèö, à òàêæå èçó÷àÿ ñâîéñòâà ïðîäóêòîâ èõ ðàñïàäà. Áîëüøèíñòâî èçâåñòíûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö îòíîñèòñÿ èìåííî ê ãðóïïå ðåçîíàíñîâ. Îòêðûòèå Ä-ðåçîíàíñà èìåëî âàæíåéøåå çíà÷åíèå äëÿ ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Çàìåòèì, ÷òî âîçáóæä¸ííûå ñîñòîÿíèÿ èëè ðåçîíàíñû íå ÿâëÿþòñÿ àáñîëþòíî íîâûìè îáúåêòàìè ôèçèêè. Ðàíåå îíè áûëè èçâåñòíû â àòîìíîé è ÿäåðíîé ôèçèêå, ãäå èõ ñóùåñòâîâàíèå ñâÿçàíî ñ ñîñòàâíîé ïðèðîäîé àòîìà (îáðàçîâàííîãî èç ÿäðà è ýëåêòðîíîâ) è ÿäðà (îáðàçîâàííîãî èç ïðîòîíîâ è íåéòðîíîâ). ×òî êàñàåòñÿ ñâîéñòâ àòîìíûõ ñîñòîÿíèé, òî îíè îïðåäåëÿþòñÿ òîëüêî ýëåêòðîìàãíèòíûì âçàèìîäåéñòâèåì. Ìàëûå âåðîÿòíîñòè èõ ðàñïàäà ñâÿçàíû ñ ìàëîñòüþ êîíñòàíòû ýëåêòðîìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Âîçáóæä¸ííûå ñîñòîÿíèÿ ñóùåñòâóþò íå òîëüêî ó íóêëîíà (â ýòîì ñëó÷àå ãîâîðÿò î åãî èçîáàðíûõ ñîñòîÿíèÿõ), íî è ó ð-ìåçîíà (â ýòîì ñëó÷àå ãîâîðÿò î ìåçîííûõ ðåçîíàíñàõ). "Ïðè÷èíà ïîÿâëåíèÿ ðåçîíàíñîâ â ñèëüíûõ âçàèìîäåéñòâèÿõ íåïîíÿòíà – ïèøåò Ôåéíìàí, – ñíà÷àëà òåîðåòèêè è íå ïðåäïîëàãàëè, ÷òî â òåîðèè ïîëÿ ñ áîëüøîé êîíñòàíòîé âçàèìîäåéñòâèÿ ñóùåñòâóþò ðåçîíàíñû. Ïîçäíåå îíè îñîçíàëè, ÷òî åñëè êîíñòàíòà âçàèìîäåéñòâèÿ äîñòàòî÷íî âåëèêà, òî âîçíèêàþò èçîáàðíûå ñîñòîÿíèÿ. Îäíàêî èñòèííîå çíà÷åíèå ôàêòà ñóùåñòâîâàíèÿ ðåçîíàíñîâ äëÿ ôóíäàìåíòàëüíîé òåîðèè îñòà¸òñÿ íåÿñíîé".
Êëàññèôèêàöèÿ.
Ïî âåëè÷èíå ñïèíà âñå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû äåëÿòñÿ íà äâà êëàññà: 1. áîçîíû – ÷àñòèöû ñ öåëûì ñïèíîì (íàïðèìåð, ôîòîí, ãëþîí, ìåçîíû). 2. ôåðìèîíû – ÷àñòèöû ñ ïîëóöåëûì ñïèíîì (íàïðèìåð, ýëåêòðîí, ïðîòîí, íåéòðîí, íåéòðèíî); Ñïèí ýòî õàðàêòåðèñòèêà, îòðàæàþùàÿ âíóòðåííåå ñîñòîÿíèå ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû. Ïî âèäàì âçàèìîäåéñòâèé. Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû äåëÿòñÿ íà ñëåäóþùèå ãðóïïû: Ñîñòàâíûå ÷àñòèöû. àäðîíû – ÷àñòèöû, ó÷àñòâóþùèå âî âñåõ âèäàõ ôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé. Îíè ñîñòîÿò èç êâàðêîâ è ïîäðàçäåëÿþòñÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, íà: ìåçîíû – àäðîíû ñ öåëûì ñïèíîì, òî åñòü ÿâëÿþùèåñÿ áîçîíàìè; áàðèîíû – àäðîíû ñ ïîëóöåëûì ñïèíîì, òî åñòü ôåðìèîíû. Ê íèì, â ÷àñòíîñòè, îòíîñÿòñÿ ÷àñòèöû, ñîñòàâëÿþùèå ÿäðî àòîìà, – ïðîòîí è íåéòðîí. Ôóíäàìåíòàëüíûå (áåññòðóêòóðíûå) ÷àñòèöû. Ëåïòîíû – ôåðìèîíû, êîòîðûå èìåþò âèä òî÷å÷íûõ ÷àñòèö (ò. å. íå ñîñòîÿùèõ íè èç ÷åãî) âïëîòü äî ìàñøòàáîâ ïîðÿäêà 10−18 ì. Íå ó÷àñòâóþò â ñèëüíûõ âçàèìîäåéñòâèÿõ. Ó÷àñòèå â ýëåêòðîìàãíèòíûõ âçàèìîäåéñòâèÿõ ýêñïåðèìåíòàëüíî íàáëþäàëîñü òîëüêî äëÿ çàðÿæåííûõ ëåïòîíîâ (ýëåêòðîíû, ìþîíû, òàó-ëåïòîíû) è íå íàáëþäàëîñü äëÿ íåéòðèíî. Èçâåñòíû 6 òèïîâ ëåïòîíîâ. Êâàðêè – äðîáíîçàðÿæåííûå ÷àñòèöû, âõîäÿùèå â ñîñòàâ àäðîíîâ.  ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè íå íàáëþäàëèñü (äëÿ îáúÿñíåíèÿ îòñóòñòâèÿ òàêèõ íàáëþäåíèé ïðåäëîæåí ìåõàíèçì êîíôàéíìåíòà). Êàê è ëåïòîíû, äåëÿòñÿ íà 6 òèïîâ è ñ÷èòàþòñÿ áåññòðóêòóðíûìè, îäíàêî, â îòëè÷èå îò ëåïòîíîâ, ó÷àñòâóþò â ñèëüíîì âçàèìîäåéñòâèè. Êàëèáðîâî÷íûå áîçîíû – ÷àñòèöû, ïîñðåäñòâîì îáìåíà êîòîðûìè îñóùåñòâëÿþòñÿ âçàèìîäåéñòâèÿ: ôîòîí – ÷àñòèöà, ïåðåíîñÿùàÿ ýëåêòðîìàãíèòíîå âçàèìîäåéñòâèå; âîñåìü ãëþîíîâ – ÷àñòèö, ïåðåíîñÿùèõ ñèëüíîå âçàèìîäåéñòâèå; òðè ïðîìåæóòî÷íûõ âåêòîðíûõ áîçîíà W+, W− è Z0, ïåðåíîñÿùèå ñëàáîå âçàèìîäåéñòâèå; ãðàâèòîí – ãèïîòåòè÷åñêàÿ ÷àñòèöà, ïåðåíîñÿùàÿ ãðàâèòàöèîííîå âçàèìîäåéñòâèå. Ñóùåñòâîâàíèå ãðàâèòîíîâ, õîòÿ ïîêà íå äîêàçàíî ýêñïåðèìåíòàëüíî â ñâÿçè ñî ñëàáîñòüþ ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ñ÷èòàåòñÿ âïîëíå âåðîÿòíûì; îäíàêî ãðàâèòîí íå âõîäèò â Ñòàíäàðòíóþ ìîäåëü ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Àäðîíû è ëåïòîíû îáðàçóþò âåùåñòâî. Êàëèáðîâî÷íûå áîçîíû – ýòî êâàíòû ðàçíûõ òèïîâ âçàèìîäåéñòâèé. Êðîìå òîãî, â Ñòàíäàðòíîé ìîäåëè ñ íåîáõîäèìîñòüþ ïðèñóòñòâóåò õèããñîâñêèé áîçîí, êîòîðûé, âïðî÷åì, ïîêà åù¸ íå îáíàðóæåí ýêñïåðèìåíòàëüíî. Ïåðâîíà÷àëüíî òåðìèí «ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà» ïîäðàçóìåâàë íå÷òî àáñîëþòíî ýëåìåíòàðíîå, ïåðâîêèðïè÷èê ìàòåðèè. Îäíàêî, êîãäà â 1950-õ è 1960-õ ãîäàõ áûëè îòêðûòû ñîòíè àäðîíîâ ñ ïîõîæèìè ñâîéñòâàìè, ñòàëî ÿñíî, ÷òî ïî êðàéíåé ìåðå àäðîíû îáëàäàþò âíóòðåííèìè ñòåïåíÿìè ñâîáîäû, òî åñòü íå ÿâëÿþòñÿ â ñòðîãîì ñìûñëå ñëîâà ýëåìåíòàðíûìè. Ýòî ïîäîçðåíèå â äàëüíåéøåì ïîäòâåðäèëîñü, êîãäà âûÿñíèëîñü, ÷òî àäðîíû ñîñòîÿò èç êâàðêîâ. Òàêèì îáðàçîì, ôèçèêè ïðîäâèíóëèñü åù¸ íåìíîãî âãëóáü ñòðîåíèÿ âåùåñòâà: ñàìûìè ýëåìåíòàðíûìè, òî÷å÷íûìè ÷àñòÿìè âåùåñòâà ñåé÷àñ ñ÷èòàþòñÿ ëåïòîíû è êâàðêè?. Äëÿ íèõ (âìåñòå ñ êàëèáðîâî÷íûìè áîçîíàìè) ïðèìåíÿåòñÿ òåðìèí «ôóíäàìåíòàëüíûå ÷àñòèöû». Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö âêëþ÷àåò â ñåáÿ 12 àðîìàòîâ ôåðìèîíîâ, ñîîòâåòñòâóþùèå èì àíòè÷àñòèöû, à òàêæå êàëèáðîâî÷íûå áîçîíû (ôîòîí, ãëþîíû, W– è Z-áîçîíû), êîòîðûå ïåðåíîñÿò âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ÷àñòèöàìè, è íå îáíàðóæåííûé íà äàííûé ìîìåíò áîçîí Õèããñà, îòâå÷àþùèé çà íàëè÷èå ìàññû ó ÷àñòèö. Îäíàêî Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ðàññìàòðèâàåòñÿ ñêîðåå êàê òåîðèÿ âðåìåííàÿ, à íå äåéñòâèòåëüíî ôóíäàìåíòàëüíàÿ, ïîñêîëüêó îíà íå âêëþ÷àåò â ñåáÿ ãðàâèòàöèþ è ñîäåðæèò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ñâîáîäíûõ ïàðàìåòðîâ (ìàññû ÷àñòèö è ò. ä.), çíà÷åíèÿ êîòîðûõ íå âûòåêàþò íåïîñðåäñòâåííî èç òåîðèè. Âîçìîæíî, ñóùåñòâóþò ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, êîòîðûå íå îïèñûâàþòñÿ Ñòàíäàðòíîé ìîäåëüþ – íàïðèìåð, òàêèå, êàê ãðàâèòîí (÷àñòèöà, ïåðåíîñÿùàÿ ãðàâèòàöèîííûå ñèëû) èëè ñóïåðñèììåòðè÷íûå ïàðòí¸ðû îáû÷íûõ ÷àñòèö. Ôåðìèîíû. 12 àðîìàòîâ ôåðìèîíîâ ðàçäåëÿþòñÿ íà 3 ñåìåéñòâà (ïîêîëåíèÿ) ïî 4 ÷àñòèöû â êàæäîì. Øåñòü èç íèõ – êâàðêè. Äðóãèå øåñòü – ëåïòîíû, òðè èç êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ íåéòðèíî, à îñòàâøèåñÿ òðè íåñóò åäèíè÷íûé îòðèöàòåëüíûé çàðÿä: ýëåêòðîí, ìþîí è òàó-ëåïòîí.
Ïîêîëåíèÿ ÷àñòèö.
Òàêæå ñóùåñòâóþò 12 ôåðìèîííûõ àíòè÷àñòèö, ñîîòâåòñòâóþùèõ âûøåóêàçàííûì äâåíàäöàòè ÷àñòèöàì. Êâàðêè è àíòèêâàðêè íèêîãäà íå áûëè îáíàðóæåíû â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè – ýòî îáúÿñíÿåòñÿ ÿâëåíèåì êîíôàéíìåíòà. Íà îñíîâàíèè ñèììåòðèè ìåæäó ëåïòîíàìè è êâàðêàìè, ïðîÿâëÿåìîé â ýëåêòðîìàãíèòíîì âçàèìîäåéñòâèè, âûäâèãàþòñÿ ãèïîòåçû î òîì, ÷òî ýòè ÷àñòèöû ñîñòîÿò èç áîëåå ôóíäàìåíòàëüíûõ ÷àñòèö ïðåîíîâ. Ñòðîåíèå è ïîâåäåíèå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö èçó÷àåòñÿ ôèçèêîé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.
Ôåðìèîííûå àíòè÷àñòèöû.
Êàê âèäíî èç ïðèâåä¸ííîãî ïåðå÷íÿ, ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìíîæåñòâî. Ïðè äåëåíèè èëè áîìáàðäèðîâêå ÿäðî àòîìà ðàñïàäàåòñÿ íà íóêëîíû(ñîñòàâëÿþùèå ÿäðà), ïåðå÷åíü êîòîðûõ ìû Âàì ïîâåäàëè ðàíüøå. Çäåñü îïèñàíèÿ åù¸ ðÿäà ÷àñòèö, íî ýòè ÷àñòèöû âèðòóàëüíûå. Íå ðàñïàäàþòñÿ òîëüêî ýëåêòðîíû (ïîçèòðîíû), íåéòðèíî è ôîòîíû. Òàê ìîæåò áûòü êàêàÿ-òî èç ýòèõ ÷àñòèö, êîòîðûå íå ðàñïàäàþòñÿ, è åñòü òà ñàìàÿ ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà, èç êîòîðûõ ñîñòîèò âñÿ ìàòåðèÿ? Êàêàÿ æå èç íèõ ñàìàÿ ýëåìåíòàðíàÿ? Âîëüôãàíã Ïàóëè “èçîáðåë” ÷àñòèöó «íåéòðèíî» äëÿ òîãî, ÷òîáû îáúÿñíèòü, êóäà äåâàåòñÿ ÷àñòü ýíåðãèè, âûäåëÿåìàÿ ïðè ðàäèîàêòèâíîì ðàñïàäå ÿäåð ñ èñïóñêàíèåì ýëåêòðîíîâ. Òàêîé ðàñïàä íàçûâàþò áåòà-ðàñïàäîì. Ìàññà íåéòðèíî èçìåðåíà. Ìàññû ïîêîÿ ýëåêòðîííûõ íåéòðèíî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 6 ● 10-32 ãðàììà. Òàê ìîæåò áûòü íåéòðèíî ýòî è åñòü òî, èç ÷åãî ñîñòîèò ìàòåðèÿ? Ìîæåò áûòü íåéòðèíî – ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà ìàòåðèè? Îäíàêî íåò. Ìû çíàåì, ÷òî àòîì ñîñòîèò èç çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, íåéòðèíî æå íå èìååò ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Çíà÷èò, íåéòðèíî íå ìîæåò áûòü ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöåé ìàòåðèè. Ýëåêòðîí (ïîçèòðîí) ñëèøêîì ìàññèâåí. Íà ìåñòî ÷àñòèöû, èç êîòîðîé ñîñòîèò ìàòåðèÿ, îñòà¸òñÿ îäíà êàíäèäàòóðà, – ôîòîí. Ñîãëàñíî Âèêèïåäèè Ôîòîí – ÷àñòèöà, ïåðåíîñÿùàÿ ýëåêòðîìàãíèòíîå âçàèìîäåéñòâèå. Èòàê, ôîòîí ýòî ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà; íî ÷àñòèöà ÷åãî, – ìàòåðèè èëè ïîëÿ?
Ôîòîí (Ðèñ. 8).
Ôîòîí – ñàìàÿ ðàñïðîñòðàí¸ííàÿ ïî ÷èñëåííîñòè ÷àñòèöà âî Âñåëåííîé. Íà îäèí íóêëîí ïðèõîäèòñÿ íå ìåíåå 20 ìèëëèàðäîâ ôîòîíîâ Ïåðâûì, èñòîðè÷åñêè çàôèêñèðîâàííûì ñîîáùåíèåì î ôîòîíå êàê î ÷àñòèöå, áûëî îïèñàíèå ôîòîíà â òðóäå âåëèêîãî ó÷¸íîãî è ìûñëèòåëÿ Åãèïòà Èáí àë – Õàéñàìà «Êíèãà îá îïòèêå» â 1021 ã. Èáí àë-Õàéñàì (965 – 1039), èçâåñòíûé â Åâðîïå ïîä èìåíåì Àëõàçåíà, íå áûë ôèçèêîì, è ó íåãî íå áûëî ïðèáîðîâ äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñâåòà, íî îí áûë îôòàëüìîëîãîì è èññëåäîâàë ñàìûé ñîâåðøåííûé ñâåòîâîé ïðèáîð ñîçäàííûé ïðèðîäîé – ãëàç æèâîòíîãî è ÷åëîâåêà.  «Êíèãå îá îïòèêå» ó÷¸íûé ïðåäñòàâèë ñâåòîâîé ëó÷ â âèäå ïîòîêà ìåëü÷àéøèõ ÷àñòèö, êîòîðûå «èñïûòûâàþò íåõâàòêó âñåõ çàìåòíûõ êà÷åñòâ, êðîìå ýíåðãèè». Çàìåòüòå, Èáí àë Õàéñàì ñâÿçûâàåò â îäíî öåëîå ìàòåðèàëüíóþ ÷àñòè÷êó, èç êîòîðûõ ñîñòîèò ñâåò, è å¸ ýíåðãèþ. Ýòî â 1021 ãîäó! Êàêîâà ñèëà è ïðîçîðëèâîñòü ìûñëè!!! Ñòðåìëåíèå ïîíÿòü ôèçè÷åñêóþ ïðèðîäó ñâåòà áûëî ëåéòìîòèâîì âñåõ èññëåäîâàíèé È. Íüþòîíà. Ñíà÷àëà Íüþòîí ñêëîíÿëñÿ ê ìûñëè î òîì, ÷òî ñâåò – ýòî âîëíû âî âñåïðîíèêàþùåì ýôèðå. Ïîçæå îí îòêàçàëñÿ îò ýòîé èäåè. Ðàçìûøëåíèÿ ïðèâåëè Íüþòîíà ê ïðåäñòàâëåíèþ, ÷òî ñâåò – ýòî ïîòîê îñîáûõ ÷àñòèö, êîðïóñêóë, âûëåòàþùèõ èç èñòî÷íèêà è äâèæóùèõñÿ ïðÿìîëèíåéíî, ïîêà îíè íå âñòðåòÿò ïðåïÿòñòâèÿ. Êîðïóñêóëÿðíàÿ ìîäåëü îáúÿñíÿëà íå òîëüêî ïðÿìîëèíåéíîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà, íî è çàêîí îòðàæåíèÿ, è, ïðàâäà, íå áåç äîïîëíèòåëüíîãî ïðåäïîëîæåíèÿ, çàêîí ïðåëîìëåíèÿ. Ó Íüþòîíà íàøëèñü ïðîòèâíèêè, êîòîðûå íèêàê íå ìîãëè ïðèìèðèòü òåîðèþ Íüþòîíà è âîëíîâûå ñâîéñòâà ñâåòà. Ýòî è Õðèñòèàí Ãþéãåíñ è Òîìàñ Þíã è äð. Îêîí÷àòåëüíî âîëíîâàÿ ïðèðîäà ñâåòà óòâåðäèëàñü òðóäàìè Äæåéìñà-Êëåðêà Ìàêñâåëëà.  1900 ãîäó âîëíîâàÿ òåîðèÿ Ìàêñâåëëà, ðàññìàòðèâàþùàÿ ýëåêòðî- ìàãíèòíîå èçëó÷åíèå êàê êîëåáàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé âûãëÿäåëà çàêîí÷åííîé. Îäíàêî íåêîòîðûå ýêñïåðèìåíòû, ïðîâåä¸ííûå ïîçæå, â ðàìêàõ ýòîé òåîðèè îáúÿñíåíèÿ íå íàøëè. Ìàêñ Ïëàíê ôàêòè÷åñêè ïðèçíàë, ÷òî îñöèëëÿòîð, êîëåáëþùèéñÿ ñ ÷àñòîòîé ν, èçëó÷àåò ñâåò äèñêðåòíûìè ïîðöèÿìè (êâàíòàìè), ýíåðãèÿ êîòîðûõ ïðîïîðöèîíàëüíà ÷àñòîòå Å=hν. Ïîëó÷åííóþ ôîðìóëó äëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ýíåðãèè â ñïåêòðå ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ àáñîëþòíî ÷åðíîãî òåëà Ïëàíê äîëîæèë 19 äåêàáðÿ 1900 íà çàñåäàíèè Áåðëèíñêîãî ôèçè÷åñêîãî îáùåñòâà. Ýòîò äåíü ïî ïðàâó íàçûâàþò äíåì ðîæäåíèÿ êâàíòîâîé òåîðèè. Äàëüíåéøèå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî ýòè ñâåòîâûå êâàíòû òàêæå îáëàäàþò èìïóëüñîì, (Íî èìïóëüñà áåç ìàññû íå ìîæåò áûòü!) ïîýòîìó îêàçàëîñü âîçìîæíûì ðàññìàòðèâàòü èõ êàê ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ôîòîí èçíà÷àëüíî áûë íàçâàí Àëüáåðòîì Ýéíøòåéíîì «ñâåòîâûì êâàíòîì» (íåì. das Lichtquant).  1905 ãîäó Ýéíøòåéí ïðåäïîëîæèë, ÷òî êâàíòîâàíèå ýíåðãèè – ñâîéñòâî ñàìîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ. Ïðèçíàâàÿ ñïðàâåäëèâîñòü òåîðèè Ìàêñâåëëà, Ýéíøòåéí óêàçàë, ÷òî ìíîãèå àíîìàëüíûå â òî âðåìÿ ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ ìîãóò áûòü îáúÿñíåíû, åñëè ýíåðãèþ ñâåòîâîé âîëíû ëîêàëèçîâàòü â ïîäîáíûå ÷àñòèöàì êâàíòû, êîòîðûå äâèæóòñÿ íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà, äàæå åñëè âîëíà íåïðåðûâíî ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå. Íî âñÿêèå ñãóñòêè ïîëÿ âûðàâíèâàþò ñâîè õàðàêòåðèñòèêè äî óðîâíÿ õàðàêòåðèñòèê îñíîâíîãî ïîëÿ. Ïîëå ñîáèðàåòñÿ òîëüêî âîêðóã ìàòåðèè (ñì. ðàçä. ìàòåðèÿ).  1909 è 1916 ãîäàõ, Ýéíøòåéí ïîêàçàë, èñõîäÿ èç ñïðàâåäëèâîñòè çàêîíà èçëó÷åíèÿ àáñîëþòíî ÷¸ðíîãî òåëà, ÷òî êâàíò ýíåðãèè äîëæåí òàêæå îáëàäàòü èìïóëüñîì ð=һ/λ. Èìïóëüñ ôîòîíà áûë îáíàðóæåí ýêñïåðèìåíòàëüíî Àðòóðîì Êîìïòîíîì, çà ýòó ðàáîòó îí ïîëó÷èë Íîáåëåâñêóþ ïðåìèþ ïî ôèçèêå â 1927 ãîäó. Ñåé÷àñ ôîòîí ïðåäñòàâëÿåòñÿ òàê. Ôîòî́í (îò äð. – ãðå÷. φῶς, ðîä. ïàä. φωτός, «ñâåò») ýòî ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà, êâàíò ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ (â óçêîì ñìûñëå – ñâåòà). Ñîâðåìåííîå íàçâàíèå, êîòîðîå ôîòîí ïîëó÷èë îò ãðå÷åñêîãî ñëîâà φῶς, «phōs» («ñâåò»), áûëî ââåäåíî â 1926 õèìèêîì Ãèëáåðòîì Í. Ëüþèñîì, îïóáëèêîâàâøèì ñâîþ òåîðèþ, â êîòîðîé îí âûñêàçàë ñâî¸ ìíåíèå, ÷òî ôîòîíû ýòî «íåñîçäàâàåìûå è íåóíè÷òîæèìûå ÷àñòèöû». [Âèê. http: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A 4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD]. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ôîòîí ýòî áåçìàññîâàÿ ÷àñòèöà, ñïîñîáíàÿ ñóùåñòâîâàòü òîëüêî äâèãàÿñü ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà. Ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä ôîòîíà òàêæå ðàâåí íóëþ. Ñïðàâåäëèâîñòè ðàäè ñòîèò çàìåòèòü, ÷òî õðîìîäèíàìèêà íàäåëÿåò ôîòîí öâåòîì (çàðÿäîì) â îòëè÷èå îò ýëåêòðîäèíàìèêè. Ôîòîí ìîæåò íàõîäèòüñÿ òîëüêî â äâóõ ñïèíîâûõ ñîñòîÿíèÿõ ñ ïðîåêöèåé ñïèíà íà íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ (ñïèðàëüíîñòüþ) ±1. Ýòîìó ñâîéñòâó â êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêå ñîîòâåòñòâóåò êðóãîâàÿ ïðàâàÿ èëè ëåâàÿ ïîëÿðèçàöèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû. Ôîòîíû îáîçíà÷àþòñÿ áóêâîé γ, ïîýòîìó èõ ÷àñòî íàçûâàþò ãàììà-êâàíòàìè (îñîáåííî ôîòîíû âûñîêèõ ýíåðãèé); ýòè òåðìèíû ïðàêòè÷åñêè ñèíîíèìè÷íû.  ñîâðåìåííîé Ñòàíäàðòíîé ìîäåëè ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ñóùåñòâîâàíèå ôîòîíîâ ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì òîãî, ÷òî ôèçè÷åñêèå çàêîíû èíâàðèàíòíû îòíîñèòåëüíî ëîêàëüíîé êàëèáðîâî÷íîé ñèììåòðèè â ëþáîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè. Ýòîé æå ñèììåòðèåé îïðåäåëÿþòñÿ âíóòðåííèå ñâîéñòâà ôîòîíà, òàêèå êàê ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ìàññà? (íî ÷àñòèöà æå áåçìàññîâàÿ!) è ñïèí. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî âèðòóàëüíûå ôîòîíû ÿâëÿþòñÿ ïåðåíîñ÷èêàìè ýëåêòðîìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, òàêèì îáðàçîì îáåñïå÷èâàÿ âçàèìîäåéñòâèå, íàïðèìåð, ìåæäó äâóìÿ ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè. Ôîòîí ýòî êâàíò ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè âîëíû ñâåòà. Ýéíøòåéíîì ïðèíÿòî ñóæäåíèå, ÷òî ôîòîíû íå èìåþò ìàññû ïîêîÿ, ÷òî ñâåò, êàê òîëüêî çàðîæäàåòñÿ, òàê è äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ è ýòà ñêîðîñòü ÿâëÿåòñÿ íàèâûñøåé ñêîðîñòüþ Âñåëåííîé. ×àñòîòà è äëèíà âîëíû ñâåòîâîãî èçëó÷åíèÿ ïîñòîÿííû íà âñ¸ì ïðîòÿæåíèè åãî æèçíè. À êàê çàðîæäàåòñÿ ñâåò, îòêóäà çàðîæäàåòñÿ ñâåò, êàêàÿ ñèëà äâèãàåò ôîòîíû? Ýòîãî Ýéíøòåéíó íå áûëî èçâåñòíî. ×òî æå ìû èìååì íà ñàìîì äåëå. «Ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä ôîòîíà òàêæå ðàâåí íóëþ». Ýòîò ïóíêò óæå íå ñîîòâåòñòâóåò ñîâðåìåííûì äàííûì. Óæå èçâåñòåí çàðÿä ôîòîíà. Íàèáîëüøàÿ òî÷íîñòü, ñ êîòîðîé óäàëîñü èçìåðèòü çàðÿä ôîòîíà ðàâíà 5×10−52 Êë (èëè 3×10−33 e). Óæå ïîäñ÷èòàíà ìàññà (êîëè÷åñòâî ìàòåðèè) ôîòîíà. Íàèáîëüøàÿ òî÷íîñòü, ñ êîòîðîé óäàëîñü èçìåðèòü ìàññó ôîòîíà, m=1,1×10−52êã. (6×10−17ýÂ/ñ2 èëè 1×10−22me) òî åñòü â ýëåêòðîíå 1022 ôîòîíîâ. [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE% D0%BD «Ïåðâàÿ èç ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ó êîòîðîé ñòàëî èçâåñòíî åå ñòðîåíèå, – ýòî ÷àñòèöà ôîòîí, ñîñòîÿùàÿ èç äâóõ êâàíòîâ – êâàíòà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîòîêà (1.602·10-19 Êë) è êâàíòà ìàãíèòíîãî ïîòîêà 2.068· 10-15 Âá.» (Àëåìàíîâ Ñ.Á. «Òåîðèÿ ïîëÿ»). Çäåñü ìû âèäèì ïðÿìîå óêàçàíèå íà ïðèñóòñòâèå ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïðèñóòñòâèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ ó ôîòîíîâ ïðèçíà¸òñÿ è êâàíòîâîé òåîðèåé, íî êâàíòîâàÿ òåîðèÿ îáúÿñíÿåò íàëè÷èå ìàãíèòíîãî ïîëÿ âðàùåíèåì «ñïèí» ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ.  1924 ãîäó Âîëüôãàí Ïàóëè ââîäèò â êâàíòîâóþ ìåõàíèêó íîâóþ ñòåïåíü ñâîáîäû, ÷òîáû óñòðàíèòü èìåâøóþñÿ íåñîñòîÿòåëüíîñòü â èíòåðïðåòàöèè íàáëþäàåìûõ ìîëåêóëÿðíûõ ñïåêòðîâ. Ïàóëè ýòîò ñïèí ñàì íå íàáëþäàë è íè â êàêèõ äðóãèõ îïûòàõ ýòî ÿâëåíèå íå îïèñûâàëîñü. Íî Ïàóëè áûë ìûñëÿùèé ó÷¸íûé è îí ïðèø¸ë ê âûâîäó, ÷òî ñóùåñòâóåò åù¸ íå èçâåñòíàÿ ñòåïåíü ñâîáîäû ÷àñòèö. Ýòîò âûâîä îêàçàëñÿ ïðàâèëüíûì è îïðåäåëèë äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ôèçèêè.
Ñòðîåíèå àòîìîâ è ïðèíöèï Ïàóëè.
Ïðèíöèï Ïàóëè ïîìîãàåò îáúÿñíèòü ðàçíîîáðàçíûå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ. Ñëåäñòâèåì ïðèíöèïà ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê â ñòðóêòóðå àòîìà, èç ÷åãî, â ñâîþ î÷åðåäü, ñëåäóåò ðàçíîîáðàçèå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ è èõ ñîåäèíåíèé. Êîëè÷åñòâî ýëåêòðîíîâ â îòäåëüíîì àòîìå ðàâíî êîëè÷åñòâó ïðîòîíîâ. Òàê êàê ýëåêòðîíû ÿâëÿþòñÿ ôåðìèîíàìè, ïðèíöèï Ïàóëè çàïðåùàåò èì ïðèíèìàòü îäèíàêîâûå êâàíòîâûå ñîñòîÿíèÿ.  èòîãå, âñå ýëåêòðîíû íå ìîãóò áûòü â îäíîì êâàíòîâîì ñîñòîÿíèè ñ íàèìåíüøåé ýíåðãèåé (äëÿ íåâîçáóæä¸ííîãî àòîìà), à çàïîëíÿþò ïîñëåäîâàòåëüíî êâàíòîâûå ñîñòîÿíèÿ ñ íàèìåíüøåé ñóììàðíîé ýíåðãèåé (ïðè ýòîì íå ñòîèò çàáûâàòü, ÷òî ýëåêòðîíû íåðàçëè÷èìû äðóã îò äðóãà(?), è ïîýòîìó íåëüçÿ ñêàçàòü, â êàêîì èìåííî êâàíòîâîì ñîñòîÿíèè íàõîäèòñÿ êîíêðåòíûé ýëåêòðîí). Ïðèìåðîì ìîæåò ñëóæèòü íåâîçáóæä¸ííûé àòîì ëèòèÿ (Li), ó êîòîðîãî äâà ýëåêòðîíà íàõîäÿòñÿ íà 1s-îðáèòàëè (ñàìîé íèçêîé ïî ýíåðãèè), ïðè ýòîì ó íèõ îòëè÷àþòñÿ ñîáñòâåííûå ìîìåíòû èìïóëüñà, è òðåòèé ýëåêòðîí íå ìîæåò çàíèìàòü 1s-îðáèòàëü, òàê êàê áóäåò íàðóøåí çàïðåò Ïàóëè. Ïîýòîìó òðåòèé ýëåêòðîí çàíèìàåò 2s-îðáèòàëü (ñëåäóþùàÿ, íèçøàÿ ïî ýíåðãèè, îðáèòàëü ïîñëå 1s). Ýòà ñòåïåíü ñâîáîäû áûëà â 1925 ã. èäåíòèôèöèðîâàíà Ã. Óëåíáåêîì è Ñ. Ãàóäñìèòîì êàê ñïèí ýëåêòðîíà. Ñïèí (îò àíãë. spin – âðàùàòüñÿ, âåðòåòüñÿ.), ñîáñòâåííûé ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, èìåþùèé êâàíòîâóþ ïðèðîäó è íå ñâÿçàííûé ñ ïåðåìåùåíèåì ÷àñòèöû êàê öåëîãî. (Ïðè ââåäåíèè ïîíÿòèÿ «Ñïèí» ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî ýëåêòðîí ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê «âðàùàþùèéñÿ âîë÷îê», à åãî Ñïèí – êàê õàðàêòåðèñòèêó òàêîãî âðàùåíèÿ, – îòñþäà íàçâàíèå «Ñïèí».) Ñïèí íàçûâàåòñÿ òàêæå ñîáñòâåííûé ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ àòîìíîãî ÿäðà (è èíîãäà àòîìà); â ýòîì ñëó÷àå Ñïèí îïðåäåëÿåòñÿ êàê âåêòîðíàÿ ñóììà (âû÷èñëåííàÿ ïî ïðàâèëàì ñëîæåíèÿ ìîìåíòîâ â êâàíòîâîé ìåõàíèêå) Ñïèí ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, îáðàçóþùèõ ñèñòåìó, è îðáèòàëüíûõ ìîìåíòîâ ýòèõ îáóñëîâëåííûõ èõ äâèæåíèåì ñèñòåìû. Ñïèí èçìåðÿåòñÿ â åäèíèöàõ Ïëàíêà ïîñòîÿííîé ћ è ðàâåí Jћ, ãäå J – õàðàêòåðíîå äëÿ êàæäîãî ñîðòà ÷àñòèö öåëîå (â ò. ÷. íóëåâîå) èëè ïîëóöåëîå ïîëîæèòåëüíîå ÷èñëî, íàçûâàåìîå ñïèíîâûì êâàíòîâûì ÷èñëîì (îáû÷íî åãî íàçûâàþò ïðîñòî Ñïèí). Ñîîòâåòñòâåííî ãîâîðÿò, ÷òî ÷àñòèöà îáëàäàåò öåëûì èëè ïîëóöåëûì Ñïèí. Íàïðèìåð, Ñïèí ýëåêòðîíà, ïðîòîíà, íåéòðîíà, íåéòðèíî, òàê æå êàê è èõ àíòè÷àñòèö, â åäèíèöàõ ћ ðàâåí 1/2, Ñïèí è Ê-ìåçîíîâ – 0, Ñïèí ôîòîíà ðàâåí 1. Õîòÿ ó ôîòîíà (êàê è ó íåéòðèíî) íåëüçÿ èçìåðèòü ñîáñòâåííûé ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ, ò. ê. íåò ñèñòåìû îòñ÷¸òà, â êîòîðîé ôîòîí ïîêîèòñÿ, îäíàêî â êâàíòîâîé ýëåêòðîäèíàìèêå äîêàçûâàåòñÿ, ÷òî ïîëíûé ìîìåíò ôîòîíà â ïðîèçâîëüíîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà íå ìîæåò áûòü ìåíüøå 1; ýòî äà¸ò îñíîâàíèå ïðèïèñàòü ôîòîíó Ñïèí 1. Íàëè÷èå ó íåéòðèíî Ñïèí 1/2 âûòåêàåò, íàïðèìåð, èç çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ â ïðîöåññå áåòà-ðàñïàäà. Ïðîåêöèÿ Ñïèí íà ëþáîå ôèêñèðîâàííîå íàïðàâëåíèå z â ïðîñòðàíñòâå ìîæåò ïðèíèìàòü çíà÷åíèÿ J, J – 1, …, – J. Ò. î., ÷àñòèöà ñî Ñïèí J ìîæåò íàõîäèòüñÿ â 2J + 1 ñïèíîâûõ ñîñòîÿíèÿõ (ïðè J = 1/2 – â äâóõ ñîñòîÿíèÿõ), ÷òî ýêâèâàëåíòíî íàëè÷èþ ó íå¸ äîïîëíèòåëüíîé âíóòðåííåé ñòåïåíè ñâîáîäû. Êâàäðàò âåêòîðà Ñïèí, ñîãëàñíî êâàíòîâîé ìåõàíèêå, ðàâåí ћ2J(J+1). Ñïèí ÷àñòèö îäíîçíà÷íî ñâÿçàí ñ õàðàêòåðîì ñòàòèñòèêè, êîòîðîé ïîä÷èíÿþòñÿ ýòè ÷àñòèöû. Êàê ïîêàçàë Ïàóëè (1940), èç êâàíòîâîé òåîðèè ïîëÿ ñëåäóåò, ÷òî âñå ÷àñòèöû ñ öåëûì Ñïèí ïîä÷èíÿþòñÿ Áîçå – Ýéíøòåéíà ñòàòèñòèêå (ÿâëÿþòñÿ áîçîíàìè), ñ ïîëóöåëûì Ñïèí – Ôåðìè – Äèðàêà ñòàòèñòèêå (ÿâëÿþòñÿ ôåðìèîíàìè). Äëÿ ôåðìèîíîâ, íàïðèìåð ýëåêòðîíîâ, ñïðàâåäëèâ ïðèíöèï Ïàóëè, äëÿ áîçîíîâ îí íå èìååò ñèëû.  ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò íåðåëÿòèâèñòñêîé êâàíòîâîé ìåõàíèêè Ñïèí áûë ïîñëåäîâàòåëüíî ââåä¸í Ïàóëè, ïðè ýòîì îïèñàíèå Ñïèí íîñèëî ôåíîìåíîëîãè÷åñêèé õàðàêòåð.  äåéñòâèòåëüíîñòè Ñïèí ÷àñòèöû ýòî ðåëÿòèâèñòñêèé ýôôåêò (÷òî áûëî äîêàçàíî Ï. Äèðàêîì). Ñïèí ýòî èçîáðåòåíèå êâàíòîâîé òåîðèè äëÿ îáúÿñíåíèÿ íàëè÷èÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà â àòîìå è ðàçëè÷íûõ ÷àñòèöàõ.[Âèê. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D0%BD].À ñóùåñòâóåò ëè âðàùåíèå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö? Äàâàéòå ðàññìîòðèì òàêîé ïðîñòåéøèé îïûò.  «Îïòèêå» åñòü çàêîí îòðàæåíèÿ ñâåòà. Îí ãëàñèò, ÷òî ïàäàþùèé ëó÷, îòðàæ¸ííûé ëó÷ è ïåðïåíäèêóëÿð ê ãðàíèöå äâóõ ñðåä, âîññòàíîâëåííûé â òî÷êå ïàäåíèÿ ëó÷à, ëåæàò â îäíîé ïëîñêîñòè; óãîë îòðàæåíèÿ ðàâåí óãëó ïàäåíèÿ. Åëè áû ëó÷ ñâåòà ñîñòîÿë èç âðàùàþùèõñÿ â ðàçëè÷íûå ñòîðîíû êâàíòîâ, òî ïðè êîíòàêòå ñ îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòüþ ýòè êâàíòû ðàçëåòàëèñü áû â ðàçíûå ñòîðîíû è ëó÷ ñâåòà ïðåâðàòèëñÿ áû â ïóçûðü ñâåòà. Åñëè áû ëó÷ ñâåòà ñîñòîÿë èç êâàíòîâ, âðàùàþùèõñÿ â ïðîòèâîïîëîæíûå ñòîðîíû ïåðïåíäèêóëÿðíûå íàïðàâëåíèþ èõ äâèæåíèÿ, òî ïîñëå êîíòàêòà ñ îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòüþ ëó÷ ñâåòà áû ðàçäâîèëñÿ íà äâà ëó÷à. Íî íè òîãî íè äðóãîãî íå ïðîèñõîäèò. Ñâåò îòðàæàåòñÿ ïî çàêîíó îòðàæåíèÿ, äåìîíñòðèðóÿ ýòèì, ÷òî ëó÷ ñâåòà ñîñòîèò èç íåâðàùàþùèõñÿ ÷àñòè÷åê (êâàíòîâ), îáëàäàþùèõ óïðóãîñòüþ, íî íå îáëàäàþùèõ âðàùåíèåì. Òàêèì îáðàçîì, âñåìè ïðèçíà¸òñÿ, ÷òî ôîòîí îáëàäàåò ýëåêòðè÷åñêèì è ìàãíèòíûì ìîíîïîëÿìè. Ýêñïåðèìåíòû Êîìïòîíà ïîêàçàëè, ÷òî ýíåðãèÿ è èìïóëüñ â ýëåìåíòàðíûõ ïðîöåññàõ ñîõðàíÿþòñÿ âñåãäà. Åãî ðàñ÷¸òû èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû ïàäàþùåãî ôîòîíà â êîìïòîíîâñêîì ðàññåÿíèè âûïîëíÿþòñÿ ñ òî÷íîñòüþ äî 11 çíàêîâ. Îäíèì èç ýêñïåðèìåíòîâ, ïîäòâåðæäàþùèì êâàíòîâàíèå ïîãëîùåíèÿ ñâåòà, ñòàë îïûò Âàëüòåðà Áîòå, ïðîâåä¸ííûé èì â 1925 ãîäó.  ýòîì îïûòå òîíêàÿ ìåòàëëè÷åñêàÿ ôîëüãà îáëó÷àëàñü ðåíòãåíîâñêèì èçëó÷åíèåì (ôîòîíàìè) íèçêîé èíòåíñèâíîñòè. Ïðè ýòîì ôîëüãà ñàìà ñòàíîâèëàñü èñòî÷íèêîì ñëàáîãî âòîðè÷íîãî èçëó÷åíèÿ. Èñõîäÿ èç êëàññè÷åñêèõ âîëíîâûõ ïðåäñòàâëåíèé, ýòî èçëó÷åíèå äîëæíî ðàñïðåäåëÿòüñÿ â ïðîñòðàíñòâå ðàâíîìåðíî âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ.  ýòîì ñëó÷àå äâà ñ÷¸ò÷èêà, íàõîäèâøèåñÿ ñëåâà è ñïðàâà îò ôîëüãè, äîëæíû áûëè ôèêñèðîâàòü åãî îäíîâðåìåííî. Îäíàêî ðåçóëüòàò îïûòà îêàçàëñÿ ïðÿìî ïðîòèâîïîëîæíûì: èçëó÷åíèå ôèêñèðîâàëîñü ëèáî ïðàâûì, ëèáî ëåâûì ñ÷¸ò÷èêîì è íèêîãäà îáîèìè îäíîâðåìåííî. Ñëåäîâàòåëüíî, ïîãëîùåíèå è îòðàæåíèå èä¸ò îòäåëüíûìè êâàíòàìè. Îïûò, òàêèì îáðàçîì, ïîäòâåðäèë èñõîäíîå ïîëîæåíèå ôîòîííîé òåîðèè èçëó÷åíèÿ, è ñòàë, òåì ñàìûì, åù¸ îäíèì ýêñïåðèìåíòàëüíûì äîêàçàòåëüñòâîì êâàíòîâûõ ñâîéñòâ èçëó÷åíèÿ. [http://ru.wikipedia.org/wiki/% D0%91%D0 % BE%D1%82%D0%B5,%D0D0%B0%D0%46BB%D1%8%D1%82%D0%B5%D1%80].Îïûò ïîäòâåðäèë: 1. ìàòåðèàëèñòè÷åñêóþ ïðèðîäó êâàíòîâ ìàòåðèè. 2.Îòñóòñòâèå ó ôîòîíîâ âðàùåíèÿ.
Ôîòîíû, êàê è âñ¸ ñóùåå, îáëàäàåò ìàññîé. Ìàññà ýòî ìåðà ýíåðãèè ìàòåðèè, åñëè m=0, òî êàêîé áû íè áûëà ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ýòîãî íåìàòåðèàëüíîãî ôîòîíà, ýíåðãèÿ åãî áóäåò ðàâíà íóëþ. Îäíàêî òàêîãî íåò. Ëþáîé ôîòîí îáëàäàåò ýíåðãèåé. Àëåêñàíäð Ãðèãîðüåâè÷ Ñòîëåòîâ ïðîâåë (1888-90) öèêë ðàáîò ïî èçó÷åíèþ âíåøíåãî ôîòîýôôåêòà, îòêðûòîãî â 1887 Ãåíðèõîì Ãåðöåì. Ñîçäàë ïåðâûé ôîòîýëåìåíò, îñíîâàííûé íà âíåøíåì ôîòîýôôåêòå. ßâëåíèå ôîòîýôôåêòà äîêàçûâàåò, ÷òî ôîòîí îáëàäàåò ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèåé. Çíà÷èò, ìàññà ôîòîíà íå ìîæåò áûòü ðàâíà íóëþ, à ìàññà ýòî ïðèçíàê, ìåðà è ñâîéñòâî ìàòåðèè. Ëó÷ ñâåòà îòêëîíÿåòñÿ â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå, çíà÷èò, ñîñòàâëÿþùèå åãî ôîòîíû èìåþò ñâî¸ ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, ðåàãèðóþùåå íà ãðàâèòàöèþ. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, êàê è ëþáîå äðóãîå ïîëå ýòî íåîòúåìëåìàÿ ïðèíàäëåæíîñòü ìàòåðèè, ýòî îðóäèå äåéñòâèÿ ìàòåðèè. Íàëè÷èå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ ó ôîòîíîâ ãîâîðèò î òîì, ÷òî ôîòîíû, èç êîòîðûõ ñîñòîèò ëó÷ ñâåòà, ìàòåðèàëüíû. Ïîýòîìó-òî äî ñèõ ïîð, íå ñìîòðÿ íà îò÷àÿííûå ìíîãîëåòíèå ñòàðàíèÿ ó÷¸íûõ, íå îòêðûëè ãðàâèòàöèîííûõ âîëí. Ïîòîêè èçëó÷åíèé – âîò ãðàâèòàöèîííûå âîëíû.  êíèãå Ïüåðà Ëàïëàñà “Èçëîæåíèå ñèñòåì ìèðà”, âûøåäøåé â 1795 ãîäó èçëîæåíî ãëóáîêîå óáåæäåíèå ó÷¸íîãî â òîì, ÷òî òÿãîòåíèå äåéñòâóåò íà ñâåò òî÷íî òàê æå, êàê è íà äðóãèå òåëà. Òàêèì îáðàçîì, óæå Ï. Ëàïëàñ áûë óáåæä¸í â ìàòåðèàëüíîñòè ôîòîíà. ×òî ôîòîíû ìàòåðèàëüíûå ÷àñòèöû äîêàçûâàåò è òî, ÷òî ñâåò ñîçäà¸ò äàâëåíèå íà ïðåïÿòñòâèÿ. Ýòî ñâîéñòâî íàçûâàåòñÿ ýôôåêòîì äàâëåíèÿ ñâåòà. Îíî áûëî ïðåäñêàçàíî Ìàêñâåëëîì, à ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî Ïåòðîì Íèêîëàåâè÷åì Ëåáåäåâûì.  1899 ãîäó Ï. Í. Ëåáåäåâ ïðè ïîìîùè îïûòîâ ïîäòâåðäèë òåîðåòè÷åñêîå ïðåäñêàçàíèå Ìàêñâåëëà î äàâëåíèè ñâåòà íà òâåðäûå òåëà, à â 1907 ãîäó – è íà ãàçû. Çà ïîñëåäíåå ñòîëåòèå äëèòåëüíîñòü ãîäà óâåëè÷èëàñü íà îäíó ìèëëèñåêóíäó. Ýòî ÿâëÿåòñÿ äîêàçàòåëüñòâîì òîãî, ÷òî ñîëíå÷íîå èçëó÷åíèå îòîäâèãàåò çåìëþ îò Ñîëíöà (óâåëè÷èâàåò ðàçìåðû îðáèòû). Ýíåðãèÿ ñèñòåìû, èçëó÷àþùåé ôîòîí, óìåíüøàåòñÿ íà âåëè÷èíó Å=môñ2. Àíàëîãè÷íî, ýíåðãèÿ ñèñòåìû, ïîãëîùàþùåé ôîòîíû óâåëè÷èâàåòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùóþ âåëè÷èíó. Èç ôîòîíîâ îáðàçóþòñÿ âñå íóêëîíû è ÿäðà è àòîìû è âîîáùå âñÿ ìàòåðèÿ. Îá ýòîì ãîâîðèò ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ èç ôîòîíîâ ýëåêòðîííî-ïîçèòðîííûõ ïàð § 3 Ãëàâû 2 ó÷åáíèêà Ï.Å. Êîëïàêîâà «Îñíîâû ÿäåðíîé ôèçèêè». À òàê êàê ïðè ýòîì ôîòîíû îáðàçóþò ÷àñòèöû, ðàçíûå ïî çíàêó, íî îäèíàêîâûå ïî êîëè÷åñòâó ìàòåðèè â íèõ ñîäåðæàùåéñÿ (ìàññå), ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî è ôîòîíû, èìåþùèå ðàçíûå çíàêè, èìåþò îäèíàêîâûå ìàññû. Íî çäåñü ìû ñòàëêèâàåìñÿ ñ îäíèì ïàðàäîêñîì. Ýëåêòðîí ñîñòîèò èç êâàíòîâ èìåþùèõ îäèíàêîâûå ýëåêòðè÷åñêèå çíàêè. Ñëåäîâàòåëüíî, îíè äîëæíû îòòàëêèâàòüñÿ äðóã îò äðóãà. Íî íå îòòàëêèâàþòñÿ æå! Åñëè ìàëà ñèëà îòòàëêèâàíèÿ, à ïðåîáëàäàåò ñèëà ãðàâèòàöèè, òî, êàê â ýëåêòðîíå, òàê è â ïîçèòðîíå íàõîäèëèñü áû êâàíòû ñ ðàçíûìè çíàêàìè, è ìåæäó íèìè íå áûëî áû ðàçíèöû. Ìíîãî âðåìåíè ÿ áèëñÿ íàä ðåøåíèåì ýòîé çàãàäêè. Âäðóã 27 ìàÿ 2016 ã. ìåíÿ êàê ìîëíèåÿ óäàðèëà ìûñëü. «À, åñëè ó îäèíàêîâî ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííûõ êâàíòîâ, ðàçíîïîëþñíûå ìàãíèòíûå ïîëÿ?» ×èòàþ â ÂÈÊÈÏÅÄÈÈ î ñâîéñòâàõ ýëåêòðîíà: «Âñå ýëåêòðîíû ñ÷èòàþòñÿ îäèíàêîâûìè ïî ñâîèì âíóòðåííèì ôèçè÷åñêèì ñâîéñòâàì» Ýòî çíà÷èò, ÷òî ýëåêòðîí ÿâëÿåòñÿ ìàãíèòíûì áèïîëåì! Âîò îíà ðàçãàäêà!!! Òî åñòü, â ýëåêòðîíå èìåþòñÿ â ðàâíûõ êîëè÷åñòâàõ êàê êâàíòû ñ þæíûì, òàê è êâàíòû ñ ñåâåðíûì ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè.  ýëåêòðîíå òîëüêî îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû, à â ïîçèòðîíå – ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû, íî ñâÿçàíû îíè äðóã ñ äðóãîì ìàãíèòíûìè ïîëÿìè ðàçíûõ çíàêîâ!!!. Êàê òîëüêî íàáèðàåòñÿ íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî êâàíòîâ (1õ1022ɣ), ïëîòíîñòü è çàðÿä îáðàçîâàâøåéñÿ ÷àñòèöû ñòàíîâèòñÿ òàêîé, ÷òî ýòà ÷àñòèöà ñòàíîâèòñÿ èíäèâèäóóìîì – ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöåé âåùåñòâåííîé ìàòåðèè. Ýòà ÷àñòèöà óæå íå âñòóïàåò â ðåàêöèè ñ êâàíòàìè, è âåä¸ò ñåáÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöå îáðàçîì. Íî, åñëè ñîåäèíåíû êâàíòû ñ ðàçíûìè ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè, îáðàçóåòñÿ ìàãíèòíûé ïîòîê.  ýòîò ìàãíèòíûé ïîòîê ïîïàäàþò ñâîáîäíûå êâàíòû Ñîãëàñíî çàêîíà î âçàèìîäåéñòâèè ìàãíèòíîãî ïîòîêà è çàðÿæåííîé ÷àñòèöû, ÷àñòèöà â ýòîì ìàãíèòíîì ïîòîêå íà÷èíàåò âðàùàòüñÿ. À ýòî çíà÷èò, ÷òî âíóòðåííåå âðàùåíèå ýëåêòðîíà (ñïèí) èìååò ìåñòî. Ôîòîíû – âîò îíè, òå êèðïè÷èêè, èç êîòîðûõ ñîñòîÿò âñå ÷àñòèöû è âåñü Ìèð. Âñ¸ î÷åâèäíî, íî ïî÷åìó-òî âñå òâåðäÿò íà ñòàðûé ëàä, ÷òî ôîòîí ýòî ÷àñòèöà ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ?! Âîò êàê îïèñûâàåò, ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, íàïðèìåð, äîêòîð ô-ì íàóê ß.À. Ñìîðîäèíñêèé â ðàáîòå «Çàêîíû è ïàðàäîêñû ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö». «Åñëè ïðîòîí «îñâåòèòü» ïó÷êîì ôîòîíîâ áîëüøîé ýíåðãèè, òî ïðè ñòîëêíîâåíèè ïðîòîíà Ð ñ ôîòîíîì γ ìîæåò ðîäèòüñÿ íîâàÿ ÷àñòèöà – ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé ïèîí (èëè π+ – ìåçîí), à ïðîòîí ïðåâðàòèòñÿ â íåéòðîí N. Òàêóþ ðåàêöèþ çàïèñûâàþò â âèäå: γ + P →π+ + N. Ïîõîæå, ÷òî ïðîòîí ñîñòîèò èç íåéòðîíà è ïèîíà. Îäíàêî ïðè òàêîì æå ñòîëêíîâåíèè ìîæåò ðîäèòüñÿ íåéòðàëüíûé ïèîí, à ïðîòîí îñòàíåòñÿ ïðîòîíîì: γ + P →π0 + Ð. Ýòà ðåàêöèÿ ñêîðåå óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ïðîòîí ñîñòîèò èç ñàìîãî ñåáÿ è íåéòðàëüíîãî ïèîíà. Ìû ãîâîðèì «ñàìîãî ñåáÿ» (õîòÿ ýòî è çâó÷èò ãëóïî), òàê êàê ïðîòîí â êîíöå ðåàêöèè îñòà¸òñÿ ñîâåðøåííî òàêèì æå êàêèì îí áûë âíà÷àëå, – ÷àñòèöû òîæäåñòâåííû. Òåïåðü âñ¸ íàïîìèíàåò ñêàçêó î íåðàçìåííîì ðóáëå, êîòîðûé, ñêîëüêî åãî íè òðàòü, îñòà¸òñÿ ðóáë¸ì. …. Ñäåëàâ ýíåðãèþ ôîòîíà åù¸ áîëüøå,…ìû îáíàðóæèì åù¸ áîëåå óäèâèòåëüíûå ðåàêöèè: P + γ →Ð + Ð +-Ð. … Ìàòåðèàëüíîñòü ôîòîíîâ ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàþòñÿ îïûòàìè Íîáåëåâñêèõ ëàóðåàòîâ 2012 ã. «Äâà íåçàâèñèìî ðàçðàáîòàííûõ ìåòîäà èìåþò ìíîãî îáùåãî. Äýâèä Âàéíëåíä çàêëþ÷àë â «ëîâóøêó» çàðÿæåííûå àòîìû (èîíû), óïðàâëÿÿ èìè è èçìåðÿë èõ ïàðàìåòðû ñ ïîìîùüþ ñâåòà, òî åñòü ôîòîíîâ. Ñåðæ Àðîø ïîøåë â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè: èçìåðÿåìûìè â ëîâóøêå îêàçàëèñü ôîòîíû (÷àñòèöû ñâåòà), êîòîðûå îêàçàëèñü òàì ïðè ïðîõîæäåíèè ñêâîçü íåå àòîìîâ» http://www.bash.ru/index.php?Option =comconte nt&view=article&id=1036:-qq-&catid=64:2012-08-22-07-02-13&Itemid=. Ôîòîíû ýòî ìàòåðèàëüíûå ÷àñòèöû, èìåþùèå íàèìåíüøèå «êàëèáðîâî÷íûå» õàðàêòåðèñòèêè, òî åñòü, ôîòîíû ýòî ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè. Ìû, âñ¸-òàêè, ïðèøëè ê òîìó ïîíèìàíèþ, ÷òî ôîòîí ýòî ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà. È ýòî íå ïðîñòî ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà, îïûòû ïîêàçàëè, ÷òî ôîòîí – ýòî íåäåëèìàÿ, ò. å. ýëåìåíòàðíàÿ, ÷àñòèöà ìàòåðèè. Ôîòîí ýòî ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà ìàòåðèè. ×òîá ó íàñ íå âîçíèêàëî ïóòàíèöû, íàçîâ¸ì ýëåìåíòàðíóþ ÷àñòèöó ìàòåðèè, èç êîòîðîé ñîñòîÿò êîñìè÷åñêèå òåëà «êâàíòîì ìàòåðèè». Èçëó÷åíèå ýòî èñòîðæåíèå ìàòåðèàëüíûì òåëîì èç ñåáÿ ñâîèõ êâàíòîâ ìàòåðèè, à ôîòîí ýòî äâèæóùèéñÿ âíå ìàòåðèàëüíîãî òåëà êâàíò ìàòåðèè. Èòàê, ìû âûÿñíèëè, ÷òî æå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà – ôîòîí. Ôîòîí ýòî ÷àñòè÷êà, îáëàäàþùàÿ ìàññîé. Ìàññà îïðåäåëÿåò êîëè÷åñòâî ìàòåðèè ýòîé ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû. Êðîìå òîãî, ÷òî ôîòîí èìååò ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, ôîòîí ïðîÿâëÿåò è ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà. Çíà÷èò, ó íåãî èìååòñÿ è òàêîå ïîëå.  ïðèðîäå èìåþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû äâóõ âèäîâ: – ïîëîæèòåëüíûå è îòðèöàòåëüíûå; è êâàíòû ìàòåðèè, êàê ñàìûå ìàëåíüêèå íîñèòåëè ñâîéñòâ ìàòåðèè, äåëÿòñÿ íà ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå è îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû ìàòåðèè Ðèñ 8. Ôîòîí, òàêæå èìååò è ìàãíèòíîå ïîëå. Ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî ôîòîí ýòî, âñ¸-òàêè ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà. Ôîòîí – ýòî äâèæóùèéñÿ âíå ìàòåðèàëüíîãî òåëà êâàíò ìàòåðèè, èìåþùèé ìàññó 1,1×10−52 êã. Îñíîâó ýòîé ÷àñòèöû ñîñòàâëÿåò òâ¸ðäîå ÿäðî (îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò ÿâëåíèå ôîòîýôôåêòà è íàëè÷èå òàêîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà êàê «÷¸ðíàÿ äûðà»). Îí èìååò ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå (çàðÿä ôîòîíà ðàâåí 5×10−52 Êë èëè 3×10−33e) è ìàãíèòíîå ïîëå. Áðèòàíöû îïðåäåëèëè, ÷òî çàðÿä ìàãíèòíîãî ìîíîïîëÿ ðàâåí 5Â/À. (ìàãíåòîíàì Áîðà íà àíãñòðåì), 2.068· 10 -15 Âá îïðåäåëÿåò «Ïîëåâàÿ ôèçèêà». Ýòî ìîæíî çàïèñàòü â âèäå òàêîé ýíåðãåòè÷åñêîé êàðòèíêè Åô=U+C+B+mc2:2. Çäåñü U – ýíåðãèÿ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, C – ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, B – ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ, mc2:2 – «ìàññîâàÿ» êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà.
Êâàíò ìàòåðèè. (Ðèñ 8;8à;8á. Ðèñ9).
Îïûò íåìåöêèõ ôèçèêîâ Îòòî Øòåðíà è Âàëüòåðà Ãåðëàõà [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%E%D0%BF%D1%8B%D1%82%D0%A8%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%E2%80%94%D0%93%D0%B5%D1%80%D0%BB%D0%B0%D1%85%D0%B0].  1922 ãîäó áûë îñóùåñòâë¸í Îïûò íåìåöêèõ ôèçèêîâ Îòòî Øòåðíà è Âàëüòåðà Ãåðëàõà Ðèñ. 1. «Îïûò ñîñòîÿë â ñëåäóþùåì: ïó÷îê àòîìîâ ñåðåáðà ïðîïóñêàëè ÷åðåç ñèëüíî íåîäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå, ñîçäàâàåìîå ìîùíûì ïîñòîÿííûì ìàãíèòîì. Ïðè ïðîõîæäåíèè àòîìîâ ÷åðåç ýòî ïîëå, â ñèëó îáëàäàíèÿ èìè ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ, íà íèõ äåéñòâîâàëà çàâèñÿùàÿ îò ïðîåêöèè ñïèíà íà íàïðàâëåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñèëà, îòêëîíÿâøàÿ ëåòÿùèå ìåæäó ìàãíèòàìè àòîìû îò èõ ïåðâîíà÷àëüíîãî íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ. Ïîçäíåå ñ àíàëîãè÷íûìè ðåçóëüòàòàìè áûëè ïðîäåëàíû îïûòû äëÿ ïó÷êîâ àòîìîâ äðóãèõ ìåòàëëîâ, à òàêæå ïó÷êîâ ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Ýòè îïûòû äîêàçàëè ñóùåñòâîâàíèå ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ó ðàññìîòðåííûõ ÷àñòèö è ïîêàçàëè èõ êâàíòîâóþ ïðèðîäó, ÿâèâ ñîáîé äîêàçàòåëüñòâî ïîñòóëàòîâ êâàíòîâîé òåîðèè. Íå ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ, à ìàãíèòíûõ ïîëþñîâ. Ê êàêîìó ìàãíèòíîìó ïîëþñó áëèæå äâèãàåòñÿ àòîì, â òó ñòîðîíó îí ïîâîðà÷èâàåòñÿ ñâîèì ïðîòèâîïîëîæíûì ìàãíèòíûì ïîëþñîì, â òó ñòîðîíó îí è îòêëîíÿåòñÿ. Òî æå ñàìîå áóäåò, åñëè òàêîé îïûò ìû ïðîâåä¸ì ñ ôîòîíàìè, òàê êàê êàæäûé ôîòîí èìååò ìàãíèòíîå ïîëå òîãî èëè èíîãî çíàêà. Îá ýòîì íàì ãîâîðèò ñëåäóþùèé îïûò.
Ðèñ. 1.
ÌÀÃÍÈÒÐÈ×ÅÑÒÂÎ [http://www.membrana.ru/particle/14266] «membrana»15.10.2009 ã.
Î äâèæåíèè ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ è îáðàçóåìîì èìè òîêå çíàþò âñå. Ñ ïåðåäâèæåíèÿìè ìàãíèòíûõ çàðÿäîâ äåëà äî íåäàâíåãî âðåìåíè îáñòîÿëè íåñêîëüêî ñëîæíåå – ó÷¸íûå íå ìîãëè äåòåêòèðîâàòü íè ñàìè ìàãíèòíûå çàðÿäû – ìîíîïîëè, íè èõ òðàíñïîðò. Îäíàêî íåäàâíî àìåðèêàíöàì âñ¸ æå óäàëîñü óâèäåòü ìàãíèòðè÷åñòâî â ýêñïåðèìåíòå. Ó êàæäîãî ìàãíèòà, êàê èçâåñòíî, äâà ïîëþñà (ñåâåðíûé è þæíûé). È ñêîëüêî áû ôèçèêè åãî íè äåëèëè, êàæäûé åãî êóñî÷åê (âïëîòü äî åäèíè÷íîãî àòîìà) áóäåò îáëàäàòü äâóìÿ ïîëþñàìè. Îäíàêî òåîðåòèêè ïðåäñêàçûâàëè, ÷òî ñóùåñòâóþò ìàãíèòíûå çàðÿäû – ìîíîïîëè (magnetic monopole) – êâàçè÷àñòèöû, íåñóùèå íà ñåáå òîëüêî ïîëîæèòåëüíûé èëè òîëüêî îòðèöàòåëüíûé ìàãíèòíûé çàðÿä. Îíè íå ñâÿçàíû â ïàðû è ìîãóò ïåðåäâèãàòüñÿ ïî îòäåëüíîñòè. Äîëãîå âðåìÿ ó÷¸íûå ðàçíûõ ñòðàí ïûòàëèñü ïîéìàòü òàèíñòâåííûå ìàãíèòíûå çàðÿäû.  ñåíòÿáðå íûíåøíåãî ãîäà èì ýòî, íàêîíåö, óäàëîñü. Äëÿ ýòîãî èññëåäîâàòåëè íàïðàâèëè íà êðèñòàëë ñïèíîâîãî ëüäà, îõëàæä¸ííîãî äî óëüòðàíèçêîé òåìïåðàòóðû, íåéòðîíû. Ïîâåäåíèå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ïîêàçàëî – â ìàòåðèàëå äåéñòâèòåëüíî ïðèñóòñòâóþò ìàãíèòíûå çàðÿäû – ìîíîïîëè. Òîãäà æå äðóãàÿ ãðóïïà ó÷¸íûõ ïðåäñòàâèëà ñâîè äîñòèæåíèÿ â âèäå ïðåïðèíòà ñòàòüè íà ñàéòå arXiv.org. Òåïåðü îíè âûïóñòèëè ïîëíîöåííóþ ñòàòüþ â Nature, â êîòîðîé ðàññêàçàëè î ñòðîåíèè ñèñòåìû, ïîçâîëÿþùåé ôèêñèðîâàòü ïåðåäâèæåíèå ìàãíèòíûõ çàðÿäîâ. Ðàáîòà ïðîâîäèëàñü ïîä ðóêîâîäñòâîì Ñòèâåíà Áðàìâåëëà (Steven Bramwell) èç Ëîíäîíñêîãî öåíòðà íàíîòåõíîëîãèé. Áðèòàíöû íå òîëüêî âïåðâûå îïðåäåëèëè "êîëè÷åñòâî" ìàãíèòíîãî çàðÿäà, íî è èçìåðèëè ìàãíèòíûé àíàëîã ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà. Äâèæåíèå è âçàèìîäåéñòâèå ìîíîïîëåé îíè íàçâàëè "ìàãíèòðè÷åñòâîì" (magnetricity). Ïîêà ìàãíèòðè÷åñòâî óäàëîñü ïîéìàòü òîëüêî â êðèñòàëëàõ îïðåäåë¸ííîãî ðîäà, êîòîðûå ó÷¸íûå îáîáù¸ííî íàçûâàþò ñïèíîâûì ëüäîì – spin ice (ôîòî STFC). Íà êàðòèíêå ñëåâà: â îòñóòñòâèå ïîëÿ ìàãíèòíûå çàðÿäû ñâÿçàíû â ïàðû, íî íåêîòîðûå èç íèõ âñ¸ æå äèññîöèèðóþò, îáðàçóÿ ôëóêòóèðóþùèå ìàãíèòíûå ìîìåíòû (çåë¸íàÿ ñòðåëêà). Íà ðèñóíêå ñïðàâà: ïðè ïðèëîæåíèè ïîëÿ íåêîòîðûå "ðàçáåæàâøèåñÿ" ìàãíèòíûå çàðÿäû îñòàþòñÿ âðîçü, îäíàêî ÷àñòü îáðàçóåò ñâÿçàííûå ïàðû äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ ðàâíîâåñèÿ.
Ðèñ. 2.
Èç-çà êîëåáëþùèõñÿ ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ, îïðåäåëÿåìûõ ñâîáîäíûìè çàðÿäàìè, ïîÿâëÿþòñÿ ëîêàëüíûå ïîëÿ, êîòîðûå ìîæíî äåòåêòèðîâàòü ñ ïîìîùüþ âíåäð¸ííûõ ìþîíîâ (μ+) (èëëþñòðàöèÿ Nature). Âìåñòî íåéòðîíîâ Áðàìâåëë è åãî êîëëåãè èñïîëüçîâàëè ìþîíû (muon) – íåóñòîé÷èâûå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, êîòîðûå ìîæíî áûëî áû íàçâàòü êîðîòêîæèâóùèìè áðàòöàìè ýëåêòðîíîâ. Âíåäðèâ èõ â ñïèíîâûé ë¸ä, ôèçèêè íàáëþäàëè çà ðàñïàäîì ìþîíîâ è ýìèññèåé îáðàçóþùèõñÿ ïðè ýòîì ïîçèòðîíîâ. Íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ ïîçèòðîíîâ ðàññêàçàëî èññëåäîâàòåëÿì î ìàãíèòíîì ïîëå âíóòðè êðèñòàëëà.  ðåçóëüòàòå ó÷¸íûå óñòàíîâèëè, ÷òî ìàãíèòíûå çàðÿäû íå ïðîñòî ñóùåñòâóþò, íî åù¸ è äâèæóòñÿ, îáðàçóÿ ìàãíèòíûé òîê. Áðèòàíöû îïðåäåëèëè, ÷òî çàðÿä ìàãíèòíîãî ìîíîïîëÿ ðàâåí 5? B ·A-1 (ìàãíåòîíàì Áîðà íà àíãñòðåì). Êñòàòè, òåîðèÿ äàâàëà î÷åíü áëèçêîå çíà÷åíèå: 4,6? B ·A-1. Îòìåòèì, ÷òî â îòëè÷èå îò ôèêñèðîâàííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà ìàãíèòíûé çàðÿä ìîæåò ìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû êðèñòàëëà ñïèíîâîãî ëüäà.  ýòîì îïûòå êâàíòû ìàòåðèè áûëè ïîñòàâëåíû â òàêèå óñëîâèÿ, ÷òî ó íèõ â íàèáîëüøåé ìåðå ïðîÿâëÿëèñü ñâîéñòâà ìàãíèòíîãî ïîëÿ. ×òîáû óáåäèòüñÿ â íàëè÷èå ìàãíèòíîãî ïîëÿ ó êâàíòîâ ìàòåðèè íåïîñðåäñòâåííî, íåîáõîäèìî ïðîâåñòè îïûò ïîäîáíûé îïûòó Øòåðíà, Ãåðëàõà, íî ñ ïó÷êîì ôîòîíîâ. [Àâò.] Åù¸ ðàç ïðî «ÑÏÈÍ. Íàëè÷èå ìàãíåòèçìà ó ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö – ýòî âåëèêîå îòêðûòèå àíãëèéñêèõ ó÷¸íûõ â 2009 ã. Âåäü äî ýòîãî ôèçèêè äóìàëè, ÷òî ìàãíåòèçì ïîëó÷àåòñÿ â ðåçóëüòàòå âðàùåíèÿ ÷àñòèöû. À ñóùåñòâóåò ëè ìåõàíè÷åñêîå âðàùåíèå? Îêàçûâàåòñÿ, ñóùåñòâóåò.  ñëîæíûõ ÷àñòèöàõ, òàêèõ êàê íåéòðèíî è äàëåå ýòî âðàùåíèå çàêîíîìåðíî. Ê ïðèìåðó, âîçüì¸ì íåéòðèíî. Êàê òîëüêî ñîåäèíèëèñü äâå ÷àñòèöû ñ ïðîòèâîïîëîæíûìè çàðÿäàìè, ñðàçó æå îáðàçóåòñÿ ìàãíèòíûé ïîòîê. Êâàíòû ìàòåðèè ïîïàäàþò â ýòîò ïîòîê. Ïî çàêîíàì âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëåé ýòè êâàíòû íà÷èíàþò âðàùàòüñÿ â ìàãíèòíîì ïîòîêå. Åñëè ïîïàëè êâàíòû ñ îòðèöàòåëüíûì çàðÿäîì, îíè âðàùàþòñÿ â îäíó ñòîðîíó, ïîïàëè â ïîòîê êâàíòû ñ ïîëîæèòåëüíûì çàðÿäîì, âðàùàþòñÿ â äðóãóþ ñòîðîíó. Ïîýòîìó îáðàçóþòñÿ íåéòðèíî è àíòèíåéòðèíî. Ýòè ÷àñòèöû îáëàäàþò ðàçëè÷íûìè ñâîéñòâàìè. Òî æå ñàìîå ïîëó÷àåòñÿ ïðè êîìáèíàöèè èç òð¸õ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè. Äâå ÷àñòèöû îáðàçóþò ìàãíèòíûé ïîòîê, òðåòüÿ ÷àñòèöà âðàùàåòñÿ è ò. ä. Íî â ïðîñòåéøèõ, òàêèõ êàê ôîòîí (êâàíò ìàòåðèè), ñïèí îòîáðàæàåò âíóòðåííþþ õàðàêòåðèñòèêó ÷àñòèöû – å¸ ìàãíèòíóþ ñîñòàâëÿþùóþ, à, òàê êàê, çíà÷åíèå âåêòîðà ñïèí íå çàâèñèò îò íàïðàâëåíèÿ îñè ïðîåêöèè, íåòðóäíî îïðåäåëèòü, ÷òî ñïèí ïðåäñòàâëÿåò ïðîåêöèþ ìàãíèòíûõ ñèëîâûõ ëèíèé ñôåðè÷åñêîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñ öåíòðîì â ÿäðå ôîòîíà íà êàêîå-òî íàïðàâëåíèå. Ýòè ïðîåêöèÿ áóäóò îäèíàêîâû âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ.
Èòàê, â ðåçóëüòàòå àíàëèçà èññëåäîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ìû ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî êàæäîå ìàòåðèàëüíîå òåëî (ìàòåðèÿ) ñîñòîèò èç ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö (êâàíòîâ). Ýòè êâàíòû èìåþò ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ (ýíåðãåòè÷åñêóþ îáîëî÷êó), ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ îíè ñîâåðøàþò ðàçëè÷íûå äåéñòâèÿ; îáúåäèíåíèÿ, ðàçúåäèíåíèå, äâèæåíèå è ò. ä. êâàíòû ìàòåðèè èìåþò îïðåäåë¸ííóþ ìàññó, ñîñòîÿò èç òâ¸ðäîãî ÿäðà, êîòîðîå îêðóæàþò ãðàâèòàöèîííîå è ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëÿ. Êâàíòû ìàòåðèè ïî íàëè÷èþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ðàçäåëÿþòñÿ íà ÷àñòèöû ñ ïîëîæèòåëüíûì çàðÿäîì è ÷àñòèöû ñ îòðèöàòåëüíûì çàðÿäîì ïî âèäó ìàãíèòíîãî ïîëÿ, íà ÷àñòèöû ñ ñåâåðíûì ìàãíèòíûì ïîëþñîì è ñ þæíûì ìàãíèòíûì ïîëþñîì. Èç âñåãî âûøåñêàçàííîãî âûòåêàåò, ÷òî ýíåðãèÿ ýòî êà÷åñòâåííàÿ è êîëè÷åñòâåííàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñâîéñòâ ìàòåðèè. Îòäåëüíî îò ìàòåðèè ýíåðãèÿ íå ñóùåñòâóåò!!! È òàêèå âûðàæåíèÿ êàê «çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè», «ýíåðãèÿ ïîãëîùàåòñÿ», «ýíåðãèÿ èçëó÷àåòñÿ» â ïðèíöèïå íåâåðíû. Äàâàéòå ïîñìîòðèì, êàêàÿ ìûñëü âîçíèêëà ó Â. Ïàóëè, êîãäà îí ñîâåðøèë ñâîå “èçîáðåòåíèå”. Îí ïðåäïîëîæèë, ÷òî «…íèêàêîãî íàðóøåíèÿ çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè íå ïðîèñõîäèò, à ïðîñòî â ïðîöåññå ðàñïàäà, êðîìå ðåãèñòðèðóåìûõ ïðèáîðàìè ÷àñòèö, ðîæäàþòñÿ ÷àñòèöû åùå îäíîãî ñîðòà. Ýòè ãèïîòåòè÷åñêèå ÷àñòèöû î÷åíü ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþò ñ îáû÷íûì âåùåñòâîì è ïîýòîìó ñâîáîäíî óëåòàþò èç ëàáîðàòîðèè, íå ðåãèñòðèðóÿñü ôèçè÷åñêèìè ïðèáîðàìè. Óëåòåâøèå ÷àñòèöû è óíîñÿò ñ ñîáîé íåäîñòàþùóþ ýíåðãèþ, ñîçäàâàÿ âèäèìîñòü åå óíè÷òîæåíèÿ». Òàèíñòâåííûå ÷àñòèöû ïîëó÷èëè íàçâàíèå íåéòðèíî. Âåëèêèé Â. Ïàóëè, îí óæå òîãäà ïðåäïîëîæèë, ÷òî ýíåðãèÿ óëåòàåò âìåñòå ñ ÷àñòèöàìè. Îí áûë â øàãå îò òîãî çàêëþ÷åíèÿ, ÷òî ýíåðãèÿ ïðèíàäëåæèò ÷àñòèöàì è ïåðåìåùàåòñÿ âìåñòå ñ íèìè. Íî îí áûë ñûí ñâîåãî âðåìåíè è íå èìåë òîãî ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, êîèì âëàäååò ñîâðåìåííàÿ íàóêà è èç êîòîðîãî ñëåäóåò, ÷òî ýíåðãèÿ ÿâëÿåòñÿ ïðèíàäëåæíîñòüþ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè, èç êîòîðûõ è ñîñòîèò «íåéòðèíî». Ôîòîí, óâëåêàåìûé ñèëîé ãðàâèòàöèè, âëèâàåòñÿ â äðóãèå òåëà, ïðè èçëó÷åíèè ñîåäèíÿåòñÿ ñ òàêèìè æå ÷àñòèöàìè, îáðàçóÿ ñâåòîâóþ âîëíó Ðèñ. 13. Ýéíøòåéí îøèáàëñÿ, ïîëàãàÿ, ÷òî ñâåòîâûå êâàíòû äâèãàþòñÿ â ñâåòîâîé âîëíå íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà. Îäíàêî, âõîäÿ â ñîåäèíåíèÿ ñ äðóãèìè ÷àñòèöàìè, âõîäÿ â äðóãèå òåëà â êà÷åñòâå êâàíòà ìàòåðèè, ôîòîí íå ðàñòâîðÿåòñÿ â íèõ, à ñîõðàíÿåò ñâîþ èíäèâèäóàëüíîñòü. Ïðè ñîåäèíåíèè ÷àñòèö, ñîåäèíÿþòñÿ èõ ãðàâèòàöèîííûå èëè ýëåêòðè÷åñêèå, ïîëÿ, íî ñàìè ÷àñòèöû íå ñîåäèíÿþòñÿ. Ýòî ïîçâîëÿåò êâàíòàì ìàòåðèè ïðè èçëó÷åíèè ïîêèäàòü èçëó÷àþùåå òåëî, â êà÷åñòâå ôîòîíà, ñîõðàíèâ âñå ñâîè õàðàêòåðèñòèêè èíäèâèäóàëüíîé ÷àñòèöû. Ïîýòîìó ñâåò, ïðîÿâëÿÿ âîëíîâûå ñâîéñòâà, òàê êàê âîëíà ñâåòà ýòî öåïî÷êà ñîåäèí¸ííûõ ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè êâàíòîâ ìàòåðèè, â îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèÿõ ïðîÿâëÿåò êîðïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà. Ñëåäîâàòåëüíî, ó êâàíòà ìàòåðèè åñòü ïîëå, êîòîðîå, íè ñ êàêèìè ïîëÿìè íå ñìåøèâàåòñÿ, è íè â êàêèå îáúåäèíåíèÿ íå âõîäèò. Ýòî ïîëå îò÷óæäåíèÿ. Ýòî ïîëå ñóùåñòâóåò òîëüêî äëÿ äàííîãî êâàíòà è ÿâëÿåòñÿ åãî íåîòúåìëåìîé ÷àñòüþ, ýòî, ïîëå èíäèâèäóàëüíîñòè êâàíòà. Íàçîâ¸ì ýòî ïîëå «êâàíòîâûì ïîëåì». Ýëåêòðè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ñâîéñòâà êâàíòà ìàòåðèè ïðîÿâëÿþòñÿ ÷åðåç ýòî íåéòðàëüíîå êâàíòîâîå ïîëå, óñèëèâàÿ èëè îñëàáëÿÿ âëèÿíèå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ. Èòàê, êâàíò ìàòåðèè (ôîòîí) èìååò òâ¸ðäîå ÿäðî è ÷åòûðå ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëÿ.  ñèëó òîãî, ÷òî ôîòîí åñòü ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà, îí äîëæåí èìåòü è àòðèáóòû ìàòåðèàëüíîñòè, à èìåííî ìàññó è îáú¸ì. Ïðåäñòàâèì ñåáå ýëåìåíòàðíóþ ìàòåðèàëüíóþ ÷àñòèöó â âèäå øàðèêà Ðèñ. 8. Ýòîò øàðèê èìååò òâ¸ðäóþ ñåðäöåâèíó, êîòîðàÿ çàêëþ÷åíà â òðè ñëîÿ ïëàñòèêà. Ñëîè ïëàñòèêà áóäóò ñèìâîëèçèðîâàòü ýëåêòðè÷åñêîå ìàãíèòíîå è êâàíòîâîå ïîëÿ. Ñíàðóæè ýòîò øàðèê ïîêðûò ñëîåì êëåÿ. Ýòî ïîêðûòèå áóäåò ñèìâîëèçèðîâàòü ãðàâèòàöèîííîå ïîëå. Ê ýòîìó åñòü âñå îñíîâàíèÿ. Âî-ïåðâûõ, ôîòîíû íå ñìåøèâàþòñÿ ìåæäó ñîáîé, íî îáúåäèíÿþòñÿ. Âî-âòîðûõ, èìåþò ñâîéñòâî ìåíÿòü ñâîé îáú¸ì. Ýòî ÿâëåíèå îïèñàíî â ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè. Ìû æå ðàññìîòðèì ýòîò âîïðîñ ñ òî÷êè çðåíèÿ òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè.  îäèí è òîò æå ñîñóä ìîæíî ïîìåñòèòü ðàçíîå êîëè÷åñòâî ãàçà. Êîíå÷íî, ýòîò ãàç ñîñòîèò èç àòîìîâ è ìîëåêóë, íî è ìîëåêóëû è àòîìû ñîñòîÿò èç êâàíòîâ ìàòåðèè. Çíà÷èò, ÷åì áîëüøå ãàçà ìû ïîìåñòèì â ñîñóä, òåì áîëüøå â í¸ì áóäåò êâàíòîâ ìàòåðèè. Íî îáú¸ì-òî ñîñóäà îñòà¸òñÿ ïðåæíèì. Çíà÷èò, ìåíÿåòñÿ îáú¸ì êâàíòîâ ìàòåðèè. Åñëè æå íàõîäÿùèéñÿ ïîä äàâëåíèåì ãàç âûïóñòèòü ÷åðåç ìàëîå îòâåðñòèå, ãàç íà÷í¸ò âûëåòàòü èç ñîñóäà ñî ñêîðîñòüþ, ñîîòâåòñòâóþùåé ñòåïåíè ñæàòèÿ ãàçà, òî åñòü ñòåïåíè äåôîðìàöèè ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êè êâàíòîâ ìàòåðèè. Çíà÷èò, äåôîðìàöèÿ ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êè ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ íîâîé ýíåðãèè êâàíòà. Íàçîâ¸ì å¸ âíóòðåííåé (ìåõàíè÷åñêîé) ýíåðãèåé Åâò êâàíòà ìàòåðèè è îáîçíà÷èì ñèìâîëîì «Ì». Î íàëè÷èè âíóòðåííåé ýíåðãèè êâàíòà ìàòåðèè (ôîòîíà) ãîâîðèò è ôîðìà ëó÷à ñâåòà. Ñ óäàëåíèåì îò èñòî÷íèêà, ëó÷ ñâåòà óâåëè÷èâàåòñÿ â äèàìåòðå. Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ôîòîíû ñ òå÷åíèåì âðåìåíè óâåëè÷èâàþòñÿ â ðàçìåðå. Â-òðåòüèõ, êâàíòû ìàòåðèè ÷óòêî ðåàãèðóþò íà ïðèñóòñòâèå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ è ïðèñîåäèíÿþòñÿ (ïðèêëåèâàþòñÿ) êî âñåì ìàòåðèàëüíûì òåëàì. È äàëåå ìû óâèäèì, ÷òî ÷åì áîëåå ñæàò êâàíò (èìååò ìåíüøóþ ïîâåðõíîñòü êâàíòîâîãî è ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ), òåì áîëåå óâåëè÷èâàåòñÿ åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, íî òåì áîëåå îí óòðà÷èâàåò ñïîñîáíîñòü ðåàãèðîâàòü íà ãðàâèòàöèþ (ïðèêëåèâàòüñÿ).  åäèíèöå îáú¸ìà âåùåñòâà ñ áîëüøèì óäåëüíûì âåñîì (àòîìíûì âåñîì) êâàíòîâ ìàòåðèè áîëüøå, ÷åì â ýòîì æå îáú¸ìå âåùåñòâà ñ ìåíüøèì óäåëüíûì âåñîì. Ñëåäîâàòåëüíî, êâàíòû ìàòåðèè â âåùåñòâå ñ áîëüøèì óäåëüíûì âåñîì èìåþò ìåíüøèé îáú¸ì, ÷åì â âåùåñòâå ñ ìåíüøèì óäåëüíûì âåñîì, à, çíà÷èò, óäåëüíûé âåñ (ïëîòíîñòü ìàòåðèè) õàðàêòåðèçóåò êîëè÷åñòâî âíóòðåííåé ýíåðãèè êâàíòîâ ìàòåðèè äàííîãî âåùåñòâà. Íàì èçâåñòíî, ÷òî ñ âîçðàñòàíèåì àòîìíîãî âåñà âåùåñòâà, â óñëîâèÿõ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè, íà÷èíàÿ ñ óðàíà, ïðîèñõîäèò ñàìîïðîèçâîëüíûé ðàñïàä âåùåñòâà. Òî åñòü èç âåùåñòâà íà÷èíàþò âûäåëÿòüñÿ ñîñòàâëÿþùèå åãî ýëåìåíòû, â òîì ÷èñëå ôîòîíû. Î ÷¸ì æå ýòî ãîâîðèò? Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî êâàíòû ìàòåðèè äàííîãî òåëà îáëàäàþò òàêîé âíóòðåííåé ýíåðãèåé, ÷òî ïðè ñóùåñòâóþùåé ñèëå ãðàâèòàöèè ñàìîïðîèçâîëüíî ïîêèäàþò äàííîå òåëî. Çíà÷èò, êâàíò ìàòåðèè îáëàäàåò âñåìè âèäàìè ýíåðãèè. Ýíåðãèÿ êâàíòà ìàòåðèè Åêâ ðàâíà ñóììå åãî ãðàâèòàöèîííîé (ïîòåíöèàëüíîé) «U», êèíåòè÷åñêîé – èíåðöèîííîé, òî åñòü ýíåðãèè, çàâèñÿùåé îò ìàññû (ìàññîâîé) îáîçíà÷èì å¸ çíàêîì «Ê», âíóòðåííåé (ìåõàíè÷åñêîé) «Ì», ýëåêòðè÷åñêîé «Ñ» è ìàãíèòíîé «Â», ýíåðãèé Åêâ=U+Ê+Ì+C+ (1) Íî ôîòîí ýòî äâèæóùèéñÿ âíå ìàòåðèàëüíîãî òåëà êâàíò ìàòåðèè, ñëåäîâàòåëüíî, ýíåðãèÿ ôîòîíà Åô ðàâíà ñóììå åãî ïîòåíöèàëüíîé «U», êèíåòè÷åñêîé – èíåðöèîííîé, «Ê», âíóòðåííåé (ìåõàíè÷åñêîé) «Ì», ýëåêòðè÷åñêîé «Ñ» è ìàãíèòíîé «Â», ýíåðãèé. Åô=åï+môυ2/2+åâí+Ñ+Â; Åô=Uô+Êô+Ìô+Cô+Âô (1). Çäåñü Åô ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà, Uô(åï) åãî ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ (âîçìîæíîñòü âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ äðóãèìè ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè), Ê=mv2/2 êèíåòè÷åñêàÿ (ìàññîâàÿ) ýíåðãèÿ ôîòîíà, mô ìàññà ôîòîíà, υ ñêîðîñòü åãî äâèæåíèÿ, Ì âíóòðåííÿÿ (ìåõàíè÷åñêàÿ) ýíåðãèÿ, C ýëåêòðè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ,  ìàãíèòíàÿ ýíåðãèÿ. Èòàê, êâàíò ìàòåðèè îáëàäàåò âñåìè âèäàìè ýíåðãèè. Ýòà ýíåðãèÿ âìåñòå ñ êâàíòîì ó÷àñòâóåò âî âñåõ ïðîöåññàõ, ïðîèñõîäÿùèõ âî Âñåëåííîé. Áåç ìàòåðèè íèêàêîé ýíåðãèè íåò. Îáîçíà÷èì îáú¸ì, çàíèìàåìûé ôîòîíîì ñèìâîëîì vô. Òîãäà ìàññó ôîòîíà ìîæíî âûðàçèòü òàê mô= vô qô, (2), ãäå ñèìâîëîì qô, îáîçíà÷åíà óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ôîòîíà. Òàêèì îáðàçîì, ìàññà ôîòîíà, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ñîñðåäîòî÷åíèåì âñåé åãî ýíåðãèè, ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâåäåíèåì äâóõ å¸ õàðàêòåðèñòèê; óäåëüíîé ïëîòíîñòè è îáú¸ìà.
Ðèñ. 3.
Vô – îáú¸ì ôîòîíà, U — ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ ãðàâèòàöèè, Åâò – âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Åê – êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ.
Íî ÷òî òàêîå óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ôîòîíà, åñëè ôîòîí ýòî êâàíò íåèçìåíÿþùåãîñÿ êîëè÷åñòâà ìàòåðèè, îêðóæ¸ííûé íåêîòîðûì îáú¸ìîì ýíåðãèè (ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êîé), – ýòî ïëîòíîñòü âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíà.  êîíå÷íîì ñ÷¸òå, ðàñïðåäåëåíèå ïîòåíöèàëüíîé è âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíà çàâèñèò îò åãî çíà÷åíèé vô è qô. Óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ôîòîíà qô ýòî ïîêàçàòåëü ïîòåíöèàëà åãî âíóòðåííåé ýíåðãèè Åâò, à îáú¸ì ôîòîíà – ïîêàçàòåëü åãî ãðàâèòàöèîííîé ýíåðãèè Uô (ýíåðãèè âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè). Òîãäà Ìô.= qô Vô Íà ãðàôèêå ýòî áóäåò âûãëÿäåòü ïðèìåðíî òàê, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñ. 3.. Ôîòîíû ñ ìåíüøåé âíóòðåííåé ýíåðãèåé (êðàñíûé ñâåò) ïðè ñîóäàðåíèè ñ ÿäðàìè àòîìîâ êðåìíèÿ, èç êîòîðîãî ñîñòîèò ñòåêëî, îòñêàêèâàþò îò íèõ íà ìåíüøèé óãîë, ÷åì áîëåå ýíåðãè÷íûå ôîòîíû, íàïðèìåð, ñèíåãî èëè ôèîëåòîâîãî ñâåòà. Çíà÷èò, âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà ïîÿâëÿåòñÿ çà ñ÷¸ò óìåíüøåíèÿ åãî ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè. Òàêèì îáðàçîì, åñëè ìû îáîçíà÷èì ñèìâîëîì Uêâ ýíåðãèþ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ êâàíòà, à ñèìâîëîì Ì(Åâò) âíóòðåííþþ ýíåðãèþ êâàíòà, òî ñóììàðíàÿ ýíåðãèÿ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ íåñêîëüêèõ îáúåäèí¸ííûõ êâàíòîâ íå ðàâíà ñóììå ýíåðãèé èõ ãðàâèòàöèîííûõ ïîëåé â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè, îíà ìåíüøå å¸ íà ñóììó âíóòðåííèõ ýíåðãèé ýòèõ êâàíòîâ. UƩ=Uêâ.1+Uêâ.2+…Uêâ. ï≠nUêâ: UƩ = Uêâ.1+Uêâ.2 + ….Uêâ. n = nUêâ-Å(âò) (n-1)(2).
Äëÿ òàêîãî ÿâëåíèÿ áîëüøå ïîäõîäèò íàçâàíèå íå ýôôåêò ìàññû à «êîììóíàëüíûé ýôôåêò». Ýòà ôîðìóëà ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ è íà äðóãèå âèäû ýíåðãèè; ýëåêòðè÷åñêóþ è ìàãíèòíóþ (ñì. ôîðìóëó 5). ß ñ÷èòàþ, ÷òî õàðàêòåðèñòèêè âñåõ ïðåäñòàâëåííûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö çàâèñÿò îò òîãî, èç êàêîãî êîëè÷åñòâà è â êàêîì êà÷åñòâå íàõîäÿòñÿ êâàíòû ìàòåðèè â ýòîé ÷àñòèöå. Íà Çåìëå ìíîãî ñèíòåçàòîðîâ ìàòåðèàëüíûõ âåùåñòâ èç ôîòîíîâ. Âåñü ðàñòèòåëüíûé ìèð ñèíòåçèðóåò èç ôîòîíîâ Óãëåðîä, Àçîò, Êèñëîðîä è äðóãèå âåùåñòâà. Äà è ñàìà Çåìëÿ ÿâëÿåòñÿ ñèíòåçàòîðîì âåùåñòâ. Âåäü äëÿ òîãî, ÷òîáû óçíàòü, ÷òî ïðîèñõîäèëî â äðåâíèå âðåìåíà, íåîáõîäèìî ñäåëàòü ðàñêîïêè. Îòêóäà æå áåð¸òñÿ ýòè çåìåëüíûå âåùåñòâà, êîòîðûå ñêðûâàþò îò íàñ êàðòèíó äðåâíîñòè? Ýòè âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ èç ôîòîíîâ.
Ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà.
Ñóùåñòâóåò «ÇÀÊÎÍ ÏËÀÍÊÀ», êîòîðûé Ìàêñ Ïëàíê äîëîæèë 19 äåêàáðÿ 1900 íà çàñåäàíèè Áåðëèíñêîãî ôèçè÷åñêîãî îáùåñòâà. Îí ãëàñèò, ÷òî ñâåò ñ ÷àñòîòîé ν, ìîæåò èçëó÷àòüñÿ òîëüêî êâàíòàìè, ýíåðãèÿ ε êîòîðûõ ðàâíà 2πħν èëè ε =2πħν. Çäåñü ħ = 1,06õ10-27 ýðãñåê./èìï ìèðîâàÿ ïîñòîÿííàÿ, êîòîðàÿ íîñèò íàçâàíèå «ïîñòîÿííîé Ïëàíêà». Íî 2πħ=h, òîãäà ε = hν, h=6,63õ10-34 Äæ. ñåê./èìï. h=6,63õ10-27 ýðã ñåê./èìï. Çàïèñàâ ôîðìóëó çàêîíà Ïëàíêà òàêèì îáðàçîì εÒ = h = const, ìû âèäèì, ÷òî ýíåðãèÿ êâàíòîâ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ïåðèîäó âðåìåíè ìåæäó èçëó÷åíèÿìè ñîñåäíèõ êâàíòîâ. ×åì áîëüøå ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ, òåì áîëüøå ýíåðãèÿ êâàíòîâ, òåì ìåíüøå ïåðèîä âðåìåíè ìåæäó èçëó÷åíèåì äâóõ ñîñåäíèõ êâàíòîâ, íî ïðîèçâåäåíèå εÒ èëè ÷àñòíîå ε/ν âñåãäà áóäåò ðàâíÿòüñÿ ïîñòîÿííîé Ïëàíêà. Îäíàêî, ε ýòî íå ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ε ≠mñ2, òàê êàê êîëè÷åñòâî ïîëíîé ýíåðãèè òåëà íå èçìåíÿåòñÿ, â íàøåì æå ñëó÷àå ýíåðãèÿ êâàíòà èçìåíÿåòñÿ ñ èçìåíåíèåì ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ. Çíà÷èò ôîðìóëà (10.5) mô= hν/c2 â ó÷åáíèêå ôèçèêè Ã.ß. Ìÿêèøåâà, Á.Á.Áóõîâöåâà íåâåðíà. ×òî æå âëå÷¸ò çà ñîáîé èçìåíåíèå âåëè÷èíû ýíåðãèè êâàíòà ìàòåðèè, èçìåíåíèå ìàññû êâàíòà èëè èçìåíåíèå åãî ñ Íî êëàññè÷åñêàÿ ôèçèêà ãîâîðèò î òîì, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà âåëè÷èíà ïîñòîÿííàÿ?! Ôîòîí ýòî ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà ìàòåðèè. Âñå ÷àñòèöû ìàòåðèè, – íåéòðîí, ïðîòîí, ýëåêòðîí èìåþò ñâîþ ïîñòîÿííóþ ìàññó, è ìàññà èõ íå çàâèñèò íè îò òåìïåðàòóðû, íè îò äðóãèõ ñîñòîÿíèé ýòîãî òåëà. Çíà÷èò, ñ áîëüøîé äîëåé âåðîÿòíîñòè ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî è ìàññà ôîòîíà, êàê õàðàêòåðèñòèêà êîëè÷åñòâà ìàòåðèè, ñîäåðæàùåéñÿ â êâàíòå, âåëè÷èíà ïîñòîÿííàÿ. Åñëè h= ε/ν, à ε = mυ2/2, òîãäà h= mυ2/2ν, 2hν= mυ2.  ýòîì óðàâíåíèè h è m âåëè÷èíû ïîñòîÿííûå. Ñëåäîâàòåëüíî, èçìåíåíèå ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ âëå÷¸ò çà ñîáîé èçìåíåíèå ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ôîòîíà ∆ν→∆υ2, òî åñòü, èçìåíåíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ôîòîíà. Äàâàéòå ïîïðîáóåì ïðèáëèçèòåëüíî îïðåäåëèòü ìàññó êâàíòà ìàòåðèè èññëåäóÿ èçìåíåíèå êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ôîòîíà. Äëÿ ýòîãî âîçüì¸ì ñâåòîâîå èçëó÷åíèå ñ äëèíîé âîëíû λ=3,7õ10-7ì. Ýòîé äëèíå âîëíû ñîîòâåòñòâóåò ÷àñòîòà ν=8,11õ10141/ñåê. Ðàçíèöà ñêîðîñòè äâèæåíèÿ êâàíòîâ ïðè ν=1èìï/ñåê. è ν=8,11õ1014èìï/ñåê. áóäåò ðàâíà ∆υ=√2∆ν=√2õ8,1114= 4,02õ107 =0,402õ108ì/ñåê. Òîãäà ñêîðîñòü êâàíòîâ υ1 ïðè ÷àñòîòå èçëó÷åíèÿ 1èìï/ñåê. ðàâíà υ1=2,998õ108ì/ñåê. -0,402õ108ì/ñåê =2,596õ 108ì / ñåê. Åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî â ÿâëåíèè ôîòîýôôåêòà ïðèíèìàåò ó÷àñòèå òîëüêî êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ, òî mê=2h/υ2=2õ6,63õ10-27 /6,739õ1016=1,968õ10-43êã Ìàññà êâàíòà ìàòåðèè ðàâíà 1,968õ10-43êã. Îäíàêî, ïðè ÷àñòîòå èçëó÷åíèÿ ν=8,11õ1014 èìï/ñåê., ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò ÿâëåíèå ôîòîýôôåêòà ìàññà êâàíòà mê=2å/υ2 mê=2õ6,63õ10-27õ8,11õ1014 èìï/ñåê./8,99õ1016 ì2/ñåê2 =11,96õ10-29êã. Ýòî áîëüøå ÷åì ìàññà ýëåêòðîíà (må=9,1õ10-31êã). Íî òàêîãî íå ìîæåò áûòü. Ñëåäîâàòåëüíî, ìåòîäèêà ðàñ÷¸òà íå ïðàâèëüíà. Çäåñü ó íàñ ìàññà âûñòóïàåò, êàê ìåðèëî ýíåðãèè, êîòîðóþ ìû íå ó÷ëè. Êàêèì æå îáðàçîì ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ýíåðãèè ôîòîíà, è êàêóþ ýíåðãèþ ìû íå ó÷ëè? Íà ýòîò âîïðîñ ìîæåò îòâåòèòü òîëüêî òåîðèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè. Óâåëè÷åíèå ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ ïðîèñõîäèò âñëåäñòâèå óâåëè÷åíèÿ ïëîòíîñòè èçëó÷åíèÿ. ×åì áîëüøå ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ, òåì áîëüøå ñæàò ôîòîí, íî ïðè ñæàòèè ôîòîíà, óâåëè÷èâàåòñÿ åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà h ýòî êîýôôèöèåíò óâåëè÷åíèÿ âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíà ïðè óâåëè÷åíèè ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ íà îäíî èçëó÷åíèå â ñåêóíäó. Òàê ó ìåíÿ è áûëî îïðåäåëåíî âî âòîðîì èçäàíèè ðàáîòû. Òàê îíî è åñòü, åñëè èçìåíåíèå ýíåðãèè èçìåðÿòü íåïîñðåäñòâåííî ó èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ. Îäíàêî, ïðè äâèæåíèè ôîòîíà åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ óìåíüøàåòñÿ, ïðåâðàùàÿñü â óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ôîòîíà, â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ ôîòîíà. Íî ñóììà ýòèõ ýíåðãèé, òî åñòü ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíà îñòà¸òñÿ íåèçìåííîé εäâ = môυ2/2+åâò= const=hν Åñëè çàïèñàòü íîðìàëüíî ðàçìåðíîñòü âåëè÷èíû h – ýðã. ñåê/èìï, ìû óâèäèì, ÷òî ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà h ýòî êîýôôèöèýíò ýíåðãèè äâèæåíèÿ ôîòîíà. Ýòî êîëè÷åñòâî ýíåðãèè, íà êîòîðîå èçìåíÿåòñÿ ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíà ïðè èçìåíåíèè ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ íà îäèí èìïóëüñ â ñåêóíäó h = δεäâ h=môδυ2:2+δåâò =const. (3) Ïîýòîìó-òî Ïëàíê è íàçâàë ýòîò êîýôôèöèåíò «êâàíòîì äåéñòâèÿ». ×àñòîòà èçëó÷åíèÿ çàâèñèò îò óäåëüíîé ïëîòíîñòè èçëó÷àåìîãî òåëà, à óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü çàâèñèò îò ìàññû èçëó÷àåìîãî òåëà.  êîñìè÷åñêèõ ÿâëåíèÿõ ýòî âèäíî íà çàâèñèìîñòè ìàññû çâåçäû è å¸ ñâåòèìîñòè (äèàãðàììà Ãåðöøïðóíãà – Ðåññåëà). ×åì áîëüøå ìàññà çâåçäû, òåì èíòåíñèâíåå ó íå¸ âûñîêî÷àñòîòíîå èçëó÷åíèå. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ – âîò ãëàâíàÿ äâèæóùàÿ ñèëà ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû ìàòåðèè. Èìåííî îíà âëèÿåò è íà ÷àñòîòó èçëó÷åíèÿ è íà ýíåðãèþ èçëó÷åííîãî ôîòîíà. Ýíåðãèÿ ε = hν= (môυ2/2+åâò )ν, ýòî ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíà. Òîãäà ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà áóäåò Åô=Uô+Cô+Âô+Åäâ Åô=Uô+Cô+Âô+hν(4)  ÿâëåíèè ôîòîýôôåêòà ïðèíèìàåò ó÷àñòèå íå òîëüêî êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ, íî è âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà. Òðè âèäà ýíåðãèè, – ïîòåíöèàëüíóþ, êèíåòè÷åñêóþ è âíóòðåííþþ (à òàêæå, ýòî ìû ðàññìîòðèì äàëåå, è ìàãíèòíóþ, è ýëåêòðè÷åñêóþ) ðàññìàòðèâàòü îòäåëüíî ïðè äâèæåíèè ôîòîíà ìîæíî òîëüêî äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìãíîâåííîãî çíà÷åíèÿ òîé èëè äðóãîé ýíåðãèè. Ïðè äâèæåíèè ôîòîíà â ñîñòàâå âîëíû èçëó÷åíèÿ, åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ïîñòîÿííî ïåðåõîäèò â êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ ýòîãî ôîòîíà â âîëíå èçëó÷åíèÿ è â åãî ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ (ñì. ðèñ. 3). Îò ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ çàâèñèò íå òîëüêî ÷àñòîòà, è äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ, íî è ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ôîòîíîâ.  êîíå÷íîì ñ÷¸òå, âñ¸ çàâèñèò îò v-q õàðàêòåðèñòèêè êâàíòà. ×åì áîëüøå ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ, òåì áîëåå ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ Ð=hν2, ν = υ/λ, ãäå υ ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ äàííîãî èçëó÷åíèÿ, λ äëèíà åãî âîëíû. Èç ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ìîùíîñòè ýòîãî èçëó÷åíèÿ. ×åì ìîùíåå èçëó÷åíèå, òåì ìåíüøå äëèíà âîëíû, òåì áîëüøå å¸ ïëîòíîñòü, òåì ìåíüøèé îáú¸ì çàíèìàåò ôîòîí â ñâåòîâîé âîëíå, òåì áîëüøå îí ñæàò, òåì áîëüøå ó íåãî çàïàñà âíóòðåííåé ýíåðãèè, òåì áîëüøå ñèëà óïðóãîñòè, äåéñòâóþùàÿ íà ôîòîí, òåì ñ áîëüøèì óñêîðåíèåì îí îòäåëÿåòñÿ îò èçëó÷àåìîãî òåëà è äâèãàåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå. Ýòî äîêàçûâàåò, íàïðèìåð, ÿâëåíèå ôîòîýôôåêòà, ïðè êîòîðîì ñâåòîâûå âîëíû ìàëîé ÷àñòîòû íå ìîãóò âûðâàòü ýëåêòðîíû, äàæå, åñëè àìïëèòóäà âîëíû âåëèêà (Ìÿêèøåâ, Áóõîâöåâ ôèçèêà 11êë ñòð. 209). Íî Ð=εν ε=môαôλ=môλ∆υô/Ò= môλ∆υôν, Ð=hν2= εν=mô∆υôλν2, h=ñînst=mô∆υôλ. ×åì áîëüøå ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ òåì áîëüøå ìîùíîñòü ôîòîíà. ×åì ìåíüøå äëèíà âîëíû, òåì áîëüøå óñêîðåíèå ôîòîíà. Êàêèì æå îáðàçîì ïîÿâëÿåòñÿ âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà?
Îáîëî÷êà ÿäðà êâàíòà ìàòåðèè.
Íà îñíîâå âûøå èçëîæåííûõ èññëåäîâàíèé ìû ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî îñíîâó êâàíòà ìàòåðèè ñîñòàâëÿåò òâ¸ðäîå ÿäðî. Ýòî ÿäðî îêðóæåíî ÷åòûðüìÿ ñèëîâûìè ïîëÿìè. Âñå ïîëÿ èñõîäÿò èç ÿäðà è ïðèíàäëåæàò ÿäðó. Ñôåðû íàèáîëåå ñèëüíîãî äåéñòâèÿ ïîëåé ðàñïðåäåëåíû ñëåäóþùèì îáðàçîì. Âîçëå ÿäðà íàèáîëåå ñèëüíûì âëèÿíèåì îáëàäàåò êâàíòîâîå ïîëå. Äðóãèå òðè ïîëÿ òîæå äåéñòâóþò â ýòîé çîíå è òîæå ñ íàèáîëüøåé êîíöåíòðàöèåé, íî êâàíòîâîå ïîëå çäåñü íàèáîëåå çíà÷èìî, òàê êàê ÿâëÿåòñÿ ùèòîì ÿäðà. Ýòî ïîëå îòòîðæåíèÿ. Îíî îòòîðãàåò îò êâàíòà âñ¸, ÷òî îêàçûâàåòñÿ â çîíå åãî äåéñòâèÿ. Äëÿ îáðàçîâàíèÿ âåùåñòâà êâàíòû ìàòåðèè íàäî ñèëüíî ñäàâèòü, ÷òîáû ïðèâåñòè â äåéñòâèå êîðîòêîäåéñòâóþùèå ýëåêòðè÷åñêèå èëè ìàãíèòíûå ñèëû. Òàê ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèå âåùåñòâ â íåäðàõ çâ¸çä. Íî åñòü òàêèå âåùåñòâà, êîòîðûå ïðè íîðìàëüíîì äàâëåíèè ðàñïàäàþòñÿ, è îñêîëêè ýòèõ âåùåñòâ ðàçëåòàþòñÿ ñ áîëüøîé ýíåðãèåé. Ñëåäîâàòåëüíî, êâàíòîâîå ïîëå îáëàäàåò óïðóãîñòüþ. Ïîõîæå, ÷òî êâàíòîâîå ïîëå ýòî âîâñå íå ïîëå, à ìàòåðèàëüíàÿ ñôåðà, îêðóæàþùàÿ ÿäðî. Ýòî ïîëå îáëàäàåò â îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèÿõ äèýëåêòðè÷åñêèìè è äèãðàâèòàöèîííûìè ñâîéñòâàìè. Ïðè ñèëüíîé äåôîðìàöèè (ñæàòèè) îíî îñëàáëÿåò äåéñòâèå ýëåêòðîìàãíèòíîãî è ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, íî âîçðàñòàåò ñèëà âíóòðåííåé ýíåðãèè êâàíòà. Çíà÷èò, ýòà ñôåðà ñîñòîèò èç ìàòåðèàëà, èìåþùåãî äèýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà, è ÿâëÿþùàÿñÿ ïðîäîëæåíèåì ÿäðà êâàíòà ìàòåðèè. Ýòà ÷àñòü êâàíòà ìåíåå æ¸ñòêà è îáëàäàåò óïðóãîñòüþ. Íàçîâ¸ì å¸ îáîëî÷êîé ÿäðà êâàíòà ìàòåðèè. Ýòà ÷àñòü ÿäðà ïëàñòè÷íà è óïðóãà. Ïîä âîçäåéñòâèåì ñèëû, îáú¸ì îáîëî÷êè è å¸ ïëîòíîñòü ìåíÿþòñÿ. Ïðè ñæàòèè êâàíòà åãî îáîëî÷êà ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå ïî ðàçìåðàì, íî áîëåå ïëîòíîé è áîëåå óïðóãîé, â íåé âîçíèêàåò âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Äàëåå ïðîÿâëÿåòñÿ âëèÿíèå ìàãíèòíîãî è ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Ýòè ïîëÿ êîðîòêîäåéñòâóþùèå. Âîçìîæíî äàæå, ÷òî èõ ñèëîâûå ëèíèè ïî÷òè çàìûêàþòñÿ â îáîëî÷êå, òàê êàê äëÿ èõ äåéñòâèÿ íåîáõîäèìî ñæàòèå îáîëî÷êè. Äàëåå ñëåäóåò çîíà äåéñòâèÿ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ êâàíòà. Ýòî ïîëå ñàìîå ñèëüíîå è îáú¸ìíîå. Åãî ñèëîâûå ëèíèè, íàïðàâëåííûå ê ÿäðó êâàíòà. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ñ êâàíòîâûì ïîëåì ñâÿçàíî òàêîé çàâèñèìîñòüþ; ÷åì áîëüøå ñæàòî (äåôîðìèðîâàíî) êâàíòîâîå ïîëå, òåì ñëàáåå ó êâàíòà ãðàâèòàöèîííîå ïîëå. Òàêèì îáðàçîì, ìû ïðèøëè ê âûâîäó, ÷òî êâàíòîâîå ïîëå, ýòî ïðîäîëæåíèå òâ¸ðäîãî ÿäðà â âèäå îáîëî÷êè. ×åðåç ýòó îáîëî÷êó ïðîõîäÿò ñèëîâûå ëèíèè âñåõ ïîëåé. Ïðè ñèëüíîì ñæàòèè â îáîëî÷êå âîçíèêàþò äèýëåêòðè÷åñêèå, äèìàãíòíûå è äèãðàâèòàöèîííûå ñâîéñòâà. Ñëåäîâàòåëüíî ýíåðãåòè÷åñêàÿ êàðòèíà êâàíòà ìàòåðèè áóäåò ñëåäóþùàÿ: Åêâ= fUî+ fCî+ fBî +K+ kΔV (5), ãäå U ýíåðãèÿ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, Cî – ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ñâîáîäíîãî êâàíòà, Bî – ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñâîáîäíîãî êâàíòà, K êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ôîòîíà (mv2/2), kΔV=Ì – âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ êâàíòà f = V/V0 — êîýôôèöèåíò ñæàòèÿ êâàíòà, k – êîýôôèöèåíò óïðóãîñòè êâàíòîâîé îáîëî÷êè êâàíòà, V0 — îáú¸ì ñâîáîäíîãî êâàíòà, V – îáú¸ì ñæàòîãî êâàíòà, ΔV= V0 — V. Äåéñòâåííîñòü ýòîãî çàêîíà ìîæíî íàáëþäàòü íà ïðèìåðå ñîñòîÿíèÿ ôîòîíà. Ôîòîí – ýòî äâèæóùèéñÿ êâàíò ìàòåðèè. Íàèáîëüøàÿ òî÷íîñòü, ñ êîòîðîé óäàëîñü èçìåðèòü ìàññó ôîòîíà, M(ɣ)=1,1×10−52êã. èëè 1×10−22me) ò. å. â ýëåêòðîíå 1022 ôîòîíîâ. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå (çàðÿä ôîòîíà C(ɣ)= 5×10−52 Êë)? ß ñ÷èòàþ ýòî çíà÷åíèå íåâåðíî. Äàâàéòå ïîäñ÷èòàåì. Me = 9,1x10-31êã; Ce = 1,5 x 10-19 ê. Ìêâ = 1,1 õ 10-52 êã. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîëè÷åñòâà êâàíòîâ â ýëåêòðîíå âîçüì¸ì ñàìóþ íåèçìåííóþ õàðàêòåðèñòèêó – ìàññó. Ñîîòíîøåíèå ìàññ ýëåêòðîíà è êâàíòà ïîêàæåò íàì, êàêîå êîëè÷åñòâî êâàíòîâ ñîäåðæèòñÿ â ýëåêòðîíå. Nêâ.=Me/Ìêâ=9,1õ10-31:1,1õ10-52 Nêâ =8,27õ1021êâ. N = 8,27õ1021êâ. Åñëè çàðÿä êâàíòà ïîìíîæèì íà êîëè÷åñòâî êàíòîâ â ýëåêòðîíå, ìû äîëæíû ïîëó÷èòü çàðÿä ýëåêòðîíà. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ó÷åñòü äåôåêò ìàññû, ìû ýòîò ðåçóëüòàò äîëæíû ïîìíîæèòü íà 2/3 Ce = Cêâ õ Nêâ õ 2/3 Ce = 5 õ 10-52ê õ 8,27 õ 1021êâ. 2/3. Çäåñü 2/3 – ýòî êîýôôèöèåíò äåôåêòà ìàññû «Äåôåêò ìàññû» îáúÿñíÿåòñÿ ôîðìóëîé ñîñòîÿíèÿ êâàíòà. Åêâ=Uîf + Cîf + Bîf +mv2/2 + kΔV (5). Ce =41,35 õ 10-31ê õ 2/3= 27,6 õ 10 -31ê. Ce = 2,76õ10 -30ê. Íî òàáëè÷íîå Ce = 1,5 x 10-19 ê. Ñëåäîâàòåëüíî, íåïðàâèëüíî îïðåäåëåíî çíà÷åíèå Cêâ. Ce = 2/3 Cêâ. Nêâ. Cêâ=3Ce/2Nêâ.Cêâ=3õ1,5x10-19êâ./2õ8,27õ1021. Cêâ=4,5õ10-19/16,54õ1021. Cêâ=2,7õ10-41ê. Ïðîâåðÿåì. Ce=2CêâNêâ/3 Ce=2õ2,7õ10-41õ8,27õ1021/3. Ce =5,4õ10-41õ8,27õ1021/3 =1,49õ10-19, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò òàáëè÷6îìó çíà÷åíèþ Ñå. Çíà÷èò, Cêâ ~ 2,7õ10-41Êë. Ñâîéñòâî «Äåôåêò ìàññû» ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé äóàëèçìà ñâîéñòâ ôîòîíà.  ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè V=V0. Òîãäà Åêâ=Uî + Cî + Bî +mv2/2.  ýòîì ñîñòîÿíèè âîëíà ôîòîíîâ â íàèáîëüøåé ñòåïåíè ïðîÿâëÿåò êà÷åñòâà ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû. Ïðè ìàêñèìàëüíîì ñæàòèè êâàíòà ýíåðãèÿ âñåõ åãî ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëåé ãàñèòñÿ ñæàòûì êâàíòîâûì ïîëåì äî ìèíèìóìà.  ýòîé ôîðìàöèè êâàíò ìàòåðèè (ïî÷òè?) íå èìååò âíåøíèõ ïðîÿâëåíèé íè ýëåêòðè÷åñêîãî, íè ìàãíèòíîãî, íè ãðàâèòàöèîííîãî ïîëåé, à èìååò òîëüêî ìàêñèìóì âíóòðåííåé ýíåðãèè, êîòîðàÿ çàêëþ÷åíà â ìàêñèìàëüíî ñæàòîé îáîëî÷êå ÿäðà Åêâ~kΔVmax. Ââèäó òîãî, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ñëàãàåìûå Uîf, Cîf, Bîf áåñêîíå÷íî ìàëû, èìè ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Òîãäà Åêâ=kΔVmax.  ýòîì ñîñòîÿíèè ôîòîí ïðîÿâëÿåò ÷èñòî êîðïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà. Äàëåå êâàíò ìàòåðèè íå ñæèìàåòñÿ íèêàêèìè ñèëàìè. Âîò ïî÷åìó îáðàçóþòñÿ «÷¸ðíûå äûðû». Âîò â ÷¸ì êðîåòñÿ ðàçãàäêà, ïî÷åìó «…íå óñòàíîâëåíî ýôôåêòîâ àííèãèëÿöèè ÷àñòèö è àíòè÷àñòèö â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó ãàëàêòèêàìè, ñîñòîÿùèìè èç âåùåñòâà è ãàëàêòèêàìè, ñîñòîÿùèìè èç àíòèâåùåñòâà. Ýòè ïîèñêè äàëè îòðèöàòåëüíûé ðåçóëüòàò, è ïîýòîìó áîëåå âåðîÿòíûì â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïðåäïîëîæåíèå î çàðÿäîâî-íåñèììåòðè÷íîé Âñåëåííîé, â êîòîðîé àíòèáàðèîíû èìåþòñÿ â íè÷òîæíîì êîëè÷åñòâå â ñîñòàâå êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé». ß.Á. Çåëüäîâè÷, È.Ä. Íîâèêîâ «Ñòðîåíèå è ýâîëþöèÿ Âñåëåííîé». Íåò àíòèìàòåðèè, íåò àíòèâåùåñòâ, íåò àíòèãàëàêòèê. Åñòü òîëüêî ìàòåðèÿ, ñîñòîÿùàÿ èç ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, è åñòü Âñåëåííàÿ, êàê ñïîñîá ñóùåñòâîâàíèÿ ýòîé ìàòåðèè. Êàêèå æå âûâîäû ìîæíî ñäåëàòü èç çàêîíà Ì. Ïëàíêà. ×òî æå óäåðæèâàåò ýòè êâàíòû â äàëüíåéøåì, êîãäà óæå âåùåñòâî îáðàçîâàëîñü? Âåäü íå ðàñïàäàþòñÿ àòîìû âåùåñòâ, ðàñïîëîæåííûõ â òàáëèöå Ìåíäåëååâà ðàíüøå Óðàíà? Íà ýòîò âîïðîñ îòâåòèë Õèäýêè Þêàâà. Þêàâà ïðîâîäèë îïûòû ïî ðàññåÿíèþ ïðîòîíîâ ïðîòîíàìè, è îí ñóìåë çàìåðèòü èçìåíåíèå âåëè÷èíû çàðÿäà ïðîòîíà è îêàçàëîñü, ÷òî âåëè÷èíà çàðÿäà óáûâàåò íå ïî çàêîíó Êóëîíà q→1/R2, à ïî ôîðìóëå Y(R)~(å -R/λ)/R). Ýòî ïðîèñõîäèò îò òîãî, ÷òî êâàíòû ìàòåðèè â ïðîòîíå ñæàòû è êâàíòû ïîëÿ â ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êå ïðîòîíà ðàñïîëàãàþòñÿ òàê, ÷òî ïëîòíîñòü èõ ìåíÿåòñÿ íå ïî çàêîíó Êóëîíà q→1/R2 (Øàðëü Îãþñò Êóëîí), êîòîðûé îïèñûâàåò ðàñïîëîæåíèå êâàíòîâîãî ïîëÿ ñâîáîäíîãî çàðÿäà, à ïî çàêîíó Õèäýêè Þêàâû Y(R)~(å-R/λ)/R). Òî åñòü, ÷åì áëèæå äðóã ê äðóãó ðàñïîëàãàþòñÿ ýëåìåíòû ÿäðà, òåì áîëüøå ñèëû âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ýòèìè ÷àñòèöàìè. Îäíàêî, ÷åì áîëåå ñäàâëåíî ÿäðî àòîìà, òåì áîëåå óâåëè÷èâàþòñÿ âíóòðåííèå ñèëû, ðàñòàëêèâàþùèå ýòè ýëåìåíòû ÿäðà. Äàâàéòå ïîäâåä¸ì èòîãè ýòîãî ðàçäåëà. Èòàê: 1) Êâàíò ìàòåðèè îáëàäàåò âíóòðåííåé ýíåðãèåé. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ êâàíòà ìàòåðèè ïîÿâëÿåòñÿ ïðè äåôîðìàöèè (ñæàòèè) îáîëî÷êè åãî ÿäðà (êâàíòîâîãî ïîëÿ). Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ êâàíòà ìàòåðèè, ýòî ïîòåíöèàë åãî êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè. 2) Ýíåðãèÿ ε = hν, ýòî ñóììà âíóòðåííåé è êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè (ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ) ôîòîíà. 3) Ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà h (êâàíò ýíåðãèè äâèæåíèÿ), ýòî íå ÷òî èíîå, êàê êîëè÷åñòâî ýíåðãèè, íà êîòîðîå èçìåíÿåòñÿ ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíà, ïðè èçìåíåíèè ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ íà îäíî èçëó÷åíèå â ñåêóíäó. 4) Èçíà÷àëüíî êàæäîé äëèíå âîëíû ñîîòâåòñòâóåò ñâîÿ ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíîâ. 5) Ïëîòíîñòü êâàíòîâ ìàòåðèè â âîëíå èçëó÷åíèÿ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà ÷àñòîòå èçëó÷åíèÿ. ×àñòîòà èçëó÷åíèÿ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà ïëîòíîñòè èçëó÷àþùåé ìàòåðèè. 6) Ïëîòíîñòü ìàòåðèè â âîëíå èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåò òåìï å¸ óñêîðåíèÿ. 7) Äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà òåìïó óñêîðåíèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíîâ.
Ãðàâèòîí (Ðèñ 8;9;10).
 1965 ãîäó áûëî îòêðûòî èçëó÷åíèå, ïëîòíîñòü âîëíû êîòîðîãî ñîîòâåòñòâóåò òåìïåðàòóðå 3îÊ. Ýòî âïîëíå íîðìàëüíîå ÿâëåíèå. Åñëè òåìïåðàòóðó êîñìîñà ìû îïðåäåëèëè â 2,7îÊ, òî, åñòåñòâåííî, ìèíèìàëüíûé ïîðîã óïëîòíåíèÿ ìàòåðèè (âîëíà), ôèêñèðóåìûé ïðèáîðàìè, áóäåò ÷óòü âûøå ýòîé òåìïåðàòóðû. Íî Ã. À. Ãàìîâ åù¸ â 1948 ãîäó, ïðåäïîëîæèë íàëè÷èå ïîäîáíîãî èçëó÷åíèÿ ïðè ðàñøèðåíèè «ãîðÿ÷åé Âñåëåííîé» è íåêîòîðûå ó÷¸íûå ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ðàäèîâîëíû ñ ïëîòíîñòüþ ýíåðãèè (ìàòåðèè), ñîîòâåòñòâóþùåé òåìïåðàòóðå 3îÊ ýòî èçëó÷åíèå çàïîëíèâøåå Âñåëåííóþ â òîò ìîìåíò, êîãäà òåìïåðàòóðà å¸ áûëà 4000îÊ. Ýòî èçëó÷åíèå íàçâàëè «ðåëèêòîâûì». ß ñ÷èòàþ ýòî çàáëóæäåíèåì. Íà ñàìîì äåëå ýòè âîëíû ÿâëÿþòñÿ ôèíàëîì âñÿêîãî èçëó÷åíèÿ, à 3îÊ ýòî ïîðîã ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðîâ èçìåðåíèÿ. Ïðè äîñòèæåíèè ïëîòíîñòüþ âîëíû èçëó÷åíèÿ ïëîòíîñòè êîñìîñà, ïëîòíîñòü ôîòîíà äîñòèãíåò ìèíèìàëüíî âîçìîæíîé âåëè÷èíû, à îáú¸ì ôîòîíà äîñòèãíåò âåëè÷èíû ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé. Âîëíà ñâåòà çàìåäëÿåò ñâî¸ äâèæåíèå, òàê êàê ãðàâèòàöèîííûå ñâÿçè ôîòîíîâ òîðìîçÿò ýòî äâèæåíèå. Äàëåå ôîòîíû ðàçðûâàþò ñâîè ñâÿçè, óäåðæèâàþùèå èõ â ñâåòîâîé âîëíå, è ãðóïïàìè è â îäèíî÷êó äâèãàþòñÿ â êîñìè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå.  ëåâîé ÷àñòè ñõåìû Ðèñ. 3 ïîêàçàí êâàíò ìàòåðèè, âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ êîòîðîãî ðàâíà íóëþ. Ýòîò êâàíò ìàòåðèè íè÷åì íå ñòåñí¸í, îí èìååò ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå. Íàçîâ¸ì òàêîé êâàíò ìàòåðèè ÃÐÀÂÈÒÎÍÎÌ Ðèñ. 10. Ãðàâèòîí ýòî ýëåìåíòàðíàÿ ÷àñòèöà ìàòåðèè (êâàíò ïîëÿ), îáëàäàþùàÿ ñâîáîäíûì ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì. Ïî-äðóãîìó ýòîò ýòàï æèçíè ÷àñòèöû ÿ íàçâàòü íå ìîãó, òàê êàê ýòî íàçâàíèå ïîëíîñòüþ îòðàæàåò ñóùíîñòü ïîëîæåíèÿ êâàíòà ìàòåðèè. Íàçâàíèå «ãðàâèòîí» óæå ñóùåñòâóåò â ôèçèêå. Õàðàêòåðèñòèêè åãî ïðèìåðíî òàêèå æå. Ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ãðàâèòîíà â èäåàëå ðàâíà; åãî êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè Ê, ýíåðãèè åãî ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ U, ýëåêòðè÷åñêîãî Ñ è ìàãíèòíîãî  ïîëÿ Åãð=Uî+Cî+Bî+Ê. Åãð=Uî+Cî+Bî+mv2/2. Êâàíòîâîå ïîëå ýòîé ÷àñòèöû íè÷åì íå ñòåñíåíî. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ãðàâèòîíà ðàâíà íóëþ ÅÂÒ=0. Åñëè æå ó÷åñòü, ÷òî ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû â «ñâîáîäíîì» êîñìîñå íàõîäÿòñÿ â ìèíèìàëüíîé ãðàâèòàöèîííîé ñâÿçè, è ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ èõ â êîñìîñå ~0,1àòîìà ñì-3, ÷òî ñîñòàâèò ~ 106ñì-3 êâàíòîâ ìàòåðèè, òî ãðàâèòîí èìååò äèàìåòð ~ 10-6ñì.3 (ýòî âåñüìà ãðóáàÿ îöåíêà). Âîçìîæíî, ÷òî «ñâîáîäíîãî» êîñìîñà íåò, è êàæäûé ó÷àñòîê åãî ïðèíàäëåæèò ýíåðãåòè÷åñêîìó ïîëþ êàêîãî-òî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Íàäî òàêæå ó÷åñòü, ÷òî ôîòîíû äâèæóòñÿ íå â ÷èñòîì âàêóóìå. Êîíöåíòðàöèÿ àòîìîâ ìåæçâ¸çäíîãî ãàçà â ïðîñòðàíñòâå Ìåòàãàëàêòèêè n ≈ 0,1 ñì-3 (1àò/10 ñì3). Íî ýòî æå, àòîìû. Îíè ñîñòîÿò èç ïðîòîíîâ, íåéòðîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Ýòî ìèëëèîíû ýëåìåíòàðíûõ ìàòåðèàëüíûõ ÷àñòèö. Êðîìå òîãî, ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ ýòèõ àòîìîâ ñîñòîÿò òîæå èç ýëåìåíòàðíûõ ìàòåðèàëüíûõ ÷àñòèö. Ýòî òàêèå æå áûâøèå ôîòîíû, íî óæå íå èìåþùèå âíóòðåííåé ýíåðãèè. Òî åñòü, àáñîëþòíîãî âàêóóìà â êîñìîñå íåò, êîñìîñ çàñåë¸í ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè ìàòåðèè, è äðóãèìè ÷àñòèöàìè, êîòîðûå ðàñïîëàãàÿñü ìåæäó êîñìè÷åñêèìè òåëàìè è ãàëàêòèêàìè, è ïðèíàäëåæà èì, ñîñòàâëÿþò åãî ãðàâèòàöèîííûé ôîí. Ñëåäîâàòåëüíî, îòñóòñòâèå ñèëû, äåéñòâóþùåé íà òåëî, â ñèëó ñîïðîòèâëåíèÿ ýòîãî ïîëÿ äâèæåíèþ, âëå÷¸ò çà ñîáîé óìåíüøåíèå ñêîðîñòè ëþáîãî äâèæóùåãîñÿ òåëà. Ìû æå, ïðåäïîëàãàåì, ÷òî äâèæåíèå ôîòîíà âå÷íî è íåèçìåííî. Ó÷èòûâàÿ òî, ÷òî ôîòîíû ïðîëåòàþò îãðîìíûå ðàññòîÿíèÿ, ÷òî âçàèìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé íå ñàìè ÷àñòèöû, à èõ ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ, îáú¸ìû êîòîðûõ ãîðàçäî áîëüøå îáú¸ìîâ ñàìèõ ÷àñòèö, êàæäûé ôîòîí èìååò âîçìîæíîñòü ñòîëêíóòüñÿ ñ äðóãîé ÷àñòèöåé, äâèãàþùåéñÿ ñ ìåíüøåé ñêîðîñòüþ èëè â äðóãîì íàïðàâëåíèè. Ïðîèñõîäèò ýôôåêò Êîìïòîíà – èçìåíåíèå ýíåðãèè äâèæåíèÿ ÷àñòèö. Ýòî òîæå òîðìîçèò äâèæåíèå ôîòîíîâ. Òàêèì îáðàçîì, ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ôîòîíà, îòíîñèòåëüíî îêðóæàþùåé åãî ñðåäû ñòàíîâèòñÿ ðàâíîé íóëþ. Ýòà ñðåäà, îêðóæàþùàÿ áûâøèé ôîòîí ñîñòîèò èç òàêèõ æå ñâîáîäíûõ îò âíóòðåííåé ýíåðãèè êâàíòîâ ìàòåðèè. Íàçîâ¸ì ýòó ñðåäó ïîëåì êâàíòîâ. Íî òàê êàê êàæäûé êâàíò ìàòåðèè îáëàäàåò ýíåðãåòè÷åñêîé îáîëî÷êîé, ýòî ïîëå êâàíòîâ îáðàçóþò ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ìàòåðèàëüíîãî òåëà.  ýòîì ïîëå êâàíòû ìàòåðèè, ñîåäèíåíû òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè. Ñîñòîÿíèå ñîîáùåñòâà êâàíòîâ ìàòåðèè, ïðè êîòîðîì îíè ñîåäèíåíû òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè íàçîâ¸ì ñîñòîÿíèåì ïîëÿ, à êâàíòû ìàòåðèè, íàõîäÿùèåñÿ â ýòîì ïîëå íàçîâ¸ì êâàíòàìè ïîëÿ. Ãðàâèòîíû ìîãóò òîëüêî îêàéìëÿòü ýòî ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå èëè íàõîäèòüñÿ ìåæäó ýíåðãåòè÷åñêèìè ïîëÿìè, ñîåäèíÿÿ èõ è ïðèíàäëåæà è òîìó è äðóãîìó. Òàê êàê, è ïðîòîíû è íåéòðîíû ñîñòîÿò èç ýëåêòðîíîâ è ïîçèòðîíîâ, à âñå âìåñòå ñîñòàâëÿþò àòîì, ÿâëÿþùèéñÿ îñíîâîé âåùåñòâ, âñå îñòàëüíûå ÷àñòèöû, íûíå ñ÷èòàþùèåñÿ ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè, ýòî âñ¸ íóêëîíû, òàê êàê îíè ïîëó÷åíû â ðåçóëüòàòå äåëåíèÿ èëè ðàçðóøåíèÿ ÿäðà. Ïðè (àííèãèëÿöèè) ñòîëêíîâåíèè ðàçíîçàðÿæåííûõ ÷àñòèö ïðîèñõîäèò ñèëüíàÿ âñïûøêà. Ýòî ïðîèñõîäèò ðàçë¸ò ôîòîíîâ. Çíà÷èò, ïðè ïðèáëèæåíèè íà êðèòè÷åñêîå ðàññòîÿíèå, Ñèëû âíóòðåííåé ýíåðãèè ñòàíîâèòñÿ ïðåâîñõîäÿùåé âñå îñòàëüíûå ñèëû è êâàíòû îòòàëêèâàÿñü äðóã îò äðóãà ðàçëåòàþòñÿ. Èòàê.
1. Êâàíòû ìàòåðèè ýòî âñåëåíñêèå ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè, òàê êàê èç íèõ ñîñòîÿò è ïîëÿ è âåùåñòâåííàÿ ìàòåðèÿ.
2. ýëåêòðîíû è ïîçèòðîíû ýòî ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû âåùåñòâà. Âñå îñòàëüíûå «ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû» – ýòî íóêëîíû.
Ñ Ë Å Ä Ñ Ò Â È ß.
Ðîùà íà ñêëîíå ãîðû. Êàê áóäòî ãîðà ïåðåõâà÷åíà. Ïîÿñîì äëÿ ìå÷à.Ýòî òðåõñòèøüå ñðåäíåâåêîâîãî ïîýòà Áàñå. Õèäýêè Þêàâà ñ÷èòàë åãî äóõîâíî áëèçêèì ñåáå. Ó÷åíûé ñòðåìèëñÿ ïîñòè÷ü ñîêðîâåííóþ òàéíó âåùåñòâà, íî èíîãäà åìó êàçàëîñü, ÷òî ýòî óæå ñäåëàëè äî íåãî. ß äóìàþ, ÷òî ýòî òð¸õñòèøüå ïðî àòîì, ãäå ÿäðî ýòî ãîðà, à ïîÿñ – ýòî ïîÿñ ýëåêòðîíîâ.
Ïîñòðîåíèå àòîìà.
Ïî÷åìó ÿäðî àòîìà íå ðàñïàäàåòñÿ íà ÷àñòè? Êàêèå ñèëû óäåðæèâàþò ÷àñòèöû ÿäðà ðÿäîì äðóã ñ äðóãîì?…  íà÷àëå òðèäöàòûõ ôèçèêè óæå çíàëè, ÷òî ÿäðî ñîäåðæèò ïðîòîíû – ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå ÷àñòèöû. È âîçíèêàë ëîãè÷íûé âîïðîñ: ïî÷åìó îäíîèìåííûå çàðÿäû íå îòòàëêèâàþòñÿ?  1932 ãîäó àíãëè÷àíèí Äæåéìñ ×åäâèê îòêðûë íåéòðîí – íåéòðàëüíóþ ÷àñòèöó, ïî ìàññå ñîèçìåðèìóþ ñ ïðîòîíîì è òàêæå âõîäÿùóþ â ñîñòàâ ÿäðà. È âîïðîñ î âíóòðèÿäåðíûõ ñèëàõ âñòàë ñ åùå áîëüøåé îñòðîòîé: ÷òî æå ñâÿçûâàåò íåéòðîíû ñ ïðîòîíàìè è äðóã ñ äðóãîì? Êàê îáðàçóþòñÿ ýëåêòðîíû è ïîçèòðîíû??? Ðàíåå óæå ñîîáùàëîñü, ÷òî êâàíò ìàòåðèè îáëàäàåò ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì è ìàãíèòíûì ïîëåì. À êàêîìó æå çàðÿäó êàêîå ïîëå ïðèíàäëåæèò? Îêàçûâàåòñÿ, ÷òî îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû ïî çíàêó ìàòåðèè èìåþò â ðàâíûõ êîëè÷åñòâàõ è ïîëÿ ñ ñåâåðíûì ìàãíèòíûì ïîëþñîì è ïîëÿ ñ þæíûì ìàãíèòíûì ïîëþñîì, òî æå ñàìîå ñâîéñòâî èìåþò è ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû ìàòåðèè. Äëÿ òîãî, ÷òîáû äîêàçàòü ýòî, íåîáõîäèìî ðàññìîòðåòü ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ ýëåêòðîííî-ïîçèòðîííûõ ïàð. Ï. Å. Êîëïàêîâ «Îñíîâû ÿäåðíîé ôèçèêè § 5 ï.3. ñòð. 36 «…Íà÷èíàÿ ñ ýíåðãèè ~ 1,02 Ìýâ è ïðè áîëüøèõ å¸ çíà÷åíèÿõ ïîÿâëÿåòñÿ íîâûé ïðîöåññ – îáðàçîâàíèå ïàð (ýëåêòðîí – ïîçèòðîí). Ýòè ýëåêòðîíû è ïîçèòðîíû âîçíèêàþò íå èç àòîìíîãî ÿäðà è íå èç ýëåêòðîííîé îáîëî÷êè àòîìà, à ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì âçàèìîïðåâðàùåíèÿ ôîòîíîâ â ýëåêòðîí-ïîçèòðîí. Ýòî îïèñàíî óðàâíåíèåì (11.40) «Îñíîâû ÿäåðíîé ôèçèêè hν0=2m0c2+εê++εê- Íî íè ýòî óðàâíåíèå íè ñëåäóþùèå äàëüøå íå îòðàæàþò ñóòü äåéñòâèÿ. Ýòîò ïðîöåññ áóäåò âûðàæàòüñÿ òàê; 2õ1022hν0→(Åê+Åâí)å+; 2õ1022hν0→(Åê+Åâí)å-. ïîòîìó, ÷òî ýëåêòðîí ñîçäàþò íå ïàðà ôîòîíîâ, à 1022 ôîòîíîâ ñ ýíåðãèåé hν0. Ýòî ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ ôîòîíîâ (îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ äëÿ ýëåêòðîíîâ è ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ äëÿ ïîçèòðîíîâ), (Åê+Åâí)γ+=hν0 ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ îäíîãî ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííîãî ôîòîíà, (Åê+Åâí)γ-=hν0 – ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ îäíîãî îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííîãî ôîòîíà. Âñòðå÷àÿñü ñ ïðåïÿòñòâèåì â âèäå ÿäðà àòîìà âåùåñòâà, ɣ+ è ɣ- îòñêàêèâàþò îò ýòîãî ÿäðà è ïðåîäîëåâàÿ ñîïðîòèâëåíèå îäèíàêîâî çàðÿæåííûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, ñîåäèíÿþòñÿ äðóã ñ äðóãîì, ðàçëè÷íûìè ïî çíàêó ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè. Òî-åñòü êàê ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû, òàê è îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå êâàíòû èìåþò â ðàâíûõ êîëè÷åñòâàõ ìîíîìàãíèòíûå ñåâåðíûé èëè þæíûé ïîëþñ. Ñâîèìè ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè êâàíòû ñîåäèíÿþòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà íå îáðàçóåòñÿ óñòîé÷èâàÿ ÷àñòèöà – ýëåêòðîí èëè ïîçèòðîí. Ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ ñîåäèíåíèÿ ÷àñòèö ñ îäèíàêîâî çàðÿæåííûìè ýëåêòðè÷åñêèìè ïîëÿìè ôîòîíîâ â ýëåêòðîí èëè ïîçèòðîí, íåîáõîäèìî îïðåäåë¸ííîå äàâëåíèå. Âîò ýòî-òî äàâëåíèå ñîçäà¸òñÿ ïðè ñòîëêíîâåíèè ôîòîíà ñ ïðåïÿòñòâèåì â âèäå ïðîòîíà. Çàðîæäåíèå âåùåñòâà â ÷ðåâå êîñìè÷åñêîãî òåëà ïðîèñõîäèò ïðè îãðîìíîì äàâëåíèè, è ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå. Îäíè êâàíòû ìàòåðèè ñòðåìÿòñÿ ê öåíòðó êîñìè÷åñêîãî òåëà, äðóãèå, íàîáîðîò, ïîêèäàþò öåíòð êîñìè÷åñêîãî òåëà. Íî åñòü è òðåòüÿ ãðóïïà êâàíòîâ, êîòîðûå, ñ ïîìîùüþ ñâîèõ ñèëîâûõ ïîëåé ñîåäèíÿþòñÿ ñî ñâîèìè ñîáðàòüÿìè, îáðàçóÿ ðàçëè÷íûå ýëåìåíòû àòîìîâ, êîòîðûå çàòåì îáúåäèíÿþòñÿ â àòîìû. Ïðîòîíû ñîñòîÿò èç ïîçèòðîíîâ è ýëåêòðîíîâ, íî ïîçèòðîíîâ â ïðîòîíå íà îäèí áîëüøå, ÷åì ýëåêòðîíîâ (áàðèîííàÿ àñèììåòðèÿ). Îäíàêî ïî ïëîòíîñòè ïðîòîí óæå ÿâëÿåòñÿ ïðåïÿòñòâèåì äëÿ ïðèñîåäèíåíèÿ åù¸ îäíîãî ýëåêòðîíà. Íåéòðîíû æå îáðàçóåòñÿ ïðè áîëüøåì äàâëåíèè, è ñîñòîÿò èç ðàâíîãî êîëè÷åñòâà ïîçèòðîíîâ è ýëåêòðîíîâ. Ãðàâèòàöèîííûå ïîëÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ñëèâàþòñÿ è ïðåîáðàçóþòñÿ â îáùåå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå àòîìà. ß ñ÷èòàþ, ÷òî òåîðèÿ ïëàíåòàðíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ýëåêòðîíîâ â àòîìå ýòî îøèáêà. Òåì áîëåå âðàùåíèå ýëåêòðîíîâ â ðàçëè÷íûõ ïëîñêîñòÿõ. Íèëüñ Áîð ïðåäïîëîæèë, ÷òî ýëåêòðîíû â àòîìå âðàùàþòñÿ ïî îïðåäåë¸ííûì ñòàöèîíàðíûì îðáèòàì. À êòî èëè ÷òî, êàêèå ñèëû, êàêèå ïîëÿ ñîçäàëè ýòè îðáèòû? Íèêàêèõ ñèë (ïîëåé) ÿäðà, îòòàëêèâàþùèõ ýëåêòðîí íåò. Âî-ïåðâûõ òàêàÿ ñèëà íå èçâåñòíà, âî-âòîðûõ ýòà ñèëà äîëæíà ñîçäàâàòü ñîïðîòèâëåíèå ïðè óäàðå àòîìà ñ äðóãîé ÷àñòèöåé. Îäíàêî ïðè âñåõ óäàðàõ ñîáëþäàåòñÿ çàêîí Êîìïòîíà, è àòîì âåä¸ò ñåáÿ êàê óïðóãîå òâ¸ðäîå òåëî.
Âçàèìîäåéñòâèå ñèë â àòîìå.
Ïîëóêëàññè÷åñêàÿ ìîäåëü àòîìà, áûëà ïðåäëîæåíà Íèëüñîì Áîðîì â 1913 ã. Çà îñíîâó îí âçÿë ïëàíåòàðíóþ ìîäåëü àòîìà, âûäâèíóòóþ Ðåçåðôîðäîì. Îäíàêî, ñ òî÷êè çðåíèÿ êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè, ýëåêòðîí â ìîäåëè Ðåçåðôîðäà, äâèãàÿñü âîêðóã ÿäðà, äîëæåí áûë áû èçëó÷àòü ýíåðãèþ íåïðåðûâíî è î÷åíü áûñòðî è, ïîòåðÿâ å¸, óïàñòü íà ÿäðî. ×òîáû ïðåîäîëåòü ýòó ïðîáëåìó, Áîð ââ¸ë äîïóùåíèå, ñóòü êîòîðîãî çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ýëåêòðîíû â àòîìå ìîãóò äâèãàòüñÿ òîëüêî ïî îïðåäåë¸ííûì (ñòàöèîíàðíûì) îðáèòàì, íàõîäÿñü íà êîòîðûõ îíè íå èçëó÷àþò, à èçëó÷åíèå èëè ïîãëîùåíèå ïðîèñõîäèò òîëüêî â ìîìåíò ïåðåõîäà ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ. Ïðè÷¸ì, ñòàöèîíàðíûìè ÿâëÿþòñÿ ëèøü òå îðáèòû, ïðè äâèæåíèè ïî êîòîðûì ìîìåíò êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ýëåêòðîíà ðàâåí öåëîìó ÷èñëó ïîñòîÿííûõ Ïëàíêà: Òàê êàêèå æå ñèëû «ñîçäàþò» îðáèòû? Èçâåñòíî, ÷òî ýëåêòðîíû âðàùàþòñÿ âîêðóã ïðîòîíîâ. Ýòî ìîæåò áûòü òîëüêî â òîì ñëó÷àå, êîãäà ñèëû ïðèòÿæåíèÿ – öåíòðîñòðåìèòåëüíûå ñèëû è öåíòðîáåæíûå ñèëû áóäóò ðàâíû ìåæäó ñîáîé. ß ñ÷èòàþ, ÷òî ïðè âûâîäå ñâîèõ çàêîíîìåðíîñòåé îòíîñèòåëüíî çàâèñèìîñòè îðáèò ýëåêòðîíîâ â àòîìå Íèëüñîì Áîðîì áûëè äîïóùåíû íåêîòîðûå íåòî÷íîñòè. 1. Áîðîì íå âñêðûòà ïðè÷èíà âðàùåíèÿ ýëåêòðîíà. Âðàùàòüñÿ ýëåêòðîí çàñòàâëÿåò ìàãíèòíûé ïîòîê ÿäðà àòîìà. Ìàãíèòíûé ïîòîê îáðàçóåòñÿ òîãäà, êîãäà ñóùåñòâóþò âìåñòå äâà ìàãíèòíûõ ïîëþñà. Ïðîñòî â òî âðåìÿ ñ÷èòàëîñü, ÷òî ïðîòîí ýòî ïðîñòî áîëüøàÿ çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà, à î ìàãíèòíîì ïîòîêå è âëèÿíèè ìàãíèòíîãî ïîòîêà íà çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó íå áûëî èçâåñòíî. 2. Ïî÷åìó-òî Áîðîì íå áåð¸òñÿ âî âíèìàíèå âëèÿíèå ïîëÿ ãðàâèòàöèè. Åñëè ñ÷èòàòü âåëè÷èíó âëèÿíèÿ ñèëû ãðàâèòàöèè íà ýëåêòðîí ïî ñóùåñòâóþùèì ôîðìóëàì, òî äåéñòâèòåëüíî ýòà ñèëà ïîëó÷àåòñÿ ìèçåðíîé ïî ñðàâíåíèþ ñ ñèëîé ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, íî íà ñàìîì äåëå ýòî ïîëå ñèëüíåå ýëåêòðè÷åñêîãî Çäåñü íüþòîíîâñêàÿ ôîðìóëà F=Gxm1xm2/r2 íå äåéñòâóåò ß ñ÷èòàþ, ÷òî â ñóáàòîìíîì ìèðå ñóùåñòâóåò åäèíûé çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ñèë â ñèëîâûõ ïîëÿõ, è îí áóäåò åäèí äëÿ âñåõ ïîëåé. È ýòîò çàêîí òàêîâ Ñèëû â ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëÿõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö è íóêëîíîâ ðàñïðåäåëÿþòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàññòîÿíèÿ îò öåíòðà ÷àñòèöû. g=g0/r3; q=q0 /r3. Äàâàéòå ïðåäïîëîæèì, ÷òî ñèëîâîå ïîëå ñîñòîèò èç êâàíòîâ è êàæäûé ñëîé ýòîãî ïîëÿ èìååò îäèíàêîâîå êîëè÷åñòâî êâàíòîâ. Îäíàêî, âåëè÷èíà îáú¸ìà ýòîãî ïðîñòðàíñòâà óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàäèóñà, ñëåäîâàòåëüíî, ïëîòíîñòü êâàíòîâ ñèëû â èññëåäóåìîì îáú¸ìå áóäåò ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàäèóñà áóäåò óìåíüøàòüñÿ. Ñì. ðèñ. 3à.
Ðèñ. 3à.
Íà ðèñ 3à ýòî ñîñòîÿíèå èçîáðàæåíî â ïëîñêîì ðèñóíêå. Íî è íà í¸ì âèäíî, ÷òî êàæäûé âåêòîð ñèëû íà ìàëîé îêðóæíîñòè çàíèìàåò ìåíüøèé ñåêòîð, ÷åì íà áîëüøîé îêðóæíîñòè. È â ýòîì ìèðå íåò íèêàêèõ äèýëåêòðè÷åñêèõ êîýôôèöèåíòîâ êðîìå äåôîðìàöèè êâàíòà. Òî, ÷òî â ñóáàòîìíîì ìèðå ðàñïðåäåëåíèå ñèë â ïîëÿõ íå êâàäðàòè÷íîå, ïèñàë åù¸ Òàäåêè Þêàâà. Íî Íèëüñ Áîð æèë ðàíüøå è íå çíàë ýòèõ òîíêîñòåé. Ïî êóáè÷íîìó çàêîíó èçìåíÿåòñÿ ïëîòíîñòü ìàòåðèè â êîñìè÷åñêèõ òåëàõ, òàê æå èçìåíÿåòñÿ ïëîòíîñòü ôîòîíîâ â âîëíå èçëó÷åíèÿ, Âñ¸ ãîâîðèò î òîì, ÷òî è ïëîòíîñòü ñèëîâûõ ïîëåé ñóáàòîìíûõ ÷àñòèö èçìåíÿåòñÿ òîæå ïî ýòîìó çàêîíó. Äàâàéòå ïîðàññóæäàåì âìåñòå. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ïîëå ñîñòîèò èç êâàíòîâ ñèë. Îíî ðàñïîëîæåíî ðÿäàìè âîêðóã ÿäðà ÷àñòèöû.  êàæäîì ðÿäó îäèíàêîâîå êîëè÷åñòâî êâàíòîâ. Íî ïîëå-òî ñôåðè÷åñêîå. Åãî îáú¸ì óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàäèóñà. À ðàç òàê, òî ïëîòíîñòü ñèëîâûõ ïîëåé êâàíòîâ óìåíüøàåòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó óâåëè÷åíèÿ ðàäèóñà. Åñëè âñ¸ ýòî ïðèíÿòü â ðàñ÷¸ò, òî äëÿ äîñòèæåíèÿ ýëåêòðîíîì â àòîìå âîäîðîäà ñêîðîñòè 2,2õ106 ì/ñåê. R0 äîëæåí èìåòü âåëè÷èíó ðàâíóþ R0=2,305õ10-26ì. â òî âðåìÿ êàê ðàäèóñ ïðîòîíà Rïð = 0,84087õ10-15ì. Îòñþäà âûâîä: Ýëåêòðîíû íå ëåòàþò ïî îïðåäåë¸ííûì îðáèòàì, à âðàùàþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè ïðîòîíà. Ïðè ïîñòðîåíèè àòîìîâ â êîñìè÷åñêîì òåëå ñîáëþäàåòñÿ çàêîíîìåðíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåìåíòîâ ñ ðàçëè÷íûìè àòîìíûìè âåñàìè ïî ñâîèì ñôåðàì. ×åì áëèæå ê öåíòðó êîñìè÷åñêîãî òåëà ðàñïîëàãàåòñÿ âåùåñòâî, òåì àòîì ýòîãî âåùåñòâà ìàññèâíåå è òåì áîëüøå åãî àòîìíûé âåñ. Ñëèøêîì áîëüøàÿ òåñíîòà öàðèò ïðè îáðàçîâàíèè àòîìîâ. Ïðè òàêîé òåñíîòå íåò âîçìîæíîñòè ýëåêòðîíàì âðàùàòüñÿ ïî ðàçíûì îðáèòàì â ðàçíûå ñòîðîíû. Êàê òîëüêî ýëåêòðîí ïîïàäàåò â ãðàâèòàöèîííîå è êóëîíîâñêîå ïîëå ÿäðà, îí ïàäàåò íà ÿäðî. Òàê êàê ýëåêòðîí èìååò îòðèöàòåëüíûé çàðÿä, à ÿäðî èìååò ìàãíèòíûé ïîòîê, ýòîò ïîòîê íà÷èíàåò âðàùàòü ýëåêòðîí. Îíî ñòàñêèâàåò ýëåêòðîí íà ñðåäèíó ÿäðà, ãäå ìàãíèòíîå ïîëå ïåðïåíäèêóëÿðíî ïëîñêîñòè âðàùåíèÿ ýëåêòðîíà è â ýòîé ïëîñêîñòè âðàùàåò ýëåêòðîí ñ òàêîé óãëîâîé ñêîðîñòüþ, ïðè êîòîðîé íàâåä¸ííîå ìàãíèòíîå ïîëå, áóäåò ðàâíî ìàãíèòíîìó ïîëþ ÿäðà àòîìà. Òàê æå ïîïàäàåò íà ýòó òðàåêòîðèþ âòîðîé ýëåêòðîí. Îáðàçóåòñÿ ïåðâûé ïîÿñîê, ñëîé 1s, êîòîðûé ñëóæèò îñíîâàíèåì äàëüíåéøåãî ñòðîèòåëüñòâà. Íàäî ïîìíèòü, ÷òî â ýëåêòðîíå 1022 êâàíòîâ ìàòåðèè. Èç-çà áîëüøîãî äàâëåíèÿ ýëåêòðîíû ýòîãî ñëîÿ äåôîðìèðîâàíû è ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ýëåêòðîííî-êâàíòîâûé ñëîé. Ïðåäñòàâüòå ñåáå ãîðîõ â ðåçèíîâîì ìåøî÷êå. Äàëåå ýëåêòðîíû â àòîìå îáðàçóþò íåñêîëüêî ïîÿñîâ âîêðóã ñðåäèíû ÿäðà. Ïîÿñ ñîñòîèò èç 1,2,3..ðÿäîâ, èìåíóåìûõ â òàáëèöå Ìåíäåëååâà ñëîÿìè, ðàñïîëàãàþùèõñÿ äðóã íàä äðóãîì. Íàä ïåðâûì ïîÿñîì ðàñïîëàãàåòñÿ âòîðîé è ò. ä. (ñì. ïåðèîäè÷åñêóþ òàáëèöó). Ñëîé 1s ñëóæèò îñíîâàíèåì âñåé ïèðàìèäû ñëî¸â. Ðàçäåëîì ñëî¸â ñëóæàò äâóõýëåêòðîííûå ñëîè 2s, 3s,…7s. Îíè òîæå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ýëåêòðîííî-êâàíòîâûå ñëîè (ïðîêëàäêè). Ïîä äåéñòâèåì ìàãíèòíîãî ïîëÿ ÿäðà àòîìà, ïîÿñà âðàùàþòñÿ ñî ñêîðîñòüþ, ïðè êîòîðîé íàâåä¸ííîå, âðàùåíèåì ýëåêòðîíîâ, ìàãíèòíîå ïîëå áóäåò ðàâíî ìàãíèòíîìó ïîëþ ÿäðà àòîìà. Òàê êàê íàïðàâëåíèå íàâåä¸ííîãî ïîëÿ âñåãäà ïðîòèâîïîëîæíî íàïðàâëåíèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ÿäðà, îíî íåéòðàëèçóåò ñèëîâîå äåéñòâèå ïîëÿ ÿäðà è ïðèðîñòà ñêîðîñòè âðàùåíèÿ íå áóäåò. Ïîÿñà âðàùàþòñÿ ñ ðàçëè÷íûìè óãëîâûìè ñêîðîñòÿìè. È ýòî óæå íå ïëàíåòàðíàÿ, à êîëüöåâàÿ ñèñòåìà ïîñòðîåíèÿ àòîìà. Ïðåäñòàâëÿþ âûïèñêó èç ó÷åáíèêà Ï. Å. Êîëïàêîâà «Îñíîâû ÿäåðíîé ôèçèêè». Ñòð.31. «Ãàììà-ôîòîí èëè ôîòîí äðóãîãî âèäà èçëó÷åíèÿ ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç âåùåñòâî ìîæåò âñòóïèòü âî âçàèìîäåéñòâèå ñ àòîìîì ýòîãî âåùåñòâà, êàê öåëûì. Ïðè ýòîì ôîòîí ìîæåò ïåðåäàòü ñâîþ ýíåðãèþ è ïîëíîñòüþ ïîãëîòèòüñÿ, à çà ïðåäåëû àòîìà âûáðàñûâàåòñÿ ýëåêòðîí. Òàêîé ïðîöåññ âûðûâàíèÿ ýëåêòðîíà èç àòîìà ôîòîíîì íàçûâàåòñÿ ôîòîýôôåêòîì, à âûðûâàåìûå ýëåêòðîíû – ôîòîýëåêòðîíàìè. (Ýòî ãîâîðèò î òîì, ÷òî ýëåêòðîíû, îêðóæàþùèå ÿäðî íàõîäÿòñÿ â ñæàòîì ñîñòîÿíèè. Ìàññà ýëåêòðîíà ñîñòàâëÿåò 1022 êâàíòîâ ìàòåðèè, è îäèí ôîòîí íå â ñèëàõ òàêóþ ìàõèíó âûáèòü èç ãðàâèòàöèîííîãî ñöåïëåíèÿ ñ äðóãèìè ýëåêòðîíàìè. Ñëåäîâàòåëüíî, íàïðÿæåíèå âíóòðåííèõ ñèë íàñòîëüêî âåëèêî, ÷òî äîñòàòî÷íî óäàðà îäíîãî ôîòîíà, ÷òîáû ýëåêòðîí âûëåòåë èç ñâîåãî ãíåçäà (àâò.). Äàëåå. Àòîì, ïîòåðÿâøèé ýëåêòðîí, îêàçûâàåòñÿ â âîçáóæä¸ííîì ñîñòîÿíèè, îñâîáîäèâøèéñÿ óðîâåíü ýíåðãèè (ñëîé ïîÿñà) â àòîìå çàïîëíÿåòñÿ îäíèì èç íàðóæíûõ ýëåêòðîíîâ, (ïðè ïëàíåòàðíîé ñèñòåìå ýòî íåâîçìîæíî) è ïðè ýòîì èñïóñêàåòñÿ êâàíò õàðàêòåðèñòè÷åñêîãî (ðåíòãåíîâñêîãî) èçëó÷åíèÿ».  îòäåëüíûõ ñëó÷àÿõ ýíåðãèÿ âîçáóæäåíèÿ (ôîòîí) íåïîñðåäñòâåííî ïåðåäà¸òñÿ îäíîìó èç ýëåêòðîíîâ àòîìà, êîòîðûé ïîêèäàåò àòîì, à õàðàêòåðèñòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ íå ïðîèñõîäèò. Ýòî ÿâëåíèå íàçûâàåòñÿ ÿâëåíèåì Îæå, à âûáðîøåííûå ýëåêòðîíû – ýëåêòðîíàìè Îæå. Ýòîò ôàêò ãîâîðèò î òîì, ÷òî: 1ýëåêòðîíû íàíèçàíû ïëîòíî è ñëîÿìè; 2 ýëåêòðîíû-òî íå îäèíàêîâû, êîëè÷åñòâî êâàíòîâ â ýëåêòðîíàõ íàðóæíûõ ñëî¸â àòîìà áîëüøå ÷åì âî âíóòðåííèõ. Èçâåñòíî, ÷òî ýëåêòðîíû â àòîìå ðàñïîëîæåíû â ðàçëè÷íûõ îáîëî÷êàõ – K, L, M, N …., êàæäîé èç êîòîðûõ ñîîòâåòñòâóåò ñâîÿ ýíåðãèÿ ñâÿçè. Ñàìàÿ âíóòðåííÿÿ K îáîëî÷êà ñîäåðæèò äâà ýëåêòðîíà, íàõîäÿùèõñÿ â ñîñòîÿíèè 1s, ýíåðãèÿ ñâÿçè ýëåêòðîíà íà ýòîé îáîëî÷êå Åê èìååò çíà÷åíèå Ry=(Z – 1)2, ãäå Ry=I =13,61ýâ – ýíåðãèÿ èîíèçàöèè äëÿ àòîìà âîäîðîäà, äëÿ àòîìà óðàíà Åê=115 400ýâ, äëÿ àòîìà ñâèíöà Åê= 87 800 ýâ. è ò. ä. Ýíåðãèÿ ñâÿçè ýëåêòðîíîâ, âõîäÿùèõ â L îáîëî÷êó, ïðèáëèæ¸ííî ñîñòàâëÿåò 1/2 Ry=(Z – 5)2, (õîòÿ L óðîâåíü ðàñïàäàåòñÿ íà òðè ïîäóðîâíÿ: 2s, 2p1/2, 2p3/2), à ýíåðãèÿ ýëåêòðîíîâ, âõîäÿùèõ â Ì — îáîëî÷êó ðàâíà, ïðèìåðíî1/9Ry(Z — 13)2 (èìååòñÿ 5 ïîäóðîâíåé) è ò. ä. Ïîñëåäíþþ îáîëî÷êó çàïîëíÿþò âàëåíòíûå ýëåêòðîíû, êâàíòîâûå ïåðåõîäû, êîòîðûõ ïîðîæäàþò îïòè÷åñêèé ñïåêòð äàííîãî àòîìà. Åñëè ýíåðãèÿ ïðîëåòàþùåãî ôîòîíà îêàæåòñÿ äîñòàòî÷íîé, òî îí ìîæåò âûáèòü ýëåêòðîí èç çàíèìàåìîãî èì ñëîÿ è ïåðåâåñòè åãî â ëþáîå èç íåçàïîëíåííûõ ñâÿçàííûõ ñîñòîÿíèé èëè ñîâñåì óäàëèòü èç àòîìà. Ôîòîíû ìàëîé ýíåðãèè ñïîñîáíû âûáèòü èç àòîìîâ ëèøü îïòè÷åñêèå ýëåêòðîíû, îáëàäàþùèå ìàëîé ýíåðãèåé ñâÿçè. Ôîòîíû áîëüøîé ýíåðãèè ìîãóò âûáèòü ýëåêòðîíû èç áîëåå ãëóáîêèõ ñëî¸â. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ôý÷ì, âàëåíòíûå ýëåêòðîíû êàæäîãî ýëåìåíòà èìåþò îïðåäåë¸ííîå êîëè÷åñòâî êâàíòîâ. Ýòî êîëè÷åñòâî òàêîå, ÷òî ïðè èññëåäîâàíèè ýëåêòðîí òî÷íî ïîêàçûâàåò, àòîìó êàêîãî ýëåìåíòà ýòîò ýëåêòðîí ïðèíàäëåæèò.
ÏÅÐÈÎÄÈ×ÅÑÊÀß ÑÈÑÒÅÌÀ ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÝËÅÌÅÍÒΠ– ÒÀÁËÈÖÀ Ä. È. ÌÅÍÄÅËÅÅÂÀ  ÑÂÅÒÅ ÒÝ×Ì.
Íà ðèñóíêå 14 èçîáðàæ¸í àòîì Äåðìøòàäòèÿ. Äëÿ íàãëÿäíîñòè íà ðèñóíêå èçîáðàæ¸í äèñê ïîÿñîâ ýëåêòðîíîâ òàêèì áîëüøèì. Äëÿ ðàñ÷¸òà èñòèííûõ ðàçìåðîâ ïîÿñà ýëåêòðîíîâ, ïðèìåì óñëîâèå, ÷òî ðàçìåðû ýëåìåíòîâ ÿäðà ïðîïîðöèîíàëüíû èõ ìàññå. Óíèâåðñàëüíàÿ àòîìíàÿ åäèíèöà ìàññû 1/12 ìàññû àòîìà èçîòîïà 3 Ñ12. 1à.å.ì.=1,6603õ.10-27êã. Ìàññà àòîìà Ds=271à.å.ì. Øèðèíà ïîÿñà ýëåêòðîíîâ (ñåìíàäöàòü ñëî¸â) ñ äâóõ ñòîðîí ÿäðà ñîñòàâèò 34 ýëåêòðîíà. Ìàññà ýëåêòðîíà mý=5,48597õ10-4ó.à.å.ì. Òîãäà ìàññà äèàìåòðà ïîÿñà ýëåêòðîíîâ mdý =5,48597õ10-4õ34 =1,8652298õ10-2 ó.à.å.ì. Ìàññà ýëåêòðîíîâ â àòîìå áóäåò 5,48597õ10-4 õ110 =6,034567õ10-2 ó.à.å.ì. ßäðî Äs áóäåò èìåòü ìàññó Ìd=271-0.06= 270,94à.å.ì. Ìàññà 34õ ñëî¸â ýëåêòðîíîâ ðàâíà 1,8652298õ10-2à.å.ì. Ýòî áóäåò ñîñòàâëÿòü îò ÿäðà 1,86523õ10-2/270,94=0,000069 = 6,9õ10-5 ÷àñòü ìàññû ÿäðà. Òî åñòü, äèàìåòð ÿäðà çà ñ÷¸ò êîëüöà ýëåêòðîíîâ óâåëè÷èòñÿ ïðèìåðíî íà 0,000069 ÷àñòü îò ñâîåãî ðàçìåðà. Åñëè ó÷åñòü, ÷òî ýëåêòðîíû â ïîÿñàõ ñèëüíî ñæàòû, òî äèàìåòð ÿäðà çà ñ÷¸ò êîëüöà ýëåêòðîíîâ óâåëè÷èòñÿ ïðèìåðíî íà 0,00005 ÷àñòåé îò ñâîåãî ðàçìåðà. Ìàññà ïðîòîíà ñîñòàâëÿåò 1,00727663ó.à.å.ì. Ìàññà ïðîòîíîâDs ñîñòàâëÿåò 110,8004ó.à.å.ì. Ìàññà ýëåêòðîíîâ áóäåò ðàâíà 6,034567õ10-2ó.à.å. ì. Òîãäà ìàññà ïðîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ áóäåò 110,8064óàåì. Àòîìíûé âåñ Ds=271óàåì. Ìàññà íåéòðîíîâ áóäåò ðàâíà 271–110,8064=160,1936ó.à.å. ì. Ìàññà ïîêîÿ íåéòðîíà ðàâíà 1,0086654ó.à.å.ì. Òîãäà â àòîìå Äåðìøòàäòèÿ áóäåò 159 íåéòðîíîâ. Èòàê, ÷åì áîëüøå àòîìíûé âåñ ýëåìåíòà, òåì áîëüøå â í¸ì íåéòðîíîâ. Íåéòðîíû è ýëåêòðîíû ñêðåïëÿþò ÿäðî. Íåéòðîíû – ãðàâèòàöèîííîé ñèëîé, à ýëåêòðîíû – ãðàâèòàöèîííîé è êóëîíîâñêîé.
Ýíåðãèÿ ñîçäàíèÿ ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû.
×òîáû óçíàòü ýíåðãèþ ñîçäàíèÿ ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû íåîáõîäèìî óçíàòü ýíåðãèþ å¸ ïîë¸òà. Äëÿ ýòîãî îïðåäåëèì ýíåðãèþ ïîë¸òà 1 êã ëþáîãî âåùåñòâà (æåëåçà, íàïðèìåð) äâèãàþùåãîñÿ ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà. Âîçüì¸ì øàð æåëåçà ìàññîé â 1 êã. È âû÷èñëèì åãî ðàäèóñ. Âåñ øàðà ðàâåí ïðîèçâåäåíèþ åãî îáú¸ìà 4/3πR3 íà óäåëüíûé âåñ æåëåçà ρFå, îáîçíà÷èì åãî ñèìâîëîì «ρ». Gø=4/3πR3ρ; R3=3 Gø /4πρ; R3= 3õ1000/4õ3,14*7,87 =30,35 ñì3 Rø=3,12 ñì. Âîçüì¸ì ïóòü òîðìîæåíèÿ (äåôîðìàöèè øàðà îò êîíòàêòà ñ ïðåïÿòñòâèåì ðàâíûì 0,01R = 0,0312 ñì. Eø=mc2=1000 ã. x(29979245800000ñì/ñåê)2 Eø=1000 ã. õ8,99x1026ñì2/ñåê2=8,99x1029 ã. ñì2/ñåê2, íî ìàññà ôîòîíà mɣ=1,1×10−49 ã, ñëåäîâàòåëüíî Eɣ=Eø/mø õ mɣ; mɣ=1,1õ10-49 ã. Eɣ=8,99x1029õ1,1x10-49 ã. ñì2/ñåê2 Òîðìîçíîé ïóòü ΔS =0,01îò R. ΔS=0,0312 ñì. Òîãäà ñèëà îòäà÷è F áóäåò ðàâíà Fø=Eø/ΔSFø= 8,99x1029 ã.ñì2/ñåê2:0,0312 ñì. =2,88,õ1031 ã.ñì/ñåê2;Fø=2,88,õ1026 êãì/ñåê2. Íî Fø/mø= Fɣ/mɣ òîãäà Fɣ= Føõmɣ/mø; Fɣ=2,88,õ1026 êãì/ñåê2/1 êãÕ1,1×10−52êã Fɣ=3,17õ10-26êãì/ñåê2. Ýòà ñèëà îòáðàñûâàåò êâàíò îò ïðåïÿòñòâèÿ. Åñëè ïîñ÷èòàòü, ÷òî ëåòÿùèå êâàíòà íàëåòàþò ñ òàêîé æå ñèëîé íà ýòè îòñêî÷èâøèå êâàíòû, òî ñèëà èõ ñòîëêíîâåíèÿ áóäåò ðàâíà Fêâ= 2õ3,17 õ10-26êã ì/ñåê2. Fêâ~6,34 õ10-26êã.ì./ñåê2. Ïðèìåðíî ñ òàêîé ñèëîé íóæíî ïðèæèìàòü êâàíòû äðóã ê äðóãó, ÷òîáû ïîëó÷èòü ýëåìåíòàðíóþ ÷àñòèöó ìàòåðèè. Ïî÷åìó? Ýòà ñèëà íóæíà äëÿ ïðåîäîëåíèÿ ñèëû îòòàëêèâàíèÿ êâàíòîâ ñ îäèíàêîâûìè ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè è ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè è ñîçäàòü íåîáõîäèìûå óñëîâèÿ äëÿ âçàèìîïðèòÿæåíèÿ êâàíòîâ îäèíàêîâûìè ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè, íî ñ ðàçíûìè ìàãíèòíûìè ïîëþñàìè. Çíà÷èò ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû âåùåñòâåííîé ìàòåðèè ñîçäàþòñÿ ñèëîé ìàãíèòíîãî ïðèòÿæåíèÿ, à àòîìû ìàòåðèè ñîçäàþòñÿ ñèëîé ýëåêòðè÷åñêîãî ïðèòÿæåíèÿ, êîñìè÷åñêèå òåëà – ñèëîé ãðàâèòàöèîííîãî ïðèòÿæåíèÿ.
Ôèçèêà êîñìîñà.
Ôèçèêà êîñìîñà ýòî íàóêà î ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññàõ, ïðîèñõîäÿùèõ âî Âñåëåííîé.Äâèæåíèå ìàòåðèè.
Êàê æå äâèæåòñÿ âñÿ ìàññà ìàòåðèè, êîòîðàÿ çàêëþ÷åíà âî Âñåëåííîé? Íèêîëàé Êîïåðíèê (à äî íåãî Àðèñòàðõ) îòêðûë, ÷òî ïëàíåòû âðàùàþòñÿ âîêðóã Ñîëíöà. Ñîëíöå ýòî îäíà èç çâ¸çä íàøåé Ãàëàêòèêè è îíî âìåñòå ñ îñòàëüíûìè çâ¸çäàìè è äðóãèìè êîñìè÷åñêèìè òåëàìè âðàùàåòñÿ âîêðóã öåíòðà Ãàëàêòèêè. À ÷òî äàëüøå? À äàëüøå áûëî îòêðûòî êðàñíîå ñìåùåíèå ñïåêòðîâ ãàëàêòèê è ó÷¸íûå ïðèøëè ê ïðèíÿòèþ òåîðèè ðàñøèðÿþùåéñÿ Âñåëåííîé. Îøèáêà ó÷¸íûõ òîãî âðåìåíè áûëà â òîì, ÷òî Âñåëåííàÿ èì ïðåäñòàâëÿëàñü íåêîòîðûì îáðàçîâàíèåì êîñìè÷åñêèõ òåë ñ ãîðèçîíòîì â íåñêîëüêî ìèëëèàðäîâ ñâåòîâûõ ëåò. Íî Âñåëåííàÿ áåñêîíå÷íà è ðàçíîîáðàçíà. Óòâåðæäåíèå î òîì, ÷òî ãàëàêòèêè ðàçëåòàþòñÿ, ñäåëàíî íà îñíîâå ïîñòóëàòîâ î íåèçìåííîñòè ñêîðîñòè ñâåòà è íåèçìåííîñòè õàðàêòåðèñòèê ôîòîíà. À òàê ëè ýòî. Ìíîãèå ó÷¸íûå ñîìíåâàëèñü â âûâîäàõ, ñäåëàííûõ èç íàáëþäåíèÿ êðàñíîãî ñìåùåíèÿ ñïåêòðîâ, è ïûòàëèñü íàéòè ðàçãàäêó â ïîâåäåíèè ñàìîãî íîñèòåëÿ èíôîðìàöèè – ôîòîíà. Íî óðîâåíü ðàçâèòèÿ íàóêè òîãî âðåìåíè íå ïîçâîëèë ýòî ñäåëàòü. Âîò ÷òî ïèøåò ïî ýòîìó ïîâîäó Òàòåîñ Àðòåìüåâè÷ Àãåêÿí â êíèãå ǨÇÄÛ ÃÀËÀÊÒÈÊÈ ÌÅÒÀÃÀËÀÊÒÈÊÀ. «Òàêèì îáðàçîì, õîòÿ ýòî íåëüçÿ ñ÷èòàòü ñòðîãî äîêàçàííûì, à ïðîñòî ââèäó îòñóòñòâèÿ äðóãèõ óäîâëåòâîðèòåëüíûõ îáúÿñíåíèé, ðàçóìíî ñ÷èòàòü, ÷òî êðàñíîå ñìåùåíèå ñïåêòðîâ ãàëàêòèê äåéñòâèòåëüíî âûçûâàåòñÿ èõ óäàëåíèåì». Èòàê, ìàòåðèÿ ïåðåìåùàåòñÿ â ðåçóëüòàòå âçàèìíîãî ïðèòÿæåíèÿ, â ðåçóëüòàòå äàâëåíèÿ èçëó÷åíèÿ (äàâëåíèÿ ñâåòà), ìàòåðèÿ âî Âñåëåííîé ïåðåìåùàåòñÿ, òàêæå, â ðåçóëüòàòå âçðûâîâ «÷¸ðíûõ äûð» ðèñ. 6, â ðåçóëüòàòå ñáðîñà èçëèøíåé ìàññû çâåçäîé â âèäå ïëàíåòàðíîé òóìàííîñòè è â ðåçóëüòàòå âðàùåíèÿ. Îäíèì èç ñïîñîáîâ äâèæåíèÿ ìàòåðèè ÿâëÿåòñÿ èçëó÷åíèå.
Èçëó÷åíèå. (Ðèñ 7; Ðèñ. 13).
Àíãëèéñêèé àñòðîíîì Ýääèíãòîí Àðòóð Ñòýíëè ïðîâåë ñòàòèñòè÷åñêèé àíàëèç ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé çâåçä, ïîäòâåðäèâøèé ñóùåñòâîâàíèå äâóõ çâåçäíûõ ïîòîêîâ. Âûïîëíèë ôóíäàìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïî òåîðèè âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ çâåçä.  îñíîâå òåîðèè ëåæèò ïðåäñòàâëåíèå î òîì, ÷òî ïåðåíîñ ýíåðãèè èç âíóòðåííèõ îáëàñòåé çâåçäû âî âíåøíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ïóòåì èçëó÷åíèÿ, à íå êîíâåêöèè, êàê ñ÷èòàë, íàïðèìåð, Òþ; ñèðî Õàÿñè. Êîíâåêöèÿ ýòî ðåçóëüòàò âîçäåéñòâèÿ èçëó÷åíèÿ íà ìàññû ìàòåðèè, îêàçàâøåéñÿ íà ïóòè èçëó÷åíèÿ. Ýòî äîêàçûâàåò: 1) ïðàâîòó òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè î òîì, ÷òî èçëó÷åíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ ñðåäèííîé ÷àñòüþ ëþáîãî èçëó÷àþùåãî òåëà, 2) ïðàâèëüíîñòü îáúÿñíåíèÿ âíóòðåííåãî êîëåáàíèÿ â êàæäîì òåëå, 3) âîëíîâóþ ïðèðîäó èçëó÷åíèÿ.
Èçëó÷åíèå ðàçäåëÿåòñÿ íà ñëåäóþùèå âèäû: Êâàíòèííîå, Ñèíõðîòðîííîå, Öèêëîòðîííîå, Òîðìîçíîå, Òåïëîâîå, Ìîíîõðîìàòè÷åñêîå, ×åðåíêîâñêîå, Ïåðåõîäíîå, Ðàäèîèçëó÷åíèå, Ìèêðîâîëíîâîå, Òåðàãåðöåâîå, Èíôðàêðàñíîå, Âèäèìîå, Óëüòðàôèîëåòîâîå, Ðåíòãåíîâñêîå, Ãàììà-èçëó÷åíèå, Èîíèçèðóþùåå, Ðåëèêòîâîå, Ìàãíèòî-äðåéôîâîå, Äâóõôîòîííîå, Ñïîíòàííîå, Âûíóæäåííîå.
Õàðàêòåðèñòèêè èçëó÷åíèÿ. Äëèíà âîëíû – ÷àñòîòà – ýíåðãèÿ ôîòîíà.  êà÷åñòâå ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóþò ñëåäóþùèå âåëè÷èíû: Äëèíó âîëíû; ×àñòîòó êîëåáàíèé – øêàëà ÷àñòîò; Ýíåðãèþ ôîòîíà. Ýíåðãèÿ ôîòîíà, ñîãëàñíî êâàíòîâîé ìåõàíèêå, ïðîïîðöèîíàëüíà ÷àñòîòå: Å=hν ãäå h – ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà, Å – ýíåðãèÿ, ν – ÷àñòîòà. Äëèíà ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû â âàêóóìå îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà ÷àñòîòå è âûðàæàåòñÿ ÷åðåç ñêîðîñòü ñâåòà: λν=c. Ãîâîðÿ î äëèíå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí â ñðåäå, îáû÷íî ïîäðàçóìåâàþò ýêâèâàëåíòíóþ âåëè÷èíó äëèíû âîëíû â âàêóóìå, êîòîðàÿ îòëè÷àåòñÿ íà êîýôôèöèåíò ïðåëîìëåíèÿ, ïîñêîëüêó ÷àñòîòà âîëíû ïðè ïåðåõîäå èç îäíîé ñðåäû â äðóãóþ ñîõðàíÿåòñÿ, à äëèíà âîëíû – èçìåíÿåòñÿ. Äëèíà âîëíû (λ) – êðàò÷àéøåå ðàññòîÿíèå ìåæäó äâóìÿ òî÷êàìè âîëíû, êîëåáëþùèìèñÿ â îäèíàêîâûõ ôàçàõ. λ = cT =c/ν Çäåñü λ – äëèíà âîëíû. ν – ÷àñòîòà êîëåáàíèé ñâåòîâîé âîëíû (Ãö), ñ – ñêîðîñòü ñâåòà (ì/ñåê), Ò — ïåðèîä êîëåáàíèé âðåìåííîé ïðîìåæóòîê ìåæäó äâóìÿ òî÷êàìè âîëíû, êîëåáëþùèìèñÿ â îäèíàêîâûõ ôàçàõ (ñåê). Ýëåêòðîìàãíèòíûé ñïåêòð èçëó÷åíèÿ. Äëèíà âîëíû ïðÿìî ñâÿçàíà ñ ÷àñòîòîé ÷åðåç (ãðóïïîâóþ) ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ èçëó÷åíèÿ. Ãðóïïîâàÿ ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ â âàêóóìå ðàâíà ñêîðîñòè ñâåòà, â äðóãèõ ñðåäàõ ýòà ñêîðîñòü ìåíüøå. Ôàçîâàÿ ñêîðîñòü ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ â âàêóóìå òàêæå ðàâíà ñêîðîñòè ñâåòà, â ðàçëè÷íûõ ñðåäàõ îíà ìîæåò áûòü êàê ìåíüøå, òàê è áîëüøå ñêîðîñòè ñâåòà. Ñèíóñîèäà ñèìâîëè÷åñêè ïîêàçûâàåò ÷àñòîòó (äëèíó âîëíû) ñîîòâåòñòâóþùåãî ó÷àñòêà ñïåêòðà (öâåòà).  êà÷åñòâå ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóþò ñëåäóþùèå âåëè÷èíû: 1 Äëèíà âîëíû – ÷àñòîòà – ýíåðãèÿ ôîòîíà; 2 Îñíîâíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå äèàïàçîíû. Òàê êàê âñÿêîå èç ïåðå÷èñëåííûõ èçëó÷åíèé ÿâëÿåòñÿ èçëó÷åíèåì ôîòîíîâ ÿ ïðåäëàãàþ ââåñòè ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: 2.1 êâàíòèííîå èçëó÷åíèå γk; 2.2 ãàììà-èçëó÷åíèå – γ; 2.3 Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå – γr; 2.4 Óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå – γuf; 2.5 Îïòè÷åñêîå èçëó÷åíèå – γop = γkr+γor+γg+γse+γgo+γsi+γf; 2.6 Ýëåêòðîìàãíèòíîå òåðàãåðöîâîå èçëó÷åíèå – γt 2.7 Ýëåêòðîìàãíèòíûå ìèêðî- è ðàäèîâîëíû-γR. Ýíåðãèÿ ôîòîíà. Ýëåêòðîìàãíè́òíûé ñïåêòð – ñîâîêóïíîñòü âñåõ äèàïàçîíîâ ÷àñòîò èçëó÷åíèÿ.  âåðõíåé ÷àñòè øêàëû ïðèâîäÿòñÿ çíà÷åíèÿ ýíåðãèè (â ýëåêòðîíâîëüòàõ). ×àñòîòû, óêàçàííûå â íèæíåé ÷àñòè øêàëû, âûðàæåíû â ãåðöàõ, à òàêæå â êðàòíûõ åäèíèöàõ: êÃö=1000Ãö, ÌÃö=1000 êÃö=1000000Ãö, ÃÃö=1000 ÌÃö=109Ãö, ÒÃö = 1000 ÃÃö = 1012Ãö. Øêàëà ÷àñòîò (äëèí âîëí, ýíåðãèé) ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíîé, íî òðàäèöèîííî ðàçáèòà íà ðÿä äèàïàçîíîâ. Ñîñåäíèå äèàïàçîíû ìîãóò íåìíîãî ïåðåêðûâàòüñÿ. Ñâåò ìû âîñïðèíèìàåì ãëàçàìè. Îí ÿâëÿåòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíîé ñ äëèíîé âîëíû (â âàêóóìå) îò 740 íì (êðàñíûé) äî 380 íì. (ôèîëåòîâûé). ×àñòîòà ñâåòîâûõ êîëåáàíèé îò 4.1014 Ãö (ôèîëåòîâûé) äî 7.1014 Ãö (êðàñíûé). Ýòî äîñòàòî÷íî óçêàÿ ïîëîñêà íà øêàëå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí. ×àñòîòà ñâåòîâîé âîëíû (äëèíà âîëíû â âàêóóìå) îïðåäåëÿåò öâåò âèäèìîãî íàìè ñâåòà.
Îñíîâíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå äèàïàçîíû èçëó÷åíèé.
Êâàíòèííîå èçëó÷åíèå âîçíèêàåò ïðè âçðûâå «÷¸ðíîé äûðû» è ïðè èçëó÷åíèè ïðåääûðû, ïåðåä ïðåâðàùåíèåì å¸ â êâàçàð. Ôîòîíû êâàíòèííîãî èçëó÷åíèÿ èìåþò ìàêñèìàëüíóþ ýíåðãèþ äâèæåíèÿ. Äëèíà âîëíû λ èìååò ðàçìåð äèàìåòðà êâàíòèíî è äî 0,01íì. Ãàììà-ëó÷è èìåþò ýíåðãèþ âûøå 124 000 ý è äëèíó âîëíû ìåíüøå 0,01 íì = 0,1 Å\Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå. Îò 0,1 íì = 1 Å(12 400 ýÂ) äî 0,01 íì = 0,1 Å (124 000 ýÂ) – æ¸ñòêîå ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå. Èñòî÷íèêè: íåêîòîðûå ÿäåðíûå ðåàêöèè, ýëåêòðîííî-ëó÷åâûå òðóáêè. Îò 10 íì (124 ýÂ) äî 0,1 íì = 1 Å (12 400 ýÂ) – ìÿãêîå ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå. Èñòî÷íèêè: ýëåêòðîííî-ëó÷åâûå òðóáêè, òåïëîâîå èçëó÷åíèå ïëàçìû. Òåïëîâîå – γQ, òîðìîçíîå —γp è ñèíõðîòðîííîå ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå – γs èìååò íåïðåðûâíûé ñïåêòð.  ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷àõ íàáëþäàåòñÿ äèôðàêöèÿ íà êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåø¸òêàõ, ïîñêîëüêó äëèíû ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí íà ýòèõ ÷àñòîòàõ áëèçêè ê ïåðèîäàì êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåø¸òîê. Íà ýòîì îñíîâàí ìåòîä ðåíòãåíî-äèôðàêöèîííîãî àíàëèçà. Èçëó÷åíèå îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà (âèäèìûé ñâåò è áëèæíåå èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå) ñâîáîäíî ïðîõîäèò ñêâîçü àòìîñôåðó, ìîæåò áûòü ëåãêî îòðàæåíî è ïðåëîìëåíî â îïòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ. Èñòî÷íèêè: òåïëîâîå èçëó÷åíèå (â òîì ÷èñëå Ñîëíöà), ôëþîðåñöåíöèÿ, õèìè÷åñêèå ðåàêöèè, ñâåòîäèîäû. Öâåòà âèäèìîãî èçëó÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå ìîíîõðîìàòè÷åñêîìó èçëó÷åíèþ, íàçûâàþòñÿ ñïåêòðàëüíûìè. Ñïåêòð è ñïåêòðàëüíûå öâåòà ìîæíî óâèäåòü ïðè ïðîõîæäåíèè óçêîãî ñâåòîâîãî ëó÷à ÷åðåç ïðèçìó èëè êàêóþ-ëèáî äðóãó ïðåëîìëÿþùóþ ñðåäó. Òðàäèöèîííî, âèäèìûé ñïåêòð äåëèòñÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, íà äèàïàçîíû öâåòîâ: Áëèæíåå èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå çàíèìàåò äèàïàçîí îò 207 ÒÃö (0,857 ýÂ) äî 405ÒÃö (1,68 ýÂ).
Óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå.
Äèàïàçîí: Îò 400 íì (3,10 ýÂ) äî 10 íì (124 ýÂ).
Âåðõíÿÿ ãðàíèöà îïðåäåëÿåòñÿ ñïîñîáíîñòüþ ÷åëîâå÷åñêîãî ãëàçà ê âîñïðèÿòèþ êðàñíîãî ñâåòà, ðàçëè÷íîé ó ðàçíûõ ëþäåé. Êàê ïðàâèëî, ïðîçðà÷íîñòü â áëèæíåì èíôðàêðàñíîì èçëó÷åíèè ñîîòâåòñòâóåò ïðîçðà÷íîñòè â âèäèìîì ñâåòå.
Âèäèìîå (îïòè÷åñêîå) èçëó÷åíèå.
Âèäèìîå, èíôðàêðàñíîå è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå ñîñòàâëÿåò òàê íàçûâàåìóþ îïòè÷åñêóþ îáëàñòü ñïåêòðà â øèðîêîì ñìûñëå ýòîãî ñëîâà. Âûäåëåíèå òàêîé îáëàñòè îáóñëîâëåíî íå òîëüêî áëèçîñòüþ ñîîòâåòñòâóþùèõ ó÷àñòêîâ ñïåêòðà, íî è ñõîäñòâîì ïðèáîðîâ, ïðèìåíÿþùèõñÿ äëÿ å¸ èññëåäîâàíèÿ è ðàçðàáîòàííûõ èñòîðè÷åñêè ãëàâíûì îáðàçîì ïðè èçó÷åíèè âèäèìîãî ñâåòà (ëèíçû è çåðêàëà äëÿ ôîêóñèðîâàíèÿ èçëó÷åíèÿ, ïðèçìû, äèôðàêöèîííûå ðåø¸òêè, èíòåðôåðåíöèîííûå ïðèáîðû äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñïåêòðàëüíîãî ñîñòàâà èçëó÷åíèÿ è ïð.). ×àñòîòû âîëí îïòè÷åñêîé îáëàñòè ñïåêòðà óæå ñðàâíèìû ñ ñîáñòâåííûìè ÷àñòîòàìè àòîìîâ è ìîëåêóë, à èõ äëèíû – ñ ìîëåêóëÿðíûìè ðàçìåðàìè è ìåæìîëåêóëÿðíûìè ðàññòîÿíèÿìè. Áëàãîäàðÿ ýòîìó â ýòîé îáëàñòè ñòàíîâÿòñÿ ñóùåñòâåííûìè ÿâëåíèÿ, îáóñëîâëåííûå àòîìèñòè÷åñêèì ñòðîåíèåì âåùåñòâà. Ïî ýòîé æå ïðè÷èíå, íàðÿäó ñ âîëíîâûìè, ïðîÿâëÿþòñÿ è êâàíòîâûå ñâîéñòâà ñâåòà. Ñàìûì èçâåñòíûì èñòî÷íèêîì îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ÿâëÿåòñÿ Ñîëíöå. Åãî ïîâåðõíîñòü (ôîòîñôåðà) íàãðåòà äî òåìïåðàòóðû 6000 ãðàäóñîâ ïî Êåëüâèíó è ñâåòèò ÿðêî-áåëûì ñâåòîì (ìàêñèìóì íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ðàñïîëîæåí â «çåë¸íîé» îáëàñòè 550 íì, ãäå íàõîäèòñÿ è ìàêñèìóì ÷óâñòâèòåëüíîñòè ãëàçà). Èìåííî ïîòîìó, ÷òî ìû ðîäèëèñü âîçëå òàêîé çâåçäû, ýòîò ó÷àñòîê ñïåêòðà ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ íåïîñðåäñòâåííî âîñïðèíèìàåòñÿ íàøèìè îðãàíàìè ÷óâñòâ. Èçëó÷åíèå îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà âîçíèêàåò, â ÷àñòíîñòè, ïðè íàãðåâàíèè òåë (èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå íàçûâàþò òàêæå òåïëîâûì) èç-çà òåïëîâîãî äâèæåíèÿ àòîìîâ è ìîëåêóë. ×åì ñèëüíåå íàãðåòî òåëî, òåì âûøå ÷àñòîòà, íà êîòîðîé íàõîäèòñÿ ìàêñèìóì ñïåêòðà åãî èçëó÷åíèÿ (ñì.: Çàêîí ñìåùåíèÿ Âèíà). Ïðè îïðåäåë¸ííîì íàãðåâàíèè òåëî íà÷èíàåò ñâåòèòüñÿ â âèäèìîì äèàïàçîíå. Ñíà÷àëà êðàñíûì öâåòîì, ïîòîì æ¸ëòûì è òàê äàëåå. È íàîáîðîò, èçëó÷åíèå îïòè÷åñêîãî ñïåêòðà îêàçûâàåò íà òåëà òåïëîâîå âîçäåéñòâèå (ñì.: Áîëîìåòðèÿ).
Îïòè÷åñêîå èçëó÷åíèå ìîæåò ñîçäàâàòüñÿ è ðåãèñòðèðîâàòüñÿ â õèìè÷åñêèõ è áèîëîãè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ. Îäíà èç èçâåñòíåéøèõ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, ÿâëÿþùèõñÿ ïðè¸ìíèêîì îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ, èñïîëüçóåòñÿ â ôîòîãðàôèè. Èñòî÷íèêîì ýíåðãèè äëÿ áîëüøèíñòâà æèâûõ ñóùåñòâ íà Çåìëå ÿâëÿåòñÿ ôîòîñèíòåç – áèîëîãè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ, ïðîòåêàþùàÿ â ðàñòåíèÿõ ïîä äåéñòâèåì îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ Ñîëíöà.
Îïòè÷åñêîå èçëó÷åíèå.
Äëèííîâîëíîâàÿ îáëàñòü: λ = 50 – 2000 ìêì;
Ïîñëåäíåå âðåìÿ äëèííîâîëíîâóþ îêðàèíó ýòîãî äèàïàçîíà âûäåëÿþò â îòäåëüíûé, íåçàâèñèìûé äèàïàçîí ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí – òåðàãåðöîâîå èçëó÷åíèå (ñóáìèëëèìåòðîâîå èçëó÷åíèå). Èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå òàêæå íàçûâàþò «òåïëîâûì» èçëó÷åíèåì, òàê êàê èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå îò íàãðåòûõ ïðåäìåòîâ âîñïðèíèìàåòñÿ êîæåé ÷åëîâåêà êàê îùóùåíèå òåïëà. Ïðè ýòîì äëèíû âîëí, èçëó÷àåìûå òåëîì, çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû íàãðåâàíèÿ: ÷åì âûøå òåìïåðàòóðà, òåì êîðî÷å äëèíà âîëíû è âûøå èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ. Ñïåêòð èçëó÷åíèÿ àáñîëþòíî ÷¸ðíîãî òåëà ïðè îòíîñèòåëüíî íåâûñîêèõ (äî íåñêîëüêèõ òûñÿ÷ Êåëüâèíîâ) òåìïåðàòóðàõ ëåæèò â îñíîâíîì èìåííî â ýòîì äèàïàçîíå. Òåðàãǻðöåâîå (ÒÃö) èçëó÷åíèå – âèä ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ, ñïåêòð ÷àñòîò êîòîðîãî ðàñïîëîæåí ìåæäó èíôðàêðàñíûì è ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíûì äèàïàçîíàìè. Ãðàíèöû ìåæäó ýòèìè âèäàìè èçëó÷åíèÿ â ðàçíûõ èñòî÷íèêàõ îïðåäåëÿþòñÿ ïî-ðàçíîìó. Ìàêñèìàëüíûé äîïóñòèìûé äèàïàçîí ÒÃö ÷àñòîò 1011 – 1013 Ãö, äèàïàçîí äëèí âîëí 3–0,03 ìì ñîîòâåòñòâåííî. Òàêèå âîëíû åù¸ íàçûâàþòñÿ ñóáìèëëèìåòðîâûìè, åñëè äëèíà âîëíû ïîïàäàåò â äèàïàçîí 1–0,1 ìì. ÒÃö èçëó÷åíèå – íå èîíèçèðóþùåå, ëåãêî ïðîõîäèò ñêâîçü áîëüøèíñòâî äèýëåêòðèêîâ, íî ñèëüíî ïîãëîùàåòñÿ ïðîâîäÿùèìè ìàòåðèàëàìè è íåêîòîðûìè äèýëåêòðèêàìè. Íàïðèìåð, äåðåâî, ïëàñòèê, êåðàìèêà äëÿ íåãî ïðîçðà÷íû, à ìåòàëë è âîäà – íåò. Íàóêà è òåõíèêà ÒÃö (ñóáìì) âîëí íà÷àëà àêòèâíî ðàçâèâàòüñÿ ñ 60 – 70-õ ãîäîâ 20-ãî âåêà, êîãäà ñòàëè äîñòóïíû ïåðâûå èñòî÷íèêè è ïðè¸ìíèêè òàêîãî èçëó÷åíèÿ. Ñåé÷àñ ýòî áóðíî ðàçâèâàþùååñÿ íàïðàâëåíèå[3][4], èìåþùåå áîëüøèå ïåðñïåêòèâû â ðàçíûõ îòðàñëÿõ íàðîäíîãî õîçÿéñòâà. Ýëåêòðîìàãíèòíûå ìèêðî- è ðàäèîâîëíû. Äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ñ ÷àñòîòîé íèæå 300 ÃÃö ñóùåñòâóþò äîñòàòî÷íî ìîíîõðîìàòè÷íûå èñòî÷íèêè, èçëó÷åíèå êîòîðûõ ïðèãîäíî äëÿ àìïëèòóäíîé è ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè. Ïîýòîìó, ðàñïðåäåëåíèå ÷àñòîò â ýòîé îáëàñòè âñåãäà èìååò â âèäó çàäà÷è ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ: – îò 30 ÃÃö äî 300 ÃÃö – ìèêðîâîëíû; îò -3 ÃÃö äî 30 ÃÃö – ñàíòèìåòðîâûå âîëíû (ÑÂ×); îò 300 ÌÃö äî 3 ÃÃö – äåöèìåòðîâûå âîëíû; îò 30 ÌÃö äî 300 ÌÃö – ìåòðîâûå âîëíû; îò 3 ÌÃö äî 30 ÌÃö – êîðîòêèå âîëíû; îò 300 êÃö äî 3 ÌÃö – ñðåäíèå âîëíû; îò 30 êÃö äî 300 êÃö – äëèííûå âîëíû; îò 3 êÃö äî 30 êÃö – ñâåðõäëèííûå (ìèðèàìåòðîâûå) âîëíû.  îòëè÷èå îò îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà, èññëåäîâàíèå ñïåêòðà â ðàäèîäèàïàçîíå ïðîâîäèòñÿ íå ôèçè÷åñêèì ðàçäåëåíèåì âîëí, à ìåòîäàìè îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå ïðèíÿòî äåëèòü ïî ÷àñòîòíûì äèàïàçîíàì (ñì. òàáëèöó). Ìåæäó äèàïàçîíàìè íåò ðåçêèõ ïåðåõîäîâ, îíè èíîãäà ïåðåêðûâàþòñÿ, à ãðàíèöû ìåæäó íèìè óñëîâíû. Ïîñêîëüêó ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ èçëó÷åíèÿ (â âàêóóìå) ïîñòîÿííà, òî ÷àñòîòà åãî êîëåáàíèé æ¸ñòêî ñâÿçàíà ñ äëèíîé âîëíû â âàêóóìå. Óëüòðàêîðîòêèå ðàäèîâîëíû ïðèíÿòî ðàçäåëÿòü íà ìåòðîâûå, äåöèìåòðîâûå, ñàíòèìåòðîâûå, ìèëëèìåòðîâûå è ñóáìèëëèìåòðîâûå (ìèêðîìåòðîâûå). Âîëíû ñ äëèíîé λ < 1 ì (ν > 300 ÌÃö) ïðèíÿòî òàêæå íàçûâàòü ìèêðîâîëíàìè èëè âîëíàìè ñâåðõâûñîêèõ ÷àñòîò (ÑÂ×). Èîíèçèðóþùåå ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå. Ê ýòîé ãðóïïå òðàäèöèîííî îòíîñÿò ðåíòãåíîâñêîå è ãàììà-èçëó÷åíèå, õîòÿ, ñòðîãî ãîâîðÿ, èîíèçèðîâàòü àòîìû ìîæåò è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå, è äàæå âèäèìûé ñâåò. Ãðàíèöû îáëàñòåé ðåíòãåíîâñêîãî è ãàììà-èçëó÷åíèÿ ìîãóò áûòü îïðåäåëåíû ëèøü âåñüìà óñëîâíî. Äëÿ îáùåé îðèåíòèðîâêè ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî ýíåðãèÿ ðåíòãåíîâñêèõ êâàíòîâ ëåæèò â ïðåäåëàõ 20 ý – 0,1 ÌýÂ, à ýíåðãèÿ ãàììà-êâàíòîâ – áîëüøå 0,1 ÌýÂ.  óçêîì ñìûñëå ãàììà-èçëó÷åíèå èñïóñêàåòñÿ ÿäðîì, à ðåíòãåíîâñêîå – àòîìíîé ýëåêòðîííîé îáîëî÷êîé ïðè âûáèâàíèè ýëåêòðîíà ñ íèçêîëåæàùèõ îðáèò, õîòÿ ýòà êëàññèôèêàöèÿ íåïðèìåíèìà ê æ¸ñòêîìó èçëó÷åíèþ, ãåíåðèðóåìîìó áåç ó÷àñòèÿ àòîìîâ è ÿäåð (íàïðèìåð, ñèíõðîòðîííîìó èëè òîðìîçíîìó èçëó÷åíèþ). Ðàäèîèçëó÷åíèå. Èç-çà áîëüøèõ çíà÷åíèé λ ðàñïðîñòðàíåíèå ðàäèîâîëí ìîæíî ðàññìàòðèâàòü áåç ó÷¸òà àòîìèñòè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ñðåäû. Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò òîëüêî ñàìûå êîðîòêèå ðàäèîâîëíû, ïðèìûêàþùèå ê èíôðàêðàñíîìó ó÷àñòêó ñïåêòðà.  ðàäèîäèàïàçîíå ñëàáî ñêàçûâàþòñÿ è êâàíòîâûå ñâîéñòâà èçëó÷åíèÿ, õîòÿ èõ âñ¸ æå ïðèõîäèòñÿ ó÷èòûâàòü, â ÷àñòíîñòè, ïðè îïèñàíèè êâàíòîâûõ ãåíåðàòîðîâ è óñèëèòåëåé ñàíòèìåòðîâîãî è ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíîâ, à òàêæå ìîëåêóëÿðíûõ ñòàíäàðòîâ ÷àñòîòû è âðåìåíè, ïðè îõëàæäåíèè àïïàðàòóðû äî òåìïåðàòóð â íåñêîëüêî êåëüâèíîâ. Ðàäèîâîëíû âîçíèêàþò ïðè ïðîòåêàíèè ïî ïðîâîäíèêàì ïåðåìåííîãî òîêà ñîîòâåòñòâóþùåé ÷àñòîòû. È íàîáîðîò, ïðîõîäÿùàÿ â ïðîñòðàíñòâå ýëåêòðîìàãíèòíàÿ âîëíà âîçáóæäàåò â ïðîâîäíèêå ñîîòâåòñòâóþùèé åé ïåðåìåííûé òîê. Ýòî ñâîéñòâî èñïîëüçóåòñÿ â ðàäèîòåõíèêå ïðè êîíñòðóèðîâàíèè àíòåíí. Åñòåñòâåííûì èñòî÷íèêîì âîëí ýòîãî äèàïàçîíà ÿâëÿþòñÿ ãðîçû. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî îíè æå ÿâëÿþòñÿ èñòî÷íèêîì ñòîÿ÷èõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí Øóìàíà. Ðàñïðîñòðàíåíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, âðåìåííû́å çàâèñèìîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî Å(t)è ìàãíèòíîãî H(t)ïîëåé, îïðåäåëÿþùèé òèï âîëí (ïëîñêèå, ñôåðè÷åñêèå è äð.), âèä ïîëÿðèçàöèè è ïðî÷èå îñîáåííîñòè çàâèñÿò îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ è ñâîéñòâ ñðåäû.[D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%0%B8%D1%82%D0B D%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5;http://ru.wikipedia.org/wiki/%D%A%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D%80]. Ýëåêòðîìàãíèòíûå èçëó÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ÷àñòîò âçàèìîäåéñòâóþò ñ âåùåñòâîì òàêæå ïî-ðàçíîìó. Ïðîöåññû èçëó÷åíèÿ è ïîãëîùåíèÿ ðàäèîâîëí îáû÷íî ìîæíî îïèñàòü ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèé êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè; à âîò äëÿ âîëí îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà è, òåì áîëåå, æåñòêèõ ëó÷åé íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü óæå èõ Êâàíòîâóþ ïðèðîäó. Èç ìàòåðèàëà ýòîãî ðàçäåëà âèäíî, ÷òî ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû íå ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì êîëåáàíèÿ ñðåäû, â êîòîðîé îíè ïðîõîäÿò. Ýòî íå çâóêîâûå âîëíû, ÿâëÿþùèåñÿ ðåçóëüòàòîì êîëåáàíèÿ âîçäóõà, íå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â æèäêîñòè, ÿâëÿþùèåñÿ ðåçóëüòàòîì êîëåáàíèé ýòîé æèäêîñòè, íå âîëíû, ïðîõîäÿùèå â òâ¸ðäîì òåëå. Ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëÿþòñÿ ðåçóëüòàòîì èçëó÷åíèÿ ìàòåðèàëüíûõ òåë. Íå êàêîãî-òî ñïîíòàííîãî âîçáóæäåíèÿ ìèôè÷åñêîãî «ïîëÿ», à èìåííî èçëó÷åíèÿ ìàòåðèàëüíûõ òåë. ×òî ìîæåò èçëó÷àòüñÿ èç ìàòåðèàëüíîãî òåëà? – Òîëüêî ìàòåðèÿ. Èçëó÷àåìûå ôîòîíû ÿâëÿþòñÿ íå ÷åì èíûì, êàê ÷àñòè÷êàìè ýòèõ ìàòåðèàëüíûõ òåë, êîòîðûå èõ èçëó÷àþò. Ïîýòîìó âîëíû ôîòîíîâ – ÷àñòè÷åê ìàòåðèàëüíûõ òåë,(Ðèñ 13) ïåðåìåùàþòñÿ â âàêóóìå, ãäå íå ìîãóò ïåðåìåùàòüñÿ íèêàêèå äðóãèå âîëíû. Ýòîò ôàêò ãîâîðèò î òîì, ÷òî ôîòîí ýòî ìàòåðèàëüíàÿ ÷àñòèöà. Ýòà ÷àñòèöà èìååò ñâîþ ýíåðãèþ, êîòîðàÿ ìåíÿåò çíà÷åíèÿ â çàâèñèìîñòè îò òîãî, â êàêèõ óñëîâèÿõ íàõîäèòñÿ ôîòîí.  ðàññìàòðèâàåìûõ ñëó÷àÿõ âåëè÷èíà ýíåðãèè ôîòîíà çàâèñèò îò ÷àñòîòû êîëåáàíèÿ ν, êîòîðàÿ â ñâîþ î÷åðåäü çàâèñèò îò ïëîòíîñòè (äàâëåíèÿ) èçëó÷àþùåãî òåëà. Ê èçëó÷åíèÿì ìîæíî îòíåñòè è âçðûâíûå ïðîöåññû, êîòîðûå ïðîèñõîäÿò âî Âñåëåííîé. Êîëè÷åñòâî ìàòåðèè èçëó÷àåìîé òåëîì çà ïåðèîä âðåìåíè «t» ìîæíî âûðàçèòü ôîðìóëîé.
Çäåñü Ìèç — ìàññà èçëó÷àåìîé ìàòåðèè, mô — ìàññà ôîòîíà, qô —ñðåäíÿÿ êîíöåíòðàöèÿ ôîòîíîâ â åäèíèöå îáú¸ìà âîëíû èçëó÷åíèÿ, R- èññëåäóåìûé ðàäèóñ èçëó÷åíèÿ ñ íà÷àëîì îòñ÷¸òà îò öåíòðà èçëó÷àþùåãî òåëà, v- ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ, t – âðåìÿ èçëó÷åíèÿ t0 – íà÷àëî èçëó÷åíèÿ, têîí. – êîíåö èçëó÷åíèÿ, åñëè ìû æåëàåì óçíàòü âñþ ìàññó èçëó÷¸ííîé ìàòåðèè, èëè êîíòðîëüíîå âðåìÿ, åñëè ìû æåëàåì óçíàòü êîëè÷åñòâî ìàòåðèè èçëó÷åííîé çà êîíòðîëüíûé ïåðèîä.
Íåêîòîðûå âîïðîñû àñòðîôèçèêè ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì.
Çâ¸çäû.
 1814 ã. íåìåöêèé ôèçèê-îïòèê Éîçåô Ôðàóíãîôåð ïðîèçâ¸ë ñïåêòðàëüíûé àíàëèç èçëó÷åíèÿ ñîëíöà è çâ¸çä. Èç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ îí ñäåëàë âûâîä, ÷òî çâ¸çäû, êàê è ñîëíöå, ñîñòîÿò èç ãàçîâ, èìåþùèõ âûñîêóþ òåìïåðàòóðó. Ýòî áûëî 198 ëåò òîìó íàçàä. Óæå äàâíî Ä.È. Ìåíäåëååâûì îòêðûò ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí, à ìû âñ¸ èñõîäèì èç òîãî ÷òî â çâåçäå ïðîèñõîäèò òîëüêî ðåàêöèÿ ïðåâðàùåíèÿ âîäîðîäà â ãåëèé. Çâåçäà Ðèñ 6 îáðàçóåòñÿ èç êâàíòîâî-âåùåñòâåííîãî îáëàêà.  ýòîì îáëàêå ñîáèðàþòñÿ è êâàíòû ìàòåðèè è êîñìè÷åñêàÿ ïûëü, ïîëó÷àþùàÿñÿ â ðåçóëüòàòå âçðûâà ÷¸ðíûõ äûð è âñÿêàÿ äðóãàÿ ìàòåðèÿ, îñòàíîâèâøàÿ â ýòîì ìåñòå èëè èìåþùàÿ íåäîñòàòî÷íî èíåðöèàëüíîé ýíåðãèè, ÷òîáû âûðâàòüñÿ èç ýòîãî ñêîïèùà ìàòåðèè. Ïîä äåéñòâèåì ñèëû ãðàâèòàöèè, êîòîðàÿ íàèáîëåå ñèëüíî âûðàæåíà ó êàæäîãî ÷ëåíà ýòîãî ñîîáùåñòâà, âñå ñòàðàþòñÿ ïîïàñòü â öåíòð îáðàçîâàâøåãîñÿ îáëàêà. Êâàíòû ìàòåðèè ñæèìàþòñÿ, îáíàæàþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ïîëÿ. Ïðîèñõîäèò ñîåäèíåíèå êâàíòîâ ìàòåðèè, è îáðàçîâàíèå âåùåñòâ. Áëèæå ê öåíòðó, ãäå äàâëåíèå âûñîêîå, îáðàçóþòñÿ áîëåå ìàññèâíûå âåùåñòâà, ïîäàëüøå îò öåíòðà – ìåíåå ìàññèâíûå. Çàìûêàåò ýòîò âåùåñòâåííûé ðÿä âîäîðîä, ñàìîå ë¸ãêîå è ïðîñòîå âåùåñòâî. Äàëåå ïðîñòèðàåòñÿ îáëàñòü êâàíòîâ ìàòåðèè, êîòîðàÿ îáðàçóåò ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå äàííîé çâåçäû. Êâàíòû ìàòåðèè, ïî çàêîíàì ïàäåíèÿ òåë, îòêðûòûì åù¸ Ãàëèëååì ñòðåìÿòñÿ ê öåíòðó çâåçäû. Ïî ïóòè ê öåíòðó îíè âñ¸ áîëåå è áîëåå ñæèìàþòñÿ. Ñæèìàÿñü, êâàíòû òåðÿþò ÷àñòü ñâîåé ïîòåíöèàëüíîé, ýëåêòðè÷åñêîé è ìàãíèòíîé ýíåðãèè.  öåíòðå îáðàçóåòñÿ êîì íåçàâèñèìûõ êâàíòîâ ìàòåðèè, îáëàäàþùèõ áîëüøîé âíóòðåííåé ýíåðãèåé. Èç ýòîãî öåíòðà êâàíòû ìàòåðèè, âûòàëêèâàþòñÿ ýòîé æå ñèëîé ãðàâèòàöèè âîí èç çâåçäû(ýôôåêò ñæàòîé ãóáêè ñ âîäîé). Ïî ïóòè îíè âñòðå÷àþò àòîìû âåùåñòâ è ýëåêòðîíû ýòèõ àòîìîâ. Ïîñëåäíèì âåùåñòâåííûì ñëîåì ÿâëÿåòñÿ ñëîé âîäîðîäà. Âîëíà êâàíòîâ â âèäå ôîòîíîâ âûðûâàåòñÿ èç êîñìè÷åñêîãî òåëà â ãðàâèòàöèîííîå ïîëå è äàëåå â êîñìîñ, ïðèõâàòèâ ñ ñîáîé àòîìû è íóêëîíû âåùåñòâ, âñòðå÷åííûõ èìè íà ñâî¸ì ïóòè. Ïîýòîìó è èìåþò ýòè âîëíû â ñâî¸ì ñîñòàâå ðàçëè÷íûå õàðàêòåðèñòè÷åñêèå ýëåìåíòû çâ¸çäíûõ âåùåñòâ, è â áîëüøåé ñòåïåíè ýëåìåíòîâ àòîìîâ âîäîðîäà. Íåêîòîðûå êâàíòû ïðîñêàêèâàþò âîäîðîäíóþ øàïêó íå âñòðåòèâ àòîìîâ âîäîðîäà. Òîãäà îíè èìåþò äðóãèå õàðàêòåðèñòèêè. Çâåçäà èìååò ñëèøêîì áîëüøóþ ìàññó, ÷òîáû îñòàòüñÿ òîëüêî îáëàêîì âîäîðîäà è ãåëèÿ.  íåäðàõ çâåçäû èäóò ðåàêöèè ñèíòåçà è òÿæ¸ëûõ ýëåìåíòîâ è áîëåå ë¸ãêèõ. Áîëåå ë¸ãêèå ýëåìåíòû ðàñïîëàãàþòñÿ íà ïåðèôåðèè çâåçäû. Áîëåå òÿæ¸ëûå ýëåìåíòû ñèíòåçèðóþòñÿ áëèæå ê öåíòðó, â óñëîâèÿõ áîëüøèõ òåìïåðàòóð è âûñîêèõ äàâëåíèé. Âîäîðîä íå ãîðèò è íå ïðåâðàùàåòñÿ â ãåëèé. È âîäîðîä, è ãåëèé íàõîäÿòñÿ êàæäûé íà ñâîåé íèøå. Èìåííî îá ýòîì ãîâîðèò íàì òî, ÷òî â àòìîñôåðàõ çâ¸çä ïðèñóòñòâóþò àòîìû è êèñëîðîäà è óãëåðîäà è àçîòà. Êðîìå òîãî, ñïåêòðû íåêîòîðûõ çâ¸çä ïîêàçûâàþò íàëè÷èå â íèõ è ëèòèÿ, è æåëåçà, è äàæå, íå ñóùåñòâóþùåãî íà çåìëå â åñòåñòâåííîì ñîñòîÿíèè òåõíåöèÿ. Íî ìû, ïî÷åìó-òî ñ÷èòàåì ýòè ÿâëåíèÿ àíîìàëèåé. Ïî÷åìó æå ñïåêòð äà¸ò íàì íàëè÷èå òîëüêî âîäîðîäà è ãåëèÿ? Âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî çâåçäà èìååò áîëüøóþ ìàññó, îíà èìååò è áîëüøóþ ãàçîâóþ îáîëî÷êó è, êàê ñëåäñòâèå, áîëüøóþ âîäîðîäíóþ øàïêó. Ñîãëàñíî òåîðèè ÿïîíñêîãî àñòðîôèçèêà Òþ: ñèðî Õàÿñè, èçëó÷åíèå áîëåå òÿæ¸ëûõ ýëåìåíòîâ, íå èìåÿ âîçìîæíîñòè ïðîéòè ñêâîçü ãàçîâóþ îáîëî÷êó, ïóò¸ì êîíâåêöèè (èçëó÷åíèÿ-Ýääèíãòîí) âîçáóæäàþò àòîìû ãàçîâ àòìîñôåðû çâåçäû, êîòîðûå è âûäàþò èçëó÷åíèå, èñõîäÿùåå îò çâåçäû. Íî çâ¸çäû ñ ìåíüøåé ìàññîé íå èìåþò òàêîé áîëüøîé âîäîðîäíîé øàïêè è ïðîïóñêàþò èçëó÷åíèÿ äðóãèõ ýëåìåíòîâ. Êîíå÷íî, âñå âåùåñòâà â çâåçäå íàõîäÿòñÿ â àòîìàðíîì ñîñòîÿíèè è òîëüêî ïðè îñòûâàíèè çâåçäû îíè îáúåäèíÿþòñÿ â ìîëåêóëû. Îá ýòîì ãîâîðèò ñóùåñòâîâàíèå òàêèõ âåùåñòâ íà Çåìëå. Çåìëÿ êîãäà-òî òîæå áûëà ìàëåíüêîé çâåçäîé â ñîñòàâå äðóãèõ çâ¸çä ïëàíåòàðíîé òóìàííîñòè. Ýòà ïëàíåòàðíàÿ òóìàííîñòü îáðàçîâàëàñü â ðåçóëüòàòå îòäåëåíèÿ âíåøíåé ÷àñòè ãàçîïûëåâîãî îáëàêà (øàïêè) êðàñíîãî ãèãàíòà, êîòîðûì áûëà òîãäà íàøà ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà. Îòäåëåíèå øàïêè ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå äàâëåíèÿ èíòåíñèâíîãî èçëó÷åíèÿ èç âíóòðåííåé îáëàñòè ýòîãî êðàñíîãî ãèãàíòà. Åñëè ãàçîïûëåâîå îáëàêî áîëüøîå, òî èçëó÷åíèå èçíóòðè áîëåå èíòåíñèâíîå. Ýòî èçëó÷åíèå äàëåêî îòãîíÿåò «øàïêó» îò îñíîâíîãî îáëàêà è îíà ðàñòâîðÿåòñÿ â êîñìîñå.  ñëó÷àå íàøåé ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ýòà «øàïêà» ïðåâðàòèëàñü â ïëàíåòàðíóþ òóìàííîñòü, èç êîòîðîé ñî âðåìåíåì îáðàçîâàëèñü ïëàíåòû íàøåé ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Èòàê, âñå çâ¸çäû èçíà÷àëüíî (ìîæåò áûòü çà íåêîòîðûì èñêëþ÷åíèåì) èìåþò îäèíàêîâóþ âåëè÷èíó è ðàçëè÷èÿ â èõ ñâåòèìîñòè, ãîâîðèò î âîçðàñòå ýòîé çâåçäû. Ñîëíöå êîãäà-òî áûëî ÿðêîé çâåçäîé, à ñåé÷àñ ýòî æ¸ëòûé êàðëèê. Ïîýòîìó êîëëàïñà çâåçäû, ïî ïðè÷èíå âûãîðàíèÿ âîäîðîäà âíóòðè å¸, áûòü íå ìîæåò. Çâåçäà îñòûâàåò ñâåðõó, ñäàâëèâàÿ ñâîþ âíóòðåííþþ ÷àñòü. Íî ýòà âíóòðåííÿÿ ÷àñòü èíîãäà âçëàìûâàåò âåðõíþþ êîðêó è âûðûâàåòñÿ íàðóæó. Ãîðÿ÷àÿ ìàòåðèÿ, íàõîäÿùàÿñÿ âíóòðè çâåçäû âûðûâàåòñÿ íàðóæó è îáðàçóåò ïðîòóáåðàíåö. Òàêèì îáðàçîì, äàâëåíèå âíóòðè çâåçäû ñíèæàåòñÿ äî ðàâíîâåñíîãî, è îíà íà âðåìÿ óñïîêàèâàåòñÿ. Ýòî ÿâëåíèå ìû íàáëþäàåì íà Ñîëíöå â âèäå âûáðîñà ïðîòóáåðàíöåâ, à íà çåìëå â âèäå èçâåðæåíèÿ âóëêàíîâ.  êîíöå êîíöîâ, Ñîëíöå îñòûíåò è ïðåâðàòèòñÿ â òâ¸ðäîå êîñìè÷åñêîå òåëî. Çâåçäà íå êîëëàïñèðóåò, îíà ãàñíåò, ïðåâðàùàÿñü ñíà÷àëà â æ¸ëòîãî êàðëèêà, çàòåì â êðàñíîãî êàðëèêà, à çàòåì ïðîñòî â ò¸ìíîå êîñìè÷åñêîå òåëî Ðèñ6. Íàïîìíþ òàêæå, ÷òî ìàññà ôîòîíà óæå îïðåäåëåíà. Åñëè óïîðñòâîâàòü â íåïðèçíàíèè ìàòåðèàëüíîñòè ôîòîíà, òî ìû ïî-ïðåæíåìó áóäåì òîïòàòüñÿ â òîì òóïèêå, â êîòîðîì íàõîäèìñÿ ñåé÷àñ. Âîò êàê îïèñûâàåò, íàïðèìåð, äîêòîð ô-ì íàóê ß.À. Ñìîðîäèíñêèé â ðàáîòå «Çàêîíû è ïàðàäîêñû ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö». «Åñëè ïðîòîí «îñâåòèòü» ïó÷êîì ôîòîíîâ áîëüøîé ýíåðãèè, òî ïðè ñòîëêíîâåíèè ïðîòîíà Ð ñ ôîòîíîì γ ìîæåò ðîäèòüñÿ íîâàÿ ÷àñòèöà – ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé ïèîí (èëè π+ – ìåçîí), à ïðîòîí ïðåâðàòèòñÿ â íåéòðîí N. Òàêóþ ðåàêöèþ çàïèñûâàþò â âèäå: γ + P →π+ + N. Ïîõîæå, ÷òî ïðîòîí ñîñòîèò èç íåéòðîíà è ïèîíà. Îäíàêî ïðè òàêîì æå ñòîëêíîâåíèè ìîæåò ðîäèòüñÿ íåéòðàëüíûé ïèîí, à ïðîòîí îñòàíåòñÿ ïðîòîíîì: γ + P →π0 + Ð. Ýòà ðåàêöèÿ ñêîðåå óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ïðîòîí ñîñòîèò èç ñàìîãî ñåáÿ è íåéòðàëüíîãî ïèîíà. Ìû ãîâîðèì «ñàìîãî ñåáÿ» (õîòÿ ýòî è çâó÷èò ãëóïî), òàê êàê ïðîòîí â êîíöå ðåàêöèè îñòà¸òñÿ ñîâåðøåííî òàêèì æå êàêèì îí áûë âíà÷àëå, – ÷àñòèöû òîæäåñòâåííû. Òåïåðü âñ¸ íàïîìèíàåò ñêàçêó î íåðàçìåííîì ðóáëå, êîòîðûé, ñêîëüêî åãî íè òðàòü, îñòà¸òñÿ ðóáë¸ì. …. Ñäåëàâ ýíåðãèþ ôîòîíà åù¸ áîëüøå,…ìû îáíàðóæèì åù¸ áîëåå óäèâèòåëüíûå ðåàêöèè: P + γ →Ð + Ð +-Ð. …Ìû ïîñòåïåííî ïðèõîäèì ê âûâîäó, ÷òî âîïðîñ ïîñòàâëåííûé íàìè: «Èç ÷åãî ñîñòîèò ïðîòîí?» ïðîñòî íå èìååò ñìûñëà». Äàëåå «Íîâûå ÷àñòèöû âîçíèêàþò â âàêóóìå, òàê æå êàê âèõðè íà ãëàäêîé ïîâåðõíîñòè âîäû. Íî âèõðè âîçíèêàþò èç âîäû, à ÷òî æå ñëóæèò èñòî÷íèêîì ÷àñòèö?» Âîò â òàêîì çàòðóäíèòåëüíîì ïîëîæåíèè îêàçûâàþòñÿ ó÷¸íûå â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî ñ÷èòàþò ôîòîí êâàíòîì ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì ëàð÷èê îòêðûâàåòñÿ î÷åíü ïðîñòî. Êâàíòû ìàòåðèè, êîèìè ÿâëÿþòñÿ ôîòîíû, èìåÿ óïðóãîå êâàíòîâîå ïîëå, íàòûêàÿñü íà òàêîå îãðîìíîå òåëî, êàê ïðîòîí, îòñêàêèâàþò îò íåãî. Óæå ñ óäâîåííîé ýíåðãèåé ýòè êâàíòû ìàòåðèè ñòàëêèâàþòñÿ ñî ñâîèìè òîâàðèùàìè, ñëåäîâàâøèìè çà íèìè. Óäàðû ýòè íàñòîëüêî ñèëüíû, ÷òî ïðè óäàðå êâàíòîâûå ïîëÿ ôîòîíîâ äåôîðìèðóþòñÿ, ïðåîäîëåâàåòñÿ çîíà îò÷óæäåíèÿ, âñòóïàþò â äåéñòâèå êóëîíîâñêèå ñèëû, è ýòè êâàíòû ìàòåðèè ñîåäèíÿþòñÿ, îáðàçîâûâàÿ ïðè ýòîì ðàçëè÷íûå ÷àñòèöû Ðèñ 9. À ïðîòîí òàê è îñòà¸òñÿ ïðîòîíîì, ñêàëîé âîçâûøàÿñü ñðåäü ïîòîêà ôîòîíîâ. Âîò ÷òî ïèøåò È. Íîâèêîâ â ñâîåé êíèãå "×åðíûå äûðû è Âñåëåííàÿ" «Êàê ãîâîðÿò àñòðîôèçèêè-òåîðåòèêè, òåïåðü, ïîñëå òîãî êàê ïîÿâèëîñü îñíîâàíèå ââåñòè ìàññó ïîêîÿ íåéòðèíî, ìíîãîå íåïîíÿòíîå ðàíåå âñòàëî íà ñâîè ìåñòà. Õîðîøî ïî ýòîìó ïîâîäó ñêàçàë ñîâåòñêèé àñòðîôèçèê À. Äîðîøêåâè÷, ïåðåôðàçèðóÿ èçâåñòíûé àôîðèçì: “Åñëè áû ìàññà íåéòðèíî îêàçàëàñü ðàâíîé íóëþ, òî ïðèøëîñü áû âûäóìàòü êàêóþ-ëèáî äðóãóþ ÷àñòèöó ñ ìàññîé ïîêîÿ, îòëè÷íîé îò íóëÿ, è ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþùóþ ñ îñòàëüíûìè ÷àñòèöàìè”. Õî÷åòñÿ âåðèòü, ÷òî ïðèäóìûâàòü íîâóþ ÷àñòèöó íàì óæå íå ïðèäåòñÿ, òàê êàê ïîëó÷åííûå ñîâåòñêèìè ôèçèêàìè äàííûå î ìàññå ïîêîÿ íåéòðèíî, ïóñòü äàæå ñ íåêîòîðûìè óòî÷íåíèÿìè, óæå â íåäàëåêîì áóäóùåì ïîëó÷àò íàäåæíîå ïîäòâåðæäåíèå. Âñå æå èç îñòîðîæíîñòè, êîòîðàÿ óìåñòíà, êîãäà ðàññóæäåíèÿ êàñàþòñÿ âñåé Âñåëåííîé, çàìåòèì ñëåäóþùåå. Òà “çàïàñíàÿ” ÷àñòèöà, î êîòîðîé ãîâîðèë â ñâîåì ïîëóøóòëèâîì çàìå÷àíèè À. Äîðîøêåâè÷, óæå åñòü â àðñåíàëå ãèïîòåç ñîâðåìåííîé ôèçèêè. Áîëåå òîãî, òàêèõ ÷àñòèö íåñêîëüêî! Íàçîâåì çäåñü äëÿ ïðèìåðà ôîòèíî – ÷àñòèöó, ïîäîáíóþ ôîòîíó, íî îáëàäàþùóþ ìàññîé, ãðàâèòèíî – àíàëîãè÷íóþ ãðàâèòîíó, íî òàêæå îáëàäàþùóþ ìàññîé. Òàê ÷òî åñëè ïðàâ îêàæåòñÿ À. Äîðîøêåâè÷, òî Âñåëåííàÿ óñòðîåíà åùå áîëåå äèêîâèííûì îáðàçîì è îêàæåòñÿ íå íåéòðèííîé, à ëèáî, ñêàæåì, ôîòèííîé, ëèáî ãðàâèòèííîé, ëèáî åùå êàêîé-íèáóäü …èííîé.» È. Íîâèêîâ. Èòàê, ó÷¸íûå íå ñîãëàñíû ñ íûíåøíåì ñîñòîÿíèåì ôèçèêè è èùóò ìàòåðèàëüíûå ÷àñòèöû, íî îïÿòü æå, â ýòîì âûñêàçûâàíèè ÿâåí ñòðàõ ïåðåä âåëèêèì èìåíåì Ýéíøòåéíà; íèêàê íå îñìåëÿòñÿ ó÷¸íûå ïðèçíàòü, ÷òî ôîòîí ìàòåðèàëåí, ÷òî ýòî è åñòü òà ÷àñòèöà, èç êîòîðîé ñîñòîèò Âñåëåííàÿ, è, êîòîðóþ èùóò ñòîëüêî ìíîãî ëåò. Âåäü òîãäà ïðèä¸òñÿ ïðèçíàòü íåðåàëüíîñòü ðàñøèðÿþùåéñÿ Âñåëåííîé.  ñâÿçè ñ ýòèì, íàì íàäî îïðåäåëèòüñÿ â ñóùíîñòè íåêîòîðûõ ïîíÿòèé, âîçíèêøèõ èç òåõ âûâîäîâ, êîòîðûå ïîñëåäîâàëè íà îñíîâå íåîñïîðèìûõ ôàêòîâ ïðèâåä¸ííûõ â ðàáîòå.
– Âñÿêèå ìàòåðèàëüíûå òåëà ñîñòîÿò èç ýëåìåíòàðíûõ ìàòåðèàëüíûõ ÷àñòèö – ýëåêòðîíîâ è ïîçèòðîíîâ. – Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ñîñòîÿò èç êâàíòîâ ìàòåðèè.
– Êâàíòû ìàòåðèè ñîñòîÿò èç ÿäðà ÷àñòèöû, åãî îáîëî÷êè è òð¸õ ïîëåé; ìàãíèòíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî è ãðàâèòàöèîííîãî.
– Ñóùåñòâóåò ÷åòûðå âèäà êàíòîâ ìàòåðèè. Îíè ðàçëè÷àþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì è âèäîì ìàãíåòèçìà.  îñòàëüíîì èõ õàðàêòåðèñòèêè îäèíàêîâû.? Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå è ìàãíèòíîå ïîëå ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé îïðåäåë¸ííîé çàâèñèìîñòüþ è êâàíò ìàòåðèè ïðè îäíèõ óñëîâèÿõ ïðîÿâëÿåò â áîëüøåé ñòåïåíè ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà, à ïðè äðóãèõ óñëîâèÿõ – ìàãíèòíûå.
– Ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå êâàíòà ýòî ïðîñòðàíñòâî âîêðóã ÿäðà â êîòîðîì ïðîÿâëÿþòñÿ ñèëû òîãî èëè èíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. – Ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ ÿâëÿþòñÿ ïðèíàäëåæíîñòüþ ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû, å¸ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ. Äåéñòâèå âñåõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëåé èñõîäÿò íåïîñðåäñòâåííî îò ÿäðà, è íåïîñðåäñòâåííî çà ÿäðîì äåéñòâóþò âñå òðè ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëÿ.
– Çà ÿäðîì êâàíòà íàèáîëüøåå çíà÷åíèå èìååò êâàíòîâîå ïîëå. Ýòî ïîëå íåéòðàëüíî. Ýòî ùèò ÿäðà. Êâàíòîâîå ïîëå îïðåäåëÿåò èíäèâèäóàëüíîñòü êâàíòà, ïîýòîìó êâàíòû ìàòåðèè, îáúåäèíÿÿñü ìåæäó ñîáîé, îñòàþòñÿ èíäèâèäóóìàìè. Ýòî ïîëå îáåðåãàåò òàêæå çàðÿä êâàíòà îò óíè÷òîæåíèÿ. Ïðè ñáëèæåíèè äâóõ ÷àñòèö ðàçíîèì¸ííûõ çàðÿäîâ, èõ ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ äåéñòâóþò ÷åðåç êâàíòîâîå ïîëå, êîòîðîå ïðåäóïðåæäàåò ñëèÿíèå çàðÿäîâ è óíè÷òîæåíèå (àííèãèëÿöèþ) êâàíòà ìàòåðèè. Ïðè èçëó÷åíèè èç ìàòåðèàëüíîãî òåëà, ïðåâðàòèâøèñü â ôîòîíû, êâàíòû ìàòåðèè ñîõðàíÿþò âñå ñâîè õàðàêòåðèñòèêè (ìàññó, çàðÿä, ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëÿ). Äåéñòâèå ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé ïðîñòèðàåòñÿ äàëüøå êâàíòîâîãî ïîëÿ, íî ýòî òîæå êîðîòêîäåéñòâóþùèå ïîëÿ. Ñàìîå ñèëüíîå è ñàìîå äàëüíîäåéñòâóþùåå – ãðàâèòàöèîííîå ïîëå. Ñèëîâûå ëèíèè ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ íàïðàâëåíû ê ÿäðó êâàíòà.
– Ýíåðãèÿ ýòî õàðàêòåðèñòèêà è ìåðà äåéñòâèÿ ìàòåðèè èëè ñïîñîáíîñòè ñîâåðøèòü äåéñòâèå. Îòäåëüíî îò ìàòåðèè ýíåðãèè íåò.
– Ìàññà òåëà ýòî ìåðà êîëè÷åñòâà ìàòåðèè â í¸ì ñîäåðæàùåéñÿ, íî ýòî è ìåðà åãî ýíåðãèè. Ìàêñèìàëüíàÿ ýíåðãèÿ äâèæåíèÿ êâàíòà ìàòåðèè (ôîòîíà) – mc2.
– Ôîòîí ýòî äâèæóùèéñÿ âíå ìàòåðèàëüíîãî òåëà êâàíò ìàòåðèè.
– Âîëíà èçëó÷åíèÿ (ñâåòà, ðàäèî, òåïëà) ýòî, âîëíà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè. Òàêèå êâàíòîâûå ÷èñëà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö êàê ñïèí, èçîòîïè÷åñêèé ñïèí, ñòðàííîñòü, öâåò, àðîìàò ïîÿâèëèñü îò òîãî, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè «ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö» ñîñòàâëÿþùèå èõ ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû èìåþò ðàçëè÷íûå ñîñòîÿíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ, âíóòðåííåé ýíåðãè. Âîçüì¸ì, ê ïðèìåðó, ñïèí. Ïðè îáúåäèíåíèè ïîçèòðîíà è ýëåêòðîíà îáðàçóåòñÿ ìàãíèòíûé ïîòîê, êîòîðûé çàòÿãèâàåò â ñåáÿ êâàíòû ìàòåðèè èç áëèæàéøåãî îêðóæåíèÿ. Ñîãëàñíî çàêîíàì ôèçèêè ýòè êâàíòû íà÷èíàþò âðàùàòüñÿ â ìàãíèòíîì ïîëå. Åñëè ýòî êâàíòû îäíîãî çíàêà çàðÿäà, îíè âðàùàþòñÿ â îäíó ñòîðîíó. Ïîëó÷àåòñÿ, ê ïðèìåðó, íåéòðèíî. Ïðè ïîïàäàíèè â ìàãíèòíûé ïîòîê êâàíòîâ äðóãîãî çíàêà çàðÿäà, êâàíòû âðàùàþòñÿ â äðóãóþ ñòîðîíó – îáðàçóåòñÿ àíòèíåéòðèíî.
׸ðíûå äûðû.
Òåîðèè è ó÷åíèÿ.
Íåêîòîðîå âðåìÿ íàçàä ìèð óçíàë, ÷òî ñóùåñòâóþò íåáåñíûå òåëà, ìàññà êîòîðûõ íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî îò íèõ íå èñõîäèò íèêàêèõ èçëó÷åíèé. Ýòè òåëà íàçâàëè «÷¸ðíûìè äûðàìè». Îäíàêî, åù¸ â 1784 ã. àíãëè÷àíèí Íýòòîë Äæîí Ìèò÷åë ïðåäñêàçàë âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ íåâèäèìûõ çâåçä, à â 1796 ã. ôðàíöóç Ïüåð Ñèìîí Ëàïëàñ îïóáëèêîâàë ýòîò âûâîä â ñâîåé ðàáîòå. Î òîì æå ãîâîðèò ÎÒÎ Ýéíøòåéíà. Ïî Íüþòîíó, ñèëà òÿãîòåíèÿ ñòðåìèòñÿ ê áåñêîíå÷íîñòè, êîãäà ìû ñæèìàåì òåëî â òî÷êó (ðàäèóñ áëèçîê ê íóëþ). Ïî Ýéíøòåéíó ñèëà ãðàâèòàöèè ñòðåìèòñÿ ê áåñêîíå÷íîñòè, êîãäà ðàäèóñ íåâðàùàþùåãîñÿ ñôåðè÷åñêîãî òåëà ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì òàê íàçûâàåìîìó ãðàâèòàöèîííîìó ðàäèóñó, åãî åù¸ íàçûâàþò ðàäèóñîì Ê. Øâàðöøèëüäà. Ýòîò ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ îïðåäåëÿåòñÿ ìàññîé íåáåñíîãî òåëà. ×òî òàêîå «÷¸ðíàÿ äûðà»? Âàæíåéøèé âûâîä òåîðèè Ýéíøòåéíà ãëàñèò: ñôåðè÷åñêîå òåëî, ðàäèóñ êîòîðîãî ðàâåí ãðàâèòàöèîííîìó ðàäèóñó è ìåíüøå, íå ìîæåò íàõîäèòüñÿ â ïîêîå, äîëæíî ñæèìàòüñÿ ê öåíòðó. Òàêèì îáðàçîì, äîñòàòî÷íî ñæàòü òåëî äî ðàçìåðîâ ãðàâèòàöèîííîãî ðàäèóñà, à äàëüøå îíî ñàìî áóäåò íåóäåðæèìî ñæèìàòüñÿ è ïðåâðàòèòñÿ â òî÷êó. Òàê âîçíèêàåò îáúåêò, êîòîðûé âïîñëåäñòâèè ïîëó÷èë íàçâàíèå ÷åðíîé äûðû (íåîáðàòèìîñòü ïðîöåññà). Òî÷íûé èçîáðåòàòåëü òåðìèíà íåèçâåñòåí, íî ñàìî îáîçíà÷åíèå áûëî ïîïóëÿðèçîâàíî Äæîíîì Àð÷èáàëüäîì Óèëåðîì è âïåðâûå ïóáëè÷íî óïîòðåáëåíî â ïîïóëÿðíîé ëåêöèè «Íàøà Âñåëåííàÿ: èçâåñòíîå è íåèçâåñòíîå» (àíãë. Our Universe: the Known and Unknown) 29 äåêàáðÿ 1967 ãîäà. Ðàíåå ïîäîáíûå àñòðîôèçè÷åñêèå îáúåêòû íàçûâàëè «ñêîëëàïñèðîâàâøèå çâ¸çäû» èëè «êîëëàïñàðû» (îò àíãë. collapsed stars), à òàêæå «çàñòûâøèå çâ¸çäû». [àíãë. frozen stars]  èñòîðèè ïðåäñòàâëåíèé î ÷¸ðíûõ äûðàõ âûäåëÿþò òðè ïåðèîäà: Íà÷àëî ïåðâîãî ïåðèîäà ñâÿçàíî ñ îïóáëèêîâàííîé â 1784 ãîäó ðàáîòîé Äæîíà Ìè÷åëëà, â êîòîðîé áûë èçëîæåí ðàñ÷¸ò ìàññû äëÿ íåäîñòóïíîãî íàáëþäåíèþ îáúåêòà. Âòîðîé ïåðèîä ñâÿçàí ñ ðàçâèòèåì îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ñòàöèîíàðíîå ðåøåíèå óðàâíåíèé êîòîðîé áûëî ïîëó÷åíî Êàðëîì Øâàðöøèëüäîì â 1915 ãîäó. Ïóáëèêàöèÿâ 1975 ãîäó ðàáîòû Ñòèâåíà Õîêèíãà, â êîòîðîé îí ïðåäëîæèë èäåþ îá èçëó÷åíèè ÷¸ðíûõ äûð, íà÷èíàåò òðåòèé ïåðèîä. Ãðàíèöà ìåæäó âòîðûì è òðåòüèì ïåðèîäàìè äîâîëüíî óñëîâíà, ïîñêîëüêó íå ñðàçó ñòàëè ÿñíû âñå ñëåäñòâèÿ îòêðûòèÿ Õîêèíãà, èçó÷åíèå êîòîðûõ ïðîäîëæàåòñÿ äî ñèõ ïîð.  íüþòîíîâñêîì ïîëå òÿãîòåíèÿ äëÿ ÷àñòèö, ïîêîÿùèõñÿ íà áåñêîíå÷íîñòè, ñ ó÷¸òîì çàêîíà ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè: – GMm/r +mv2/2=0 òî åñòü v2 = 2GM/r Ïóñòü ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ rg– ðàññòîÿíèå îò òÿãîòåþùåé ìàññû, íà êîòîðîì ñêîðîñòü ÷àñòèöû ñòàíîâèòñÿ ðàâíîé ñêîðîñòè ñâåòà v = c. Òîãäà rg=2GM/c2 Êîíöåïöèÿ ìàññèâíîãî òåëà, ãðàâèòàöèîííîå ïðèòÿæåíèå êîòîðîãî íàñòîëüêî âåëèêî, ÷òî ñêîðîñòü, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ïðåîäîëåíèÿ ýòîãî ïðèòÿæåíèÿ (âòîðàÿ êîñìè÷åñêàÿ ñêîðîñòü), ðàâíà èëè ïðåâûøàåò ñêîðîñòü ñâåòà, âïåðâûå áûëà âûñêàçàíà â 1784 ãîäó Äæîíîì Ìè÷åëëîì â ïèñüìå, êîòîðîå îí ïîñëàë â Êîðîëåâñêîå îáùåñòâî. Ïèñüìî ñîäåðæàëî ðàñ÷¸ò, èç êîòîðîãî ñëåäîâàëî, ÷òî äëÿ òåëà ñ ðàäèóñîì â 500 ñîëíå÷íûõ ðàäèóñîâ è ñ ïëîòíîñòüþ Ñîëíöà âòîðàÿ êîñìè÷åñêàÿ ñêîðîñòü íà åãî ïîâåðõíîñòè áóäåò ðàâíà ñêîðîñòè ñâåòà. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B0 – cite_note-7 Òàêèì îáðàçîì, ñâåò íå ñìîæåò ïîêèíóòü ýòî òåëî, è îíî áóäåò íåâèäèìûì. Ìè÷åëë ïðåäïîëîæèë, ÷òî â êîñìîñå ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ìíîæåñòâî òàêèõ íåäîñòóïíûõ íàáëþäåíèþ îáúåêòîâ. Íà ïðîòÿæåíèè XIX âåêà èäåÿ òåë, íåâèäèìûõ âñëåäñòâèå ñâîåé ìàññèâíîñòè, íå âûçûâàëà áîëüøîãî èíòåðåñà ó ó÷¸íûõ. Ýòî áûëî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â ðàìêàõ êëàññè÷åñêîé ôèçèêè ñêîðîñòü ñâåòà íå èìååò ôóíäàìåíòàëüíîãî çíà÷åíèÿ. Îäíàêî â êîíöå XIX – íà÷àëå XX âåêà áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî çàêîíû ýëåêòðîäèíàìèêè, ñôîðìóëèðîâàííûå Äæ. Ìàêñâåëëîì, ñ îäíîé ñòîðîíû, âûïîëíÿþòñÿ âî âñåõ èíåðöèàëüíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà, à ñ äðóãîé ñòîðîíû, íå îáëàäàþò èíâàðèàíòíîñòüþ îòíîñèòåëüíî ïðåîáðàçîâàíèé Ãàëèëåÿ. Ýòî îçíà÷àëî, ÷òî ñëîæèâøèåñÿ â ôèçèêå ïðåäñòàâëåíèÿ î õàðàêòåðå ïåðåõîäà îò îäíîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà ê äðóãîé íóæäàþòñÿ â çíà÷èòåëüíîé êîððåêòèðîâêå.  õîäå äàëüíåéøåé ðàçðàáîòêè ýëåêòðîäèíàìèêè ãîëëàíäöåì Õåíäðèêîì Ëîðåíöåì áûëà ïðåäëîæåíà íîâàÿ ñèñòåìà ïðåîáðàçîâàíèé ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûõ êîîðäèíàò (èçâåñòíûõ ñåãîäíÿ êàê ïðåîáðàçîâàíèÿ Ëîðåíöà), îòíîñèòåëüíî êîòîðûõ óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà îñòàâàëèñü èíâàðèàíòíûìè. Ðàçâèâàÿ èäåè Ëîðåíöà, Àíðè Ïóàíêàðå ïðåäïîëîæèë, ÷òî âñå ïðî÷èå ôèçè÷åñêèå çàêîíû òàêæå èíâàðèàíòíû îòíîñèòåëüíî ýòèõ ïðåîáðàçîâàíèé.  1905 ãîäó êîíöåïöèè Ëîðåíöà è Ïóàíêàðå Àëüáåðò Ýéíøòåéí èñïîëüçîâàë â ñâîåé ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè (ÑÒÎ), â êîòîðîé ðîëü çàêîíà ïðåîáðàçîâàíèÿ èíåðöèàëüíûõ ñèñòåì îòñ÷¸òà îêîí÷àòåëüíî ïåðåøëà îò ïðåîáðàçîâàíèé Ãàëèëåÿ ê ïðåîáðàçîâàíèÿì Ëîðåíöà. Êëàññè÷åñêàÿ (ãàëèëååâñêè-èíâàðèàíòíàÿ) ìåõàíèêà áûëà ïðè ýòîì çàìåíåíà íà íîâóþ ðåëÿòèâèñòñêóþ ìåõàíèêó ëîðåíö-èíâàðèàíòíóþ.  ðàìêàõ ïîñëåäíåé ñêîðîñòü ñâåòà îêàçàëàñü ïðåäåëüíîé ñêîðîñòüþ, êîòîðóþ ìîæåò ðàçâèòü ôèçè÷åñêîå òåëî, ÷òî ðàäèêàëüíî èçìåíèëî çíà÷åíèå ÷¸ðíûõ äûð â òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêå. Îäíàêî íüþòîíîâñêàÿ òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ (íà êîòîðîé áàçèðîâàëàñü ïåðâîíà÷àëüíàÿ òåîðèÿ ÷¸ðíûõ äûð) íå ÿâëÿåòñÿ ëîðåíö-èíâàðèàíòíîé. Ïîýòîìó îíà íå ìîæåò áûòü ïðèìåíåíà ê òåëàì, äâèæóùèìñÿ ñ îêîëîñâåòîâûìè è ñâåòîâûìè ñêîðîñòÿìè. Ëèø¸ííàÿ ýòîãî íåäîñòàòêà ðåëÿòèâèñòñêàÿ òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ áûëà ñîçäàíà, â îñíîâíîì, Ýéíøòåéíîì (ñôîðìóëèðîâàâøèì å¸ îêîí÷àòåëüíî ê êîíöó 1915 ãîäà) è ïîëó÷èëà íàçâàíèå îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè (ÎÒÎ Èìåííî íà íåé è îñíîâûâàåòñÿ ñîâðåìåííàÿ òåîðèÿ ÷¸ðíûõ äûð. Ïî ñâîåìó õàðàêòåðó ÎÒÎ ÿâëÿåòñÿ ãåîìåòðè÷åñêîé òåîðèåé. Îíà ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ïîëå ãðàâèòàöèè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîÿâëåíèå èñêðèâëåíèÿ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè (êîòîðîå, òàêèì îáðàçîì, îêàçûâàåòñÿ ïñåâäîðèìàíîâûì, à íå ïñåâäîåâêëèäîâûì, êàê â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè). Ñâÿçü èñêðèâëåíèÿ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè ñ õàðàêòåðîì ðàñïðåäåëåíèÿ è äâèæåíèÿ çàêëþ÷àþùèõñÿ â í¸ì ìàññ äà¸òñÿ îñíîâíûìè óðàâíåíèÿìè òåîðèè – óðàâíåíèÿìè Ýéíøòåéíà. (Ïñåâäî)ðèìàíîâûìè íàçûâàþòñÿ ïðîñòðàíñòâà, êîòîðûå â ìàëûõ ìàñøòàáàõ âåäóò ñåáÿ «ïî÷òè» êàê îáû÷íûå (ïñåâäî)åâêëèäîâû. Òàê, íà íåáîëüøèõ ó÷àñòêàõ ñôåðû òåîðåìà Ïèôàãîðà è äðóãèå ôàêòû åâêëèäîâîé ãåîìåòðèè âûïîëíÿþòñÿ ñ î÷åíü áîëüøîé òî÷íîñòüþ.  ñâî¸ âðåìÿ ýòî îáñòîÿòåëüñòâî è ïîçâîëèëî ïîñòðîèòü åâêëèäîâó ãåîìåòðèþ íà îñíîâå íàáëþäåíèé íàä ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè (êîòîðàÿ â äåéñòâèòåëüíîñòè íå ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîé, à áëèçêà ê ñôåðè÷åñêîé). Ýòî æå îáñòîÿòåëüñòâî îáóñëîâèëî è âûáîð èìåííî ïñåâäîðèìàíîâûõ (à íå êàêèõ-ëèáî åù¸) ïðîñòðàíñòâ â êà÷åñòâå îñíîâíîãî îáúåêòà ðàññìîòðåíèÿ â ÎÒÎ: ñâîéñòâà íåáîëüøèõ ó÷àñòêîâ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè íå äîëæíû ñèëüíî îòëè÷àòüñÿ îò èçâåñòíûõ èç ÑÒÎ. Îäíàêî â áîëüøèõ ìàñøòàáàõ ðèìàíîâû ïðîñòðàíñòâà ìîãóò ñèëüíî îòëè÷àòüñÿ îò åâêëèäîâûõ. Îäíîé èç îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê òàêîãî îòëè÷èÿ ÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå êðèâèçíû. Ñóòü åãî ñîñòîèò â ñëåäóþùåì: åâêëèäîâû ïðîñòðàíñòâà îáëàäàþò ñâîéñòâîì àáñîëþòíîãî ïàðàëëåëèçìà: âåêòîð X', ïîëó÷àåìûé â ðåçóëüòàòå ïàðàëëåëüíîãî ïåðåíîñà âåêòîðà X âäîëü ëþáîãî çàìêíóòîãî ïóòè, ñîâïàäàåò ñ èñõîäíûì âåêòîðîì X. Äëÿ ðèìàíîâûõ ïðîñòðàíñòâ ýòî óæå íå âñåãäà òàê, ÷òî ìîæåò áûòü ëåãêî ïîêàçàíî íà ïðèìåðå. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî íàáëþäàòåëü âñòàë íà ïåðåñå÷åíèè ýêâàòîðà ñ íóëåâûì ìåðèäèàíîì ëèöîì íà âîñòîê è íà÷àë äâèãàòüñÿ âäîëü ýêâàòîðà. Äîéäÿ íà ñëåäóþùåì äî òî÷êè ñ äîëãîòîé 180°, îí èçìåíèë íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ è íà÷àë äâèãàòüñÿ ïî ìåðèäèàíó ê ñåâåðó, íå ìåíÿÿ íàïðàâëåíèÿ âçãëÿäà (òî åñòü òåïåðü îí ñìîòðèò âïðàâî ïî õîäó). Êîãäà îí, òàêèì îáðàçîì, ïåðåéä¸ò ÷åðåç ñåâåðíûé ïîëþñ è âåðí¸òñÿ â èñõîäíóþ òî÷êó, òî îêàæåòñÿ, ÷òî îí ñòîèò ëèöîì ê çàïàäó (à íå ê âîñòîêó, êàê èçíà÷àëüíî). Èíà÷å ãîâîðÿ, âåêòîð, ïàðàëëåëüíî ïåðåíåñ¸ííûé âäîëü ìàðøðóòà ñëåäîâàíèÿ íàáëþäàòåëÿ, «ïðîêðóòèëñÿ» îòíîñèòåëüíî èñõîäíîãî âåêòîðà. Õàðàêòåðèñòèêîé âåëè÷èíû òàêîãî «ïðîêðó÷èâàíèÿ» è ÿâëÿåòñÿ êðèâèçíà. Ðåøåíèÿ óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà äëÿ ÷¸ðíûõ äûð. Òàê êàê ÷¸ðíûå äûðû ÿâëÿþòñÿ ëîêàëüíûìè è îòíîñèòåëüíî êîìïàêòíûìè îáðàçîâàíèÿìè, òî ïðè ïîñòðîåíèè èõ òåîðèè îáû÷íî ïðåíåáðåãàþò íàëè÷èåì êîñìîëîãè÷åñêîé ïîñòîÿííîé, òàê êàê å¸ ýôôåêòû äëÿ òàêèõ õàðàêòåðíûõ ðàçìåðîâ çàäà÷è íåèçìåðèìî ìàëû. Òîãäà ñòàöèîíàðíûå ðåøåíèÿ äëÿ ÷¸ðíûõ äûð â ðàìêàõ ÎÒÎ, äîïîëíåííîé èçâåñòíûìè ìàòåðèàëüíûìè ïîëÿìè, õàðàêòåðèçóþòñÿ òîëüêî òðåìÿ ïàðàìåòðàìè: ìàññîé (M), ìîìåíòîì èìïóëüñà (L) è ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì (Q), êîòîðûå ñêëàäûâàþòñÿ èç ñîîòâåòñòâóþùèõ õàðàêòåðèñòèê âîøåäøèõ â ÷¸ðíóþ äûðó ïðè êîëëàïñå è óïàâøèõ â íå¸ ïîçäíåå òåë è èçëó÷åíèé (åñëè â ïðèðîäå ñóùåñòâóþò ìàãíèòíûå ìîíîïîëè, òî ÷¸ðíûå äûðû ìîãóò èìåòü òàêæå ìàãíèòíûé çàðÿä (G), íî ïîêà ïîäîáíûå ÷àñòèöû íå îáíàðóæåíû). Ëþáàÿ ÷¸ðíàÿ äûðà ñòðåìèòñÿ â îòñóòñòâèå âíåøíèõ âîçäåéñòâèé ñòàòü ñòàöèîíàðíîé, ÷òî áûëî äîêàçàíî óñèëèÿìè ìíîãèõ ôèçèêîâ-òåîðåòèêîâ, èç êîòîðûõ îñîáî ñëåäóåò îòìåòèòü âêëàä íîáåëåâñêîãî ëàóðåàòà Ñóáðàìàíüÿíà ×àíäðàñåêàðà, ïåðó êîòîðîãî ïðèíàäëåæèò ôóíäàìåíòàëüíàÿ äëÿ ýòîãî íàïðàâëåíèÿ ìîíîãðàôèÿ «Ìàòåìàòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ÷¸ðíûõ äûð» Áîëåå òîãî, ïðåäñòàâëÿåòñÿ, ÷òî íèêàêèõ äðóãèõ õàðàêòåðèñòèê, êðîìå ýòèõ òð¸õ, ó íå âîçìóùàåìîé ñíàðóæè ÷¸ðíîé äûðû áûòü íå ìîæåò, ÷òî ôîðìóëèðóåòñÿ â îáðàçíîé ôðàçå Óèëåðà: «×¸ðíûå äûðû íå èìåþò âîëîñ». Ðåøåíèÿ óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà äëÿ ÷¸ðíûõ äûð ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàìè: Ðåøåíèå Øâàðöøèëüäà (1916 ãîä, Êàðë Øâàðöøèëüä) – ñòàòè÷íîå ðåøåíèå äëÿ ñôåðè÷åñêè-ñèììåòðè÷íîé ÷¸ðíîé äûðû áåç âðàùåíèÿ è áåç ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Ðåøåíèå Ðàéññíåðà – Íîðäñòð¸ìà (1916 ãîä, Õàíñ Ðàéññíåð (íåì.) è 1918 ãîä, Ãóííàð Íîðäñòð¸ì) – ñòàòè÷íîå ðåøåíèå ñôåðè÷åñêè-ñèììåòðè÷íîé ÷¸ðíîé äûðû ñ çàðÿäîì, íî áåç âðàùåíèÿ. Ðåøåíèå Êåððà (1963 ãîä, Ðîé Êåðð (àíãë.)) – ñòàöèîíàðíîå, îñåñèììåòðè÷íîå ðåøåíèå äëÿ âðàùàþùåéñÿ ÷¸ðíîé äûðû, íî áåç çàðÿäà. Ðåøåíèå Êåððà – Íüþìåíà (1965 ãîä, Ý. Ò. Íüþìåí (àíãë.), Ý. Êàó÷, Ê. ×èííàïàðåä, Ý. Ýêñòîí, Ý. Ïðàêàø è Ð. Òîððåíñ) – íàèáîëåå ïîëíîå íà äàííûé ìîìåíò ðåøåíèå: ñòàöèîíàðíîå è îñåñèììåòðè÷íîå, çàâèñèò îò âñåõ òð¸õ ïàðàìåòðîâ. Ðåøåíèå äëÿ âðàùàþùåéñÿ ÷¸ðíîé äûðû ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíî. Åãî âûâîä áûë îïèñàí Êåððîì â 1963 ãîäó î÷åíü êðàòêî, è ëèøü ñïóñòÿ ãîä äåòàëè áûëè îïóáëèêîâàíû Êåððîì è Øèëüäîì â ìàëîèçâåñòíûõ òðóäàõ êîíôåðåíöèè. Ïîäðîáíîå èçëîæåíèå âûâîäà ðåøåíèé Êåððà è Êåððà – Íüþìåíà áûëî îïóáëèêîâàíî â 1969 ãîäó â èçâåñòíîé ðàáîòå Äåáíåÿ, Êåððà è Øèëüäà. Ïîñëåäîâàòåëüíûé âûâîä ðåøåíèÿ Êåððà áûë òàêæå ïðîäåëàí ×àíäðàñåêàðîì áîëåå ÷åì íà ïÿòíàäöàòü ëåò ïîçæå. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî íàèáîëüøåå çíà÷åíèå äëÿ àñòðîôèçèêè èìååò ðåøåíèå Êåððà, òàê êàê çàðÿæåííûå ÷¸ðíûå äûðû äîëæíû áûñòðî òåðÿòü çàðÿä, ïðèòÿãèâàÿ è ïîãëîùàÿ ïðîòèâîïîëîæíî çàðÿæåííûå èîíû è ïûëü èç êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà. Ñóùåñòâóåò òàêæå ãèïîòåçà, ñâÿçûâàþùàÿ ãàììà-âñïëåñêè ñ ïðîöåññîì âçðûâíîé íåéòðàëèçàöèè çàðÿæåííûõ ÷¸ðíûõ äûð ïóò¸ì ðîæäåíèÿ èç âàêóóìà ýëåêòðîí-ïîçèòðîííûõ ïàð. (Ð. Ðóôôèíè ñ ñîòðóäíèêàìè), íî îíà îñïàðèâàåòñÿ ðÿäîì ó÷¸íûõ. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ÔÝ×Ì ÷ðíûå äûðû âîîáùå íå äîëæíû èìåòü ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Òåîðåìû îá «îòñóòñòâèè âîëîñ» Òåîðåìû îá «îòñóòñòâèè âîëîñ» ó ÷¸ðíîé äûðû (àíãë. No hair theorem) ãîâîðÿò î òîì, ÷òî ó ñòàöèîíàðíîé ÷¸ðíîé äûðû âíåøíèõ õàðàêòåðèñòèê, ïîìèìî ìàññû, ìîìåíòà èìïóëüñà è îïðåäåë¸ííûõ çàðÿäîâ (ñïåöèôè÷åñêèõ äëÿ ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëüíûõ ïîëåé), áûòü íå ìîæåò, è äåòàëüíàÿ èíôîðìàöèÿ î ìàòåðèè áóäåò ïîòåðÿíà (è ÷àñòè÷íî èçëó÷åíà âîâíå) ïðè êîëëàïñå. Áîëüøîé âêëàä â äîêàçàòåëüñòâî ïîäîáíûõ òåîðåì äëÿ ðàçëè÷íûõ ñèñòåì ôèçè÷åñêèõ ïîëåé âíåñëè Áðýíäîí Êàðòåð, Âåðíåð Èçðàýëü, Ðîäæåð Ïåíðîóç, ϸòð Êðóøåëü (Chruściel), Ìàðêóñ Õîéñëåð. Ñåé÷àñ ïðåäñòàâëÿåòñÿ, ÷òî äàííàÿ òåîðåìà âåðíà äëÿ èçâåñòíûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîëåé, õîòÿ â íåêîòîðûõ ýêçîòè÷åñêèõ ñëó÷àÿõ, àíàëîãîâ êîòîðûõ â ïðèðîäå íå îáíàðóæåíî, îíà íàðóøàåòñÿ. Ðåøåíèå Øâàðöøèëüäà Ñîãëàñíî òåîðåìå Áèðêãîôà, ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ëþáîãî ñôåðè÷åñêè ñèììåòðè÷íîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè âíå å¸ äà¸òñÿ ðåøåíèåì Øâàðöøèëüäà. Ïîýòîìó ñëàáî âðàùàþùèåñÿ ÷¸ðíûå äûðû, êàê è ïðîñòðàíñòâî-âðåìÿ âáëèçè Ñîëíöà è Çåìëè, â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè òîæå îïèñûâàþòñÿ ýòèì ðåøåíèåì. Äâå âàæíåéøèå ÷åðòû, ïðèñóùèå ÷¸ðíûì äûðàì â ìîäåëè Øâàðöøèëüäà – ýòî íàëè÷èå ãîðèçîíòà ñîáûòèé (îí ïî îïðåäåëåíèþ åñòü ó ëþáîé ÷¸ðíîé äûðû) è ñèíãóëÿðíîñòè, êîòîðàÿ îòäåëåíà ýòèì ãîðèçîíòîì îò îñòàëüíîé Âñåëåííîé. Ðåøåíèåì Øâàðöøèëüäà òî÷íî îïèñûâàåòñÿ èçîëèðîâàííàÿ íåâðàùàþùàÿñÿ, íåçàðÿæåííàÿ è íå èñïàðÿþùàÿñÿ ÷¸ðíàÿ äûðà (ýòî ñôåðè÷åñêè ñèììåòðè÷íîå ðåøåíèå óðàâíåíèé ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ (óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà â âàêóóìå). Ÿ ãîðèçîíò ñîáûòèé – ýòî ñôåðà, ðàäèóñ êîòîðîé, îïðåäåë¸ííûé èç å¸ ïëîùàäè ïî ôîðìóëå S = 4πr2, íàçûâàåòñÿ ãðàâèòàöèîííûì ðàäèóñîì èëè ðàäèóñîì Øâàðöøèëüäà. Âñå õàðàêòåðèñòèêè ðåøåíèÿ Øâàðöøèëüäà îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿþòñÿ îäíèì ïàðàìåòðîì – ìàññîé. Òàê, ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ ÷¸ðíîé äûðû ìàññû M ðàâåí rg=2GM/c2 ãäå G – ãðàâèòàöèîííàÿ ïîñòîÿííàÿ, à c – ñêîðîñòü ñâåòà. Êàê ìû âèäèì ãðàâèòàöèîííûé ðàäèóñ Øâàðöøèëüäà ñîâïàäàåò ñ ðàäèóñîì Ìèò÷åëà (àâò). ׸ðíàÿ äûðà ñ ìàññîé, ðàâíîé ìàññå Çåìëè, îáëàäàëà áû ðàäèóñîì Øâàðöøèëüäà â 9 ìì (òî åñòü Çåìëÿ ìîãëà áû ñòàòü ÷¸ðíîé äûðîé, åñëè áû êòî-ëèáî ñìîã ñæàòü å¸ äî òàêîãî ðàçìåðà). Äëÿ Ñîëíöà ðàäèóñ Øâàðöøèëüäà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 3 êì. Îáúåêòû, ðàçìåð êîòîðûõ íàèáîëåå áëèçîê ê ñâîåìó ðàäèóñó Øâàðöøèëüäà, íî êîòîðûå åù¸ íå ÿâëÿþòñÿ ÷¸ðíûìè äûðàìè, – ýòî íåéòðîííûå çâ¸çäû. ß ñ÷èòàþ, ÷òî âî âñåõ ðàñ÷¸òàõ; è Øâàðöøèëüäà è Ìèò÷åëà íå ó÷èòûâàåòñÿ ïðèíöèï èçëó÷åíèÿ. Âåäü ñîãëàñíî òåîðèè Ýääèíãòîíà èçëó÷åíèå èä¸ò íå ñ ïîâåðõíîñòè, à èçíóòðè èçëó÷àåìîãî òåëà. Çäåñü íàäî ðàññìàòðèâàòü ýïèçîä â æèçíè íåáåñíîãî òåëà, êîãäà ñèëû ñöåïëåíèÿ êâàíòîâ ìàòåðèè ïðåâàëèðóþò íàä ñèëîé ãðàâèòàöèè, âûòàëêèâàþùåé ôîòîíû èç êîñìè÷åñêîãî òåëà.
Òåðìîäèíàìèêà è èñïàðåíèå ÷¸ðíûõ äûð.
Ïðåäñòàâëåíèÿ î ÷¸ðíîé äûðå êàê îá àáñîëþòíî ïîãëîùàþùåì îáúåêòå áûëè ñêîððåêòèðîâàíû Ñ. Õîêèíãîì â 1975 ãîäó. Èçó÷àÿ ïîâåäåíèå êâàíòîâûõ ïîëåé âáëèçè ÷¸ðíîé äûðû, îí ïðåäñêàçàë, ÷òî ÷¸ðíàÿ äûðà îáÿçàòåëüíî èçëó÷àåò ÷àñòèöû âî âíåøíåå ïðîñòðàíñòâî è òåì ñàìûì òåðÿåò ìàññó. Ýòîò ýôôåêò íàçûâàåòñÿ èçëó÷åíèåì (èñïàðåíèåì) Õîêèíãà. Óïðîù¸ííî ãîâîðÿ, ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ïîëÿðèçóåò âàêóóì??? â ðåçóëüòàòå ÷åãî âîçìîæíî îáðàçîâàíèå íå òîëüêî âèðòóàëüíûõ, íî è ðåàëüíûõ ïàð ÷àñòèöà-àíòè÷àñòèöà. Îäíà èç ÷àñòèö, îêàçàâøàÿñÿ ÷óòü íèæå ãîðèçîíòà ñîáûòèé, ïàäàåò âíóòðü ÷¸ðíîé äûðû, à äðóãàÿ, îêàçàâøàÿñÿ ÷óòü âûøå ãîðèçîíòà, óëåòàåò, óíîñÿ ýíåðãèþ (òî åñòü ÷àñòü ìàññû) ÷¸ðíîé äûðû. Ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ ÷¸ðíîé äûðû ðàâíà L = ћc6/15360πG2M2 Ñîñòàâ èçëó÷åíèÿ çàâèñèò îò ðàçìåðà ÷¸ðíîé äûðû: äëÿ áîëüøèõ ÷¸ðíûõ äûð ýòî â îñíîâíîì ôîòîíû è íåéòðèíî, à â ñïåêòðå ë¸ãêèõ ÷¸ðíûõ äûð íà÷èíàþò ïðèñóòñòâîâàòü è òÿæ¸ëûå ÷àñòèöû. Ñïåêòð õîêèíãîâñêîãî èçëó÷åíèÿ äëÿ áåçìàññîâûõ ïîëåé îêàçàëñÿ ñòðîãî ñîâïàäàþùèì ñ èçëó÷åíèåì àáñîëþòíî ÷¸ðíîãî òåëà, ÷òî ïîçâîëèëî ïðèïèñàòü ÷¸ðíîé äûðå òåìïåðàòóðó. TÍ = ћc3/8πkGM, S=Akc3/4ћG, T=5120πG2M3/ћc4 Íåêîòîðûå ó÷¸íûå ñ÷èòàþò, ÷òî «÷¸ðíûå äûðû» îáðàçóþòñÿ èç ìàññèâíûõ çâ¸çä. «Åñëè ìàññà çâåçäû â äâà ðàçà ïðåâûøàåò ñîëíå÷íóþ, òî ê êîíöó ñâîåé æèçíè çâåçäà ìîæåò âçîðâàòüñÿ êàê ñâåðõíîâàÿ, íî åñëè ìàññà âåùåñòâà îñòàâøåãîñÿ ïîñëå âçðûâà, âñ¸ åù¸ ïðåâîñõîäèò äâå ñîëíå÷íûå, òî çâåçäà äîëæíà ñæàòüñÿ â êðîøå÷íîå ïëîòíîå òåëî? òàê êàê ãðàâèòàöèîííûå ñèëû âñåöåëî ïîäàâëÿþò âñÿêîå âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå ñæàòèþ. Ó÷¸íûå ïîëàãàþò, ÷òî èìåííî â ýòîò ìîìåíò êàòàñòðîôè÷åñêèé ãðàâèòàöèîííûé êîëëàïñ ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ÷¸ðíîé äûðû. Ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, åñòü ÷åòûðå ñöåíàðèÿ îáðàçîâàíèÿ ÷¸ðíîé äûðû:
● Ãðàâèòàöèîííûé êîëëàïñ (êàòàñòðîôè÷åñêîå ñæàòèå) äîñòàòî÷íî ìàññèâíîé çâåçäû (áîëåå ÷åì 3,6 ìàññ Ñîëíöà) íà êîíå÷íîì ýòàïå å¸ ýâîëþöèè.
● Êîëëàïñ öåíòðàëüíîé ÷àñòè ãàëàêòèêè èëè ïðà-ãàëàêòè÷åñêîãî ãàçà. Ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ ïîìåùàþò îãðîìíóþ (> 1000M☼) ÷¸ðíóþ äûðó â öåíòð ìíîãèõ, åñëè íå âñåõ, ñïèðàëüíûõ è ýëëèïòè÷åñêèõ ãàëàêòèê. Íàïðèìåð â öåíòðå íàøåé Ãàëàêòèêè íàõîäèòñÿ ÷¸ðíàÿ äûðà Ñòðåëåö A* ìàññîé 4.31 ∙ 106M☼ , âîêðóã êîòîðîé âðàùàåòñÿ ìåíüøàÿ ÷¸ðíàÿ äûðà.
● Ôîðìèðîâàíèå ÷¸ðíûõ äûð â ìîìåíò Áîëüøîãî Âçðûâà â ðåçóëüòàòå ôëóêòóàöèé ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ è/èëè ìàòåðèè. Òàêèå ÷¸ðíûå äûðû íàçûâàþòñÿ ïåðâè÷íûìè.
● Âîçíèêíîâåíèå ÷¸ðíûõ äûð â ÿäåðíûõ ðåàêöèÿõ âûñîêèõ ýíåðãèé – êâàíòîâûå ÷¸ðíûå äûðû. [Âèê. http://ru.wikipedia.org/wiki /%D0%A7%D1%91 % D1%80 % D0%BD%D0%B0%D1%8F%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B0].
×åðíûå äûðû ñî÷åòàþò â ñåáå ñâîéñòâà êàê æèäêèõ, òàê è òâåðäûõ òåë.  Èíñòèòóòå Íèëüñà Áîðà â óíèâåðñèòåòå Êîïåíãàãåíà Íèëüñ Îáåðñ íà äíÿõ îïóáëèêîâàë èññëåäîâàíèå, ïîêàçûâàþùåå, ÷òî ÷åðíûå äûðû îáëàäàþò ñâîéñòâàìè êàê òâåðäûõ òåë, òàê è æèäêîñòè. ×åðíûå äûðû – ñàìûå ïëîòíûå èç èçâåñòíûõ íà òåêóùèé ìîìåíò îáúåêòû âî Âñåëåííîé. Îíè çà ñ÷åò ñóùåñòâóþùåãî âîêðóã íèõ íåâåðîÿòíî ñèëüíîãî ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ ïîãëîùàþò âñå, ÷òî íàõîäèòñÿ ðÿäîì ñ íèìè, ïðè ýòîì àáñîëþòíî íåçàìåòíû, ïîòîìó èõ è íàçûâàþò ÷åðíûìè. Êâàíòîâûå ñâîéñòâà ÷åðíûõ äûð íà òåêóùèé ìîìåíò àáñîëþòíî íå èçó÷åíû. Îáåðñ ñ÷èòàåò, ÷òî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü ÷åðíóþ äûðó êàê ÷àñòèöó, êîòîðàÿ â ïðèíöèïå íå èìååò ðàçìåðà. Åñëè ïðèäàòü òî÷êå-÷àñòèöå äîïîëíèòåëüíîå èçìåðåíèå, îíà ñòàíîâèòñÿ ëèíèåé, à åñëè ïðîäîëæàòü – òî ïëîñêîñòüþ. Òàêàÿ ïëîñêîñòü â íàóêå íàçûâàåòñÿ «áðàíà», îò áèîëîãè÷åñêîãî òåðìèíà «ìåìáðàíà».  òåîðèè ñòðóí ìîãóò ñóùåñòâîâàòü ðàçëè÷íûå áðàíû, êîòîðûå âåäóò ñåáÿ êàê ÷åðíûå äûðû. Èõ ôèçèêè ïðåäñòàâëÿþò ñåáå ìíîãîìåðíûìè îáúåêòàìè è íàçûâàþò ÷åðíûìè áðàíàìè, ïèøåò ïîðòàë «CNews». Íèëüñ Îáåðñ è åãî àñïèðàíòû îïèñûâàþò ôèçèêó ÷åðíûõ äûð íà îñíîâå òåîðèè ÷åðíûõ áðàí è ÷åðíûõ ñêëàäîê. ×åðíûå áðàíû ìîæíî íàçâàòü îáúåêòàìè, îáëàäàþùèìè ñâîéñòâàìè æèäêîñòè, íî ïðè èçãèáàíèè îíè âåäóò ñåáÿ êàê ýëàñòè÷íûé ìàòåðèàë. Êîãäà ÷åðíàÿ áðàíà ñîãíóòà è ñëîæåíà â ÷åðíóþ ñêëàäêó, ñîçäàåòñÿ òàê íàçûâàåìûé ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé ýôôåêò. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñóùåñòâóþò îòíîøåíèÿ ìåæäó ãðàâèòàöèåé è ìåõàíèêîé æèäêîñòè è òâåðäîãî òåëà. Ó÷åíûå îæèäàþò, ÷òî ñìîãóò âñêîðå ïîëó÷èòü âîçìîæíîñòü äîêàçàòü ýòî.
Ïî õîäó èññëåäîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ó÷åíèé ìû âèäèì, êàê ìåíÿþòñÿ ïîíÿòèÿ ׸ðíîé äûðû. Èç òåëà, ïðåâðàòèâøåãîñÿ â òî÷êó, èñ÷åçíóâøåãî (íåîáðàòèìîñòü ïðîöåññà) ïî îñíîâíîìó îïðåäåëåíèþ ÷.ä., ïðåäñòàâëÿåìûå íàì ÷.ä. èìåþò ðàçëè÷íûå ìàññû, ðàçëè÷íûå ðàçìåðû è, äàæå, èçëó÷åíèå (èñïàðåíèå). Èç âñåõ çàêëþ÷åíèé ó÷¸íûõ âîçíèêàþò òðè âîïðîñà. 1. Ìàññà Âñåëåííîé áåñêîíå÷íî ïðåâîñõîäèò ìàññó, íåîáõîäèìóþ äëÿ áåñêîíå÷íîãî å¸ ñæàòèÿ? Ïî÷åìó æå ñèëà ãðàâèòàöèè íå ñæàëà å¸ â òî÷êó, êîãäà îíà çàðîæäàëàñü? Âåäü íè âî âðåìåíà È. Íüþòîíà, íè ñåãîäíÿ, ñïóñòÿ âåêà, íå îáíàðóæåíà èíàÿ ñòîëü óíèâåðñàëüíàÿ ñèëà. Âñå äðóãèå âèäû ôèçè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñâÿçàíû ñ êîíêðåòíûìè ñâîéñòâàìè ìàòåðèè. Íàïðèìåð, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå äåéñòâóåò òîëüêî íà çàðÿæåííûå òåëà, à òåëà íåéòðàëüíûå ñîâåðøåííî ê íåìó áåçðàçëè÷íû. È òîëüêî òÿãîòåíèå àáñîëþòíî öàðñòâóåò â ïðèðîäå. Ïî÷åìó ñèëû ãðàâèòàöèè íå ñæàëè Âñåëåííóþ â òî÷êó ïîçæå? Âåäü ÷åì áîëüøóþ ìàññó íàáèðàåò êîñìè÷åñêîå òåëî, òåì áîëüøå è ñèëüíåå ñæèìàåò åãî, ãðàâèòàöèîííîå ïîëå. Çàõâàòûâàÿ êîñìè÷åñêèå òåëà è óâåëè÷èâàÿ ñâîþ ìàññó ÷¸ðíàÿ äûðà âñ¸ áîëüøå óâåëè÷èâàåò äàâëåíèå ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ è ò. ä. äî áåñêîíå÷íîñòè? 2. Êàêàÿ ñèëà ìîãëà òàê ðàçáðîñàòü âñþ ýòó ìàññó ìàòåðèè (âñåëåíñêèé âçðûâ)? Êàê è îòêóäà ïîÿâèëàñü ýòà ñèëà. 3. Êàêàÿ ñèëà äåéñòâóåò ñåé÷àñ íà âñå ãàëàêòèêè, çàñòàâëÿÿ èõ ðàçëåòàòüñÿ ñ óñêîðåíèåì? Âåäü òîëüêî ñèëà, âîçäåéñòâóþùàÿ íà òåëî, ñîçäà¸ò åãî óñêîðåííîå äâèæåíèå. Ãðàâèòàöèÿ òîëüêî ñîáèðàåò ìàòåðèþ, à äðóãîé òàêîé óíèâåðñàëüíîé ñèëû íåò. Åñëè 15 ìëðä. ëåò íàçàä ïðîèçîø¸ë âñåëåíñêèé âçðûâ, òî äîëæíà ðàçëåòàòüñÿ âñÿ ìàòåðèÿ. Äàâàéòå ïðîñëåäèì ëþáîé âçðûâ, âêëþ÷àÿ âçðûâ àòîìíîé è âîäîðîäíîé áîìáû. Ïðè âçðûâå âñÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ýòó áîìáó ìàòåðèÿ ðàçëåòàåòñÿ âî âñå ñòîðîíû, íå îáðàçóÿ íèêàêèõ çàâèõðåíèé, íèêàêèõ ñãóñòêîâ. Åñëè âñÿ ìàòåðèÿ ðàçëåòàåòñÿ, òî êàê îáðàçîâàëèñü ãàëàêòèêè, êàê îáðàçîâàëèñü «÷¸ðíûå äûðû», èìåþùèå îãðîìíûå ìàññû? Ìàññû íåêîòîðûõ ÷¸ðíûõ äûð íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî ó÷¸íûå íå ìîãóò äàòü îòâåòà êàê «÷¸ðíàÿ äûðà» çà ñòîëü êîðîòêèé ñðîê ñìîãëà ýòó ìàññó íàáðàòü? ß ñ÷èòàþ, ÷òî ó÷åíèå ãîðÿ÷åé ðàñøèðÿþùåéñÿ Âñåëåííîé âîçíèêëî íà ïî÷âå íåäîñòàòî÷íîñòè ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà è ïîïûòàþñü ýòî äîêàçàòü, îïèðàÿñü íà äîñòîâåðíûå íàó÷íûå ôàêòû. Ìû âèäèì, ÷òî âñå õàðàêòåðèñòèêè ÷¸ðíûõ äûð ýòî ïîêà ðåçóëüòàòû ìàòåìàòè÷åñêèõ ðàñ÷¸òîâ. Ýòî âïîëíå çàêîíîìåðíîå ÿâëåíèå. ×åì ìåíüøå ìû çíàåì, òåì áîëüøå ôàíòàçèé ñ ïîìîùüþ ìàòåìàòè÷åñêèõ ðàñ÷¸òîâ. Îäíàêî, ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî ó÷¸íûå îáíàðóæèëè ÷¸ðíóþ äûðó â ñîçâåçäèè Ëåáåäÿ. Çàòåì åù¸ è åù¸, ïîòîì îáíàðóæèëè ÷.ä. â öåíòðå íàøåé ãàëàêòèêè, à ïîòîì îêàçàëîñü, ÷òî îñíîâîé êàæäîé ãàëàêòèêè ÿâëÿåòñÿ ÷¸ðíàÿ äûðà. Òàê âñ¸-òàêè ÷.ä. ýòî òåëî, à íå áåñêîíå÷íî ìàëåíüêàÿ òî÷êà. Òîãäà êàê æå áûòü ñ ôðàçîé î âñåöåëîì ïîäàâëåíèè âñÿêîãî âíóòðåííåãî ñîïðîòèâëåíèÿ? Åñëè ÷¸ðíàÿ äûðà ýòî òåëî, òîãäà åñòü ïðåäåë ñæèìàåìîñòè ìàòåðèè. Ýòî çíà÷èò, ÷òî â îñíîâå ìàòåðèè ëåæèò íå ïîëå, à òâ¸ðäàÿ íåñæèìàåìàÿ îñíîâà. Çíà÷èò ó÷åíèå î ïîëåâîì ïðîèñõîæäåíèè ìàòåðèè íåâåðíî. (Àâò.).
׸ðíàÿ äûðà, êâàíòèíî ñ òî÷êè çðåíèÿ ÔÝ×Ì.
Ñ òî÷êè çðåíèÿ òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè, «÷¸ðíîé äûðîé» ñòàíîâèòñÿ îñòûâøàÿ çâåçäà èëè ëþáîå «ò¸ìíîå òåëî». Ò¸ìíîå òåëî ýòî êîñìè÷åñêîå òåëî, êîòîðîå ïîãëîùàåò ìàòåðèè áîëüøå ÷åì èçëó÷àåò. «Ðàáî÷àÿ» çâåçäà íå ìîæåò íàáðàòü áîëüøóþ ìàññó. Åñëè ãàçîïûëåâîå îáëàêî íàáèðàåò èçëèøíþþ ìàññó, ýòî âûçûâàåò óâåëè÷åíèå èíòåíñèâíîñòè âíóòðåííåãî èçëó÷åíèÿ è òåïëîâîé êîíâåêöèè è èçëèøíÿÿ ìàòåðèÿ îòäåëÿåòñÿ îò çâåçäû â âèäå ïëàíåòàðíîé òóìàííîñòè. Òàê ÷òî çâ¸çäû ñ ìàññîé â äâà ðàçà áîëüøå ñîëíå÷íîé áûòü íå ìîãóò. Ñîëíöå ïðè ñâî¸ì îáðàçîâàíèè èìåëî ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ ìàññó. Îñòàëüíàÿ ìàòåðèÿ ýòîãî ãàçîïûëåâîãî îáëàêà ïðåâðàòèëàñü â ïëàíåòû ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. «Ïîñòåïåííî îñòûâàÿ, çâ¸çäû âñ¸ ìåíüøå è ìåíüøå èçëó÷àþò, ïåðåõîäÿ â íåâèäèìûå «÷¸ðíûå êàðëèêè» Ýòî ì¸ðòâûå õîëîäíûå çâ¸çäû î÷åíü áîëüøîé ïëîòíîñòè, â ìèëëèîíû ðàç ïëîòíåå âîäû». È.Ñ. Øêëîâñêèé. Èçëó÷åíèå å¸ ïðåêðàòèëîñü è ðàâíîâåñèå ìàòåðèàëüíûõ òåë âîêðóã íå¸, çèæäóùååñÿ íà ðàâåíñòâå ñèë ïðèòÿæåíèÿ è îòòàëêèâàíèÿ (äàâëåíèÿ èçëó÷åíèÿ) íàðóøàåòñÿ â ñòîðîíó ïðèòÿæåíèÿ ê ýòîé îñòûâøåé çâåçäå. Íà ìåñòå çâåçäû îáðàçóåòñÿ ãðàâèòàöèîííàÿ ÿìà. Âñå êîñìè÷åñêèå òåëà, íàõîäÿùèåñÿ âîêðóã ýòîé îñòûâøåé çâåçäû, ïîïàäàþò â å¸ ãðàâèòàöèîííîå ïîëå è ïàäàþò íà ýòó çâåçäó. Çâåçäà íàáèðàåò ìàññó.  íåé îáðàçóþòñÿ òÿæ¸ëûå è ñâåðõòÿæ¸ëûå ýëåìåíòû. Äàëåå íàñòóïàåò òàêîå ñîñòîÿíèå ìàòåðèè, ïðè êîòîðîì èç-çà òåñíîòû, ñóùåñòâîâàíèå âåùåñòâ ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíûì. Âíóòðåííÿÿ ÷àñòü ýòîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà íàñòîëüêî óïëîòíÿåòñÿ, ÷òî îñòàþòñÿ îäíè êâàíòû ìàòåðèè. Ñèëû äàâëåíèÿ äåôîðìèðóþò êâàíòû ìàòåðèè. Ïðè óìåíüøåíèè îáú¸ìà êâàíòà óâåëè÷èâàåòñÿ ïëîòíîñòü åãî êâàíòîâîãî ïîëÿ, ÷òî âåä¸ò ê âîçðàñòàíèþ âíóòðåííèõ ñèë óïðóãîñòè, – ýòîãî ïîòåíöèàëà êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè, è îñëàáëåíèþ ñèë ñâÿçè ìåæäó êâàíòàìè. Ðèñ 5. Ïðè äîñòèæåíèè îïðåäåë¸ííîé ìàññû, ïëîòíîñòü êâàíòîâ äîñòèãàåò íåêîòîðîãî ïðåäåëà. Ïðè ýòîé ïëîòíîñòè âíóòðåííèå ñèëû, îïðåäåëÿåìûå ñèëàìè óïðóãîñòè êâàíòîâ, ïðåâûøàþò ãðàâèòàöèîííûå ñèëû. Ýòà íåñîñòîÿâøàÿñÿ åù¸ «÷¸ðíàÿ äûðà», íàçîâ¸ì å¸ «ïðåääûðà», íà÷èíàåò èçëó÷àòü ìàòåðèþ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ìàññû, â ðåíòãåíîâñêîì è γ äèàïàçîíàõ ÷àñòîò. Âåäü èñõîäèò ðàäèàöèîííîå èçëó÷åíèå èç òÿæ¸ëûõ ýëåìåíòîâ â óñëîâèÿõ çåìíîé ãðàâèòàöèè, ïðè÷¸ì èçëó÷åíèå ïðîèñõîäèò áåç íàãðåâàíèÿ ìàòåðèè. Òàê æå, ïðè îïðåäåë¸ííîé ïëîòíîñòè, ìàòåðèÿ â õîëîäíîì ñîñòîÿíèè ìîæåò èçëó÷àòü ðåíòãåíîâñêîå è γ èçëó÷åíèå (èçëó÷åíèå ôîòîíîâ áîëåå âûñîêèõ ýíåðãèé). «Ãðóïïà àñòðîíîìîâ èç èíñòèòóòà àñòðîíîìèè Ãàâàéåâ, óíèâåðñèòåòà Âèñêîíñèíà, öåíòðà êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ èì. Ãîääàðäà è öåíòðà êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ èì. Ìàðøàëëà â ñâîåì äîêëàäå íà 20-îì ñèìïîçèóìå ïî ðåëÿòèâèñòñêîé àñòðîôèçèêå ïðåäñòàâèëà ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ñâåðõìàññèâíûõ ÷åðíûõ äûð. Ñâåðõìàññèâíûå ÷åðíûå äûðû èçëó÷àþò âî Âñåëåííóþ ãîðàçäî áîëüøå ýíåðãèè, ÷åì âñå çâåçäû âìåñòå âçÿòûå. Ìíîãèå èç íèõ ñôîðìèðîâàëèñü íå òàê äàâíî. Îíè ñîñòàâëÿþò âñåãî ëèøü íåáîëüøóþ ÷àñòü óäàëåííûõ ýêçîòè÷åñêèõ îáúåêòîâ, îáðàçóþùèõ òî, ÷òî àñòðîíîìû íàçûâàþò ðåíòãåíîâñêèì ôîíîì, è ïðîèçâîäÿùèõ ðàâíîìåðíî ðàñïðîñòðàíÿþùååñÿ ÷åðåç âñþ Âñåëåííóþ ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå». ß ïîñìåþ íå ñîâñåì ñîãëàñèòüñÿ ñ ôîðìóëèðîâêîé ýòîãî îò÷¸òà. Äåëî â òîì, ÷òî «÷¸ðíîé äûðîé íàçûâàåòñÿ íåáåñíîå òåëî, êîòîðîå èìååò íàñòîëüêî áîëüøóþ ïëîòíîñòü ñâîåãî òåëà, ÷òî íèêàêèå èçëó÷åíèÿ íå ìîãóò åãî ðàçäâèíóòü, ïðîíèêíóòü ñêâîçü òåëî è âûðâàòüñÿ íàðóæó. Íî òàê êàê â îò÷¸òå ðå÷ü èä¸ò î êîñìè÷åñêèõ òåëàõ, èìåþùèõ èçëó÷åíèå, ýòî óæå íå ÷¸ðíûå äûðû, ýòî êàê ðàç «ïðåääûðû». Ñèëà ãðàâèòàöèè ñîçäà¸ò êîëîññàëüíîå äàâëåíèå è êîëîññàëüíóþ òåìïåðàòóðó â ÷ðåâå «ïðåääûðû». Êâàíòû ìàòåðèè â ñðåäèíå ýòîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà ñæèìàþòñÿ ñèëîé ãðàâèòàöèè äî ñâîåãî ìèíèìàëüíîãî îáú¸ìà è ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé ïëîòíîñòè êâàíòîâîãî ïîëÿ.  ýòîì ñîñòîÿíèè îáîëî÷êà ÿäðà (êâàíòîâîå ïîëå) èìååò ìàêñèìàëüíóþ ïëîòíîñòü. Çà ïðåäåëàìè êâàíòîâîãî ïîëÿ, òàêîé êâàíò ìàòåðèè íå èìååò ïðîÿâëåíèÿ; íè ýëåêòðîìàãíèòíûõ, íè ãðàâèòàöèîííûõ ñâîéñòâ, è íå ðåàãèðóåò íà ãðàâèòàöèîííîå ïîëå «ïðåääûðû». Òàêèå êâàíòû îáëàäàþò ìàêñèìàëüíîé âíóòðåííåé ýíåðãèåé. Äàëåå, íå ñìîòðÿ íà óâåëè÷åíèå äàâëåíèÿ, îíè ñâîé îáú¸ì íå ìåíÿþò (íå ñæèìàþòñÿ). Èìåÿ ìèíèìàëüíûå ðàçìåðû, íå ñâÿçàííûå (èëè ïî÷òè íå ñâÿçàííûå) íè ãðàâèòàöèåé, íè ïðîÿâëåíèåì ýëåêòðîìàãíèòíûõ ñâîéñòâ, ýòè êâàíòû ìàòåðèè îáëàäàþò âûñî÷àéøåé òåêó÷åñòüþ. Ïî ïðèìåðó Ýíðèêî Ôåðìè, íàçâàâøåãî ÷àñòèöó, îòêðûòóþ Â. Ïàóëè «íåéòðèíî», êâàíò ìàòåðèè, íàõîäÿùèéñÿ â òàêîì ñîñòîÿíèè, êîãäà îí èìååò ìèíèìàëüíûé îáú¸ì è ìàêñèìàëüíóþ ïëîòíîñòü êâàíòîâîãî ïîëÿ, ÿ íàçâàë «ÊÂÀÍÒÈÍλ Ðèñ. 12. Ýíåðãèÿ êâàíòèíî âûðàæàåòñÿ òàêîé ôîðìóëîé Åêâ=kΔVmax. Ñèëà ãðàâèòàöèè, ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå êîòîðîé áóäåò â öåíòðå «ïðåääûðû», ñæèìàÿ ïîäâèæíûé, òåêó÷èé êâàíòèííûé öåíòð ðàçäâèãàåò èì ñïðåññîâàííóþ ìàòåðèþ òåëà «ïðåääûðû» è âûòàëêèâàåò êîì êâàíòèíî, ñíà÷àëà èç öåíòðà è äàëåå, èç òåëà «ïðåääûðû». Ïðîèñõîäèò ýôôåêò ãóáêè ñ âîäîé. Ìû ñæèìàåì ãóáêó è âîäà, ïðîñà÷èâàÿñü ñêâîçü ãóáêó, âûòåêàåò èç íå¸, âûòàëêèâàåìàÿ ñèëîé, ñæèìàþùåé ýòó ãóáêó Ðèñ. 7.  «ïðåääûðå» òî÷íî òàê æå. Òîëüêî èç «ïðåääûðû» âûòåêàþò íå ïîòîêè âîäû, à ïîòîêè êâàíòèíî. Ñæàòèÿ êîñìè÷åñêîãî òåëà â òî÷êó, êàê ýòî íàì ïðåäñêàçûâàëè Íüþòîí è Ýéíøòåéí íå ïðîèñõîäèò. Êàê òîëüêî êâàíòèíî ïîêèíóëè êîñìè÷åñêîå òåëî, îíè ïðåâðàùàþòñÿ â ôîòîíû âûñî÷àéøåé ýíåðãèè, à çàòåì, ñ òå÷åíèåì âðåìåíè, â ãðàâèòîíû. Ïðîéä¸ò íå îäèí ìèëëèàðä ëåò, êîãäà êâàíòèíî ñòàíåò ãðàâèòîíîì. Åñëè è äàëåå íàáîð ìàññû «ïðåääûðû» ïðîèñõîäèò ïîñòåïåííî, ïðîèñõîäèò êâàíòèííîå èçëó÷åíèå òåëà.  íà÷àëå 60-õ ãîäîâ íàøåãî âåêà áûëè îòêðûòû íåîáûêíîâåííûå íåáåñíûå òåëà – êâàçàðû. Îíè íåîáû÷àéíî ìîùíî èçëó÷àþò ñâåòîâóþ ýíåðãèþ, èõ ñâåòèìîñòü èíîãäà, â ñîòíè ðàç ïðåâûøàåò ñâåòèìîñòü áîëüøèõ ãàëàêòèê. Óæå ñàìî ïî ñåáå ýòî êðàéíå èíòåðåñíî. Íî àñòðîíîìû áûëè, áóêâàëüíî ïîðàæåíû, êîãäà èì óäàëîñü óñòàíîâèòü, ÷òî îñíîâíàÿ ýíåðãèÿ â êâàçàðå èçëó÷àåòñÿ èç îáëàñòè ðàçìåðîì ìåíüøå îäíîãî ñâåòîâîãî ãîäà! Ñ÷èòàþ, ÷òî êâàçàðû ýòî èçëó÷èâøèåñÿ «ïðåääûðû». Ñ óìåíüøåíèåì ìàññû «ïðåääûðû», å¸ èçëó÷åíèå èçìåíÿåòñÿ ñ êâàíòèííîãî íà γ èçëó÷åíèå (èçëó÷åíèå êâàíòîâ âûñîêèõ ýíåðãèé), çàòåì íà ðåíòãåíîâñêîå. (Âîçìîæíî, ÷òî «Ãðóïïà àñòðîíîìîâ èç èíñòèòóòà àñòðîíîìèè Ãàâàéåâ, óíèâåðñèòåòà Âèñêîíñèíà, öåíòðà êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ èì. Ãîääàðäà è öåíòðà êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ èì. Ìàðøàëëà íàøëè êàê ðàç òàêèå «ïðåääûðû», êîòîðûå áûëè â ñòàäèè ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷åíèÿ). Çàòåì, ñ óìåíüøåíèåì ìàññû è ðàçìåðîâ «ïðåääûðû» îáëàñòü íàãðåâà ïåðåõîäèò íà íàðóæíûå ñëîè, èçëó÷åíèå è âõîäèò â îáëàñòè ñâåòîâûõ ÷àñòîò, – îáðàçóåòñÿ êâàçàð, êîòîðûé â äàëüíåéøåì ïðåâðàùàåòñÿ â áåëûé êàðëèê Ðèñ. 6. Êâàíòèíî ïî ýíåðãåòèêå è ïî ðàçìåðàì ÿâëÿåòñÿ ïðîòèâîïîëîæíîñòüþ ãðàâèòîíó Ðèñ 3. Åñëè ëåâóþ ñòîðîíó ýíåðãåòè÷åñêîãî ïðÿìîóãîëüíèêà ïðèíÿòü çà ãðàâèòîí, òî ïðàâàÿ ñòîðîíà åãî áóäåò êâàíòèíî. Êâàíòèíî ïî ðàçìåðàì ñàìûé ìàëåíüêèé è ñàìûé ñæàòûé êâàíò ìàòåðèè, îí èìååò è ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âíóòðåííåé ýíåðãèè, è ìèíèìàëüíîå êîëè÷åñòâî ãðàâèòàöèîííîé ýíåðãèè. Èçëó÷åííûå âîëíû êîñìè÷åñêèõ òåë ñ ìîùíûì ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ, íå ñ çàìåäëåíèåì, êàê ýòî ïðåäñêàçûâàë Ýéíøòåéí, à ñ óñêîðåíèåì. Ìîæåò áûòü ìåäëåííåå, ÷åì â ïîëå ñ ìåíüøåé ãðàâèòàöèåé, î ÷¸ì íàì ñâèäåòåëüñòâóþò èññëåäîâàíèÿ â Îêëî, íî ñ óñêîðåíèåì. Ñìåùåíèÿ èçíà÷àëüíîãî èçëó÷åíèÿ â êðàñíóþ ñòîðîíó íå äîëæíî áûòü, òàê êàê èçëó÷åíèå ïðîèñõîäèò èç ñðåäèíû êîñìè÷åñêîãî òåëà, ÷òî äîêàçàë Ýääèíãòîí Àðòóð Ñòýíëè, è ÷àñòîòà èçëó÷åíèÿ çàâèñèò íå îò ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ êîñìè÷åñêîãî òåëà, à îò åãî ïëîòíîñòè. Âîëíû èçëó÷àåìûõ êâàíòîâ òîëêàåò ñèëà óïðóãîñòè ñæàòûõ êâàíòîâ ìàòåðèè. Åñëè êâàíòû âûðâàëèñü èç îáúÿòèé êîñìè÷åñêîãî òåëà, íàïðèìåð, «ïðåääûðû», òî äàëüøå èõ óæå íè÷åãî íå ìîæåò çàìåäëèòü. Âîò ÷òî ïèøåò È. Íîâèêîâ î ïîèñêå «÷¸ðíîé äûðû». «È âîò îêàçàëîñü, ÷òî èç íàéäåííûõ äâîéíûõ ðåíòãåíîâñêèõ èñòî÷íèêîâ, ïî êðàéíåé ìåðå, îäèí îáëàäàåò ìàññîé, çíà÷èòåëüíî áîëüøåé êðèòè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ. Ýòîò èñòî÷íèê, ðàñïîëîæåííûé â ñîçâåçäèè Ëåáåäÿ, ïîëó÷èë íàçâàíèå Ëåáåäü Õ-1…“Óìåðøàÿ” çâåçäà, (ÿ îáðàùàþ âàøå âíèìàíèå, íå ñêîëàïñèðîâøàÿ çâåçäà, à óìåðøàÿ. Ýòî òî, ÷òî è òðåáîâàëîñü äîêàçàòü.) èç îêðåñòíîñòåé êîòîðîé èäåò ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå, èìååò ìàññó îêîëî 10 ñîëíå÷íûõ ìàññ. Ìû ìîæåì, ïîýòîìó, ñ áîëüøîé ñòåïåíüþ äîñòîâåðíîñòè ñêàçàòü, ÷òî â ñèñòåìå, â êîòîðóþ âõîäèò èñòî÷íèê Ëåáåäü Õ-1, âåðîÿòíî, îòêðûòà ïåðâàÿ ÷åðíàÿ äûðà âî Âñåëåííîé» È. Íîâèêî⠫׸ðíûå äûðû è Âñåëåííàÿ» ñòð. 21. Ïðàâäà, ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî èñòî÷íèêîì ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷åíèÿ ÿâëÿåòñÿ ãàç, ïàäàþùèé â «÷¸ðíóþ äûðó» íî ýòî åù¸ íå ôàêò. Ôàêò òî, ÷òî ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå èñõîäèò îò «÷¸ðíîé äûðû», êàê îïðåäåëèëè ó÷¸íûå. Âîçìîæíî ýòî ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå â ñîçâåçäèè Ëåáåäÿ ðåçóëüòàò îáîèõ ôàêòîðîâ è ýòà «÷¸ðíàÿ äûðà», ïîêà åù¸ «ïðåääûðà». Åñëè äàëüøå íàáîðà ìàññû íå ïðîèñõîäèò, ýòî íåáåñíîå òåëî ìîæåò èñòîùèòü ñåáÿ èçëó÷åíèåì. Åñëè æå ýòîé «ïðåääûðå» óäàñòñÿ ïîæèâèòüñÿ åù¸ íåñêîëüêèìè ãàëàêòèêàìè, íèêàêèå èçëó÷åíèÿ íå ñìîãóò ïðåîäîëåòü å¸ îáîëî÷êó, êðîìå êâàíòèíî. Ñîáèðàÿ èçëó÷åíèå, è äðóãóþ ìàòåðèþ, ïîïàäàâøóþ â ñôåðó å¸ ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ, ýòà áûâøàÿ çâåçäà, ñî âðåìåíåì äîñòèãíåò òàêîé ìàññû mêð, ÷òî ïðåâðàùàåòñÿ â êîì ñïðåññîâàííûõ êâàíòîâ. Äàæå êâàíòèíî íå â ñèëàõ ïðåîäîëåòü îáîëî÷êó ýòîãî êîëîññà. Âîò òîãäà ýòî êîñìè÷åñêîå òåëî ìîæíî íàçâàòü «÷¸ðíîé äûðîé». Íî íàáèðàÿ ìàññó, ÷¸ðíàÿ äûðà âñ¸ ìåíüøå óâåëè÷èâàåò ñâî¸ ãðàâèòàöèîííîå ïîëå è âñ¸ áîëüøå óâåëè÷èâàåò îáú¸ì ñðåäèííîãî ó÷àñòêà, êâàíòû êîòîðîãî èìåþò ìàêñèìàëüíóþ âíóòðåííþþ ýíåðãèþ Ðèñ. 5. Ðàíî èëè ïîçäíî ýòà «îáæîðà» íàáåð¸ò îïðåäåë¸ííóþ ìàññó. Íàçîâ¸ì ýòó ìàññó êðèòè÷åñêîé è îáîçíà÷èì ñèìâîëîì Ìêð. Ýòà ìàññà äîëæíà áûòü åäèíîé äëÿ âñåõ «÷¸ðíûõ äûð». Òîãäà óæå ðàçúÿð¸ííîå ÷ðåâî «÷¸ðíîé äûðû» èçâåðãàåòñÿ íå ïîòîêàìè êâàíòèíî, òîãäà óæå ïðîèñõîäèò ãèãàíòñêèé âçðûâ. Íàáëþäåíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè âçðûâå âñÿ ìàññà ìàòåðèè «÷¸ðíîé äûðû» äåëèòñÿ íà òðè ÷àñòè Ðèñ. 6. Îäíà ÷àñòü ñðàçó æå ðàçëåòàåòñÿ ïî Âñåëåííîé â âèäå êâàíòèííîãî èçëó÷åíèÿ. Ñêîðîñòü äâèæåíèÿ êâàíòèíî ýòî ìàêñèìàëüíî âîçìîæíàÿ èçíà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ÷àñòèö â êîñìîñå «ñ», Ýòîò âûâîä ïîäòâåðæäàåòñÿ ñëåäóþùèì ñîîáùåíèåì. 1). 23 ôåâðàëÿ 1987 ãîäà â íåáå âñïûõíóëà íà ðåäêîñòü ÿðêàÿ ñâåðõíîâàÿ SN 1987A. Íî åù¸ äî òîãî, êàê òåëåñêîïû îáíàðóæèëè âñïûøêó, â ÑØÀ è ßïîíèè çàðåãèñòðèðîâàëè íåéòðèíî, îáðàçîâàâøèåñÿ âî âðåìÿ ãèáåëè çâåçäû. Íåóæåëè ýòè ñóáàòîìíûå ÷àñòèöû ëåòåëè áûñòðåå ñâåòà? ñâåðõíîâûå çâåçäû, SN 1987A ñâåðõñâåòîâîå äâèæåíèå íåéòðèíî, ñâåðõñâåòîâîå äâèæåíèå, êîëëàáîðàöèÿ. OPERA. 28.02.2012, 3:19. 2). Ñïåöèàëèñòû Ãàðâàðä-Ñìèòñîíîâñêîãî öåíòðà àñòðîôèçèêè, ïðîàíàëèçèðîâàâ ðåçóëüòàòû 10-ëåòíåãî íàáëþäåíèÿ çà M31 ïðè ïîìîùè îðáèòàëüíîé îáñåðâàòîðèè ×àíäðà (Chandra), îòêðûëè, ÷òî ñâå÷åíèå ìàòåðèè, ïàäàþùåé íà ÿäðî ãàëàêòèêè Àíäðîìåäû, áûëî òóñêëûì äî 6 ÿíâàðÿ 2006 ãîäà, êîãäà ïðîèçîøëà âñïûøêà, ïîâûñèâøàÿ ÿðêîñòü M31* â ðåíòãåíîâñêîì äèàïàçîíå â 100 ðàç. Äàëåå ÿðêîñòü ñíèçèëàñü, íî âñ¸ ðàâíî òàê è îñòàëàñü â 10 ðàç áîëåå ìîùíîé, ÷åì äî 2006 ãîäà. Ãàëàêòèêà Àíäðîìåäû. (Ìàòåðèàë èç Âèê). Íà ñàìîì äåëå ýòî âçîðâàëàñü «÷¸ðíàÿ äûðà». Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå, êîòîðîå çàôèêñèðîâàëè ïðèáîðû, ïðåâðàòèëîñü â òàêîâîå ïîñëå ìíîãèõ ìèëëèàðäîâ ëåò ïóòè. Âî âðåìÿ âçðûâà ýòî èçëó÷åíèå áûëî êâàíòèííûì. (àâò.) Êîãäà êâàíòèíî èçëó÷àåòñÿ â ðåçóëüòàòå âçðûâà è ìîæíî ïîñ÷èòàòü ãðàâèòàöèîííóþ, ìàãíèòíóþ è ýëåêòðè÷åñêóþ ñîñòàâëÿþùèå ðàâíûìè íóëþ, ýíåðãèÿ êâàíòèíî áóäåò ðàâíà ñóììå âíóòðåííåé è êèíåòè÷åñêîé, òî åñòü ýíåðãèè äâèæåíèÿ Åêâ~kΔV+mc2/2= mc2=h/λ.  ýòîì ñëó÷àå λ èìååò ñàìîå ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå, òàê êàê êâàíòèíî èçëó÷àþòñÿ ïëîòíûìè ñëîÿìè, êîòîðûå âïëîòíóþ ñëåäóþò îäèí çà äðóãèì.  ýòîì ñëó÷àå λ èìååò ðàçìåð äèàìåòðà êâàíòèíî. Çàòåì, ïî ìåðå óìåíüøåíèÿ ïëîòíîñòè âçîðâàâøåéñÿ ìàòåðèè çà ãèãàíòñêîé âîëíîé êâàíòèíî ïîñëåäóþò γ, ðåíòãåíîâñêîå è ñâåòîâîå èçëó÷åíèå. Êâàíòèííîå è γ èçëó÷åíèÿ äîõîäèò äî íàñ è êàê ðåíòãåíîâñêîå è ñâåòîâîå, â çàâèñèìîñòè îò ðàññòîÿíèÿ, ïðåîäîë¸ííîãî ôîòîíàìè. Ñâåòèìîñòü ýòîãî ïåðâîíà÷àëüíîãî èçëó÷åíèÿ â äåñÿòêè è ñîòíè òûñÿ÷ ðàç ïðåâûøàåò ñâåòèìîñòü Ñîëíöà. 31 àâãóñòà 1885 ã. àñòðîíîì Ãàðâèã îáíàðóæèë íîâóþ çâåçäó, íàõîäÿùóþñÿ äîâîëüíî áëèçêî îò ÿäðà òóìàííîñòè Àíäðîìåäû. (Ïîýòîìó-òî òìàííîñòü Àíäðîìåäû è äâèæåòñÿ â íàïðàâëåíèè ê íàøåé ãàëàêòèêå. Ñâåòèìîñòü ýòîé íîâîé çâåçäû áûëà òîëüêî â 6,25 ðàç ìåíüøå, ÷åì îò âñåé òóìàííîñòè Àíäðîìåäû. Íî ãàëàêòèêà «Òóìàííîñòü Àíäðîìåäû» íàñ÷èòûâàåò íåñêîëüêî ñîòåí ìèëëèàðäîâ çâ¸çä. (È.Ñ. Øêëîâñêèé). Ñâåòîâîå æå èçëó÷åíèå íå âñ¸ ïðîõîäèò îáëàêî âçîðâàâøåéñÿ ìàòåðèè, ïîýòîìó ïîñëå ÿðêîé âñïûøêè «çâåçäà» ãàñíåò. Ñïóñòÿ íåêîòîðîå âðåìÿ íà ýòîì ìåñòå âûñâå÷èâàåòñÿ áåëûé êàðëèê. Êâàíòû ïåðâîíà÷àëüíîãî èçëó÷åíèÿ èìåþò ñàìóþ ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ âíóòðåííþþ ýíåðãèþ è ðàçâèâàþò ìàêñèìàëüíóþ ñêîðîñòü, òàê êàê èõ òîëêàåò ñèëà ìàêñèìàëüíî ñæàòîãî êâàíòîâîãî ïîëÿ. Âòîðàÿ ÷àñòü ìàòåðèè «÷¸ðíîé äûðû» ðàçëåòàåòñÿ îò å¸ ìåñòà íàõîæäåíèÿ â âèäå îáëàêà ìàòåðèè. Ñíà÷àëà ìàòåðèÿ â ýòîì îáëàêå èìååò áîëüøóþ ïëîòíîñòü è áîëüøîé óäåëüíûé âåñ. Ïî ìåðå îõëàæäåíèÿ îáëàêà è ïàäåíèÿ â í¸ì ãðàâèòàöèîííîãî äàâëåíèÿ, ïðîèñõîäèò äåëåíèå ýòîé òÿæ¸ëîé ìàòåðèè. Îáùàÿ êâàíòîâàÿ ìàññà íà÷èíàåò ïðåâðàùàòüñÿ â ýëåìåíòû âåùåñòâ.  ýòîì îáëàêå íà÷èíàþò îáðàçîâûâàòüñÿ ðàçëè÷íûå ñâåðõòÿæ¸ëûå, ïîòîì òÿæ¸ëûå ýëåìåíòû. Îáëàêî èñïóñêàåò; è ðåíòãåíîâñêîå, è ñâåòîâîå, è ðàäèîàêòèâíîå, è ðàäèî, è èíôðàêðàñíîå è äðóãèå èçëó÷åíèÿ.  äàëüíåéøåì ïðîèñõîäèò ðàñïàä âñåõ âåùåñòâ ñ áîëüøèìè àòîìíûìè âåñàìè, è îñòà¸òñÿ ãàçîïûëåâîå îáëàêî, êîòîðîå ñîñòîèò èç âåùåñòâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ñóùåñòâóþùåé òåìïåðàòóðå è äàâëåíèþ. Òî åñòü, â âçîðâàâøåéñÿ «÷¸ðíîé äûðå ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèå âåùåñòâ, êàê è â «ðàáî÷åé» çâåçäå, íî â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Åñëè â çâåçäå ñèíòåç âåùåñòâ, ïðîèñõîäèò â å¸ ãëóáèíå, òî ïðè âçðûâå «÷¸ðíîé äûðû», ýòî ïðîèñõîäèò â îòäåëÿþùåéñÿ îáîëî÷êå. Òàê êàê äâèæåíèå ìàòåðèè â ýòîé ðàñøèðÿþùåéñÿ îáîëî÷êå ïðîèñõîäèò äîâîëüíî áûñòðî, ñî ñêîðîñòüþ, ïðèìåðíî, 100 000 êì/ñåê, ïðîöåññ ïðåâðàùåíèÿ ìàòåðèè èç îäíîãî âèäà â äðóãîé ïðîèñõîäèò ñêîðîòå÷íî. Ïîýòîìó-òî ñâåòèìîñòü «ñâåðõíîâîé» çâåçäû â ñâåòîâîì äèàïàçîíå òàê áûñòðî óáûâàåò. Íî ïîÿâëÿþòñÿ èçëó÷åíèÿ â äèàïàçîíå ðàäèàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ, â äèàïàçîíå ðàäèî÷àñòîò è èíôðàêðàñíîãî èçëó÷åíèÿ. Ñåðäöåâèíà æå ýòîé «÷¸ðíîé äûðû» â âèäå ñâåðõíîâîé íåéòðîííîé çâåçäû (áåëîãî êàðëèêà), ñòðóêòóðà êîòîðîé çàòåì óñòàíàâëèâàåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ å¸ ìàññîé, ãîðèò äî òåõ ïîð, ïîêà â íåé íå óñòàíîâèòñÿ ðàâíîâåñèå, êîãäà êîëè÷åñòâî ìàòåðèè, èñïóñêàåìîé çâåçäîé, áóäåò ðàâíî êîëè÷åñòâó ìàòåðèè åþ ïîòðåáëÿåìîé. Íàèáîëåå âåðîÿòíî, ÷òî òàêàÿ çâåçäà âûãîðàåò âñÿ ïîëíîñòüþ. Òî, ÷òî âçðûâàþòñÿ «÷¸ðíûå äûðû» ìîæíî ñóäèòü èç ôîòîãðàôèé íåáåñíîé ñôåðû íà ðèñ. 19 ñòð.58 êíèãè È.Ñ. Øêëîâñêîãî «ÂÑÅËÅÍÍÀß ÆÈÇÍÜ ÐÀÇÓÌ». Çäåñü íà ëåâîé ôîòîãðàôèè, ïîëó÷åííîé â 1931 ã. çâåçäû íåò, à íà ïðàâîé ôîòîãðàôèè ýòîãî æå ó÷àñòêà íåáà, ïîëó÷åííîé â 1941 ã. îíà ïðèñóòñòâóåò. Ìîÿ ïîçèöèÿ îñíîâûâàåòñÿ åù¸ è íà òîì, ÷òî «ðàáî÷åé çâåçäå íåãäå âçÿòü ñòîëüêî ìàòåðèè, ÷òîáû å¸ ñâåòèìîñòü â íåñêîëüêî ðàç ïðåâûøàëà ñâåòèìîñòü öåëîé ãàëàêòèêè. «×¸ðíàÿ äûðà», ìàññó êîòîðîé ñîñòàâëÿþò ìàññû ìíîãèõ òûñÿ÷ çâ¸çä, âçðûâàåòñÿ, îáðàçóÿ ðàñïðîñòðàíÿþùóþñÿ ñôåðó èçëó÷åíèÿ êîëîññàëüíîé ìîùíîñòè, îáëàêî âûñîêîýíåðãåòè÷åñêîé ìàòåðèè, êîòîðàÿ ñî âðåìåíåì ïðåâðàùàåòñÿ â òóìàííîñòü è ñâåðõíîâóþ (íåéòðîííóþ çâåçäó). Ýòî ìîæåò ïîäòâåðäèòü ôàêò îáðàçîâàíèÿ òóìàííîñòåé; «Êðàáîâèäíîé», «Ìàãåëëàíîâûõ îáëàêîâ» è äðóãèõ, êîòîðûå ïðîèçîøëè âî Âñåëåííîé â ðåçóëüòàòå âçðûâîâ. Âî Âñåëåííîé, ïðèìåðíî, ðàç â 100 ëåò â ðàçíûõ ãàëàêòèêàõ ïðîèñõîäÿò âçðûâû ñ âîçíèêíîâåíèåì ñâåðõíîâûõ çâ¸çä. Åñëè ïðîèñõîäÿò âçðûâû â ðàçëè÷íûõ ãàëàêòèêàõ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ìàëåíüêèìè êóñî÷êàìè Âñåëåííîé, òî ñàìà Âñåëåííàÿ íèêàê íå ìîãëà îáðàçîâàòüñÿ â ðåçóëüòàòå âçðûâà. Âñåëåííàÿ íå ìîãëà ïðîèçîéòè â ðåçóëüòàòå âçðûâà ïîòîìó, ÷òî êðèòè÷åñêàÿ ìàññà ìàòåðèè, íåîáõîäèìàÿ äëÿ âçðûâà ãîðàçäî ìåíüøå, ÷åì ìàññà Âñåëåííîé. Âñåëåíñêîãî âçðûâà-òî, âñ¸-òàêè, íå áûëî. Áåëûå äûðû Îáùåïðèíÿòàÿ òî÷êà çðåíèÿ. Áåëûå äûðû – ýòî âðåìåííàÿ ïðîòèâîïîëîæíîñòü ÷åðíûõ äûð. Èññëåäîâàòåëè êîñìîñà ñ÷èòàþò, ÷òî â îáëàñòü ýòèõ ôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ íè÷òî àáñîëþòíî íå ìîæåò âîéòè. Îäíà èç ãèïîòåç óòâåðæäàåò, ÷òî áåëûå äûðû îáðàçîâûâàþòñÿ â òîì ìåñòå, ãäå âûõîäèò âåùåñòâî íàõîäÿùåéñÿ â äðóãîì âðåìåíè ÷åðíîé äûðû. Ñóùåñòâîâàíèå áåëûõ äûð äîêàçàíî ìàòåìàòè÷åñêè, íî èõ íèêòî è íèêîãäà íå âèäåë. Ó÷åíûå íàçûâàþò áåëûå äûðû êîñìè÷åñêèìè âóëêàíàìè, êîòîðûå âûáðàñûâàþò â ïðîñòðàíñòâî ýíåðãèþ è ìàòåðèþ, êîòîðóþ ïîãëîòèëè ÷åðíûå äûðû. Òàêèì îáðàçîì, ìîãóò ïîðîæäàòüñÿ íîâûå âñåëåííûå. Àìåðèêàíñêèé êîñìîëîã Áëýéê Òåìïë ñ÷èòàåò, ÷òî áåëûõ äûð ñóùåñòâóåò â êîñìîñå ñòîëüêî æå, ñêîëüêî ñóùåñòâóåò ÷åðíûõ. Ó÷åíûé ïðåäïîëàãàåò, ÷òî â òî÷êå ðàçðûâà ìåæäó äûðàìè èìååòñÿ ñâîåîáðàçíûé òóííåëü, êîòîðûé ñîåäèíÿåò ÷åðíóþ äûðó, íàõîäÿùóþñÿ ñî ñòîðîíû íàøåé âñåëåííîé è áåëóþ äûðó, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ ñî ñòîðîíû äðóãîé âñåëåííîé. Ïîýòîìó àñòðîôèçèêè è ñ÷èòàþò, ÷òî âñÿ ìàòåðèÿ, ïîãëîùåííàÿ ÷åðíîé äûðîé, â òàêîì æå âèäå âûáðàñûâàåòñÿ íàðóæó áåëîé. Íî òóò ñóùåñòâóåò îäèí íþàíñ. Ïîñêîëüêó òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè óòâåðæäàåò, ÷òî âðåìÿ îáëàäàåò ñïîñîáíîñòüþ ïîâåðíóòüñÿ âñïÿòü, òî è, êàê óòâåðæäàþò ó÷åíûå, áåëàÿ äûðà ìîæåò âûòîëêíóòü ìàòåðèþ åùå äî òîãî, êàê åå ïîãëîòèò ÷åðíàÿ. Ýòî ðàññóæäåíèå åù¸ ðàç óáåæäàåò íàñ, ÷òî âðåìÿ ýòî ïðîäóêò ÷åëîâå÷åñêîãî ðàçóìà.
Áåëûå äûðû ñ òî÷êè çðåíðèÿ òý÷ì.
Ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì «áåëûå äûðû» (îáëàñòü ïóñòîãî ïðîñòðàíñòâà) îáðàçóþòñÿ ïîñëå âçðûâà «÷¸ðíûõ äûð». Ïîñëå âçðûâà «÷¸ðíîé äûðû» êâàíòèííàÿ çâåçäà íå âñåãäà îáðàçóåòñÿ. Âñ¸ ñîäåðæèìîå «÷¸ðíîé äûðû» ìîæåò ðàçëåòåòüñÿ îäíèì âçðûâîì. Âîò òîãäà-òî è îáðàçóåòñÿ íà ìåñòå áûâøåé «÷¸ðíîé äûðû» îáëàñòü ïóñòîãî ïðîñòðàíñòâà – «áåëàÿ äûðà».
Ñêîðîñòü ñâåòà.
×òî òàêîå ñâåò? Ýòîò âîïðîñ çàíèìàåò óìû ó÷¸íûõ ìíîãî ëåò. Î ïðèðîäå ñâåòà ðàçìûøëÿëè ñ äðåâíèõ âðåìåí: Ïèôàãîð îêîëî 580–500 ëåò äî íàøåé ýðû, Èáí àë-Õàéñàì 11é âåê, Èñààê Íüþòîí 17é âåê, Ýéíøòåéí 20é âåê è ò. ä. Ñî âðåìåíåì îêàçàëîñü, ÷òî ñâåò ýòî èçëó÷åíèå ôîòîíîâ â îïðåäåë¸ííûõ ïðåäåëàõ ÷àñòîòû âîëí èçëó÷åíèÿ. Íî, è ðàäèîâîëíû, è òåïëîâîå èçëó÷åíèå ýòî òîæå èçëó÷åíèå ôîòîíîâ. Ìîæíî çàäàòüñÿ âîïðîñîì – ïîñòîÿííà ëè ñêîðîñòü ñâåòà? Âñå èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè ñâåòà, êîòîðûå ïðîèçâîäèëèñü â ïðåäåëàõ ìàëûõ ðàññòîÿíèé, äàâàëè îäèí è òîò æå îòâåò… «äà, ñêîðîñòü ñâåòà ïîñòîÿííà». Ýéíøòåéí, ïðîàíàëèçèðîâàâ äîñòèæåíèÿ ôèçèêè òîãî âðåìåíè ïðèø¸ë ê âûâîäó, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé íåèçìåííîé è ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé ñêîðîñòüþ äâèæåíèÿ. Íà ýòîì ïîñòóëàòå îí îñíîâàë ñâîè ðàáîòû. «Ñêî́ðîñòü ñâǻòà – àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí â âàêóóìå.  ôèçèêå òðàäèöèîííî îáîçíà÷àåòñÿ ëàòèíñêîé áóêâîé «c» (ïðîèçíîñèòñÿ êàê [öý]). Ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå – ôóíäàìåíòàëüíàÿ ïîñòîÿííàÿ, íå çàâèñÿùàÿ îò âûáîðà èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà (ÈÑÎ). Îíà îòíîñèòñÿ ê ôóíäàìåíòàëüíûì ôèçè÷åñêèì ïîñòîÿííûì, êîòîðûå õàðàêòåðèçóþò íå ïðîñòî îòäåëüíûå òåëà, à ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè â öåëîì. Ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå – ïðåäåëüíàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ÷àñòèö è ðàñïðîñòðàíåíèÿ âçàèìîäåéñòâèé» [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE% D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0] À ÷òî òàêîå ñâåò? Ó÷¸íûå ïîñòåïåííî ïðèõîäÿò ê âûâîäó, ÷òî ôîòîíû, èç êîòîðûõ ñîñòîèò ñâåòîâàÿ âîëíà, ýòî íå êâàíòû ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè, à ÷àñòèöû. Îòêóäà æå áåðóòñÿ ýòè ÷àñòèöû? Èç òîãî ìàòåðèàëüíîãî òåëà, èç êîòîðîãî ïðîèñõîäèò èçëó÷åíèå. ×òî ìàòåðèàëüíîå òåëî ìîæåò èçëó÷àòü èç ñåáÿ?.. Òîëüêî òî, èç ÷åãî ñîñòîèò îíî ñàìî, – ìàòåðèþ. Åñëè áû ýòî áûëî íå òàê, íå ïåðåãîðàëè áû ó íàñ ëàìïî÷êè íàêàëèâàíèÿ. Îòñþäà âûâîä òàêîé, ÷òî è èçëó÷åíèå â äèàïàçîíå ðàäèîâîëí è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå, ýòî èçëó÷åíèå ôîòîíîâ. Èòàê, èçëó÷åíèå(ñâåò) – ýòî âîëíà ñîìêíóòûõ ôîòîíîâ. Åñëè ðàñññìàòðèâàòü ñâåò òàêèì îáðàçîì, òî ñêîðîñòü îòäåëüíîãî ôîòîíàìîæåò áûòü áîëüøå, òàê êàê â âîëíå ôîòîíû óâåëè÷èâàþòñÿ â áú¸ìå è òîëêàþò äðóã äðóãà âïåð¸ä. Òàêèì îáðàçîì, ôîòîíû ïåðåäíåãî ôðîíòà âîëíû îòíîñèòåëüíî ñèñòåìû îò÷¸òà, íàõîäÿùåéñÿ íåïîäâèæíî â ïðîñòðàíñòâå, ìèìî êîòîðîãî ñëåäóåò ñâåòîâàÿ âîëíà, äâèãàþòñÿ áûñòðåå, ÷åì ôîòîíû, íàõîäÿùèåñÿ íà çàäíåé êðîìêå âîëíû. Ïîýòîìó äëèíà âîëíû óâåëè÷èâàåòñÿ. Åñëè è äàëåå ðàññìîòðåòü âåñü ïîòîê (ñòîëá èçëó÷åíèÿ), òî ñòàíîâèòñÿ ÿñíûì, ÷òî ÷åì äàëüøå îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ ìû ýòî èçëó÷åíèå, èçó÷àåì, òåì áîëåå ó íåãî äëèíà âîëíû è ìåíåå ÷àñòîòà. Îòñþäà è íàëè÷èå â êîñìè÷åñêèõ èçëó÷åíèÿõ è çâóêîâûõ ÷àñòîò è ãðàâèòàöèîííûõ âîëí. Ôîòîí, ýòî äâèæóùèéñÿ âíå ìàòåðèàëüíîãî òåëà êâàíò ìàòåðèè è èç ýòîãî íàäî èñõîäèòü ïðè îïðåäåëåíèè ñâîéñòâ ñâåòà.  ôèçèêå ïîêà íå èññëåäîâàëñÿ êâàíò ìàòåðèè, íî î ôîòîíå êîå êàêèå ñâåäåíèÿ åñòü. Ôîòîí íå èìååò ìàññû ïîêîÿ. Õèòðîå îïðåäåëåíèå. Ôàêò, êîòîðûé âûòåêàåò èç ñàìîãî îïðåäåëåíèÿ ôîòîíà. Íî ìàññà õàðàêòåðèçóåò íå ñîñòîÿíèå òåëà, à êîëè÷åñòâî ñîäåðæàùåéñÿ â í¸ì ìàòåðèè è äëÿ ýòîé õàðàêòåðèñòèêè ìàòåðèè íå èìååò çíà÷åíèÿ, äâèæåòñÿ òåëî èëè íå äâèæåòñÿ. Ìàññà ôîòîíà îöåíåíà â 1,1õ10-52 êã. Ïðè èçëó÷åíèè èç èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ âûëåòàåò íå îäèí, à öåëûé ñîíì ôîòîíîâ. Ýòè ôîòîíû îáúåäèíåíû ñâîèìè ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè è èõ êâàíòîâûå ïîëÿ åù¸ ñèëüíî ñäàâëåíû. Ýòî è åñòü âîëíà èçëó÷åíèÿ. Óïðóãèå êâàíòîâûå ïîëÿ ôîòîíîâ ýòîé âîëíû ñîçäàþò óñèëèå, êîòîðîå è äâèãàåò âîëíó èçëó÷åíèÿ â ïðîñòðàíñòâå. ×åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ, íàçûâàåìîå ïåðèîäîì êîëåáàíèé, ïðîöåññ âûòàëêèâàíèÿ ìàòåðèàëüíûì òåëîì ñâîèõ àêòèâíûõ êâàíòîâ ïîâòîðÿåòñÿ. Òàê ïðîèñõîäèò ïðîöåññ èçëó÷åíèÿ, â òîì ÷èñëå è ñâåòîâîãî. Òåïåðü î ñêîðîñòè äâèæåíèÿ âîëíû èçëó÷åíèÿ. Äàâàéòå ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî ìû çàãîòîâèëè íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî âîçäóøíûõ øàðîâ. Ðàäèóñ êàæäîãî èç ýòèõ øàðîâ â íàäóòîì ñîñòîÿíèè ñîñòàâëÿåò 100 ì. Ñäàâèì ýòè øàðû äî ðàäèóñà â 1ìì, ñêëåèì èõ, è óñòåëåì èìè â ñæàòîì ñîñòîÿíèè Çåìëþ. Çàòåì îäíîâðåìåííî îñâîáîäèì âñå øàðû îò óñèëèÿ, óäåðæèâàþùåãî èõ â ñæàòîì ñîñòîÿíèè. Øàðû, êîíå÷íî æå, åäèíîé âîëíîé óñòðåìÿòñÿ ïðî÷ü îò Çåìëè â ñòîðîíó ìåíüøåé ïëîòíîñòè ñðåäû. Ýòè øàðû âñåé ñâîåé âîëíîé áóäóò íå ïðîñòî äâèãàòüñÿ îò Çåìëè, íî áóäóò äâèãàòüñÿ ñ óñêîðåíèåì. Ýòî óñêîðåíèå áóäåò ñîçäàâàòü âíóòðåííÿÿ ñèëà óïðóãîñòè ñæàòûõ øàðîâ. Òà æå âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ñæàòûõ ôîòîíîâ ñîçäà¸ò ñèëó, êîòîðàÿ òîëêàåò âîëíó èçëó÷åíèÿ, â ñîñòàâå êîòîðîé îíè íàõîäÿòñÿ, îò èçëó÷àþùåãî òåëà, – çâåçäû, íàïðèìåð. Òàê êàê ñâåòîâàÿ âîëíà èìååò îïðåäåë¸ííóþ ïëîòíîñòü, ïîëå ôîòîíîâ è çäåñü ñæàòî è ïîä âîçäåéñòâèåì ñèë óïðóãîñòè çàâî¸âûâàåò âñå áîëüøåå ïðîñòðàíñòâî, äâèãàÿñü ñ óñêîðåíèåì. Íî, çàâî¸âûâàÿ ïðîñòðàíñòâî, ôîòîíû óâåëè÷èâàþòñÿ â îáú¸ìå, âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ èõ óìåíüøàåòñÿ, óìåíüøàåòñÿ è ñèëà óïðóãîñòè.  ñèëó òîãî, ÷òî ñèëà óïðóãîñòè ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå, óáûâàåò è òåìï óñêîðåíèÿ. Ôîòîí óñêîðÿåòñÿ, íî óñêîðÿåòñÿ âñ¸ ìåäëåííåå, ñêîðîñòü åãî âîçðàñòàåò, íî òåìï å¸ âîçðàñòàíèÿ ïîñòîÿííî çàìåäëÿåòñÿ. ×òî æå ïðîèñõîäèò ñî ñâåòîâîé âîëíîé? Ïåðèîä êîëåáàíèÿ ñâåòîâîé âîëíû – Ò îñòà¸òñÿ îäíèì è òåì æå, íî, åñëè â ìîìåíò t0 ñêîðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû áûëà v0, äëèíà âîëíû λ0= v0/Ò, òî â ìîìåíò âðåìåíè t1> t0 ñêîðîñòü ôîòîíà áóäåò ðàâíîé v1> v0, λ1= v1/Ò áóäåò áîëüøå, ÷åì λ0. Ðàññìîòðèì ýòî íà ïðèìåðå Ðèñ. 4. Âîçüì¸ì òî÷å÷íûé èñòî÷íèê ñâåòà, êîòîðûé èñïóñòèë ýëåêòðîìàãíèòíóþ âîëíó äëèíîé λ= δR, ñ ýíåðãèåé Å. Ýòà âîëíà â ìîìåíò âðåìåíè t0 èìååò ñêîðîñòü v0, äëèíó λ0= v0/Ò, è çàíèìàåò îáú¸ì V0=4πR02 δR0. ×åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ â ìîìåíò âðåìåíè t1= t0 +∆t ýòà âîëíà óæå ïðîéä¸ò ðàññòîÿíèå ∆R= vñâ ∆t è çàâîþåò ïðîñòðàíñòâî ñôåðû, ðàäèóñîì R1=R0+∆R, áîëüøèì, ÷åì ðàäèóñ R0. Òàê êàê êàæäûé ôîòîí óâåëè÷èâàåòñÿ â îáú¸ìå, îáú¸ì, çàíèìàåìûé ñâåòîâîé âîëíîé óâåëè÷èòñÿ è ñòàíåò ðàâíûì V1≈4πR12 δR1. Ñêîðîñòü ôîòîíà áóäåò ðàâíîé v1> v0, è λ1= v1/Ò áóäåò áîëüøå, ÷åì λ0. Âîò îòêóäà ïîÿâëÿåòñÿ ñìåùåíèå ñïåêòðà âîëíû ñâåòà â êðàñíóþ ñòîðîíó. Íå ãàëàêòèêè ðàçëåòàÿñü, äâèãàþòñÿ ñ óñêîðåíèåì, à äâèæóòñÿ ñ óñêîðåíèåì ôîòîíû ñâåòà. Êðîìå òîãî, ïðè ïîïàäàíèè ôîòîíà â äåéñòâèå ïîëÿ ãðàâèòàöèè íàøåé ãàëàêòèêè, ñèëà ãðàâèòàöèè äåéñòâóåò â íàïðàâëåíèè äâèæåíèÿ ôîòîíà, ÷òî òîæå ïðèâîäèò ê åãî óñêîðåíèþ, óäëèíåíèþ âîëíû ñâåòà è ñìåùåíèþ ñïåêòðîâ âîëíû ñâåòà â êðàñíóþ ñòîðîíó. Ïî ìåðå ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû èçëó÷åíèÿ, å¸ ïëîòíîñòü óìåíüøàåòñÿ. Óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü ôîòîíà qô íàïðÿìóþ îïðåäåëÿåò âåëè÷èíó óñêîðåíèÿ åãî äâèæåíèÿ. Ýíåðãåòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü ôîòîíà ðàâíà ïëîòíîñòè ñâåòîâîé âîëíû Iô= Iñâ, êîòîðàÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, ðàâíà Iñâ=W/V. Ïðè ñôåðè÷åñêîì ðàñïðîñòðàíåíèè ñâåòà (ðèñ 4) Iñâ= W/4πR2λ. Çäåñü W ýòî ýíåðãèÿ ñâåòîâîé âîëíû, îíà ïîñòîÿííà, òàê êàê â íåé ïîñòîÿííî êîëè÷åñòâî ôîòîíîâ, V – å¸ îáú¸ì, R – ðàññòîÿíèå äî èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ, λ – äëèíà âîëíû. Íåòðóäíî âû÷èñëèòü, ÷òî W=Ð/ν. Ð – ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ ν åãî ÷àñòîòà. Íà êàêîì-òî ðàññòîÿíèè îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ R0 ïëîòíîñòü âîëíû èçëó÷åíèÿ äîñòèãàåò ïëîòíîñòè îêðóæàþùåé ñðåäû (êîñìîñà) è âîëíà, êàê óïëîòíåíèå ìàòåðèè ïåðåñòà¸ò ñóùåñòâîâàòü. Îíà ðàñòâîðÿåòñÿ â êîñìîñå. À êàêîâà æå çàêîíîìåðíîñòü óñêîðåíèÿ ýòèõ âîëí èçëó÷åíèÿ? Ýòó çàêîíîìåðíîñòü è âûÿâèë àìåðèêàíñêèé ó÷¸íûé Ýäâèí Õàááë.  ñåðåäèíå ÿíâàðÿ 1929 ãîäà îí ïðåäñòàâèë â «Òðóäû» Íàöèîíàëüíîé àêàäåìèè íàóê ÑØÀ íåáîëüøóþ çàìåòêó ïîä íàçâàíèåì «Î ñâÿçè ìåæäó ðàññòîÿíèåì è ëó÷åâîé ñêîðîñòüþ âíåãàëàêòè÷åñêèõ òóìàííîñòåé».  íåé àìåðèêàíñêèé ó÷¸íûé âûÿâèë ñîîòíîøåíèå ìåæäó ñêîðîñòüþ V óäàëåíèÿ äâóõ ëþáûõ ãàëàêòèê è ðàññòîÿíèåì ìåæäó íèìè R, óðàâíåíèåì V=HR, ãäå Í – êîýôôèöèåíò Õàááëà. Ýòà çàêîíîìåðíîñòü ïîëó÷èëà íàçâàíèå «ÇÀÊÎÍ ÕÀÁÁËÀ». Çíà÷åíèå Í0 îïðåäåëÿåòñÿ ïî íàáëþäåíèÿì ãàëàêòèê, ðàññòîÿíèÿ äî êîòîðûõ èçìåðåíû áåç ïîìîùè êðàñíîãî ñìåùåíèÿ (ïðåæäå âñåãî, ïî ÿð÷àéøèì çâ¸çäàì èëè öåôåèäàì). Áîëüøèíñòâî íåçàâèñèìûõ îöåíîê Í0 äàþò äëÿ ýòîãî ïàðàìåòðà çíà÷åíèå 70–80 êì/ñ íà ìåãàïàðñåê!. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ãàëàêòèêè, íàõîäÿùèåñÿ íà ðàññòîÿíèè 100 ìåãàïàðñåê, óäàëÿþòñÿ îò íàñ ñî ñêîðîñòüþ 7000–8000 êì/ñ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ (2009 ã.) íàèáîëåå íà䏿íîé (õîòÿ è ìîäåëüíî çàâèñèìîé) ñ÷èòàåòñÿ îöåíêà Í0=(74,2 ± 3,6) êì/ñ/Ìïê. Âûâîäû ýòîãî çàêîíà íå îòðàæàåò äåéñòâèòåëüíîé ôèçè÷åñêîé ñóùíîñòè ÿâëåíèÿ. Ýòè âûâîäû ñôîðìóëèðîâàíû íà îñíîâå «êðàñíîãî ñìåùåíèÿ ñïåêòðîâ». Íî ñïåêòð èçëó÷åíèÿ îòðàæàåò íå ñêîðîñòü äâèæåíèÿ èñòî÷íèêà ñâåòà, êàê ýòî ïðåäïîëîæèëè ó÷¸íûå, à âåëè÷èíó âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, çàêîí Õàááëà îòðàæàåò èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíà â çàâèñèìîñòè îò ðàññòîÿíèÿ, ïðåîäîë¸ííîãî ôîòîíîì. Ïðàâèëüíåå åãî íàäî áû íàïèñàòü òàê ΔÅâí. ô~.ΔÑ = HR.  ýòîì óðàâíåíèè ΔÅâí.ô. – èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíà, Í – êîýôôèöèåíò Õàááëà â åäèíèöàõ ýíåðãèè, Ñ – ñêîðîñòü ñâåòà, R – ðàññòîÿíèå, ïðîéäåííîå ñâåòîì. Îøèáêà ýòà ïðîèçîøëà îò òîãî, ÷òî ñâåò òîãäà ñ÷èòàëñÿ, äà è ñåé÷àñ ñ÷èòàåòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíîé, è õàðàêòåðèñòèêè åãî ñ÷èòàþòñÿ íåèçìåííûìè. Ôèçè÷åñêè æå ýòî âûãëÿäèò òàê. Äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ λ ðàíà ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ýòîé âîëíû (ñêîðîñòè ñâåòà) ñ ïîìíîæåííîé íà ïåðèîä êîëåáàíèé Ò. λ= ñÒ. Òàê êàê ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ñâåòîâîé âîëíû óâåëè÷èâàåòñÿ, ñòàíîâèòñÿ ðàâíîé ñ + Δñ, à âðåìÿ Ò îñòà¸òñÿ íåèçìåííûì, ïðîèñõîäèò ïðèðîñò λ ðàâíûé Δ λ. Íî ïî ñðàâíåíèþ ñ âåëè÷èíîé ñêîðîñòè ýòîò ïðèðîñò íàñòîëüêî ìàë, ÷òî ïðè «íåáîëüøèõ» ðàññòîÿíèÿõ ïðîõîæäåíèÿ ñâåòà îí ïðàêòè÷åñêè íå çàìåòåí è âûÿâëÿåòñÿ òîëüêî íà ðàññòîÿíèÿõ äàëüíèõ ãàëàêòèê. Êàêèìè ïðèáîðàìè ìîæíî óëîâèòü ðàçíèöó â ñêîðîñòè ñâåòà â ïðåäåëàõ Ãàëàêòèêè, êîãäà íà îäèí ñâåòîâîé ãîä (ýòî9,46 ìëðä êì) ïðèðîñò ñêîðîñòè ñâåòà ñîñòàâëÿåò, ïðèìåðíî 2,3 ñì/ñåê. Òàêèì îáðàçîì «Òåîðèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè» óòâåðæäàåò, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà âåëè÷èíà íå ïîñòîÿííàÿ è ýòî äîêàçàíî îïûòàìè Â. Ñëàéôåðà è Ý. Õàááëà. À óìåíüøàåòñÿ ëè ñêîðîñòü ñâåòà? Ñâåò ýòî èçëó÷åíèå êâàíòîâ ìàòåðèè â îïðåäåë¸ííîì äèàïàçîíå ÷àñòîòû.  ýòîì äèàïàçîíå âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ôîòîíîâ åù¸ âåëèêà è ñêîðîñòü âîëíû èçëó÷åíèÿ áóäåò ðàñòè. Çàòåì ñâåòîâûå âîëíû ïðåâðàòÿòñÿ â ðàäèîâîëíû. Òàêèì îáðàçîì, äëèíà âîëíû áóäåò ðàñòè, à âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ôîòîíîâ áóäåò ïàäàòü. Íàêîíåö, êîãäà ïëîòíîñòü ìàòåðèè â âîëíå èçëó÷åíèÿ ñðàâíÿåòñÿ ñ ïëîòíîñòüþ îêðóæàþùåé ñðåäû (êîñìîñà), â ôîòîíàõ âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ èññÿêíåò, íî ìåæäó ôîòîíàìè åù¸ ñîõðàíÿåòñÿ ãðàâèòàöèîííàÿ ñâÿçü. Òîãäà ñèëà ãðàâèòàöèîííîé ñâÿçè íà÷èíàåò òîðìîçèòü äâèæåíèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû èçëó÷åíèÿ, è ñêîðîñòü äâèæåíèÿ âîëíû ôîòîíîâ ìîæåò óìåíüøèòüñÿ. Àâñòðàëèéñêèå ôèçèêè ïîä ðóêîâîäñòâîì òåîðåòèêà Ïîëà Äýâèñà èç óíèâåðñèòåòà Ìàêêâàðå â Ñèäíåå ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ïðè ïðîõîæäåíèè ìèëëèàðäîâ ñâåòîâûõ ëåò ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå ñíèæàåòñÿ. Åñëè ýòî ïîäòâåðäèòñÿ, òî ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Àëüáåðòà Ýéíøòåéíà ïîòðåáóåò íåêîòîðûõ óòî÷íåíèé. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå îñíîâàíî íà àñòðîíîìè÷åñêèõ äàííûõ íàáëþäåíèé ñâåòà îò êâàçàðà, íàõîäÿùåãîñÿ íà îãðîìíîì ðàññòîÿíèè îò Çåìëè. Íàáëþäåíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ òîãî, ÷òîáû ñâåò îò êâàçàðà äîñòèã Çåìëè, åìó ïîòðåáóåòñÿ îêîëî 10 ìëðä. ëåò. Ïðè ýòîì êëþ÷åâàÿ êîíñòàíòà, õàðàêòåðèçóþùàÿ îòíîøåíèå ñâåòîâûõ ôîòîíîâ è ýëåêòðîíîâ íà êâàçàðå, èçìåíèëàñü. Äðóãèìè ñëîâàìè, õàðàêòåðèñòèêè ñâåòà, èäóùåãî îò êâàçàðà äî Çåìëè, ïîñëå 12 ìèëëèàðäîâ ëåò ïóòè íå ñîîòâåòñòâóþò òåì, ÷òî ïðåäñêàçûâàåò òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè. Ýòî ðàñõîæäåíèå ìîæíî îáúÿñíèòü ëèáî èçìåíåíèåì ýëåêòðîííîãî çàðÿäà, ëèáî èçìåíåíèåì ñêîðîñòè ñâåòà. È òî è äðóãîå äîïóùåíèå, êàê âû ïîíèìàåòå, ìîæåò ñâåðíóòü ìîçãè íàáåêðåíü ëþáîìó ôèçèêó. È âñå-òàêè èçìåíåíèå çàðÿäà – áîëåå "ñóìàñøåäøåå" ïðåäïîëîæåíèå, òàê êàê ýòî ïîòðåáóåò ïðèçíàíèÿ íåäåéñòâèòåëüíûì óæå ñàìîãî, ÷òî íè íà åñòü ñâÿòîãî â ôèçèêå – âòîðîãî íà÷àëà òåðìîäèíàìèêè. Îñòàåòñÿ âñå ïåíÿòü íà ñêîðîñòü ñâåòà… "Ýòî, âîçìîæíî, íà÷àëî ñìåíû ïàðàäèãìû â ôèçèêå", – îòìå÷àåò ñîàâòîð Ïîëà Äýâèñà – Òàìàðà Äýâèñ.  ÷àñòíîñòè, ìîæåò îêàçàòüñÿ, ÷òî 6-10 ìëðä. ëåò íàçàä ñêîðîñòü ñâåòà ìîãëà áûòü âûøå, ÷åì ñåé÷àñ (300 òûñ. êì/ñ). «Ïîêóøåíèå íà ìèðîâûå êîíñòàíòû». Îäíàêî ýòî íå òàê. Íà ñàìîì äåëå çà ìèëëèàðäû ëåò ñëåäîâàíèÿ ñâåòà äî Çåìëè ñêîðîñòü ôîòîíîâ èçëó÷¸ííûõ êâàçàðàìè ìèëëèàðäû ëåò íàçàä âûðîñëà, óâåëè÷èëàñü è äëèíà âîëíû, óìåíüøèëîñü êîëè÷åñòâî âíóòðåííåé ýíåðãèè â ôîòîíå, óâåëè÷èëñÿ åãî îáú¸ì. Ýòó êàðòèíó è îïèñûâàþò ó÷¸íûå â ñâîèõ ðàáîòàõ. Âñå îïèñàííûå ôàêòû äîêàçûâàþò ïðàâîòó òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè. [Àâò].
Âñåëåííàÿ.
Ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé??!
20-å ãîäû 20 ãî âåêà áûëè î÷åíü âàæíûìè äëÿ ðàçâèòèÿ ñîâðåìåííîé àñòðîíîìèè. Åù¸ â 1848 ã ôðàíöóçñêèé ôèçèê Àðìàí Ôèçî, â ñòàòüå “Des effets du mouvement sur le ton des vibrations sonores et sur la longueur d’ondes des rayons de lumiere” (“Bull. de la Societé philomatique”, äîêàçàë íà ïðîñòîì àêóñòè÷åñêîì îïûòå ðåàëüíîñòü ïðèíöèïà Äîïëåðà, è, ïðîâîäÿ àíàëîãèþ ìåæäó òîíàìè è öâåòàìè, óêàçàë íà âîçìîæíîñòü ñìåùåíèå ëèíèé â ñïåêòðàõ íåáåñíûõ ñâåòèë, åñëè ñóùåñòâóåò îòíîñèòåëüíîå ïåðåìåùåíèå (ïî íàïðàâëåíèþ ëó÷à çðåíèÿ) ñâåòîâîãî èñòî÷íèêà è íàáëþäàòåëÿ. Ïðèìåðíûé ðàñ÷¸ò òàêîãî ñìåùåíèÿ Ôèçî ñäåëàë â ýòîì æå 1848 ã. äëÿ Âåíåðû. Ýòî ÿâëåíèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå “êðàñíîãî ñìåùåíèÿ”. Ñýð Óèëüÿì Õàããèíñ, http://ru.mobile.wikipedia.org/wiki/7_%D1%84%D0%B5%D0%B2%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8Fàíãëèéñêèé àñòðîíîì, îäíèì èç ïåðâûõ èñïîëüçîâàë ïðèíöèï Äîïëåðà – Ôèçî äëÿ îïðåäåëåíèÿ ëó÷åâûõ ñêîðîñòåé çâ¸çä. Â1868 ãîäó îí èçìåðèë ëó÷åâóþ ñêîðîñòü Ñèðèóñà.  íà÷àëå 20 ãî âåêà àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Âåñòî Ñëàéôåð, èçó÷àÿ ñïåêòðû îòäàë¸ííûõ òóìàííîñòåé, çàìåòèë ïîðàçèâøóþ åãî çàêîíîìåðíîñòü, – ÷åì äàëüøå îò íàñ ðàñïîëîæåíà ãàëàêòèêà, òåì ñèëüíåå ëèíèè â èõ ñïåêòðàõ áûëè ñìåùåíû ê êðàñíîìó êîíöó. Ó÷¸íûå òîãî âðåìåíè ïîëàãàëè, äà è ñåé÷àñ ïîëàãàþò, ÷òî ýòî ÿâëåíèå ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå ýôôåêòà Äîïëåðà, è âñå êîñìè÷åñêèå òåëà ðàçëåòàþòñÿ. Âåñòî Ñëàéôåð ïåðâûì èçìåðèë âûñîêèå ëó÷åâûå ñêîðîñòè øàðîâûõ ñêîïëåíèé è ñïèðàëüíûõ òóìàííîñòåé.  1913 ã. îí ïîëó÷èë äëÿ òóìàííîñòè Àíäðîìåäû Ì31 çíà÷åíèå ëó÷åâîé ñêîðîñòè, ðàâíîå 300 êì/ñ. Îïûòû Ñëàéôåðà ïîêàçàëè, ÷òî ñîãëàñíî ñïåêòðîãðàììàì áîëüøèíñòâî ãàëàêòèê (36 èç èçìåðåííûõ èì 41) óäàëÿåòñÿ, è ñêîðîñòü óäàëåíèÿ äîõîäèò ïî÷òè äî äâóõ òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ â ñåêóíäó. Îòêðûòèå Ñëàéôåðîì îãðîìíûõ ïðîñòðàíñòâåííûõ ñêîðîñòåé ãàëàêòèê ÿâèëîñü íàáëþäàòåëüíîé îñíîâîé äëÿ òåîðèé ðàñøèðÿþùåéñÿ Âñåëåííîé. Àëüáåðò Ýéíøòåéí, ðåøèë âûðàçèòü ñòðóêòóðó Âñåëåííîé îäíèì çàêîíîì. Èñïîëüçóÿ ðàáîòû Õ. Ëîðåíñà, À Ïóàíêàðå è äðóãèõ ó÷¸íûõ, ðàçðàáîòàë ó÷åíèå, íàçûâàåìîå «Î́áùàÿ òåî́ðèÿ îòíîñè́òåëüíîñòè»(ÎÒÎ). Ýòî ãåîìåòðè÷åñêàÿ òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ, ðàçâèâàþùàÿ ñïåöèàëüíóþ òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè (ÑÒÎ), îïóáëèêîâàííàÿ Ýéíøòåéíîì â 1915–1916 ãîäàõ.  ðàìêàõ îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, êàê è â äðóãèõ ìåòðè÷åñêèõ òåîðèÿõ, ïîñòóëèðóåòñÿ, ÷òî ãðàâèòàöèîííûå ýôôåêòû îáóñëîâëåíû íå ñèëîâûì âçàèìîäåéñòâèåì òåë è ïîëåé, íàõîäÿùèõñÿ â ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè, à äåôîðìàöèåé ñàìîãî́ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè, êîòîðàÿ ñâÿçàíà, â ÷àñòíîñòè, ñ ïðèñóòñòâèåì ìàññû-ýíåðãèè. Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè îòëè÷àåòñÿ îò äðóãèõ ìåòðè÷åñêèõ òåîðèé òÿãîòåíèÿ èñïîëüçîâàíèåì óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà äëÿ ñâÿçè êðèâèçíû ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè ñ ïðèñóòñòâóþùåé â í¸ì ìàòåðèåé. Îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè óñòàíàâëèâàëà ñâÿçü ìàòåðèàëüíûõ òåë, ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè è ãðàâèòàöèè. Ñîãëàñíî ýòîé òåîðèè, ïîä âîçäåéñòâèåì ìàññû è ýíåðãèè òåë, ïðîñòðàíñòâî (òî÷íåå ãîâîðÿ, ïðîñòðàíñòâî-âðåìÿ) èñêðèâëÿåòñÿ, ÷òî, â ñâîþ î÷åðåäü, ïðèâîäèò ê èñêðèâëåíèþ òðàåêòîðèé òåë, ÷òî è âîñïðèíèìàåòñÿ íàìè êàê ïðîÿâëåíèå òÿãîòåíèÿ. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî àâòîð òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéí âíà÷àëå ñ÷èòàë, ÷òî êîñìîëîãè÷åñêîå ðåøåíèå óðàâíåíèé ïîëÿ äîëæíî áûòü ñòàòè÷íî è ïðèâåñòè ê çàìêíóòîé ìîäåëè Âñåëåííîé. Ñðàçó æå ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè åå ñîçäàòåëü ïîïûòàëñÿ ïðèìåíèòü åå ê Âñåëåííîé â öåëîì, íî ýòà ïîïûòêà îêàçàëàñü áåçóñïåøíîé. Ó÷¸íûé ìèð íå ñðàçó ïðèíÿë ÎÒÎ, íî îíà óäîâëåòâîðÿëà âñåì òðåáîâàíèÿì òîãî âðåìåíè. Ñ 1915 ãîäà ÎÒÎ íà÷àëà ñâî¸ ïîáåäíîå çàâîåâàíèå ìèðà ôèçèêè.  20õ ãîäàõ â ìèðå óæå áóøåâàë íàñòîÿùèé áóì âîêðóã íîâîé òåîðèè. Íà÷àëñÿ îí â 1919 ãîäó, ñðàçó ïîñëå ïîäòâåðæäåíèÿ àíãëèéñêèìè àñòðîíîìàìè ïðåäñêàçàííîãî Ýéíøòåéíîì îòêëîíåíèÿ ëó÷åé ñâåòà îò äàëåêèõ çâåçä âáëèçè Ñîëíöà. Ïðåäñêàçàíèå ýôôåêòà ãðàâèòàöèîííîé ôîêóñèðîâêè ëó÷åé. Ýôôåêò ãðàâèòàöèîííîé ëèíçû áûë ïðåäñêàçàí À. Ýéíøòåéíîì, êîòîðûé â 1915 â ðàìêàõ îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè âïåðâûå ïðàâèëüíî âû÷èñëèë óãîë îòêëîíåíèÿ ëó÷à ñâåòà â ãðàâèòàöèîííîì ïîëå êîìïàêòíîãî îáúåêòà. Âî âðåìÿ ïîëíîãî ñîëíå÷íîãî çàòìåíèÿ 29 ìàÿ 1919 ãîäà àíãëèéñêèå àñòðîíîìû èçìåðèëè îòêëîíåíèå ñâåòà çâåçä, ïðîõîäÿùåãî âáëèçè ïîâåðõíîñòè Ñîëíöà: ñìåùåíèå èçîáðàæåíèé çâåçä ñîñòàâèëî 1,75'' â ïîëíîì ñîãëàñèè ñ ïðåäñêàçàíèåì Ýéíøòåéíà. Èçó÷àòü Îáùóþ òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè â Ðîññèè äî 1920 ãîäà áûëî òðóäíî: íè èíîñòðàííûõ ïóáëèêàöèé, íè îáçîðîâ â îòå÷åñòâåííûõ æóðíàëàõ íå áûëî, íî òðèóìô òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè âñå-òàêè äîñòèã Ðîññèè. Íà÷àëè ïîÿâëÿòüñÿ ïîïóëÿðíûå áðîøþðû î íîâîé òåîðèè, íàïðèìåð, â âèäå ðàáîò ôèçèêà Ôðåäåðèêñà. Èìåííî åìó ïðèíàäëåæèò ïåðâîå â Ðîññèè èçëîæåíèå îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Åãî îáçîð 1921 ãîäà â "Óñïåõàõ ôèçè÷åñêèõ íàóê", êàê è åùå íåñêîëüêî ñòàòåé, ïîñâÿùåííûõ îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ïîìîãëè ðóññêèì ôèçèêàì îçíàêîìèòüñÿ è èçó÷èòü ýòî ó÷åíèå. Îäíîé èç ïåðâûõ áûëà êíèæêà ñàìîãî Ýéíøòåéíà íà ðóññêîì ÿçûêå. Âñ¸ ýòî, íåñîìíåííî, ïîìîãëî ðóññêèì ó÷¸íûì îçíàêîìèòüñÿ è èçó÷èòü íîâóþ òåîðèþ.  ÷èñëå òàêèõ ó÷¸íûõ îêàçàëñÿ è òàëàíòëèâûé ðóññêèé ìàòåìàòèê À. Ôðèäìàí. Ôðèäìàí èçó÷èë òåîðèþ è ó íåãî âîçíèê ñâîé âçãëÿä íà ðåøåíèå ìèðîâûõ óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà. Åñëè Ýéíøòåéí ðàññìàòðèâàë ñòàöèîíàðíîå èñêðèâëåíèå ïðîñòðàíñòâà, òî Ôðèäìàí èññëåäîâàë íåñòàöèîíàðíûå, çàâèñÿùèå îò âðåìåíè èçìåíåíèÿ êðèâèçíû ïðîñòðàíñòâà. Ó÷åíûé èññëåäîâàë íåñòàöèîíàðíûå îäíîðîäíûå èçîòðîïíûå ìîäåëè ñ ïðîñòðàíñòâîì ïîëîæèòåëüíîé êðèâèçíû, çàïîëíåííûì ïûëåâèäíîé ìàòåðèåé (ñ íóëåâûì äàâëåíèåì?). Íî ó ïðîñòðàíñòâà íåò òàêîé õàðàêòåðèñòèêè êàê êðèâèçíà! Íåñòàöèîíàðíîñòü ðàññìîòðåííûõ ìîäåëåé îïèñûâàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ ðàäèóñà êðèâèçíû è ïëîòíîñòè, îò âðåìåíè, ïðè÷åì ïëîòíîñòü èçìåíÿåòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàäèóñà êðèâèçíû. Ôðèäìàí âûÿñíèë òèïû ïîâåäåíèÿ òàêèõ ìîäåëåé, äîïóñêàåìûå óðàâíåíèÿìè òÿãîòåíèÿ, ïðè÷åì ìîäåëü ñòàöèîíàðíîé Âñåëåííîé Ýéíøòåéíà îêàçàëàñü äåéñòâèòåëüíî ëèøü ÷àñòíûì ñëó÷àåì. Îí îïðîâåðã ìíåíèå î òîì, ÷òî îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè òðåáóåò äîïóùåíèÿ êîíå÷íîñòè ïðîñòðàíñòâà. Ðåøèâ óðàâíåíèÿ ýéíøòåéíîâñêîé òåîðèè ãðàâèòàöèè ñ ó÷åòîì êîñìîëîãè÷åñêîãî ïðèíöèïà, Ôðèäìàí ïîêàçàë, ÷òî, ñîãëàñíî ýòèì óðàâíåíèÿì, Âñåëåííàÿ íå ìîæåò áûòü íåèçìåííîé, â çàâèñèìîñòè îò íà÷àëüíûõ óñëîâèé îíà äîëæíà ëèáî ðàñøèðÿòüñÿ, ëèáî ñæèìàòüñÿ. Åãî âûâîäû áûëè íàñòîëüêî íåîáû÷íû, ÷òî Ýéíøòåéí ñíà÷àëà íå ñîãëàñèëñÿ ñ íèì. Ñî÷òÿ åãî êîñìîëîãè÷åñêóþ êàðòèíó íåïðàâäîïîäîáíîé, îí áåç òðóäà, íî, óâû, è áåçî âñÿêîãî îñíîâàíèÿ íàøåë ìíèìóþ îøèáêó â âû÷èñëåíèÿõ ïåòðîãðàäñêîãî ó÷åíîãî.  ñåíòÿáðå 1922 ãîäà îí êðèòèêîâàë ðàáîòó Ôðèäìàíà: "Ðåçóëüòàòû îòíîñèòåëüíî íåñòàöèîíàðíîãî ìèðà, ñîäåðæàùèåñÿ â óïîìÿíóòîé ðàáîòå, ïðåäñòàâëÿþòñÿ ìíå ïîäîçðèòåëüíûìè.  äåéñòâèòåëüíîñòè îêàçûâàåòñÿ, ÷òî óêàçàííîå â íåé ðåøåíèå íå óäîâëåòâîðÿåò óðàâíåíèÿì ïîëÿ". Òîëüêî ïîëó÷èâ ïèñüìî îò Ôðèäìàíà, îòñòàèâàþùåãî ñâîþ ïðàâîòó, è ïðîäåëàâ åùå ðàç âû÷èñëåíèÿ, Ýéíøòåéí â ìàå 1923 ãîäà ïðèçíàë ðåçóëüòàòû ðóññêîãî êîëëåãè è â ñïåöèàëüíîé çàìåòêå íàçâàë èõ "ïðîëèâàþùèìè íîâûé ñâåò" íà êîñìîëîãè÷åñêóþ ïðîáëåìó. Àëåêñàíäð Ôðèäìàí ÷èñòûé ìàòåìàòèê. Îí ïðîñòî êàê ìàòåìàòèê êðèòè÷åñêè ðàññìîòðåë ìàòåìàòè÷åñêèå âûêëàäêè Ýéíøòåéíà è ïîêàçàë, ÷òî «ìèðîâûå óðàâíåíèÿ» èìåþò äðóãèå ðåøåíèÿ. Ïî ñóùåñòâó æå ðåçóëüòàòû ýòèõ ðåøåíèé ýòî îáîñíîâàíèå îäíîðîäíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåùåñòâà â ïðîñòðàíñòâå è, êàê ñëåäñòâèå, îá îäíîðîäíîñòè è èçîòðîïíîñòè ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè; ò. å. î ñóùåñòâîâàíèè «ìèðîâîãî» âðåìåíè, äëÿ êîòîðîãî â êàæäûé ìîìåíò ìåòðèêà ïðîñòðàíñòâà áóäåò îäèíàêîâà âî âñåõ òî÷êàõ è ïî âñåì íàïðàâëåíèÿì. Íî ïîêà ÷òî ýòî åù¸ íå áûëî òåîðèåé. Áåëüãèéñêèé ñâÿùåííèê è àñòðîíîì Æîðæ Ëåìåòð, îçíàêîìèâøèñü âî âðåìÿ ïðåáûâàíèÿ â ÑØÀ ñ èññëåäîâàíèÿìè Â. Ñëàéôåðà, Ý. Õàááëà è X. Øåïëè ïî êðàñíîìó ñìåùåíèþ ãàëàêòèê, â 1927 ã. îïóáëèêîâàë ñâîå îáúÿñíåíèå ýòîãî ÿâëåíèÿ. Íàáëþäàåìîå ñïåêòðîñêîïè÷åñêè, ðàçáåãàíèå ãàëàêòèê, îí îòîæäåñòâèë ñ ðàñøèðåíèåì Âñåëåííîé. Ëåìåòð ïåðâûì ïðèçíàë çíà÷åíèå ðàáîòû Ôðèäìàíà, êàê êîñìîëîãè÷åñêîå ó÷åíèå. Íà îñíîâàíèè ðàñ÷åòîâ Ôðèäìàíà îí ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî Âñåëåííàÿ èìåëà íà÷àëî, à ðàñøèðåíèå áûëî âûçâàíî ÷åì-òî, ÷òî ñûãðàëî ðîëü ïóñêîâîãî ìåõàíèçìà. Îí òàêæå îòìå÷àë, ÷òî, èçìåðèâ óðîâåíü ðàäèàöèè, ìîæíî îïðåäåëèòü ïîñëåäñòâèÿ äàííîãî ÿâëåíèÿ. Íî ýòî áûëè òîëüêî åäèíè÷íûå ðàáîòû è âñåìèðíîãî ïðèçíàíèÿ ðàñøèðåíèÿ Âñåëåííîé íå áûëî.  ñåðåäèíå1929 ãîäà â æóðíàëå «Òðóäû» Íàöèîíàëüíîé àêàäåìèè íàóê ÑØÀ Ýäâèí Õàááë, êîòîðûé òîæå èçó÷àë îòäàë¸ííûå ãàëàêòèêè, ïðåäñòàâèë íåáîëüøóþ çàìåòêó ïîä íàçâàíèåì «Î ñâÿçè ìåæäó ðàññòîÿíèåì è ëó÷åâîé ñêîðîñòüþ âíåãàëàêòè÷åñêèõ òóìàííîñòåé». Ïðîñòîå ñîïîñòàâëåíèå ñêîðîñòåé òóìàííîñòåé ñ èõ ðàññòîÿíèÿìè íåñîìíåííî ñâèäåòåëüñòâîâàëî î òîì, ÷òî èñêîìàÿ ñâÿçü ñóùåñòâóåò è ââîäèìûé â êèíåìàòè÷åñêèå óðàâíåíèÿ Ê-÷ëåí äîëæåí áûòü ïðîïîðöèîíàëüíûì ðàññòîÿíèþ. Ïî äàííûì Õàááëà, êîýôôèöèåíò â Ê-÷ëåíå ñîñòàâëÿë îêîëî 500 êì/ñ íà êàæäûé ìåãàïàðñåê (ïîñëåäíèå èçìåðåíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ýòîò êîýôôèöèåíò ðàâåí 67,15 êì/ñ. íà ìåãàïàðñåê). Ýòî îçíà÷àëî, ÷òî ãàëàêòèêè ðàçëåòàþòñÿ äðóã îò äðóãà è èõ ñêîðîñòè ëèíåéíî óâåëè÷èâàþòñÿ ñ ðàññòîÿíèåì. Âñêîðå ýòà çàâèñèìîñòü áûëà íàçâàíà çàêîíîì Õàááëà, à êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè – ïîñòîÿííîé Õàááëà è â åãî ÷åñòü ñòàëà îáîçíà÷àòüñÿ èíäåêñîì «Õ». Âîò ïîñëå 1929 ãîäà ðåøåíèå ìèðîâûõ óðàâíåíèé Ýéíøòåéíà Ôðèäìàíîì áûëî ïðèçíàíî êàê ïåðåäîâàÿ êîñìîëîãè÷åñêàÿ òåîðèÿ, êîòîðàÿ íà òî âðåìÿ óäîâëåòâîðÿëà âñåì òå÷åíèÿì íàóêè. Ýòî áûë òðèóìô êîñìîëîãèè Àëåêñàíäðà Àëåêñàíäðîâè÷à Ôðèäìàíà. Íî, åñëè Âñåëåííàÿ óâåëè÷èâàåòñÿ ñ òå÷åíèåì âðåìåíè, òî âîçâðàùåíèå íàçàä âî âðåìåíè îçíà÷àëî áû, ÷òî îíà áóäåò óìåíüøàòüñÿ, è, åñëè âåðíóòüñÿ íàçàä äîñòàòî÷íî äàëåêî, Âñåëåííàÿ óìåíüøèòñÿ äî òàêîé ñòåïåíè, ÷òî ñîñðåäîòî÷èòñÿ â åäèíîé òî÷êå. Èç ýòîé ìîäåëè ìîæíî áûëî ñäåëàòü ñëåäóþùèé âûâîä: â îïðåäåëåííûé ìîìåíò âñÿ ìàòåðèÿ è ýíåðãèÿ Âñåëåííîé áûëè çàêëþ÷åíû â îäíîé òî÷êå, êîòîðàÿ âñëåäñòâèå îãðîìíîé ãðàâèòàöèîííîé ñèëû èìåëà íóëåâîé îáúåì. Íàøà Âñåëåííàÿ âîçíèêëà â ðåçóëüòàòå âçðûâà ýòîé òî÷êè. Âçðûâ ïîëó÷èë íàçâàíèå Áîëüøîãî Âçðûâà. Ñëåäóåò îòìåòèòü åùå îäèí î÷åíü âàæíûé ìîìåíò, íà êîòîðûé óêàçûâàë Áîëüøîé Âçðûâ. Ñêàçàòü, ÷òî íå÷òî èìååò íóëåâîé îáúåì – âñå ðàâíî, ÷òî ñêàçàòü, ÷òî ýòî íå÷òî åñòü "íè÷òî". Âñÿ Âñåëåííàÿ, òàêèì îáðàçîì, áûëà ñîçäàíà èç íè÷åãî. Ñëåäîâàòåëüíî, 1.Âñåëåííàÿ èìåëà íà÷àëî, à íå ñóùåñòâîâàëà, êàê óòâåðæäàþò ìàòåðèàëèñòû, âå÷íî. 2. Âñåëåííàÿ íå áåñêîíå÷íà. Åñëè Âñåëåííàÿ èìåëà íà÷àëüíûé îáú¸ì, êàê óòâåðæäàåò, Ëåìåòð, òî îíà èëè îïÿòü âåðí¸òñÿ â ðàìêè ýòîãî îáú¸ìà, èëè æå ðàçëåòèòñÿ è ïîãèáíåò. À òàê-ëè ýòî? ß ñ÷èòàþ, ÷òî ÎÒÎ ýòî ìàòåìàòè÷åñêîå ñî÷èíåíèå Ýéíøòåéíà, â êîòîðîì îí èñïîëüçîâàë äîñòèæåíèÿ íàóêè òîãî âðåìåíè. Äàâàéòå ïðîâåä¸ì íåáîëüøîé îïûò.  íàøåì ðàñïîðÿæåíèè èìåþòñÿ íåñêîëüêî ãåîìåòðè÷åñêèõ ôèãóð.
Ìû ñ âàìè ðåøèëè ñ ïîìîùüþ ýòèõ ôèãóð èçîáðàçèòü îáðàç ÷åëîâåêà. Ìîæíî ýòî ñäåëàòü òàê, êàê èçîáðàæåíî íà íàøèõ ðèñóíêàõ, ìîæíî êàê-òî ïî-äðóãîìó, íî ýòî âñ¸ áóäåò ãåîìåòðè÷åñêèé îáðàç ÷åëîâåêà. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïåðåäàòü äåéñòâèòåëüíûé îáðàç ÷åëîâåêà ýòèõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ôèãóð íåñîìíåííî ìàëî.
ÎÒÎ ñîçäàíà íà ôîíå íåäîñòàòî÷íîãî ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà ñ ïîìîùüþ äîïóùåíèé è ôàíòàçèé, êîòîðûå îêàçàëèñü íåñîñòîÿòåëüíûìè. Ýòîò âçãëÿä ñîäåðæàëñÿ â îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà. Îïèðàÿñü íà íåå, Ýéíøòåéí ðàçðàáîòàë óðàâíåíèÿ ïîëÿ òÿãîòåíèÿ, êîòîðûå îïèñûâàëè îáùèå ñâîéñòâà Âñåëåííîé. Ïðè ýòîì îí èñõîäèë èç ïðåäïîñûëêè, ÷òî, õîòÿ â íåêîòîðûõ ìåñòàõ Âñåëåííîé ñóùåñòâóþò ñãóùåíèÿ âåùåñòâà (ïëàíåòû, çâåçäû, ãàëàêòèêè), åå âñå æå ìîæíî èçó÷èòü ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ, åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî âñÿ îíà çàïîëíåíà âåùåñòâîì, èíà÷å ãîâîðÿ, ÷òî âåùåñòâî, ðåàëüíî èìåþùååñÿ âî Âñåëåííîé, ðàñïðåäåëåíî â íåé ðàâíîìåðíî. (Òî÷íî òàê æå â äðåâíîñòè, íåñìîòðÿ íà âñå íåñîìíåííî èìåþùèåñÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè âûïóêëîñòè è íåðîâíîñòè, ëþäè èñõîäèëè èç ïðåäïîñûëêè, ÷òî âñå ýòè íåðîâíîñòè â ñóùíîñòè íå èìåþò çíà÷åíèÿ è ìîæíî ñ÷èòàòü, áóäòî îíè ðàñïðåäåëåíû ðàâíîìåðíî, à ïîòîìó ìèð ìîæíî ñ÷èòàòü ïëîñêèì. Òàê æå ïîñòóïàåì â íàñòîÿùåå âðåìÿ è ìû, íî ñ÷èòàåì Çåìëþ øàðîì.) Ýéíøòåéí, äàëåå, èñõîäèë èç ïðåäïîñûëêè, ÷òî ñâîéñòâà Âñåëåííîé â îáùåì îäèíàêîâû ïîâñþäó. Åñëè ïðèíÿòü ýòî ïîëîæåíèå, òî ÷èñëî ãåîìåòðè÷åñêèõ ôîðì, êîòîðûìè ìîæåò îáëàäàòü Âñåëåííàÿ, îêàæåòñÿ âåñüìà îãðàíè÷åííûì. Äëÿ òîãî ÷òîáû ïîíÿòü, ïî÷åìó ýòî òàê, ïðîâåäåì àíàëîãèþ ñ ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè.  êàêîì áû ìåñòå Çåìëè ìû íè íàõîäèëèñü, íàøè îùóùåíèÿ â îáùåì îñòàþòñÿ îäíèìè è òåìè æå. Íàïðàâëåíèÿ ââåðõ è âíèç îñòàþòñÿ ïðåæíèìè, ñèëà òÿãîòåíèÿ ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâà, ãîðèçîíò âñåãäà íàõîäèòñÿ îò íàñ íà îäíîì è òîì æå ðàññòîÿíèè, îäèíàêîâîì âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ (åñëè, êîíå÷íî, íå ó÷èòûâàòü ìåñòíûõ íåðîâíîñòåé è ñ÷èòàòü, ÷òî âåùåñòâî ðàñïðåäåëåíî ïî ïîâåðõíîñòè ðàâíîìåðíî). Äëÿ òîãî ÷òîáû ýòè ñâîéñòâà Çåìëè áûëè ïîâñþäó îäèíàêîâû, îíà äîëæíà îáëàäàòü îäíîé èç òðåõ âîçìîæíûõ ôîðì ïîâåðõíîñòè: ïëîñêîé, ñôåðè÷åñêîé èëè æå ìåíåå çíàêîìîé íàì ôîðìîé, êîòîðàÿ íàçûâàåòñÿ ïñåâäî ñôåðè÷åñêîé.  äðåâíîñòè ÷åëîâåê ñ÷èòàë ïîâåðõíîñòü Çåìëè ïëîñêîé, ïîòîìó ÷òî òàê áûëî ïðîùå âñåãî, íî âïîñëåäñòâèè ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé çàñòàâèëè åþ ïðèçíàòü åå ñôåðè÷åñêîé. Âûáîð äëÿ Çåìëè ñôåðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè èìåë âàæíûå ãåîìåòðè÷åñêèå ïîñëåäñòâèÿ. Èç âñåõ òðåõ òîëüêî ñôåðè÷åñêàÿ ïîâåðõíîñòü êîíå÷íà. Ïðÿìàÿ ëèíèÿ, ïðîâåäåííàÿ íà ïëîñêîé ïîâåðõíîñòè, èëè ýêâèâàëåíò ïðÿìîé ëèíèè íà ïñåâäîñôåðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè îêàæóòñÿ áåñêîíå÷íûìè. Îäíàêî ýêâèâàëåíò ïðÿìîé ëèíèè íà ñôåðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè îêàçûâàåòñÿ çàìêíóòîé êðèâîé. Èíà÷å ãîâîðÿ, åñëè âû ïîéäåòå ïî ýêâàòîðó, ñêàæåì, íà âîñòîê, òî ðàíî èëè ïîçäíî âåðíåòåñü ê èñõîäíîé òî÷êå, õîòÿ íè ðàçó íå ñâåðíåòå ñ èçáðàííîãî íàïðàâëåíèÿ. È âû ìîæåòå õîäèòü òàê âå÷íî, íå äîñòèãíóâ êàêîãî-íèáóäü «êîíöà Çåìëè», – âû áóäåòå òîëüêî âíîâü è âíîâü ïîâòîðÿòü ïðîéäåííûé ïóòü. Ïîâåðõíîñòü ñôåðû êîíå÷íà, íî íå èìååò ãðàíèö. Òîò æå ïîäõîä ìîæíî ïðèìåíèòü è ê Âñåëåííîé â öåëîì, ñ òîé òîëüêî ðàçíèöåé, ÷òî òóò ìû èìååì äåëî íå ñ ïîâåðõíîñòüþ, à ñ îáúåìîì, à ïîòîìó âñå ýòî ãîðàçäî òðóäíåå ñåáå ïðåäñòàâèòü. Ïðåäñòàâèì ñåáå, òåì íå ìåíåå, ëó÷ ñâåòà, ïåðåñåêàþùèé Âñåëåííóþ. Íàì êàæåòñÿ, ÷òî ëó÷ ñâåòà, ïðîíèçûâàþùèé àáñîëþòíóþ ïóñòîòó è íå âñòðå÷àþùèé íà ñâîåì ïóòè íèêàêèõ ïîëåé ýíåðãèè, êîòîðûå ìîãëè áû åìó ïîìåøàòü, äîëæåí âå÷íî äâèãàòüñÿ ïî àáñîëþòíî ïðÿìîé ëèíèè, ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ óäàëÿÿñü îò ñâîåãî èñòî÷íèêà. Ýòî ðàâíîñèëüíî óòâåðæäåíèþ, ÷òî Âñåëåííàÿ îáëàäàåò ñâîéñòâàìè, êîòîðûå ìîæíî îïèñàòü ñ ïîìîùüþ åâêëèäîâîé ãåîìåòðèè. Ìû ìîãëè áû íàçâàòü åå «ïëîñêîé Âñåëåííîé», õîòÿ ðå÷ü èäåò îá îáúåìå, à íå î ïðîñòðàíñòâå. Íî äåéñòâèòåëüíî ëè Âñåëåííàÿ ÿâëÿåòñÿ åâêëèäîâîé, èëè ýòî ëèøü èëëþçèÿ, âîçíèêàþùàÿ ïîòîìó, ÷òî ìû âèäèì íè÷òîæíóþ åå ÷àñòü? Âåäü íåáîëüøîé ó÷àñòîê çåìíîé ïîâåðõíîñòè òîæå êàæåòñÿ íàì ïëîñêèì, è òîëüêî ïóòåì î÷åíü òî÷íûõ èçìåðåíèé ìû ìîæåì óñòàíîâèòü, ÷òî íà ñàìîì äåëå ýòà ïîâåðõíîñòü ÷óòü-÷óòü âûãèáàåòñÿ âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ. Îäíàêî åñëè Âñåëåííàÿ íå ÿâëÿåòñÿ åâêëèäîâîé, òî êàêîâà æå îíà? Åñëè èñõîäèòü èç ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî åå îáùèå ñâîéñòâà ñ òî÷êè çðåíèÿ ïîâåäåíèÿ ëó÷à ïîâñþäó îäèíàêîâû, òî ïåðåä íàìè âñòàåò òàêîé æå âûáîð, êàê è äëÿ ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Êðîìå «ïëîñêîé Âñåëåííîé», âîçìîæíû åùå äâå ôîðìû, äâå ðàçíîâèäíîñòè íååâêëèäîâîé Âñåëåííîé. Ëó÷ ñâåòà ìîæåò äâèãàòüñÿ ïî îãðîìíîé îêðóæíîñòè òàê, ñëîâíî îí ïåðåìåùàåòñÿ ïî ïîâåðõíîñòè îãðîìíîãî øàðà.  ýòîì ñëó÷àå ãåîìåòðèÿ Âñåëåííîé ñîîòâåòñòâîâàëà áû ãåîìåòðèè, âïåðâûå îïèñàííîé â 1854 ã. íåìåöêèì ìàòåìàòèêîì Ãåîðãîì Ôðèäðèõîì Áåðíãàðäîì Ðèìàíîì (1826–1866). Ðèìàíîâó Âñåëåííóþ íåëüçÿ ðàññìàòðèâàòü êàê ïðîñòî ñôåðè÷åñêóþ Âñåëåííóþ. Îíà ãîðàçäî ñëîæíåå.  íåé ñàìî òðåõìåðíîå ïðîñòðàíñòâî èçãèáàåòñÿ âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ ñ ïîñòîÿííîé êðèâèçíîé. Òàêàÿ Âñåëåííàÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷åòûðåõìåðíîå ïîäîáèå ñôåðû, ãèïåðñôåðó – íå÷òî òàêîå, ÷òî íàì ÷ðåçâû÷àéíî òðóäíî èçîáðàçèòü èëè âîîáðàçèòü, òàê êàê ìû ïðèâûêëè ìûñëèòü òðåõìåðíûìè ïîíÿòèÿìè. Êðîìå òîãî, ëó÷ ñâåòà ìîæåò äâèãàòüñÿ òàê, ñëîâíî îí âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ ñëåäóåò ïñåâäîñôåðè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè.  ýòîì ñëó÷àå ãåîìåòðèÿ Âñåëåííîé ñîîòâåòñòâîâàëà áû ñèñòåìå, êîòîðóþ âïåðâûå îïèñàë â 1829 ã. ðóññêèé ìàòåìàòèê Íèêîëàé Èâàíîâè÷ Ëîáà÷åâñêèé (1793–1856). Ðèìàíîâà Âñåëåííàÿ îòëè÷àåòñÿ îò Âñåëåííûõ Åâêëèäà è Ëîáà÷åâñêîãî òåì, ÷òî îíà êîíå÷íà. Ëó÷ ñâåòà, äâèæóùèéñÿ ÷åðåç ðèìàíîâó Âñåëåííóþ, èçãèáàåòñÿ è îïèñûâàåò çàìêíóòóþ êðèâóþ. Îí ìîæåò äâèãàòüñÿ âå÷íî, íî ëèøü áåç êîíöà ïîâòîðÿÿ ñâîé ïóòü, ïîäîáíî çåìíîìó ýêâàòîðó. Ñëåäîâàòåëüíî, ðèìàíîâà Âñåëåííàÿ êîíå÷íà, íî íå èìååò ãðàíèö. ×òî æå âûáðàòü èç ýòèõ òðåõ âîçìîæíîñòåé? Åñëè áû ìû ìîãëè çàñòàâèòü ëó÷ ñâåòà ïðîáåæàòü äîñòàòî÷íî áîëüøîå ðàññòîÿíèå, òî, ìîæåò áûòü, íàì óäàëîñü áû óâèäåòü, ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ëè îí ïðÿìîëèíåéíî èëè îòêëîíÿåòñÿ îò ïðÿìîé òàê, êàê ýòî îïèñàëè Ðèìàí èëè Ëîáà÷åâñêèé. Îäíàêî íàøà Âñåëåííàÿ îòëè÷àåòñÿ îò åâêëèäîâîé ñòîëü íåçíà÷èòåëüíî (åñëè îòëè÷àåòñÿ âîîáùå), ÷òî ëó÷ íåîáõîäèìîé äëèíû áûëî áû òðóäíî èçó÷àòü. Õóæå òîãî íàøà ïðîâåðêà ïðÿìèçíû áûëà áû ñèëüíî çàòðóäíåíà òåì ôàêòîì, ÷òî êðèòåðèåì ïðÿìèçíû äëÿ íàñ ÿâëÿåòñÿ ñàì ñâåòîâîé ëó÷. Åñëè ó íàñ åñòü äëèííàÿ èçìåðèòåëüíàÿ ëèíåéêà, è ìû õîòèì çíàòü, ïðÿìàÿ îíà èëè íåò, ìû ïîäíîñèì åå îäíèì êîíöîì ê ãëàçó è ñìîòðèì âäîëü íåå. Åñëè îíà íå ïðÿìàÿ, òî ìû âèäèì, ÷òî îíà ïðîãèáàåòñÿ íèæå ëó÷à çðåíèÿ, èëè ãîðáèòñÿ íàä íèì, èëè èçãèáàåòñÿ â ñòîðîíó íàì íåòðóäíî çàìåòèòü äàæå íåáîëüøèå îòêëîíåíèÿ îò ïðÿìîé ëèíèè. Íî â ýòîì ñëó÷àå ìû èñõîäèì èç óáåæäåíèÿ, ÷òî ëó÷ ñâåòà äâèæåòñÿ ïî àáñîëþòíî ïðÿìîé ëèíèè. Íàøå óáåæäåíèå â ïðÿìèçíå ñâåòîâûõ ëó÷åé íàñòîëüêî ñèëüíî, ÷òî, êîãäà ñâåò îòðàæàåòñÿ èëè ïðåëîìëÿåòñÿ, íàøå çðåíèå îòêàçûâàåòñÿ ïðèíÿòü íàðóøåíèå åãî ïðÿìèçíû. Ìû âèäèì ñåáÿ çà ñòåêëîì çåðêàëà, ìû âèäèì, ÷òî ïàëêà ñëîìàíà òàì, ãäå îíà ïåðåñåêàåò ïîâåðõíîñòü âîäû. Ïîýòîìó ïðè âûáîðå ìåæäó âîçìîæíûìè ôîðìàìè Âñåëåííîé ïðèõîäèòñÿ ïîëàãàòüñÿ íà ãîðàçäî áîëåå êîñâåííûå ïðèçíàêè. Ýéíøòåéí èçáðàë ðèìàíîâó Âñåëåííóþ è ê 1917 ã. ðàçðàáîòàë âûòåêàþùèå îòñþäà ñëåäñòâèÿ, ñòàðàÿñü îáíàðóæèòü òå ÿâëåíèÿ, êîòîðûå äîëæíû áûëè çíà÷èòåëüíî îòëè÷àòüñÿ îò ïîäîáíûõ ÿâëåíèé âî Âñåëåííûõ Åâêëèäà è Ëîáà÷åâñêîãî. (Ýòî ìîæíî ñ÷èòàòü íà÷àëîì ñîâðåìåííîé íàó÷íîé êîñìîëîãèè). Íàïðèìåð, îí äîêàçàë, ÷òî â ðèìàíîâîé Âñåëåííîé ñâåò, äâèãàÿñü ïðîòèâ ïîëÿ òÿãîòåíèÿ, áóäåò òåðÿòü ÷àñòü ñâîåé ýíåðãèè, è ýòî ïðåäñêàçàííîå Ýéíøòåéíîì ñìåùåíèå áûëî îáíàðóæåíî â èçëó÷åíèè Ñèðèóñà Â. Îí ïðåäñêàçàë òàêæå, ÷òî ëó÷è äîëæíû èçãèáàòüñÿ, ïðîõîäÿ âáëèçè òåë, îáëàäàþùèõ áîëüøîé ìàññîé, è â ñëó÷àå, êîãäà ñâåò çâåçä áóäåò ïðîõîäèòü âáëèçè Ñîëíöà, èõ âèäèìîå ïîëîæåíèå ÷óòü-÷óòü èçìåíèòñÿ. Ïîëîæåíèå çâåçä, âèäèìûõ âîçëå Ñîëíöà, áûëî èçìåðåíî âî âðåìÿ ïîëíîãî çàòìåíèÿ 1919 ã., à çàòåì åãî ñðàâíèëè ñ èõ ïîëîæåíèåì â òå ïåðèîäû, êîãäà Ñîëíöà âáëèçè íå áûëî, è âíîâü ïðåäñêàçàíèå Ýéíøòåéíà ñáûëîñü. Ýéíøòåéíîâñêàÿ îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè ïîäòâåðæäàëàñü ïðè âñåõ ïðîâåðêàõ. Íå áûëî íè îäíîãî íàáëþäåíèÿ, êîòîðîå äàëî áû ÿâíî ïðîòèâîðå÷àùèå åé ðåçóëüòàòû. È òåïåðü ñðåäè àñòðîíîìîâ ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî Âñåëåííàÿ â öåëîì ïîä÷èíÿåòñÿ ðèìàíîâîé ãåîìåòðèè, íî ñòîëü ìàëî îòëè÷íîé îò åâêëèäîâîé, ÷òî ïðè îáû÷íûõ îáñòîÿòåëüñòâàõ åâêëèäîâà ãåîìåòðèÿ äàåò äîñòàòî÷íî òî÷íûå ðåçóëüòàòû. Ýéíøòåéí íàðèñîâàë êàðòèíó ñòàòè÷íîé, íå èñïûòûâàþùåé âñåîáúåìëþùèõ èçìåíåíèè ðèìàíîâîé Âñåëåííîé. Îòäåëüíûå ñîñòàâëÿþùèå åå ÷àñòè ìîãëè ïåðåìåùàòüñÿ, íî îáùàÿ ïëîòíîñòü âåùåñòâà, åñëè ðàñïðåäåëèòü åå ðàâíîìåðíî, îñòàâàëàñü îäèíàêîâîé. Ïîñêîëüêó: ñîãëàñíî òî÷êå çðåíèÿ Ýéíøòåéíà, êðèâèçíà Âñåëåííîé (ò. å. êà÷åñòâî, êîòîðîå äåëàëî åå ðèìàíîâîé) çàâèñåëà îò ïëîòíîñòè âåùåñòâà â íåé, òî ëó÷ ñâåòà, íå âñòðå÷àþùèé íà ñâîåì ïóòè ïîìåõ, äîëæåí áûë äâèãàòüñÿ òî÷íî ïî îêðóæíîñòè. Îäíàêî â 1917 ã. ãîëëàíäñêèé àñòðîíîì Áèëëåì äå Ñèòòåð (1872–1934), êîòîðûé îäíèì èç ïåðâûõ ïðèçíàë òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè, ïðåäëîæèë èíóþ ìîäåëü. Âñåëåííîé, êîòîðàÿ òàêæå îòâå÷àëà áû óðàâíåíèÿì ïîëÿ Ýéíøòåéíà. Ýòî áûëà ïóñòàÿ è ïîñòîÿííî ðàñøèðÿþùàÿñÿ Âñåëåííàÿ, âñëåäñòâèå ÷åãî êðèâèçíà ïðîñòðàíñòâà äîëæíà áûëà íåïðåðûâíî óìåíüøàòüñÿ; òàêàÿ Âñåëåííàÿ áûëà áû ðèìàíîâîé, íî âñå áîëåå è áîëåå ïðèáëèæàëàñü áû ê åâêëèäîâîé (è ñòàëà áû âïîëíå åâêëèäîâîé, êîãäà ðàñøèðåíèå ñòàëî áû áåñêîíå÷íûì). Ëó÷ ñâåòà â ìîäåëè Âñåëåííîé äå Ñèòòåðà äâèãàëñÿ áû íå ïî îêðóæíîñòè, à ïî íåïðåðûâíî ðàñøèðÿþùåéñÿ ñïèðàëè. Ïðåäïîëîæèì, äàëåå, ÷òî ìû ïîìåñòèëè (ðàçóìååòñÿ, ìûñëåííî) â ðàñøèðÿþùóþñÿ Âñåëåííóþ äå Ñèòòåðà äâå ÷àñòèöû. Ýòè äâå ÷àñòèöû íåìåäëåííî íà÷àëè áû ðàñõîäèòüñÿ è ïðîäîëæàëè áû ðàñõîäèòüñÿ ïî ìåðå òîãî, êàê ïðîñòðàíñòâî ìåæäó íèìè ðàñøèðÿëîñü áû. Åñëè áû â ïîäîáíîé Âñåëåííîé áûëî ðàññåÿíî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ÷àñòèö, îáùåå ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé óâåëè÷èâàëî áû ðàññòîÿíèå îò ëþáîé èç íèõ äî ëþáîé äðóãîé. Åñëè áû ðàññòîÿíèå ìåæäó äàííîé ÷àñòèöåé è åå áëèæàéøåé ñîñåäêîé âíà÷àëå ñîñòàâëÿëî áû îäèí ñâåòîâîé ãîä, òî ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ ýòî ðàññòîÿíèå âîçðîñëî áû äî äâóõ ñâåòîâûõ ëåò, çàòåì äî òðåõ è ò. ä. Ïðåäïîëîæèì òåïåðü, ÷òî íà îäíîé èç ýòèõ ÷àñòèö íàõîäèòñÿ íàáëþäàòåëü, êîòîðûé ñëåäèò çà âñåìè îñòàëüíûìè ÷àñòèöàìè.  êàêîì-òî îäíîì íàïðàâëåíèè îí âèäåë áû ÷àñòèöó, îòäåëåííóþ îò íåãî ðàññòîÿíèåì â 1 ñâåòîâîé ãîä. Çà íåé áûëà áû ÷àñòèöà, ðàññòîÿíèå äî êîòîðîé ðàâíÿëîñü áû 2 ñâåòîâûì ãîäàì, çà íåé åùå îäíà – â 3 ñâåòîâûõ ãîäà è ò. ä. ×åðåç 100 ëåò ðàññòîÿíèå ìåæäó äâóìÿ ëþáûìè ñîñåäíèìè ÷àñòèöàìè óâåëè÷èëîñü áû, ñêàæåì, äî 2 ñâåòîâûõ ëåò. Òîãäà íàáëþäàòåëü, ñòîÿùèé íà ñâîåé ÷àñòèöå è ñìîòðÿùèé â ïðåæíåì íàïðàâëåíèè, óâèäåë áû áëèæàéøóþ ÷àñòèöó íà ðàññòîÿíèè â 2 ñâåòîâûõ ãîäà, ñëåäóþùóþ – íà ðàññòîÿíèè â 4 ñâåòîâûõ ãîäà, åùå ñëåäóþùóþ – â 6 ñâåòîâûõ ëåò è ò. ä.  ýòîì ñëó÷àå ðàññòîÿíèå äî áëèæàéøåé ÷àñòèöû âîçðîñëî áû ñ 1 ñâåòîâîãî ãîäà äî 2 ñâåòîâûõ ëåò è ñêîðîñòü åå óäàëåíèÿ ñîñòàâèëà áû 1 ñâåòîâîé ãîä çà 100 ëåò. Ðàññòîÿíèå äî âòîðîé ÷àñòèöû âîçðîñëî áû ñ 2 ñâåòîâûõ ëåò äî 4 ñâåòîâûõ ëåò, è ñêîðîñòü åå óäàëåíèÿ ñîñòàâèëà áû 2 ñâåòîâûõ ãîäà çà 100 ëåò. Ðàññòîÿíèå äî òðåòüåé ÷àñòèöû âîçðîñëî áû ñ 3 ñâåòîâûõ ëåò äî 6 ñâåòîâûõ ëåò, è ñêîðîñòü åå óäàëåíèÿ ñîñòàâèëà áû 3 ñâåòîâûõ ãîäà çà 100 ëåò. Òàêèì îáðàçîì, âñå ÷àñòèöû, êîòîðûå âû âèäåëè áû â äàííîì íàïðàâëåíèè, óäàëÿëèñü áû îò âàñ ñî ñêîðîñòüþ, ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíîé ðàññòîÿíèþ îò íèõ. È ýòî ïðàâèëî îñòàåòñÿ âåðíûì íåçàâèñèìî îò òîãî, â êàêîì èìåííî íàïðàâëåíèè ìû ïîñìîòðèì. Ïðèäàåò ëè ýòî âàøåé ÷àñòèöå êàêèå-òî îñîáûå ñâîéñòâà? Âîâñå íåò. Íå èìååò íè ìàëåéøåãî çíà÷åíèÿ, íà êàêîé èìåííî ÷àñòèöå âû íàõîäèòåñü. Êàæäàÿ íåçàâèñèìàÿ ÷àñòèöà òàêîé Âñåëåííîé óäàëÿåòñÿ îò êàæäîé äðóãîé ÷àñòèöû ñî ñêîðîñòüþ, ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíîé ðàññòîÿíèþ, ðàçäåëÿþùåìó îáå ðàññìàòðèâàåìûå ÷àñòèöû. Ðàñøèðÿþùàÿñÿ Âñåëåííàÿ äå Ñèòòåðà ñ òåîðåòè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìíîãî ñîâåðøåííåå ñòàòè÷åñêîé Âñåëåííîé Ýéíøòåéíà. È â 1930 ã. Ýääèíãòîíó óäàëîñü äîêàçàòü, ÷òî äàæå åñëè áû ñòàòè÷åñêàÿ Âñåëåííàÿ Ýéíøòåéíà äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâîâàëà, îíà áûëà áû íåóñòîé÷èâà, êàê êîíóñ, ïîñòàâëåííûé íà îñòðèå. Åñëè áû ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå îíà íà÷àëà õîòü ÷óòî÷êó ðàñøèðÿòüñÿ, òî ïðîäîëæàëà áû ðàñøèðÿòüñÿ âå÷íî, à åñëè áû îíà íà÷àëà ñæèìàòüñÿ, òî ïðîäîëæàëà áû âå÷íî ñæèìàòüñÿ. ß ñ÷èòàþ, ÷òî ÎÒÎ ýòî ìàòåìàòè÷åñêîå ñî÷èíåíèå Ýéíøòåéíà, â êîòîðîì îí èñïîëüçîâàë äîñòèæåíèÿ íàóêè òîãî âðåìåíè. Ýòî ñî÷èíåíèå íå îòðàæàåò äåéñòâèòåëüíîñòè ââèäó ñëåäóþùèõ îøèáîê. 1. Ìàòåìàòèêè ìàòåðèàëèçîâàëè òàêîå ïîíÿòèå êàê «ïðîñòðàíñòâî» è ïûòàþòñÿ ïðèäàòü åìó îïðåäåë¸ííóþ ôîðìó (ó Ôðèäìàíà Âñåëåííàÿ òîæå èìååò ôîðìó øàðà). Ýòî îäíà èç îøèáîê. Ïðîñòðàíñòâî ýòî ÏÓÑÒÎÒÀ. Îíî íå ìîæåò èìåòü íèêàêîé ôîðìû. Ôîðìó èìååò òîëüêî ìàòåðèÿ.
2.  ÎÒÎ Ýéíøòåéí ñîåäèíèë ïðîñòðàíñòâî ñî âðåìåíåì è íàäåëèë ýòî îáúåäèíåíèå òàêèì ñâîéñòâîì êàê ãðàâèòàöèÿ.  ðàìêàõ îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, êàê è â äðóãèõ ìåòðè÷åñêèõ òåîðèÿõ, ïîñòóëèðóåòñÿ, ÷òî ãðàâèòàöèîííûå ýôôåêòû îáóñëîâëåíû íå ñèëîâûì âçàèìîäåéñòâèåì òåë è ïîëåé, íàõîäÿùèõñÿ â ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè, à äåôîðìàöèåé ñàìîãî́ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè, êîòîðàÿ ñâÿçàíà, â ÷àñòíîñòè, ñ ìàññîé – ýíåðãèåé. Îäíàêî, ïðîñòðàíñòâî ýòî õàðàêòåðèñòèêà Âñåëåííîé, âðåìÿ æå õàðàêòåðèñòèêà ìàòåðèè. Ñîåäèíÿòü ýòè ïîíÿòèÿ âîçìîæíî òîëüêî äëÿ õàðàêòåðèñòèêè ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ ñ îïðåäåë¸ííûìè òåëàìè â îïðåäåë¸ííîì ïðîñòðàíñòâå, íî íå äëÿ âñåé Âñåëåííîé. 3.  ÎÒÎ îãðàíè÷åíî ïðîñòðàíñòâî Âñåëåííîé è íàäåëåíî òàêèì ñâîéñòâîì, êàê êðèâèçíà è ðàñøèðåíèå. Êðèâèçíà ïðîñòðàíñòâà ýòî íå ôèçè÷åñêîå ñâîéñòâî, ýòî ôàíòàçèÿ ìàòåìàòèêîâ; Ðèìàíà, Ëîáà÷åâñêîãî, Êëèôôîðäà è äðóãèõ. Ýéíøòåéíîì ýòè ó÷åíèÿ ìàòåìàòèêîâ ïðèìåíåíû äëÿ òîãî, ÷òîáû îáúÿñíèòü ïðè÷èíû, åù¸ íå îïðåäåë¸ííûõ, ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Ïðè ýòîì îí èñõîäèë èç ïðåäïîñûëêè, ÷òî, õîòÿ â íåêîòîðûõ ìåñòàõ Âñåëåííîé ñóùåñòâóþò ñãóùåíèÿ âåùåñòâà (ïëàíåòû, çâåçäû, ãàëàêòèêè), åå âñå æå ìîæíî èçó÷èòü ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ, åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî âåùåñòâî, ðåàëüíî èìåþùååñÿ âî Âñåëåííîé, ðàñïðåäåëåíî â íåé ðàâíîìåðíî. Âîò ýòîò-òî ïîñòóëàò è âåä¸ò ê êðèâèçíå ïðîñòðàíñòâà. Åñëè âåùåñòâî ðàñïðåäåëåíî ðàâíîìåðíî, òî, êàê âûðàçèòü íàëè÷èå â ïðîñòðàíñòâå Âñåëåííîé ñãóñòêîâ ìàòåðèè ðàçëè÷íîé âåëè÷èíû è ðàçëè÷íîé ïëîòíîñòè? Çäåñü ìû âèäèì, ÷òî âîïðîñû íåêîíòàêòíîãî ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ðåøåíû Ýéíøòåéíîì ïóò¸ì íàäåëåíèÿ ñèñòåìû «ïðîñòðàíñòâî-âðåìÿ» ñâîéñòâàìè ãðàâèòàöèè, à òàêæå ðóñëà äëÿ äâèæåíèÿ ìàòåðèè è ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí. Çíà÷èò â ýòîì îäíîðîäíîì ïðîñòðàíñòâå – âðåìåíè ñóùåñòâóþò ïóòåïðîâîäû äëÿ äâèæåíèÿ ìàòåðèè. À êàê óçíàòü, êàê ïðîõîäèò ýòîò ïóòåïðîâîä? Äëÿ ýòîãî áûë ïðèâëå÷¸í ëó÷ ñâåòà. Âîò, ïðîõîäÿ âáëèçè ìàññèâíîãî ìàòåðèàëüíîãî òåëà ëó÷ ñâåòà äîëæåí îòêëîíÿòüñÿ, ïîòîìó, ÷òî çäåñü èñêðèâëåíî ïðîñòðàíñòâî. Íå ïðîñòðàíñòâî èñêðèâëåíî, à ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ôîòîíà ðåàãèðóåò íà ãðàâèòàöèîííîå ïîëå êîñìè÷åñêîãî òåëà è îòêëîíÿåòñÿ, íî òîãäà î ãðàâèòàöèîííîì ïîëå ôîòîíà íàóêå èçâåñòíî íå áûëî. Âîò è ïðèøëîñü Ýéíøòåéíó ôàíòàçèðîâàòü. Ïðîñòðàíñòâî æå Âñåëåííîé áåñêîíå÷íî è íèêàêîé êðèâèçíû ó íåãî áûòü íå ìîæåò. Íå çíàÿ âñåõ ñâîéñòâ ôîòîíà, íå çíàÿ ÷òî òàêîå ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ìàòåðèàëüíîãî òåëà ó÷¸íûå òîãî âðåìåíè âûíóæäåíû áûëè ïðèáåãíóòü ê òàêèì äîïóùåíèÿì. Ýéíøòåéí, äàëåå, èñõîäèë èç ïðåäïîñûëêè, ÷òî ñâîéñòâà Âñåëåííîé, â îáùåì, îäèíàêîâû ïîâñþäó. Åñëè ïðèíÿòü ýòî ïîëîæåíèå, òî ÷èñëî ãåîìåòðè÷åñêèõ ôîðì, êîòîðûìè ìîæåò îáëàäàòü Âñåëåííàÿ, îêàæåòñÿ âåñüìà îãðàíè÷åííûì. Ýéíøòåéí èçáðàë ðèìàíîâó ìîäåëü Âñåëåííîé. Îíà îòëè÷àåòñÿ îò Âñåëåííûõ Åâêëèäà è Ëîáà÷åâñêîãî òåì, ÷òî îíà êîíå÷íà. Ëó÷ ñâåòà, (òðàåêòîðèÿ ôîòîíà) äâèæóùèéñÿ ÷åðåç ðèìàíîâó Âñåëåííóþ, èçãèáàåòñÿ è îïèñûâàåò çàìêíóòóþ êðèâóþ. Îí ìîæåò äâèãàòüñÿ âå÷íî, íî ëèøü áåç êîíöà ïîâòîðÿÿ ñâîé ïóòü, ïîäîáíî çåìíîìó ýêâàòîðó. Ñëåäîâàòåëüíî, ðèìàíîâà Âñåëåííàÿ êîíå÷íà, íî íå èìååò ãðàíèö. Íà ñàìîì äåëå ýòî ìàòåìàòè÷åñêèå ôàíòàçèè. Ëó÷ ñâåòà (òðàåêòîðèÿ ôîòîíà) èçãèáàåòñÿ íå ïîòîìó, ÷òî äîðîãà â ïðîñòðàíñòâå òàê ïðîëîæåíà, à ïîä äåéñòâèåì ñèë. Åñëè íèêàêèå ñèëû íå áóäóò äåéñòâîâàòü íà ôîòîí, îí òàê è áóäåò ëåòåòü ïðÿìî. Î÷åíü âåðíî ïî ýòîìó ïîâîäó ñêàçàë Äæîðäàíî Áðóíî. «Âñåëåííàÿ åäèíà, áåñêîíå÷íà, íåïîäâèæíà… Îíà íèêîèì îáðàçîì íå ìîæåò áûòü îõâà÷åíà è ïîýòîìó íåèñ÷èñëèìà è áåñïðåäåëüíà, à òåì ñàìûì áåñêîíå÷íà è áåçãðàíè÷íà è, ñëåäîâàòåëüíî, íåïîäâèæíà. Îíà íå äâèæåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå, èáî íè÷åãî íå èìååò âíå ñåáÿ, êóäà áû ìîãëà ïåðåìåñòèòüñÿ, ââèäó òîãî, ÷òî îíà ÿâëÿåòñÿ âñåì. Îíà íå ðîæäàåòñÿ, èáî íåò äðóãîãî áûòèÿ, êîòîðîãî îíà ìîãëà áû æåëàòü è îæèäàòü, òàê êàê îíà îáëàäàåò âñåì áûòèåì. Îíà íå óíè÷òîæàåòñÿ, èáî íåò äðóãîé âåùè, â êîòîðóþ îíà ìîãëà áû ïðåâðàòèòüñÿ, òàê êàê îíà ÿâëÿåòñÿ âñÿêîé âåùüþ. Îíà íå ìîæåò óìåíüøèòüñÿ èëè óâåëè÷èòüñÿ, òàê êàê îíà áåñêîíå÷íà». Æåëàÿ óâèäåòü êðàé Âñåëåííîé, ó÷¸íûå íàïðàâèëè îáúåêòèâ êîñìè÷åñêîãî òåëåñêîïà «Õàááë» â ñàìóþ ò¸ìíóþ òî÷êó Âñåëåííîé. È îíè óâèäåëè òàì âñ¸ òå æå çâ¸çäû, âñ¸ òå æå ãàëàêòèêè. È òàê áåç êîíöà è êðàÿ.
4. Ñîãëàñíî êîñìîëîãè÷åñêîé òåîðèè Ýéíøòåéíà – Ôðèäìàíà – Ëåìåòðà, Âñåëåííàÿ äîëæíà ïðè îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèÿõ èëè ðàñøèðÿòüñÿ èëè ñóæàòüñÿ. Ýòîãî íå ìîæåò áûòü, ïîòîìó, ÷òî ìàòåðèÿ âî Âñåëåííîé â ðàçëè÷íûõ ñâîèõ ñîñòîÿíèÿõ ïðîÿâëÿåò â îäèíàêîâîé ìåðå ðàçëè÷íûå ñâîéñòâà. «Ðàáî÷àÿ» çâåçäà áîëüøå èçëó÷àåò ìàòåðèþ, ÷åì ñîáèðàåò. Åñëè âçÿòü ýòî ñâîéñòâî çà îñíîâíîå, òî Âñåëåííàÿ äîëæíà ðàñøèðÿòüñÿ. Óãàñøàÿ çâåçäà ñîáèðàåò ìàòåðèþ. Åñëè âçÿòü çà îñíîâó ýòî ñâîéñòâî, òî Âñåëåííàÿ äîëæíà ñæèìàòüñÿ. Íî âî Âñåëåííîé, è äàæå â ðàçëè÷íûõ êîñìè÷åñêèõ òåëàõ, ïðîèñõîäÿò è òå è äðóãèå ïðîöåññû, îäíîâðåìåííî è ýòî óðàâíîâåøèâàåò æèçíü Âñåëåííîé. Çâåçäà, èçëó÷èâøè èçáûòîê ìàòåðèè, ïðåâðàùàåòñÿ â «õîëîäíîå» êîñìè÷åñêîå òåëî (ãðàâèòàöèîííóþ ÿìó), ïîæèðàþùóþ ìàòåðèþ, è ñî âðåìåíåì ñòàíîâèòñÿ «÷¸ðíîé äûðîé»; «÷¸ðíàÿ äûðà», «íàæðàâøèñü» ìàòåðèè äî îïðåäåë¸ííîãî ïðåäåëà, âçðûâàåòñÿ è ðàçáðàñûâàåò ìàòåðèþ â âèäå èçëó÷åíèÿ, ãàçîïûëåâîãî îáëàêà è îòäåëüíûõ êóñêîâ ïî Âñåëåííîé.  áåñêîíå÷íîì ìèðîâîì ïðîñòðàíñòâå íàõîäèòñÿ ìàòåðèÿ â ðàçëè÷íûõ ôîðìàõ ñâîåãî áûòèÿ, ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ìåíÿþùàÿ ñâîè ñâîéñòâà. Âîò è âñ¸.
5. Ñâîéñòâîì ãðàâèòàöèè íàäåëåíî ïðîñòðàíñòâî-âðåìÿ. Ãðàâèòàöèÿ ýòî ñâîéñòâî ìàòåðèè. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, òàê æå êàê è äðóãèå ïîëÿ – ýòî âñ¸ ìàòåðèÿ.
6. Åñëè Âñåëåííàÿ ïðîèçîøëà â ðåçóëüòàòå âçðûâà, òî âñå å¸ ñîñòàâëÿþùèå òàê áû è ðàçëåòàëèñü ñ îäíîé ñêîðîñòüþ. Íî âåäü ñïåêòðîñêîïèÿ ãîâîðèò, ÷òî îíè ðàçëåòàþòñÿ ñ óñêîðåíèåì!? Ðàçëè÷íûå òóìàííîñòè: ïëàíåòàðíûå òóìàííîñòè, îñòàòêè îò âñïûøåê ñâåðõíîâûõ çâ¸çä ïîñëå îòäåëåíèÿ îò èñòî÷íèêà ýòîé òóìàííîñòè çàìåäëÿþò ñâî¸ äâèæåíèå. «Òóìàííîñòü Êàññèîïåÿ À, êîòîðàÿ äîñòàòî÷íî ïîäðîáíî îïèñûâàëàñü â ðàáîòàõ Øêëîâñêîãî, íàïðèìåð, ÿâëÿåòñÿ ìîëîäûì îáúåêòîì. Îáëàêà ãàçà, âûáðîøåííûå ïðè âñïûøêå ñâåðõíîâîé, òîëüêî åäâà íà÷èíàþò òîðìîçèòüñÿ ìåæçâ¸çäíîé ñðåäîé. Îíè ïî÷òè ïîëíîñòüþ ñîõðàíèëè ñâîþ ïåðâîíà÷àëüíóþ ñêîðîñòü, ïðèîáðåò¸ííóþ âî âðåìÿ âçðûâà. Íàîáîðîò, òàêèå îáúåêòû, êàê âîëîêíèñòûå òóìàííîñòè â ñîçâåçäèè Ëåáåäÿ, JC 443 è àíàëîãè÷íûå èì, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñòàðûå îñòàòêè ñâåðõíîâûõ çâ¸çä. Èõ ëèíåéíûå ðàçìåðû ïðåâûøàþò â 5-10 ðàç ëèíåéíûå ðàçìåðû Êàññèîïåè À. Ñêîðîñòü èõ ðàñøèðåíèÿ ñèëüíî óïàëà». È.Ñ. Øêëîâñêèé «Çâ¸çäû, èõ ðîæäåíèå, æèçíü è ñìåðòü» ñòð. 226. Òàê ïî÷åìó æå ýòè òóìàííîñòè çàìåäëÿþò ñâî¸ äâèæåíèå, à ãàëàêòèêè ðàçëåòàþòñÿ ñ óñêîðåíèåì? Êàêàÿ æå ñèëà äåéñòâóåò íà íèõ ñåé÷àñ? Åñëè ýòà íåâåäîìàÿ, ñèëà ðàñòàëêèâàåò ãàëàêòèêè, òî, êàê âîçíèêëè è âîçíèêàþò êîñìè÷åñêèå òåëà? Âåäü ýòà ñèëà äîëæíà äåéñòâîâàòü íà âñ¸ ñóùåñòâóþùåå âî Âñåëåííîé è âñ¸ ñóùåå â íåé äîëæíî íå ñîåäèíÿòüñÿ, à ðàçëåòàòüñÿ äðóã îò äðóãà. 13 àïðåëÿ 1917 ã. íà çàñåäàíèè Àìåðèêàíñêîãî ôèëîñîôñêîãî îáùåñòâà Âåñòî Ñëàéôåð âûñòóïèë ñ äîêëàäîì «Òóìàííîñòè». Ñîîáùåíèå Ñëàéôåðà âî ìíîãîì áûëî ïîïóëÿðíûì îáçîðîì, êàê îáùèõ äàííûõ î òóìàííîñòÿõ, òàê è ðàáîò, âûïîëíåííûõ èì ñàìèì. Íî öåííîñòü äîêëàäà áûëà â äðóãîì. Ñëàéôåð ê 1917 ã. äîâåë ÷èñëî òóìàííîñòåé ñ èçìåðåííîé ëó÷åâîé ñêîðîñòüþ äî 25. «Ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü ñ ó÷åòîì çíàêà ïîëîæèòåëüíà, îíà óêàçûâàåò, ÷òî òóìàííîñòè óäàëÿþòñÿ ñî ñêîðîñòüþ îêîëî 500 êì/ñ. Ýòî ìîæåò îçíà÷àòü, ÷òî ñïèðàëüíûå òóìàííîñòè ðàçëåòàþòñÿ, – ãîâîðèë Ñëàéôåð è òóò æå ñ îñòîðîæíîñòüþ, äîáàâëÿë, – íî èõ ðàñïðåäåëåíèå â íåáå íå ñîãëàñóåòñÿ ñ ýòèì, ïîñêîëüêó îíè èìåþò ñêëîííîñòü ê îáðàçîâàíèþ ñêîïëåíèé». Ýòîò àðãóìåíò êàçàëñÿ åìó î÷åíü ñóùåñòâåííûì. Ñëàéôåð ñîìíåâàëñÿ, ÷òî ðàçë¸ò ãàëàêòèê ìîæåò áûòü, òàê êàê íàáëþäàåìûå ñ çåìëè äðóãèå ãàëàêòèêè, íå ðàçëåòàþòñÿ, à èìåþò ñêëîííîñòü ê ñêîïëåíèþ.
7. Ìàòåðèÿ è ýíåðãèÿ ðàçäåëåíû. Íà ñàìîì äåëå ýòî íå òàê. Ýíåðãèÿ ýòî ñîñòàâëÿþùàÿ ìàòåðèè, è ìàòåðèÿ îáëàäàåò âñåìè âèäàìè ýíåðãèè. Íåò ìàòåðèè – íåò ýíåðãèè, è ýíåðãèè áåç ìàòåðèè íåò. 7. Ôîòîí ïðåäñòàâëÿëñÿ êàê íåèçìåííûé êâàíò ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, íî è ýòî íå òàê. Äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ äîêàçàëè, ÷òî ôîòîí ýòî êâàíò ìàòåðèè â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé èçìåíÿþùèé ñâîè õàðàêòåðèñòèêè. 8. Èçâåñòíî, ÷òî äëèíà ýëåêòðîìàãíèòíîé âîëíû óâåëè÷èâàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì ïðåîäîëåâàåìîãî åé ðàññòîÿíèÿ. Ïî÷åìó æå îá ýòîì çàáûëè, êîãäà ðå÷ü èä¸ò î ñâåòîâûõ âîëíàõ, è ýòî óâåëè÷åíèå äëèíû âîëíû ïðèíèìàåòñÿ çà ëó÷åâîå óäàëåíèå ãàëàêòèê? Ýòè îøèáêè ïðèâåëè ê íåïðàâèëüíîìó îñìûñëåíèþ áûòèÿ Âñåëåííîé. Èòàê, Îáùàÿ Òåîðèÿ Îòíîñèòåëüíîñòè íå ìîæåò áûòü îáùåé, íî ïðîöåññ îòäåëüíûõ ÿâëåíèé, ïðîèñõîäÿùèõ âî Âñåëåííîé, â íåé îïèñàí. Òàê, çàðîæäåíèå «×¸ðíîé äûðû» ìîæíî êâàëèôèöèðîâàòü êàê ñæàòèå «Âñåëåííîé» ñ òîé ëèøü ðàçíèöåé, ÷òî â âèäó ñóùåñòâîâàíèÿ ïðåäåëüíîé ïëîòíîñòè êâàíòà ìàòåðèè íèêàêîå êîñìè÷åñêîå òåëî â èñ÷åçàþùóþ òî÷êó ñæàòüñÿ íå ìîæåò. Ïðîöåññ âçðûâà «×¸ðíîé äûðû» ìîæíî ñðàâíèòü ñ ïðîöåññîì âçðûâíîãî ðàñøèðåíèÿ «Âñåëåííîé» â ìèíèàòþðå. Òî åñòü, Òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè åñòü òåîðèÿ îïèñûâàþùàÿ ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå ñ ìàòåðèåé â îòäåëüíî âçÿòîì ðàéîíå, ñ îòäåëüíî âçÿòîé ìàòåðèåé, â îòäåëüíî âçÿòîå âðåìÿ, êàê è ïîëîæåíî ÒÅÎÐÈÈ ÎÒÍÎÑÈÒÅËÜÍÎÑÒÈ. Ýéíøòåéí áûë âåëèêèé ìûñëèòåëü, âåëèêèé ó÷¸íûé, âåëèêèé ÷åëîâåê, íî îí íå Áîã è ïðè òîì óðîâíå èíôîðìàöèè, êîòîðûé áûë â òî âðåìÿ, ñäåëàë òî, ÷òî ìîã.  1930 ã. Ýääèíãòîíó óäàëîñü äîêàçàòü, ÷òî äàæå åñëè áû ñòàòè÷åñêàÿ Âñåëåííàÿ Ýéíøòåéíà äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâîâàëà, îíà áûëà áû íåóñòîé÷èâà, êàê êîíóñ, ïîñòàâëåííûé íà îñòðèå. Åñëè áû ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå îíà íà÷àëà õîòü ÷óòî÷êó ðàñøèðÿòüñÿ, òî ïðîäîëæàëà áû ðàñøèðÿòüñÿ âå÷íî, à åñëè áû îíà íà÷àëà ñæèìàòüñÿ, òî ïðîäîëæàëà áû âå÷íî ñæèìàòüñÿ. ß ñ÷èòàþ, ÷òî ýòà õàðàêòåðèñòèêà ðåøåíèÿ Ýääèíãòîíîì ðåøåíèÿ ìèðîâîãî óðàâíåíèÿ Ýéíøòåéíà íåïîëíà. Ýääèíãòîí, êàê è Ýéíøòåéí, êàê è Ôðèäìàí ðàññìàòðèâàëè ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â îãðàíè÷åííîé Âñåëåííîé.
Êðóãîâîðîò ìàòåðèè â ïðèðîäå.
Êîãäà-òî, ïðèìåðíî 100 ëåò íàçàä âåëèêèé Ýéíøòåéí ïîïûòàëñÿ â ìàòåìàòè÷åñêîé ôîðìå âûðàçèòü ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå âî Âñåëåííîé. Ýòî âûðàæåíèå îí íàçâàë ìèðîâûì óðàâíåíèåì. Îäíàêî ýòî óðàâíåíèå áûëî ñïðàâåäëèâî ðàñêðèòèêîâàíî è Ôðèäìàíîì è Ýääèíãòîíîì. Äåëî â òîì, ÷òî Ýéíøòåéí ïðåäñòàâèë êîíå÷íóþ Âñåëåííóþ, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ â ñòàöèîíàðíîì ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ. Îäíàêî, Âñåëåííàÿ áåñêîíå÷íà, ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ, è â íåé ïðîèñõîäÿò îäíîâðåìåííî ðàçëè÷íûå, äàæå ïðîòèâîïîëîæíûå ïðîöåññû. Äàâàéòå ðàññìîòðèì ìèðîâîå óðàâíåíèå Ýéíøòåéíà.
Óðàâíåíèÿ Ýéíøòåéíà ñâÿçûâàþò ìåæäó ñîáîé ñâîéñòâà ìàòåðèè, ïðèñóòñòâóþùåé â èñêðèâë¸ííîì ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè, (ëåâàÿ ÷àñòü óðàâíåíèÿ) ñ åãî êðèâèçíîé (ïðàâàÿ ÷àñòü óðàâíåíèÿ). Ïðàâàÿ ÷àñòü óðàâíåíèÿ îïðåäåëÿåò ñîñòîÿíèå âñåé Âñåëåííîé (ãåîìåòðè÷åñêèé êàëèáð). Îíè ÿâëÿþòñÿ ïðîñòåéøèìè (íàèáîëåå ëèíåéíûìè) ñðåäè âñåõ ìûñëèìûõ óðàâíåíèé òàêîãî ðîäà. Âûãëÿäÿò îíè ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ãäå Rμν – òåíçîð Ðè÷÷è, ïîëó÷àþùèéñÿ èç òåíçîðà êðèâèçíû ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè Rρμσν ïîñðåäñòâîì ñâ¸ðòêè åãî ïî ïàðå èíäåêñîâ Rμν = gρσ Rρμνσ , R – ñêàëÿðíàÿ êðèâèçíà, ñâ¸ðíóòûé ñ äâàæäû êîíòðàâàðèàíòíûì ìåòðè÷åñêèì òåíçîðîì gμν, òåíçîð Ðè÷÷è R=gμνRμν, Λ— êîñìîëîãè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ, Tμν ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òåíçîð ýíåðãèè-èìïóëüñà ìàòåðèè, π – ÷èñëî ïè, c – ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå, G – ãðàâèòàöèîííàÿ ïîñòîÿííàÿ Íüþòîíà. Òåíçîð
íàçûâàþò òåíçîðîì Ýéíøòåéíà.
 ÷¸ì æå, êàê ÿ ñ÷èòàþ, íåïðàâèëüíîñòü ýòîé ôîðìóëû? Âî-ïåðâûõ, â îïðåäåëåíèè Âñåëåííîé. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì «ÂÑÅËÅÍÍÀß, ÝÒÎ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÂÎ ÂÑÅÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈßÕ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÌÀÒÅÐÈß ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒ ÑÂΨ ÁÛÒÈÅ».
2.  âîïðîñå êðèâèçíû ïðîñòðàíñòâà. ÒÝ×Ì ñ÷èòàåò, ÷òî ïðîñòðàíñòâî ýòî ÏÓÑÒÎÒÀ è íèêàêîé ôîðìû ïðîñòðàíñòâî èìåòü íå ìîæåò. À, çíà÷èò, è ïðîöåññû íå çàâèñÿò îò êðèâèçíû ïðîñòðàíñòâà, à ìàòåðèÿ â ïðîñòðàíñòâå ðàñïîëàãàåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ïðîöåññîâ, êîòîðûå ñ íåé ïðîèñõîäÿò. Òîãäà â ìèðîâîå óðàâíåíèå äîëæíî âõîäèòü ìàòåìàòè÷åñêîå îïðåäåëåíèå Âñåëåííîé. Èòàê, Ìèðîâîå ïðîñòðàíñòâî, – ýòî áåñêîíå÷íîå ïðîñòðàíñòâî âî âñåõ èçìåðåíèÿõ. Ýòî áóäåò èíòåãðàë îò íóëÿ äî áåñêîíå÷íîñòè ëþáîé ôîðìóëû îòîáðàæàþùåé îáú¸ì. Îáîçíà÷èì Ìèðîâîå ïðîñòðàíñòâî ñèìâîëîì QW. Òîãäà ôîðìóëà Ìèðîâîãî ïðîñòðàíñòâà áóäåò âûãëÿäåòü ñëåäóþùèì îáðàçîì;
 ýòîé ôîðìóëå «Ê» – ëþáîé êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè. À òàê êàê ïðîñòðàíñòâî íå èìååò íèêàêèõ êà÷åñòâ êðîìå îáú¸ìà êîýôôèöèåíò «Ê» áóäåò âñåãäà èìåòü ïîëîæèòåëüíûé çíàê.  Ìèðîâîì ïðîñòðàíñòâå ðàñïîëàãàåòñÿ ìàòåðèÿ. Ýòà ìàòåðèÿ ñîñòîèò èç êâàíòîâ äâóõ âèäîâ – ɣ+,ɣ-, ðàñïîëîæåííûõ â âèäå áåñêîíå÷íîãî ìíîæåñòâà â ðàçëè÷íûõ ñî÷åòàíèÿõ è â ðàçëè÷íûõ ñîñòîÿíèÿõ â ðàçëè÷íûõ êîñìè÷åñêèõ òåëàõ èìè îáðàçîâàííûõ. Âñ¸ ðàçíîîáðàçèå áûòèÿ ìàòåðèè îñíîâûâàåòñÿ íà âçàèìîäåéñòâèè ýòèõ äâóõ âèäîâ êâàíòîâ ìàòåðèè. Ñîãëàñíî çàêîíà âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ, ëþáûå äâà òåëà ñ ìàññàìè m1 è m2 ïðèòÿãèâàþòñÿ äðóã ê äðóãó ñ ñèëîé F=Gm1 m2/R2. Åñëè ðàçíèöà â ìàññå áîëüøàÿ, òî ë¸ãêèå òåëà ñòðåìÿòñÿ ê òÿæ¸ëîìó ñ áîëüøèì óñêîðåíèåì. Ïðè÷¸ì ñòðåìÿòñÿ ïîïàñòü â ñàìûé öåíòð ìàññ ýòîãî âåëèêàíà. Òàê êàê êâàíòû ìàòåðèè ðàçìåðàìè âåñüìà ìàëû, òî îíè ïðîíèêàþò â öåíòð ìàññ ëþáîãî òåëà. Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî ðàçìåðû êâàíòîâ ìàòåðèè ãîðàçäî ìåíüøå ðàçìåðîâ ïðîìåæóòêîâ ìåæäó àòîìàìè è ìîëåêóëàìè è êâàíòû ìàòåðèè ïðîõîäèò ìåæäó íèìè ïî ýòèì ïðîìåæóòêàì. Êàæäîå ìàòåðèàëüíîå òåëî îêðóæàåò ïîëå êâàíòîâ, â êîòîðîì ïðîÿâëÿþòñÿ ñèëû, êîòîðûìè îáëàäàåò äàííîå ìàòåðèàëüíîå òåëî. Ýòî äîêàçàë è Íüþòîí è Êóëîí è äð. Ýòî ïîëå ïðîñòèðàåòñÿ îò ñôåðû ðàäèóñîì R=Rk (Rk ðàäèóñ ñôåðû êîíöåíòðàöèè), ãäå ñèëû ãðàâèòàöèè ïðîÿâëÿþòñÿ â ìàêñèìàëüíîé âåëè÷èíå äî R= R0, ãäå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå äàííîãî òåëà ïðåêðàùàþò ñâî¸ äåéñòâèå Ðèñ 7. Çà êâàíòàìè ýòîãî ñëîÿ ñèëû ãðàâèòàöèè òåëà ðàâíû íóëþ. Êàê è âñÿêîå òåëî, ïîä âëèÿíèåì ñèëû ãðàâèòàöèè êâàíòû ìàòåðèè, íàõîäÿùèåñÿ ñíàðóæè òåëà, ïðîäâèãàþòñÿ â öåíòð òåëà. Îíè ïðîñà÷èâàþòñÿ ñêâîçü àòîìû è ìîëåêóëû, êàê âîäà ïðîñà÷èâàåòñÿ ñêâîçü êàìíè. ×åì áëèæå ê öåíòðó ìàññ ïðîäâèãàåòñÿ êâàíò ìàòåðèè, òåì òåñíåå ñæàòû ìîëåêóëû, òåì áîëüøàÿ ïëîòíîñòü ñàìèõ êâàíòîâ, òåì áîëåå êâàíòû ìàòåðèè äåôîðìèðóþòñÿ, òåì áîëüøàÿ âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ â íèõ îáðàçóåòñÿ. Òàê êâàíò ìàòåðèè äîõîäèò äî öåíòðà ìàññ.  öåíòðå ìàññ òåëà ñîçäà¸òñÿ èçáûòîê âûñîêîýíåðãè÷íûõ êâàíòîâ ìàòåðèè. Ýòîò èçáûòîê êâàíòîâ ñîçäà¸ò èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â öåíòðå òåëà. Êîãäà äàâëåíèå ñòàíîâèòñÿ äîñòàòî÷íûì, èçáûòî÷íûå êâàíòû, îáëàäàþùèå ìàêñèìàëüíîé äëÿ äàííîãî òåëà âíóòðåííåé ýíåðãèåé, ðàçäâèãàþò îêðóæàþùóþ ìàòåðèþ è óñòðåìëÿþòñÿ èç öåíòðà ê ïåðèôåðèè òåëà, ãäå äàâëåíèå ãðàâèòàöèè ìåíüøå.  öåíòðå òåëà ñîçäà¸òñÿ ðàâíîâåñèå âíåøíèõ è âíóòðåííèõ ñèë. Âî âðåìÿ ýòîãî ðàâíîâåñèÿ ñèë, â öåíòðå òåëà ñíîâà íàêàïëèâàåòñÿ èçáûòîê âûñîêîýíåðãè÷íûõ êâàíòîâ. Ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ âíîâü. Òàê âîëíàìè ñèëà ãðàâèòàöèè, âûòàëêèâàåò èç òåëà êâàíòû ìàòåðèè, îáëàäàþùèå ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé äëÿ ýòîãî òåëà âíóòðåííåé ýíåðãèåé. Íî ýòè êâàíòû ìàòåðèè, ïðîõîäÿ ñêâîçü òåëî, âîçáóæäàþò ýëåêòðîíû â àòîìàõ âåùåñòâà, ïî ïóòè çàõâàòûâàþò äðóãèå êâàíòû ìàòåðèè, èìåþùèå ðàçëè÷íóþ ïëîòíîñòü. Äîéäÿ, òàêèì îáðàçîì, äî îêîí÷àíèÿ òåëà, êâàíòû ìàòåðèè âûòàëêèâàþòñÿ èç òåëà è âûëåòàþò èç ýòîãî òåëà â âèäå èçëó÷åíèÿ. Ýòî ìîæåò áûòü ïðîñòî èçëó÷åíèå, ìîæåò áûòü èçëó÷åíèå â âèäå âçðûâà. Ïîýòîìó èçëó÷åíèå íåîäíîðîäíî, â åãî ïîòîêå èìåþòñÿ ôîòîíû ðàçëè÷íîé ïëîòíîñòè. Âñå ôîòîíû ýòîãî âûïóñêà îáúåäèíÿþòñÿ ñâîèìè ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè è îáðàçóþò ñâåòîâóþ âîëíó Ðèñ. 13, â ñîñòàâå êîòîðîé îíè ñëåäóþò äàëüøå. Òàêèì îáðàçîì, òåëî, íàõîäÿùååñÿ â ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè èçëó÷àåò ñòîëüêî æå êâàíòîâ ìàòåðèè, ñêîëüêî îíî âîâëåêàåò â ñåáÿ. Âîò â ÷¸ì ðàçãàäêà ïðîáëåìû, êîòîðóþ â ñâî¸ âðåìÿ íå ìîã ðåøèòü Ìàêñâåëë. Îí èññëåäîâàë òîëüêî èçëó÷åíèå è ñ ýòîé ïîçèöèè îí áûë ïðàâ. Ëþáîå òåëî èçëó÷èò ñåáÿ, åñëè åìó íå áóäåò ïîäïèòêè èçâíå, èç åãî ôèçè÷åñêîãî ïîëÿ, â âèäå êâàíòîâ ìàòåðèè. Ýòîò ôàêò ïîäòâåðæäàåò ïðàâèëüíîñòü ïðåäñòàâëåííîãî ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì (Òåîðèè Ýëåìåíòàðíûõ ×àñòèö Ìàòåðèè). Òàêèì îáðàçîì, ìû èìååì òîò ôàêò, ÷òî ëþáîå òåëî, êàê ïîãëîùàåò, òàê è èçëó÷àåò êâàíòû ìàòåðèè. ×åì áîëåå ñæàò êâàíò, òåì áîëüøàÿ ñèëà óïðóãîñòè äåéñòâóåò íà íåãî ïðè åãî èçëó÷åíèè, òåì áîëüøàÿ ñèëà äâèæåò èì, êîãäà îí â ñîñòàâå ñâåòîâîé âîëíû äâèæåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå, òåì áîëüøåå óñêîðåíèå îí ðàçîâü¸ò â ñâîáîäíîì ïðîñòðàíñòâå, òåì áîëüøåé ñêîðîñòè äîñòèãíåò. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ýòî òîæå ïîòåíöèàë, íî – êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè. Ýòî ïðóæèíà. Âîò îòêóäà èñõîäèò ñèëà, äâèæóùàÿ ôîòîíàìè â ïðîñòðàíñòâå!!! Ñóììà âíóòðåííåé è êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèé ñîñòàâëÿþò ýíåðãèþ äâèæåíèÿ êâàíòà ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå (åäâ)=hν, åô=Uô+Ñ+Â+(K+Ì) = Uô+Ñ+Â+åäâ. åô= Uô+Ñ+Â+hν (4). Ýòî êàê ðàç è îáúÿñíÿåò ÿâëåíèå ôîòîýôôåêòà. À êàêàÿ æå ñèëà âî Âñåëåííîé ïðîòèâîñòîèò ñèëå ãðàâèòàöèè? Ýòèõ ñèë íå îäíà, à òðè.  êîñìè÷åñêîì òåëå, ñèëà ãðàâèòàöèè ðîæäàåò ñâîé àíòèïîä – ñèëó âíóòðåííåé ýíåðãèè êâàíòîâ ìàòåðèè. Ôîòîíû, óäàðÿþùèåñÿ â êàêîå ëèáî êîñìè÷åñêîå òåëî ïåðåäàþò åìó ñâîé èìïóëüñ ýíåðãèè. Ýòî ÿâëåíèå èçâåñòíî êàê äàâëåíèå ñâåòà. Òðåòüÿ ñèëà ýòî öåíòðîáåæíàÿ ñèëà, îáðàçóþùàÿñÿ ïðè âðàùåíèè êîñìè÷åñêèõ òåë. Òàê êàê æå ïðîèñõîäèò êðóãîâîðîò ìàòåðèè â ïðèðîäå? Êâàíò ìàòåðèè ïðè îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèÿõ ïîêèäàåò òåëî, â êîòîðîì ðàíåå íàõîäèëñÿ è ñòàíîâèòñÿ ôîòîíîì.  ñîñòàâå âîëíû èçëó÷åíèÿ ôîòîí ôëàíèðóåò â ïðîñòîðàõ Âñåëåííîé äî òåõ ïîð, ïîêà ïëîòíîñòü âîëíû èçëó÷åíèÿ íå ñðàâíÿåòñÿ ñ ïëîòíîñòüþ êîñìîñà. Êàê òîëüêî ó ôîòîíà èñ÷åðïàëàñü âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, ôîòîí ïðåâðàòèëñÿ â ãðàâèòîí. Ãðàâèòîí íàõîäèòñÿ â ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè äî òåõ ïîð, ïîêà îí íå ïîïàä¸ò â êàêîå-òî ïîëå êâàíòîâ. Ïîïàâ â ïîëå êâàíòîâ, îí ñîåäèíÿåòñÿ ñî ñâîèìè òîâàðèùàìè ñâîèì ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì. Îí ìîæåò òàê æå ñîåäèíèòüñÿ ñ òàêèì æå ãðàâèòîíîì, îáðàçîâàâ óæå ìàëåíüêîå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå êâàíòîâ.  ýòîì ïîëå êâàíòû ìàòåðèè, ñîåäèíåíû òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè. Èòàê, ãðàâèòîí ïðåâðàùàåòñÿ â êâàíò ïîëÿ. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, â êîòîðîå ïîïàäàåò êâàíò ìàòåðèè, óâëåêàåò êâàíòû ïîëÿ â ñòîðîíó áîëüøåé ãðàâèòàöèè, è îí óñòðåìëÿåòñÿ â îáúÿòèÿ ìàòåðèàëüíîãî òåëà – õîçÿèíà ýòîãî ïîëÿ. Âîéäÿ â ñîñòàâ ìàòåðèè òåëà, ãðàâèòîí âíîâü ïðåâðàùàåòñÿ èëè â êâàíò ìàòåðèè, èëè â êâàíòèíî. Äàëåå âñ¸ ïðîèñõîäèò ïî èçâåñòíîìó ñöåíàðèþ. Êâàíòû ìàòåðèè óñòðåìëÿþòñÿ â ñåðåäèíó êîñìè÷åñêîãî òåëà, òåðÿÿ ïðè ýòîì ÷àñòü ñâîåé ïîëåâîé ýíåðãèè, íî ïðèîáðåòàÿ ýíåðãèþ âíóòðåííþþ. Êîìîê òàêèõ êâàíòîâ, ñ ïðèîáðåò¸ííîé â ïóòåøåñòâèè ê ñðåäèíå òåëà, âíóòðåííåé ýíåðãèåé, âûòàëêèâàåòñÿ èç òåëà è ïðåâðàùàåòñÿ â âîëíó ôîòîíîâ. Åñëè êâàíò ìàòåðèè ïîïàë â «÷¸ðíóþ äûðó», îí ïðåâðàùàåòñÿ â êâàíòèíî, à çàòåì ïðè âçðûâå «÷¸ðíîé äûðû», â ôîòîí. Ôîòîí – êâàíò ïîëÿ- êâàíò ìàòåðèè – êâàíòèíî – ôîòîí. Êðóã çàìûêàåòñÿ. Èëè ïî-äðóãîìó. Çâåçäà îáðàçóåòñÿ èç êâàíòîâ ìàòåðèè, ãàçà è ìåæçâ¸çäíîé ïûëè. Çàòåì çâåçäà èçëó÷àåòñÿ è ïðåâðàùàåòñÿ â îñòûâøåå òåëî. Ýòî òåëî íàáèðàåò ìàññó è ïðåâðàùàåòñÿ èëè â ïðåääûðó è èçëó÷àåòñÿ â âèäå êâàçàðà, èëè â ÷¸ðíóþ äûðó. ׸ðíàÿ äûðà âçðûâàåòñÿ, îáðàçóÿ îáëàêî êâàíòîâ èçëó÷¸ííîé ìàòåðèè, îáëàêà ìàòåðèè, êîòîðîå ïðåîáðàçóåòñÿ â ìåæçâ¸çäíûé ãàç è ïûëü è â íåéòðîííóþ, êàê ñåé÷àñ ñ÷èòàåòñÿ, à íà ñàìîì äåëå êâàíòèííóþ çâåçäó, êîòîðàÿ, â êîíå÷íîì ñ÷¸òå, èçëó÷àåòñÿ. Âñ¸. Êðóã çàìêíóëñÿ. Âîò òàê, âñÿ ìàòåðèÿ, ïðîõîäÿ âñå ñòàäèè ïî êðóãó, äâèãàåòñÿ è æèâ¸ò âñåãäà. Ìàòåðèÿ âå÷íà è íåóíè÷òîæèìà. Âñåëåííàÿ òîæå âå÷íà. Îíà æèëà, æèâ¸ò, è áóäåò æèòü âñåãäà. Àïîêàëèïñèñà Âñåëåííîé íå áóäåò íèêîãäà. Òàêèì îáðàçîì, â ïðèðîäå áëàãîäàðÿ ïðåâðàùåíèþ ìàòåðèè èç îäíîãî âèäà â äðóãîé, äâèæåíèþ ìàòåðèè, îñóùåñòâëÿåòñÿ êðóãîâîðîò ìàòåðèè âî Âñåëåííîé è âå÷íîå ñóùåñòâîâàíèå è ìàòåðèè è Âñåëåííîé. Ýòî è äîëæíî îòîáðàæàòü óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ Âñåëåííîé (ìèðîâîå óðàâíåíèå. Êàæäûé êâàíò íàäåë¸í ïÿòüþ âèäàìè ýíåðãèè, êîòîðûå èçìåíÿþò ñâîè âåëè÷èíû âìåñòå ñ èçìåíåíèåì ñîñòîÿíèÿ êâàíòà. Åêâ= fUî+ fCî+ fBî +K+kΔV, Åêâ= const. Åù¸ Äåìîêðèò â 300 ãîäàõ äî íàøåé ýðû âûñêàçàë ìûñëü, ÷òî: – «Â ïðîñòðàíñòâå àòîìû äâèãàþòñÿ õàîòè÷íî, îíè ìîãóò ñîåäèíÿòüñÿ è ðàçúåäèíÿòüñÿ, è òîãäà ìû íàáëþäàåì ñîçäàíèå èëè ðàçðóøåíèå ïðåäìåòîâ». Âî Âñåëåííîé ñóùåñòâóåò èçëó÷åíèå è ïîãëîùåíèå ìàòåðèè êîñìè÷åñêèìè òåëàìè.  ñâÿçè ñ ýòèì åñòü ñâåòëûå êîñìè÷åñêèå òåëà è ò¸ìíûå êîñìè÷åñêèå òåëà. Ñâåòëûå, ýòî òàêèå êîñìè÷åñêèå òåëà, êîòîðûå èçëó÷àþò ìàòåðèè áîëüøå, ÷åì ïîãëîùàþò, ò¸ìíûå êîñìè÷åñêèå òåëà ïîãëîùàþò ìàòåðèè, áîëüøå ÷åì èçëó÷àþò. Êîíå÷íî æå, ñóùåñòâóþò êîñìè÷åñêèå òåëà, ó êîòîðûõ ýòè äâà ïðîöåññà äåéñòâóþò â îäèíàêîâîé ñòåïåíè. Ïîãëîùàåìàÿ ìàòåðèÿ äâèæåòñÿ â íàïðàâëåíèè îò ïîâåðõíîñòè òåëà ê öåíòðó, à èçëó÷àåìàÿ ìàòåðèÿ äâèæåòñÿ îò öåíòðà ê ïîâåðõíîñòè è äàëåå. Ýòîò ïðîöåññ ïîî÷åð¸äíûé, ïîýòîìó è ïîãëîùåíèå, è èçëó÷åíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ èìïóëüñàìè.  ïðîöåññå ïîãëîùåíèÿ êâàíòû ìàòåðèè ñæèìàþòñÿ è ïðèîáðåòàþò âíóòðåííþþ ýíåðãèþ, ïîòåðÿâ ÷àñòü ãðàâèòàöèîííîé, ýëåêòðè÷åñêîé è ìàãíèòíîé ýíåðãèè. Ñèëà ãðàâèòàöèè êâàíòîâ ìàòåðèè òåëà âûòàëêèâàåò ýòè óìåíüøåííûå â îáú¸ìå è ñèëå ñòàòè÷åñêèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëåé U, C, B, èç òåëà. Ïîêèíóâ òåëî, êâàíòû ìàòåðèè ïåðåõîäÿò â ñâîáîäíîå ñîñòîÿíèå. Îíè óæå ìåíåå ñòåñíåíû. Îíè ñòàëè ôîòîíàìè. Âñ¸ åùå áëèçêî íàõîäÿùèåñÿ äðóã ñ äðóãîì è ñöåïëåííûå ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè, ôîòîíû íà÷èíàþò óâåëè÷èâàòüñÿ â îáú¸ìå. Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî âîëíà ôîòîíîâ äâèãàåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå. Âîçìîæíî, ÷òî ïðîöåññ âîññòàíîâëåíèÿ îáú¸ìà ôîòîíîâ èä¸ò áûñòðåå, ÷åì óâåëè÷åíèå îáú¸ìà âîëíû èçëó÷åíèÿ è âîëíà èçëó÷åíèÿ äâèãàåòñÿ ñ íåêîòîðûì óñêîðåíèåì. Âîññòàíîâèâ ñâîè îáú¸ìû, è èñ÷åðïàâ ýòèì âåñü çàïàñ âíóòðåííåé ýíåðãèè ôîòîíû ïðåâðàùàþòñÿ â ãðàâèòîíû. Ãðàâèòîíû åù¸ îáëàäàþò êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèåé, è êàæäûé äâèæåòñÿ â ñâî¸ì íàïðàâëåíèè. Îíè ðàçðûâàþò âîëíó èçëó÷åíèÿ è ïî èíåðöèè äâèãàþòñÿ äàëüøå ãðóïïàìè èëè â îäèíî÷êó. Èìåÿ áîëüøîå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå, ãðàâèòîí â ðåçóëüòàòå ñòîëêíîâåíèé òåðÿåò ñêîðîñòü è ñîåäèíÿåòñÿ ñ äðóãèìè êâàíòàìè, ñîçäàâàÿ åù¸ áîëüøåå ãðàâèòàöèîííîå è èíåðöèîííîå (íàáèðàåò ìàññó) ïîëå, êîòîðîå âñ¸ áîëåå è áîëåå çàõâàòûâàåò ìàòåðèþ. Òàê îáðàçóåòñÿ ãàçîïûëåâîå îáëàêî. Êâàíòû, íàõîäÿùèåñÿ â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàìè òîãî ìíîæåñòâà êâàíòîâ S, êîòîðîå âñåãäà ïðèñóòñòâóåò â êîñìîñå. Ýòè êâàíòû äâèæóòñÿ â ðàçíûõ íàïðàâëåíèÿõ. À òàê êàê îíè èìåþò ìàññó, îáîçíà÷èì ôàêò äâèæåíèÿ ñèìâîëîì «Ð». Òîãäà ôîðìóëà ìíîæåñòâà ñâîáîäíûõ êâàíòîâ ìîæíî îáîçíà÷èòü ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì (Ðɣ+; Ðɣ – dx,dy.dz)€S. Êâàíòû îáðàçóþò òàêæå ïîëÿ âîêðóã ìíîæåñòâà ðàçëè÷íûõ êîñìè÷åñêèõ òåë. Ýòî íå ñâîáîäíûå (ñâÿçàííûå) êâàíòû. Ìû èõ îáîçíà÷èì ñèìâîëîì (ɣ+ -). Òî åñòü ìíîæåñòâî «Â» ñâÿçàííûõ êâàíòîâ ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàìè ìíîæåñòâà ïîëåé êîñìè÷åñêèõ òåë Â(ɣ+ -)€Ð. Âûðàæåíèå Z(ɣ+ -)€Ý îáîçíà÷àåò ìíîæåñòâî ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè (ýëåêòðîíîâ è ïîçèòðîíîâ), ýëåìåíòàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ êâàíòû, Ý€À ýòî ìíîæåñòâî àòîìîâ, ýëåìåíòàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, À€Ì– ìíîæåñòâî ìîëåêóë, ýëåìåíòàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ àòîìû. Ìîëåêóëû îáðàçóþò êîñìè÷åñêèå òåëà. Îáîçíà÷èì ìíîæåñòâî êîñìè÷åñêèõ òåë ýëåìåíòàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ ìîëåêóëû ñèìâîëîì Ò. Íî òàê êàê ïîëå ïðèíàäëåæèò êîñìè÷åñêîìó òåëó, ýòè ìíîæåñòâà ïîëåé âîéäóò â ìíîæåñòâî êîñìè÷åñêèõ òåë.  ýòî ìíîæåñòâî âõîäÿò è «÷¸ðíûå äûðû». Ýòè êîñìè÷åñêèå òåëà òîæå äâèæóòñÿ â ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèÿõ, òî åñòü îáëàäàþò ñâîèìè èìïóëüñàìè. Ýòî áóäåò ïðåäñòàâëÿòü ñëåäóþùåå âûðàæåíèå Ñ(Ðɣ+ -dx,dy.dz)€Òdõ,dy.dz Êâàíòû èçëó÷åíèÿ òîæå íåñâîáîäíû. Îíè ïóòåøåñòâóþò ïî Ìèðó â ñîñòàâå ðàçëè÷íûõ âîëí èçëó÷åíèÿ, Ýòî ìû îáîçíà÷èì òàê; Â(ɣ+ -)€È. ÍҀà — ìíîæåñòâî ãàëàêòèê, ýëåìåíòàìè êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ êîñìè÷åñêèå òåëà. Ãàëàêòèêè òîæå äâèæóòñÿ â ðàçíûå ñòîðîíû. Ýòîò ôàêò ñîîáùèò âûðàæåíèå Ãdõ,dy.dz. Âñÿ ýòà ìàòåðèÿ â òå÷åíèè âðåìåíè äâèæåòñÿ â ðàçëè÷íûõ íàïðàâëåíèÿõ, ñ ðàçëè÷íûìè ñêîðîñòÿìè, ñ îáðàçîâàíèåì è ðàçðóøåíèåì ðàçëè÷íûõ êîñìè÷åñêèõ òåë. ×òîáû îïèñàòü ïðîöåññû äëÿ âñåé Âñåëåííîé, îáîçíà÷èì ñóììó âñåõ êâàíòîâ ìàòåðèè èíòåãðàëàìè ïî îáú¸ìó, ïî âðåìåíè, ïî ìàññå è ïî ñêîðîñòè, êàê ñóììó âñåé ìàòåðèè Âñåëåííîé. Òîãäà áûòèå ìàòåðèè â Ìèðîâîì ïðîñòðàíñòâå (Âñåëåííóþ «W») ìîæíî îïðåäåëèòü ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì:
Íî òàê êàê âñå êîñìè÷åñêèå òåëà «Ò» c èõ ýíåðãåòè÷åñêèìè ïîëÿìè, â êîíå÷íîì ñ÷¸òå, ìíîæåñòâî ñâÿçàííûõ êâàíòîâ, òî âñÿ ìàòåðèÿ ïðåäñòàâëÿåò èç ñåáÿ ðàçëè÷íûå ìíîæåñòâà ñâîáîäíûõ è ñâÿçàííûõ êâàíòîâ ìàòåðèè, è óðàâíåíèå Âñåëåííîé ìîæíî çàïèñàòü ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ìàññà âñåé ìàòåðèè Âñåëåííîé ñîñòîèò èç ìàññû ñâîáîäíûõ êâàíòîâ, ñâÿçàííûõ êâàíòîâ è êâàíòîâ èçëó÷åíèÿ.
Èç îïèñàíèÿ Âñåëåííîé ñëåäóåò, ÷òî ñàìûìè ãëàâíûìè ïðîöåññàìè, âëèÿþùèìè íà áûòèå Âñåëåííîé, ÿâëÿþòñÿ ãðàâèòàöèÿ è ðàññåèâàíèå ìàòåðèè. Ïðîöåññ îáúåäèíåíèÿ ìàòåðèè îïèñûâàåòñÿ çàêîíîì âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ, îòêðûòîãî Íüþòîíîì ôîðìóëîé F=Gm1m2/l2. Çäåñü l-ðàññòîÿíèå ìåæäó òåëàìè. Ýòî ñàìûé ãëàâíûé çàêîí Âñåëåííîé âñ¸ îñòàëüíîå èñõîäèò èç ýòîãî çàêîíà. Âðàùåíèå ìàòåðèè ïðîèñõîäèò ïîä äåéñòâèåì òîé æå ñèëû âçàèìíîãî ïðèòÿæåíèÿ. Âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå ýòî ðàçíîâèäíîñòü ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ.
Âòîðîé ôàêòîð – ýòî ïðîöåññ ðàññåèâàíèÿ ìàòåðèè. ×òî æå âõîäèò â êîñìîëîãè÷åñêóþ ïîñòîÿííóþ îáîçíà÷åííóþ Ýéíøòåéíîì ñèìâîëîì Ʌ?  ýòó ïîñòîÿííóþ âõîäÿò: – 1 ñèëû âíóòðåííåé ýíåðãèè ìàòåðèè Åâí (êâàíòîâ ìàòåðèè), êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé èçëó÷åíèÿ, – 2 ñèëà äàâëåíèÿ èçëó÷åíèÿ, èçâåñòíàÿ êàê ñèëà äàâëåíèÿ ñâåòà Ðñâ=hν/λ. Ýòà ñèëà äåéñòâóåò è íà ïëàíåòû è íà ãàëàêòèêè. Òàê êàê ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ãàëàêòèêàìè âî Âñåëåííîé áîëüøèå è èçëó÷àþùèå òåëà ðàñïðåäåëåíû ïî Âñåëåííîé ïðèìåðíî ðàâíîìåðíî, äàâëåíèå ñâåòà íà âñå îáúåêòû áóäåò äåéñòâîâàòü îäíîâðåìåííî è ñî âñåõ ñòîðîí îäèíàêîâî. Èçëó÷åíèå âîò îñíîâíîé ôàêòîð ðàñïûëåíèÿ ìàòåðèè. Èçëó÷åíèå âñåõ òåë ìîæíî çàïèñàòü ôîðìóëîé.
Ðèç èìïóëüñ «ðàçáåãàíèÿ» ìàòåðèè» N ìíîæåñòâî èçëó÷àþùèõ òåë âî Âñåëåííîé, mô ìàññà ôîòîíà, qô ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü ôîòîíîâ â âîëíå èçëó÷åíèÿ, R ðàäèóñ êîíòðîëèðóåìîãî ñëîÿ, λ äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ, v ÷àñòîòà, t êîíòðîëüíîå âðåìÿ, ñ – ñêîðîñòü ñâåòà. Íî ïðîöåññû ðàññåèâàíèÿ è ñîåäèíåíèÿ ìàòåðèè ýòî íå äâà îòäåëüíûõ ôàêòîðà, à äâóåäèíûé ïðîöåññ. Ýòè äâà ôàêòîðà ðàáîòàþò îäíîâðåìåííî, íî ñ ïåðåìåííûì âëèÿíèåì è ìàññà êîñìè÷åñêîãî òåëà Ìêò ìåíÿåòñÿ ïî ôîðìóëå(12).
Çäåñü i – êîýôôèöèåíò èçëó÷åíèÿ.
Êîýôôèöèåíò «i» ìîæåò èìåòü êàê ïîëîæèòåëüíîå, òàê è îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå. -1 ≤ i ≥+1. Êîëè÷åñòâåííî îí ðàâåí îòíîøåíèþ èçëó÷àåìîé è ïîãëîùàåìîé ìàòåðèè (Ìè/Ìï, à êà÷åñòâåííî èõ ñóììå [Ìï +(– Mè) Âî Âñåëåííîé â îäíîì è òîì æå ìåñòå ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïðåâàëèðóåò òî îäèí ïðîöåññ, òî äðóãîé; â äðóãîì ìåñòå Âñåëåííîé âîçíèêàþò ýòè æå ñàìûå ïðîöåññû, íî â äðóãîå âðåìÿ. Ðàâåíñòâî ïðîöåññîâ ýòî îäèí èç ÷àñòíûõ ñëó÷àåâ. Íåêîòîðîå ìåñòíîå âëèÿíèå îêàçûâàåò âçðûâ «÷¸ðíîé äûðû». Äàâëåíèå ïðîäóêòîâ âçðûâà íà îêðóæàþùóþ ìàòåðèþ è èçëó÷åíèå êâàíòèííîé çâåçäû ïîñëå âçðûâà îòîäâèãàþò îò ìåñòà âçðûâà áëèçëåæàùèå ãàëàêòèêè, à íà ìåñòå áûâøåé «÷¸ðíîé äûðà îáðàçóåòñÿ îãðîìíîå ïðîñòðàíñòâî áåç ìàòåðèè – «áåëàÿ äûðà». Íî ÷åðåç íåêîòîðûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè ýòî ïðîñòðàíñòâî íàïîëíÿåòñÿ ìàòåðèåé è âñ¸ ñòàíîâèòñÿ íà «êðóãè ñâîÿ». Íà ïðèðîäó Âñåëåííîé è íà å¸ ñïîñîá ñóùåñòâîâàíèÿ ýòîò ôàêòîð âëèÿíèÿ íå îêàçûâàåò è åãî âëèÿíèåì ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå ñ ìíîæåñòâîì ðàçëè÷íûõ êîñìè÷åñêèõ òåë, èçîáðàæåíû êàê ðàçëè÷íûå ìíîæåñòâà êâàíòîâ ìàòåðèè. À(U>M) – ìíîæåñòâà êîñìè÷åñêèõ òåë, â êîòîðûõ ïðîöåññû êîíöåíòðàöèè ìàòåðèè U ïðåâàëèðóþò íàä ïðîöåññàìè ðàññðåäîòî÷åíèÿ ìàòåðèè M, ìíîæåñòâî òåë N, ãäå (U=M) – ñ ðàâåíñòâîì ïðîöåññîâ, ìíîæåñòâî òåë K, â êîòîðûõ ðàññðåäîòî÷åíèå ìàòåðèè ïðåâàëèðóåò(U<M). Ýíåðãåòèêó Âñåëåííîé Ýw ïðåäñòàâëÿåò ôîðìóëà (13) Çäåñü (ɣ+; ɣ -)€S — ìíîæåñòâî ñâîáîäíûõ êâàíòîâ.
Âñå ýòè ïåðåäâèæåíèÿ ìàòåðèè âî Âñåëåííîé âåäóò ê ÷åðåäå ñîáûòèé «S». Çàðîæäåíèå ãàçîïûëåâîãî îáëàêà S1 , ïðåâðàùåíèå ãàçîïûëåâîãî îáëàêà â çâåçäó S2, è ò. ä. Ïðè ýòîì âñåãäà ïðèñóòñòâóåò ìíîæåñòâî ñâîáîäíûõ êâàíòîâ ìàòåðèè Â(mɣ+; mɣ -). Îáîçíà÷èì ýòî ìíîæåñòâî ñèìâîëîì «Sêâ»
V – îáú¸ì, çíàê ñëåäñòâèÿ ïððåîáðàçîâàíèé. υ – ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ñâîáîäíûõ êâàíòîâ, çíàê âçàèìíîãî ïåðåõîäà èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. S1…Sn – ñîáûòèÿ: – çàðîæäåíèå çâåçäû è òä. Âñ¸ íàõîäèòñÿ â ïîñòîÿííîì äâèæåíèè.
Îñíîâíûå çàêîíû Âñåëåííîé.
Óíèâåðñàëüíûìè ñâîéñòâàìè ìàòåðèè ÿâëÿþòñÿ:
– Íåñîòâîðèìîñòü è íåóíè÷òîæèìîñòü.
– Âå÷íîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ âî âðåìåíè è áåñêîíå÷íîñòü â ïðîñòðàíñòâå.
– Ìàòåðèè âñåãäà ïðèñóùè äâèæåíèå è èçìåíåíèå, ñàìîðàçâèòèå, ïðåâðàùåíèå îäíèõ ñîñòîÿíèé â äðóãèå.
– Äåòåðìèíèðîâàííîñòü âñåõ ÿâëåíèé. Ïðè÷èííîñòü – çàâèñèìîñòü ÿâëåíèé è ïðåäìåòîâ îò ñòðóêòóðíûõ ñâÿçåé â ìàòåðèàëüíûõ ñèñòåìàõ è âíåøíèõ âîçäåéñòâèé, îò ïîðîæäàþùèõ èõ ïðè÷èí è óñëîâèé. Îòðàæåíèå – ïðîÿâëÿåòñÿ âî âñåõ ïðîöåññàõ, íî çàâèñèò îò ñòðóêòóðû âçàèìîäåéñòâóþùèõ ñèñòåì è õàðàêòåðà âíåøíèõ âîçäåéñòâèé. Èñòîðè÷åñêîå ðàçâèòèå ñâîéñòâà îòðàæåíèÿ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ âûñøåé åãî ôîðìû – àáñòðàêòíîãî ìûøëåíèÿ.
Óíèâåðñàëüíûå çàêîíû ñóùåñòâîâàíèÿ è ðàçâèòèÿ ìàòåðèè:
– Çàêîí åäèíñòâà è áîðüáû ïðîòèâîïîëîæíîñòåé;
– Çàêîí ïåðåõîäà êîëè÷åñòâåííûõ èçìåíåíèé, â êà÷åñòâåííûå;
– Çàêîí îòðèöàíèÿ îòðèöàíèÿ.
Êðîìå ýòèõ èçâåñòíûõ çàêîíîâ Âñåëåííîé ÿ õî÷ó ïðåäñòàâèòü çàêîíû, êîòîðûå âûòåêàþò èç ñâîéñòâà ìàòåðèè.
Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìàòåðèè.
Ïî÷òè òðèñòà ëåò òîìó íàçàä, ÂÅËÈÊÈÉ Ìèõàèë Âàñèëüåâè÷ Ëîìîíîñîâ âûñêàçàë ìûñëü, ÷òî íè÷òî íå èñ÷åçàåò áåññëåäíî è íå ïîÿâëÿåòñÿ èç íè÷åãî. Åñëè â îäíîì ìåñòå ñêîëüêî-òî, ÷åãî-òî óáûëî, òî â äðóãîì ìåñòå ñòîëüêî æå è òîãî æå ïðèáóäåò. Ýòî ÿâëåíèå îïðåäåëÿåò ÎÑÍÎÂÍÎÉ ÇÀÊÎÍ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ – «ÇÀÊÎÍ ÑÎÕÐÀÍÅÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ».
«ÂÑÅËÅÍÍÀß, ÝÒÎ ÔÎÐÌÀ ÑÓÙÅÑÒÂÎÂÀÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ, ÍÀÕÎÄßÙÅÉÑß Â ÍÅÉ Â ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄÀÕ, ÄÐÓà  ÄÐÓÃÀ ÏÅÐÅÕÎÄßÙÈÕ; ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÎ ÌÀÒÅÐÈÈ ÂÎ ÂÑÅËÅÍÍÎÉ ßÂËßÅÒÑß ÂÅËÈ×ÈÍÎÉ ÏÎÑÒÎßÍÍÎÉ ∑Ìw = const». (15).Èç âñåãî ñêàçàííîãî âûøå ñëåäóåò, ÷òî ñóùåñòâóåò ÷åòûðå âèäà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè (êâàíòû ìàòåðèè). Îíè ðàçíÿòñÿ òîëüêî çíàêàìè ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ è çíàêîì ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû æèâóò âñåãäà (âðåìÿ æèçíè íå èìååò ãðàíèö), ÷òî è ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé ïîñòîÿííîãî êîëè÷åñòâà ìàòåðèè âî Âñåëåííîé. Ðàçëè÷íûå ñî÷åòàíèÿ ýòèõ ÷åòûð¸õ âèäîâ ÷àñòèö äàþò âñ¸ ìíîãîîáðàçèå, âåëèêîëåïèå è ìíîãîãðàííîñòü æèçíè Âñåëåííîé. Êàê æå ðàñïðåäåëÿåòñÿ ìàòåðèÿ â êîñìè÷åñêèõ òåëàõ Âñåëåííîé? Íà ýòîò âîïðîñ îòâå÷àåò.
Çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå.
Âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè èìåþò îäèíàêîâûå, ãðàâèòàöèîííûå ïîëÿ, ïðèñîåäèíÿÿñü äðóã ê äðóãó, ýòè ÷àñòèöû îáðàçóþò ñôåðè÷åñêîå òåëî. Âíåøíèé ñëîé òåëà, ñîñòîèò èç ãðàâèòîíîâ, ñîåäèí¸ííûõ ìåæäó ñîáîé ñèëàìè ñîáñòâåííîé ãðàâèòàöèè. Ïîñëå ýòîãî ñëîÿ ãðàâèòîíîâ ðàñïîëàãàþòñÿ ñëîè êâàíòîâ ìàòåðèè, ñîåäèí¸ííûõ òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè. Ýòè êâàíòû ìàòåðèè ñòåñíåíû ãðàâèòîíàìè è èìåþò ìåíüøèå ðàçìåðû, ÷åì ãðàâèòîíû. Ñëîè êâàíòîâ ìàòåðèè, ðàñïîëîæåííûå äàëüøå îò âíåøíåãî ñëîÿ áóäóò ñæèìàòüñÿ åù¸ ñèëüíåå. È òàê, ÷åì äàëüøå îò ãðàâèòîíîâ íàõîäèòñÿ ñëîé êâàíòîâ, òåì ñèëüíåå îí ñæàò. Ýòà çàêîíîìåðíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ êâàíòîâ ìàòåðèè ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ è íà êâàíòû ìàòåðèè, êîòîðûå, âñëåäñòâèå ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, îêðóæàþò êàæäîå ìàòåðèàëüíîå òåëî. Îáú¸ì êâàíòîâ ìàòåðèè, ñâÿçàííûõ òîëüêî ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè îáðàçóåò ýíåðãåòè÷åñêîå ïîëå ìàòåðèàëüíîãî (êîñìè÷åñêîãî) òåëà. Ýòî ðàñêðûâàåò ïîëîæåíèå òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà îá ýíåðãèè ïîêîÿ, â êîòîðîì ãîâîðèòñÿ, ÷òî ëþáîå òåëî óæå òîëüêî áëàãîäàðÿ ôàêòó ñâîåãî ñóùåñòâîâàíèÿ îáëàäàåò ýíåðãèåé, êîòîðàÿ ïðîïîðöèîíàëüíà ìàññå ïîêîÿ m0. Òàêèì îáðàçîì, ïëîòíîñòü ìàòåðèè â ñëîå êâàíòîâ áóäåò ðàâíà ìàññå ñëîÿ êâàíòîâ δÌ, ïîäåë¸ííîé íà îáú¸ì ýòîãî ñëîÿ, êîòîðûé áóäåò ðàâåí 4πR2δR q=(1–R/R0)δÌ/4πR2δR.  ýòîé ôîðìóëå 4πR2 ïëîùàäü ñôåðû, îáðàçîâàííîé èç ñëîÿ êâàíòîâ, R0 — íàðóæíûé ðàäèóñ ñëîÿ ãðàâèòîíîâ, R – ðàäèóñ ðàñïîëîæåíèÿ èññëåäóåìîãî ñëîÿ, èçìåíÿþùèéñÿ îò Rmin äî R0 δR – òîëùèíà ýòîãî ñëîÿ – øàã óïëîòíåíèÿ. Åñëè δR = r – ðàäèóñó êâàíòà ìàòåðèè, òîãäà δÌ=const, R è r ñâÿçàíû çàâèñèìîñòüþ 2rn = 2πR, ãäå n, ýòî êîëè÷åñòâî êâàíòîâ ïî ðàäèóñó èññëåäóåìîãî ñëîÿ; «q» — ïëîòíîñòü ìàòåðèè èçìåíÿåòñÿ îò qmax ïëîòíîñòè ìàòåðèè â ñðåäèíå êîñìè÷åñêîãî òåëà äî qî ïëîòíîñòè ìàòåðèè â íàðóæíîì ñëîå.  ýòîé ôîðìóëå, ïîñòîÿííûìè âåëè÷èíàìè ïðè ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè òåëà ÿâëÿþòñÿ δÌ, R0 è n. Ïîä÷èíÿåòñÿ ýòîé çàêîíîìåðíîñòè è ðàñïðîñòðàíåíèå èçëó÷àåìîé ìàòåðèè. Êàæäîé äëèíå âîëíû èçëó÷åíèÿ ñîîòâåòñòâóåò ñâîÿ ïëîòíîñòü ìàòåðèè (ýíåðãèè). Ýòà çàêîíîìåðíîñòü íå ïðîòèâîðå÷èò íè çàêîíó Íüþòîíà, òàê êàê êàæäîå ìàòåðèàëüíîå òåëî îêðóæàåò ïîëå, ñîñòîÿùåå èç ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè, êîòîðûå ðàñïîëàãàþòñÿ âîêðóã ìàòåðèàëüíîãî òåëà, ñîãëàñíî çàêîíó ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå, íè çàêîíó Êóëîíà, íè äðóãèì àíàëîãè÷íûì òåîðåìàì. Âñå ýòè çàêîíû èñõîäÿò èç çàêîíîìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå, à âñÿêèå ñèëû, â òîì ÷èñëå è ãðàâèòàöèÿ, ýòî ðåçóëüòàò äåéñòâèÿ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîëåé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè. Íåò ìàòåðèè, íåò è ñèë; íåò ñèë, íåò ýíåðãèè. Îòñþäà, íåò ìàòåðèè, íåò è ýíåðãèè. Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ïëîòíîñòè è, ñîîòâåòñòâåííî, äàâëåíèÿ, îáðàçóþòñÿ ðàçëè÷íûå ÷àñòèöû, íà÷èíàÿ ñ íåéòðèíî. Åù¸ äàëüøå ê öåíòðó îò âíåøíåãî ñëîÿ êâàíòîâ îáðàçóþòñÿ âåùåñòâà; – âîäîðîä, ãåëèé è ò. ä. ß ïîëàãàþ, ÷òî ýòà çàêîíîìåðíîñòü ÿâëÿåòñÿ îáùåé çàêîíîìåðíîñòüþ ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè âî Âñåëåííîé è ÿâëÿåòñÿ çàêîíîì.
«ÇÀÊÎÍ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÌÀÒÅÐÈÈ Â ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÅ». Ìàòåðèÿ â ïðîñòðàíñòâå, îáðàçóåò ñêîïëåíèÿ ñôåðè÷åñêîé ôîðìû (êîñìè÷åñêîå òåëî). Íàèáîëåå ïëîòíî ìàòåðèÿ ðàñïîëàãàåòñÿ â öåíòðå ìàññ êîñìè÷åñêîãî òåëà. Ìàòåðèÿ ðàñïðåäåëÿåòñÿ ñôåðè÷åñêèìè ñëîÿìè êâàíòîâ òàêèì îáðàçîì, ÷òî óìåíüøåíèå ïëîòíîñòè ìàòåðèè ïðîèñõîäèò ïðîïîðöèîíàëüíî óâåëè÷åíèþ ðàññòîÿíèÿ îò öåíòðà ïî çàêîíó q= (1 – R/R0) δÌn/4π2R3 (16).Òîò æå ñàìûé çàêîí íàáëþäàåòñÿ â ìèêðîìèðå. Ïîëå íóêëîíà – ðåçóëüòèðóþùåå ïîëå êâàðêîâ – áûñòðî óáûâàåò ñ ðàññòîÿíèåì è àíàëîãè÷íî ïîëþ ýëåêòðè÷åñêîãî ìóëüòèïîëÿ, ôîðìèðóþùåãî âçàèìîäåéñòâèÿ Âàí – äåð – Âààëüñà (ïîëå äèïîëÿ óáûâàåò îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êóáó ðàññòîÿíèÿ). Èçëó÷åíèå òîæå ïðîèñõîäèò ñîãëàñíî ýòîìó çàêîíó. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ýíåðãèÿ ýòî ïðèíàäëåæíîñòü ìàòåðèè, à òÿãîòåíèå è èçëó÷åíèå ïîä÷èíÿåòñÿ îáùåé çàêîíîìåðíîñòè, îïðåäåëèì ýòó îáùóþ çàêîíîìåðíîñòü êàê ðàñïðåäåëåíèå ìàòåðèè è ýíåðãèè â ïðîñòðàíñòâå. Îäíàêî, ïëîòíîñòü ìàòåðèè ìåíÿåòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî R3, à çàðÿä è ñèëà ãðàâèòàöèè ìåíÿþòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî R2?  ÷¸ì æå äåëî? Ýòî ðåçóëüòàò èçìåíåíèÿ îáú¸ìà êâàíòîâ ìàòåðèè. Ïðè óâåëè÷åíèè ïëîòíîñòè ìàòåðèè âñå ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè óìåíüøàþòñÿ, ïðîïîðöèîíàëüíî óìåíüøåíèþ îáú¸ìà êâàíòà, íî ïðîïîðöèîíàëüíî óìåíüøåíèþ îáú¸ìà êâàíòà âîçðàñòàåò åãî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ. Äëÿ òîãî, ÷òîáû óçíàòü õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ïëîòíîñòè îò èçìåíåíèÿ ðàçìåðà ðàäèóñà R, íàäî âçÿòü ïðîèçâîäíóþ îò q ïî R. Òîãäà q!=δÌn(2/R0 – 3/R)/4π2R3 (17). Òàê êàê ìíîæèòåëü (2/R0 – 3/R) èìååò âñåãäà îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå, òî è q! áóäåò âñåãäà èìåòü îòðèöàòåëüíîå çíà÷åíèå, òî åñòü âåêòîð ñêîðîñòè óïëîòíåíèÿ ñ ðàçìåðíîñòüþ (êã/ì3):ì, âñåãäà íàïðàâëåí â ïðîòèâîïîëîæíóþ ñòîðîíó âåêòîðà óâåëè÷åíèÿ ðàäèóñà êîñìè÷åñêîãî òåëà. Òàê êàê çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè äëÿ âñåõ òåë îäèíàêîâ, òî è óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ áóäåò îäèíàêîâ äëÿ âñåõ òåë. Òàêèì îáðàçîì, ìû ìîæåì óçíàòü ìàññó è ðàçìåðû ëþáîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà, (êðîìå «÷¸ðíîé äûðû»)? è, äàæå, âûñòðîèòü àòëàñ, ðàñïîëîæåíèÿ ìàòåðèè â «îáîçðèìîì» êîñìîñå íà äàííûé ïåðèîä âðåìåíè.
PS. Ïîäòâåðæäåíèåì 30 ãî ïóíêòà ÿâëÿåòñÿ ñëåäóþùåå ñîîáùåíèå ñåãîäíÿ 29 Àâãóñòà 2011, 14:09 «Ýêñïåðèìåíò íà Áîëüøîì àäðîííîì êîëëàéäåðå îïðîâåðã ñîâðåìåííóþ òåîðèþ ìèðîçäàíèÿ».  ÷åëîâå÷åñêîì ñîçíàíèè íèêàê íå óêëàäûâàþòñÿ ïîíÿòèÿ «âå÷íîñòü» è «áåñêîíå÷íîñòü».  ýòîì-òî è çàêëþ÷àåòñÿ ñóòü îøèáîê. (àâò.) Çíàìåíèòàÿ òåîðèÿ Ñóïåðñèììåòðèè, îáúÿñíÿþùàÿ îñíîâû ìèðîçäàíèÿ, íå íàøëà ïîäòâåðæäåíèÿ â õîäå èññëåäîâàíèé â Åâðîïåéñêîì öåíòðå ÿäåðíûõ èññëåäîâàíèé (ÖÅÐÍ) íà Áîëüøîì àäðîííîì êîëëàéäåðå. Îá ýòîì çàÿâèëà â ñóááîòó ïðåäñòàâèòåëü ÖÅÐÍ ïðîôåññîð Òàðà Øèàðñ íà ìåæäóíàðîäíîé ôèçè÷åñêîé êîíôåðåíöèè, êîòîðàÿ ïðîõîäèò â èíäèéñêîì ãîðîäå Ìóìáàè, ïåðåäàåò ÈÒÀÐ-ÒÀÑÑ ñî ññûëêîé íà Áè-áè-ñè. «Ìû ïðîâåëè íà ÁÀÊ ñåðèþ ýêñïåðèìåíòîâ ñ ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè, â õîäå êîòîðûõ ïðîâåðèëè îïûòíûì ïóòåì ôóíäàìåíòàëüíûå âûâîäû òåîðèè Ñóïåðñèììåòðèè è âåðíîñòü îïèñàíèÿ åþ ôèçè÷åñêîãî ìèðà. Îäíàêî íåîáõîäèìûõ ïîäòâåðæäåíèé ìû íå ïîëó÷èëè», – ïîä÷åðêíóëà Øèàðñ. Ñôîðìóëèðîâàííàÿ â 1973 ãîäó, òåîðèÿ Ñóïåðñèììåòðèè ïðåäïîëàãàåò íàëè÷èå ó êàæäîé èçâåñòíîé íàóêå ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû äâîéíèêà, îòëè÷àþùåãîñÿ ñâîèìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Äàííàÿ òåîðèÿ ïîçâîëÿëà îòâåòèòü íà âîïðîñ, ïî÷åìó íàøà Âñåëåííàÿ èìååò çíà÷èòåëüíî áîëüøóþ ìàññó, íåæåëè åå äàåò ñëîæåíèå âñåõ íàáëþäàåìûõ â íåé êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ. Ñåé÷àñ ó÷åíûå ÖÅÐÍ ñîîáùèëè, ÷òî íå ñìîãëè îáíàðóæèòü ïðèçíàêîâ ýòèõ òÿæåëûõ äâîéíèêîâ.  ïîñëåäíèå ìåñÿöû îíè ïðîâîäèëè íà ÁÀÊ îïûòû ñ Â-ìåçîíîì.  õîäå íèõ óñòàíîâëåíî, ÷òî ðàñïàä Â-ìåçîíà ïðîèñõîäèò íå ñòîëü ÷àñòî, êàê åñëè áû ñóùåñòâîâàë åãî ñóïåðñèììåòðè÷íûé ïàðòíåð, íàëè÷èå êîòîðîãî ïðåäïîëàãàåò òåîðèÿ. Îäíàêî Òàðà Øèàðñ îòêàçàëàñü ïîëíîñòüþ îòâåðãíóòü òåîðèþ Ñóïåðñèììåòðèè è çàìåòèëà, ÷òî íå íàøëè ïîäòâåðæäåíèÿ âûâîäû åå óïðîùåííîé âåðñèè, à íå áîëåå ñëîæíîãî âàðèàíòà. Ñïðàâåäëèâîñòü 24 ãî ïóíêòà ïîäòâåðæäàåòñÿ ýêñïåðèìåíòàìè åâðîïåéñêèõ ó÷¸íûõ (ñîîáùåíèå îò 23 ñåíòÿáðÿ 2011 ã.). Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ åâðîïåéñêèõ ó÷åíûõ íàïóãàëè è ïîñòàâèëè èõ ñàìèõ æå â òóïèê. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ñóùåñòâóþò ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, êîòîðûå äâèãàþòñÿ áûñòðåå ñêîðîñòè ñâåòà, ïåðåäàåò Áè-áè-ñè.  Åâðîïåéñêîì öåíòðå ÿäåðíûõ èññëåäîâàíèé (ÖÅÐÍ) ïîëó÷èëè ðåçóëüòàò, êîòîðûé ïðèâåë ôèçèêîâ â çàìåøàòåëüñòâî. Ó÷åíûå ïîñûëàëè ïó÷îê íåéòðèíî (îäèí èç âèäîâ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö) èç íàó÷íîãî êîìïëåêñà â ïîäçåìíóþ ëàáîðàòîðèþ, êîòîðàÿ ðàñïîëîæåíà â Èòàëèè â ðàéîíå ãîðû Ãðàí-Ñàññî. Ðàññòîÿíèå ìåæäó ýòèìè îáúåêòàìè ñîñòàâëÿåò 732 êì. ×àñòèöà ïðèáûâàëà â ïóíêò íàçíà÷åíèÿ íà íåñêîëüêî ìèëëèàðäíûõ äîëåé ñåêóíäû ðàíüøå, ÷åì, åñëè áû ïåðåäâèãàëàñü ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà. Ôèçèêè ïðîèçâåëè 15 òûñ. èçìåðåíèé ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ýòèõ ÷àñòèö, ïðåæäå ÷åì îáíàðîäîâàòü ñâîå èññëåäîâàíèå. Ñàìè ó÷åíûå ïîêà îñòîðîæíî îòçûâàþòñÿ î âîçìîæíîì ñåíñàöèîííîì îòêðûòèè è çàÿâëÿþò, ÷òî åãî ïðåäñòîèò èçó÷èòü è ïåðåïðîâåðèòü. Åñëè ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà ïîäòâåðäÿòñÿ, òî âñÿ ôèçèêà, ïîñòðîåííàÿ íà òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Àëüáåðòà Ýéíøòåéíà, îêàæåòñÿ ïîä âîïðîñîì: ïî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, ñêîðîñòü ñâåòà ÿâëÿåòñÿ ïðåäåëüíîé âî Âñåëåííîé. È âîò ñîîáùåíèå îò 23 ñåíòÿáðÿ 2011 ã. society / 23/09/2011/616954.shtml Ãðóïïà èññëåäîâàòåëåé öåíòðà Åâðîïåéñêîé îðãàíèçàöèè ïî ÿäåðíûì èññëåäîâàíèÿì (ÖÅÐÍ), ïðîâåäÿ ïîâòîðíóþ ñåðèþ èñïûòàíèé, ïîäòâåðäèëà, ÷òî ñóáàòîìíûå ÷àñòèöû, ïîõîæå, ìîãóò äåéñòâèòåëüíî äâèãàòüñÿ ñî ñêîðîñòüþ, ïðåâûøàþùåé ñêîðîñòü ñâåòà. Ïîäîáíûå ðåçóëüòàòû áûëè ïîëó÷åíû â õîäå ïåðâîãî ýêñïåðèìåíòà, ïðîâåäåííîãî â ñåíòÿáðå ýòîãî ãîäà. Òîãäà ïó÷îê íåéòðèíî, íàïðàâëåííûé èç ÖÅÐÍ â ïîäçåìíóþ ëàáîðàòîðèþ Ãðàí-Ñàññî â Èòàëèè íà ðàññòîÿíèå â 732 êì, ïðèáûë íà ìåñòî íàçíà÷åíèÿ íà íåñêîëüêî ìèëëèàðäíûõ äîëåé ñåêóíäû ðàíüøå, ÷åì, åñëè áû ïåðåäâèãàëñÿ ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà. Èçóìëåííûå ôèçèêè ðåøèëè ïðîâåñòè ïîâòîðíûå èññëåäîâàíèÿ è ñíîâà ïðèøëè ê òàêèì æå ðåçóëüòàòàì. Íà ýòîò ðàç ïðîòîíû íàïðàâëÿëèñü êîðîòêèìè ïó÷êàìè äëèòåëüíîñòüþ â îäíó èëè äâå íàíîñåêóíäû ñ áîëüøèìè ïðîìåæóòêàìè ìåæäó íèìè. Ýêñïåðèìåíò ñ êîðîòêèìè ïó÷êàìè òàêæå ïîìåíÿë òî÷êó çðåíèÿ íåêîòîðûõ ôèçèêîâ, êðèòèêîâàâøèõ ïåðâûé îïûò. Îíè çàÿâëÿëè, ÷òî èñïîëüçîâàíèå äëèííûõ ïó÷êîâ ìîãëî ïðèâåñòè ê îøèáêå â ðàñ÷åòàõ. "Îøèáêà èñêëþ÷åíà" Èññëåäîâàíèÿ ïðîõîäÿò â ðàìêàõ ïðîåêòà OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus), èëè ýêñïåðèìåíò ïî èçó÷åíèþ íåéòðèííûõ îñöèëëÿöèé. Öåëü ïðîåêòà – äîêàçàòü ãèïîòåçó ïðåâðàùåíèÿ îäíèõ òèïîâ íåéòðèíî (ýëåêòðîííûå, ìþîííûå è òàó-íåéòðèíî) â äðóãèå. Ôèçèêè èçìåðèëè ñêîðîñòü ïóòåøåñòâèÿ íåéòðèíî îêîëî 15 òûñÿ÷ ðàç. Ïîäîáíàÿ ñòàòèñòèêà ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î òîì, ÷òî ðå÷ü èäåò î íàó÷íîì îòêðûòèè. Ýòî ïîäòâåðæäàåò ïîëîæåíèÿ ÒÝ×Ì.Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè è àíòèìàòåðèè. Ó÷åíûå îáíàðóæèëè íîâóþ çàêîíîìåðíîñòü âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè è àíòèìàòåðèè, áëàãîäàðÿ êîòîðîé, âåðîÿòíî, ñóùåñòâóåò Âñåëåííàÿ è âñå å¸ êîìïîíåíòû, âêëþ÷àÿ ïëàíåòó Çåìëÿ è íàñåëÿþùèõ å¸ ëþäåé, ñîîáùàåòñÿ â ñòàòüå èññëåäîâàòåëåé. Ðå÷ü èäåò î òàê íàçûâàåìîé ñèììåòðèè ìàòåðèè è àíòèìàòåðèè, êîòîðàÿ, ñîãëàñíî èäåàëèçèðîâàííûì ìàòåìàòè÷åñêèì ïðåäñòàâëåíèÿì î ñòðîåíèè Âñåëåííîé, äîëæíà ïðèâîäèòü ê ðàâíîâåðîÿòíîìó îáðàçîâàíèþ ÷àñòèö ìàòåðèè è àíòèìàòåðèè â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Åñëè áû ýòîò ïðèíöèï áûë ñïðàâåäëèâ, òî â ìîìåíò Áîëüøîãî âçðûâà, ïîëîæèâøåãî íà÷àëî ôîðìèðîâàíèþ ïåðâûõ çâåçä è ãàëàêòèê âî Âñåëåííîé, âñÿ ìàòåðèÿ è àíòèìàòåðèÿ, îáðàçîâàâøèåñÿ â îäèíàêîâûõ êîëè÷åñòâàõ, âñòóïèëè áû äðóã ñ äðóãîì âî âçàèìîäåéñòâèå, ÷òî ïðèâåëî áû ê èõ âçàèìíîìó óíè÷òîæåíèþ (àííèãèíëÿöèè). Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî îáúåêòèâíàÿ ðåàëüíîñòü – ñóùåñòâîâàíèå Âñåëåííîé è âñåõ å¸ êîìïîíåíòîâ, "ñäåëàííûõ" èç ìàòåðèè è ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå îòñóòñòâèå àíòèâåùåñòâà – óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ýòîò ïðèíöèï ñèììåòðèè êàêèì-òî îáðàçîì íàðóøàåòñÿ. Çà ñ÷åò ÷åãî ýòî ïðîèñõîäèò, ó÷åíûì äî ñèõ ïîð íåèçâåñòíî. Ôèçèêà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö âïîëíå äîõîä÷èâî îáúÿñíÿåò ýòî ÿâëåíèå. [Àâò.] Ñâåðõíîâàÿ http://www.endec. ru/Gelaksy/StrSN.ðhð/…Ýíåðãèÿ âçðûâà òàê âåëèêà, ÷òî ïðîèñõîäèò ñèíòåç íîâûõ ýëåìåíòîâ, â îñîáåííîñòè áîëåå òÿæ¸ëûõ ÷åì æåëåçî. Îáîãàùåííîå òÿæåëûìè ýëåìåíòàìè âåùåñòâî ðàçáðàñûâàåòñÿ âçðûâàìè ñâåðõíîâûõ ïî âñåé ãàëàêòèêå. Ýòè äàííûå ïîäòâåðæäàþò ïðàâèëüíîñòü ÒÝ×Ì ñ òîé ëèøü ðàçíèöåé, ÷òî íå ñèëà âçðûâà ñèíòåçèðóåò òÿæ¸ëûå ýëåìåíòû, à îñâîáîæä¸ííûå êâàíòèíî, ïðåâðàòèâøèñü â êâàíòû ìàòåðèè, ñèíòåçèðóþòñÿ â òÿæ¸ëûå ýëåìåíòû. Êðîìå òîãî, òÿæ¸ëûõ ýëåìåíòîâ äîñòàòî÷íî â òåëå ñàìîé ×Ä (Àâò.).  ìîìåíò âçðûâà ñâåðõíîâàÿ çâåçäà èçëó÷àåò ñòîëüêî ýíåðãèè, ñêîëüêî Ñîëíöå ñïîñîáíî âûðàáîòàòü çà äåñÿòü ìèëëèàðäîâ ëåò. Ñâåðõíîâûå ïîðîæäàþò è ïîòîêè ÷àñòèö ñ î÷åíü âûñîêîé ýíåðãèåé – êîñìè÷åñêèå ëó÷è. Âîçìîæíî, ÷òî ðå÷ü èä¸ò î êâàíòèííîì èçëó÷åíèè.(Àâò.) Ïîòåïëåíèå êëèìàòà íà íàøåé ïëàíåòå òîæå ãîâîðèò î ñïðàâåäëèâîñòè ÒÝ×Ì. ß äóìàþ, ÷òî âçðûâû «÷¸ðíûõ äûð» ÿâëÿþòñÿ ïðè÷èíîé äâèæåíèÿ íåêîòîðûõ ãàëàêòèê. Òàê ÷àñòü èññëåäóåìûõ Â. Ñëàéôåðîì ãàëàêòèê, äâèãàþòñÿ â ñòîðîíó íàøåé ãàëàêòèêè.
Èñïîëüçóåìàÿ ëèòåðàòóðà.
Ã. ß. Ìÿêèøåâ, Á.Á. Áóõîâöåâ «ÔÈÇÈÊÀ» 11êë, È. Ñ. Øêëîâñêèé «Ç¨ÇÄÛ, èõ ðîæäåíèå, æèçíü è ñìåðòü», È. Ñ. Øêëîâñêèé «ÂÑÅËÅÍÍÀß ÆÈÇÍÜ ÐÀÇÓÌ». Ò. À. Àãåêÿí «Ç¨ÇÄÛ ÃÀËÀÊÒÈÊÈ ÌÅÒÀÃÀËÀÊÒÈÊÀ», ß. Á. Çåëüäîâè÷, È. Ä. Íîâèêîâ «ÑÒÐÎÅÍÈÅ È ÝÂÎËÞÖÈß ÂÑÅËÅÍÍÎÉ», È. Ä. Íîâèêî⠫רÐÍÛÅ ÄÛÐÛ È ÂÑÅËÅÍÍÀß», Ë. Áðèëþýí «ÍÎÂÛÉ ÂÇÃËßÄ ÍÀ ÒÅÎÐÈÞ ÎÒÍÎÑÈÒÅËÜÍÎÑÒÈ», Ï. Å. Êîëïàêîâ «ÎÑÍÎÂÛ ßÄÅÐÍÎÉ ÔÈÇÈÊÈ», ß. À. Ñìîðîäèíñêèé «ÇÀÊÎÍÛ È ÏÀÐÀÄÎÊÑÛ ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ» Îáçîð À. Áóòêåâè÷, ÈßÈ ÐÀÍ «Íåéòðèíî». Ñ. Á. Àëåìàíîâ «ÏÎËÅÂÀß ÏÐÈÐÎÄÀ ÌÀÒÅÐÈÈ ÄÈÑÊÐÅÒÍÎÑÒÜ ÝËÅÊÒÐÎÌÀÃÍÈÒÍÛÕ ÂÎËÍ». http://alemanov.da.ru Russian È.Ï. Ðîçåíòàëü «Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû è ñòðóêòóðà Âñåëåííîé». È.Í. Àðóòþíÿí «Ñåìü ïóòåøåñòâèé â ìèêðîìèð». Â.Ï. Ãîëîùàïîâ «ÔÈÇÈÊÀ ÊÎÑÌÎÑÀ ÒÅÎÐÈß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ ÌÀÒÅÐÈÈ» èçäàíèå ïåðâîå 2010 ã. Â.Ï. Ãîëîùàïîâ «ÔÈÇÈÊÀ ÊÎÑÌÎÑÀ ÒÅÎÐÈß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ ÌÀÒÅÐÈÈ» èçäàíèå âòîðîå 2010 ã. Â.Ï. Ãîëîùàïîâ «ÔÈÇÈÊÀ ÊÎÑÌÎÑÀ ÒÅÎÐÈß ÝËÅÌÅÍÒÀÐÍÛÕ ×ÀÑÒÈÖ ÌÀÒÅÐÈÈ» ÂÑÅËÅÍÍÀß ÊÎÑÌÎÑ ÌÀÒÅÐÈß èçäàíèå òðåòüå 2014 ã.
Ðèñóíêè è ñõåìû.
Ðèñ. 4.
ÈÇËÓ×ÅÍÈÅ (Ñõåìàðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòîâîé âîëíû).
Ì – ìàññà òåëà. Å – ýíåðãèÿ êâàíòà. Vê – îáú¸ì êâàíòà. qê — óäåëüíàÿ ïëîòíîñòü êâàíòà ìàòåðèè. U – ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ ãðàâèòàöèè êâàíòà. Åâò.– ýíåðãèÿ ñèëû óïðóãîñòè, îáðàçóþùàÿñÿ ïðè ñæàòèè êâàíòà ìàòåðèè.
Ðèñ. 5.
Ïðèìåðíàÿ ñõåìà çàâèñèìîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ ýíåðãèè êâàíòà îò ìàññû òåëà.
T1 íà÷àëî ñâå÷åíèÿ (êðàñíûé ãèãàíò) t1– t2 ñâå÷åíèå çâåçäû t2 êîíåö ñâå÷åíèÿ çâåçäû (êðàñíûé êàðëèê, è ïðåâðàùåíèå çâåçäû â òâ¸ðäîå êîñìè÷åñêîå òåëî) t2 – t3 Íàáîð ìàññû «ïðåääûðîé» t3 íà÷àëî èçëó÷åíèÿ çâåçäû â îáëàñòè ðåíãåíîâñêîãî óëüòðàðåíãåíîâñêîãî è íåéòðèííîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò èçëó÷åíèÿ. t3 — t4 íàáîð ìàññû ÷¸ðíîé äûðîé. t3 – t8 ðàçâèòèå êâàçàðà t4 âçðûâ ÷¸ðíîé äûðû t4 — t5 âûáðîñ ìàòåðèè èçëó÷åíèåì â âèäå íåéòðèíî, óëüòðàðåíãåíîâñêîãî, ðåíãåíîâñêîãî è ñâåòîâîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò èçëó÷åíèÿ. t5 — t6 ñâåðõíîâàÿ çâåçäà ïðåâðàùàåòñÿ â áåëîãî êàðëèêà. t7 ýíåðãèÿ îáëàêà ñðàâíÿëàñü ñ ýíåðãèåé êîñìîñà. t8 êîíåö ñâå÷åíèÿ çâåçäû.
Ðèñ. 6.
Ïðèìåðíàÿ ñõåìà ñîáûòèé æèçíè çâåçäû (âàðèàíò).
Ðèñ 7.
Èçëó÷åíèå.
Ðèñ. 8 Êâàíò ìàòåðèè (+).
Ðèñ. 8 Êâàíò ìàòåðèè (-).
Ðèñ. 8à Êâàíò ìàòåðèè (âàðèàíò).
1. ßäðî ÷àñòèöû 2. Îáîëî÷êà ÷àñòèöû 3. Ìàãíèòíîå ïîëå (N) èëè (S). 4. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå 5. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå 6. Ñèëîâûå ëèíèè ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ.
Ðèñ. 8á Êâàíò ìàòåðèè (âàðèàíò).
1. ßäðî ÷àñòèöû 2. Îáîëî÷êà ÿäðà êâàíòà 3. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. 4. Ìàãíèòíîå ïîëå. 5. Ãðàâèòàöèîííîå ïîëå 5. Ñèëîâûå ëèíèè ãðàâèòàöèîííîãî ïîëÿ.
Ðèñ. 9.
ßäðî êâàíòà. (ñõåìà – âàðèàíò) 1. Èñòî÷íèê ìàãíåòèçìà. 2. Èñòî÷íèê ýëåêòðè÷åñòâà.
Ðèñ 11. Ôîòîí.
Ðèñ 12. Êâàíòèíî.
Ðèñ 13.
Òàê, ïðèìåðíî, âûãëÿäèò öåïî÷êà ôîòîíîâ â âîëíå èçëó÷åíèÿ.
Ðèñ. 14.
Âîò òàê ïðèìåðíî âûãëÿäèò àòîì Äåðìøòàäòèÿ.
Öèôðàìè îáîçíà÷åíî ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî ýëåêòðîíîâ â ñëîå.
Äåðìøòàäòèé. ÂÈÄ À.
1. ßäðî àòîìà. 2. ýëåêòðîíû.
Öåëü, àêòóàëüíîñòü, ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü ðàáîòû.
Öåëü ðàáîòû — Íàñêîëüêî ýòî âîçìîæíî, ïîêàçàòü ñòðóêòóðó ìàòåðèè è Âñåëåííîé.
Àêòóàëüíîñòü ðàáîòû. Ñòîëåòèÿ ÷åëîâå÷åñòâî íàøåé öèâèëèçàöèè èùåò îòâåòû íà âîïðîñû «Èç ÷åãî ñîñòîèò âåñü ìèð» è «Êàê îñóùåñòâëÿåòñÿ áûòèå». Ïðîàíàëèçèðîâàâ íåêîòîðûå äîñòèæåíèÿ íàóêè, ÿ ïðèø¸ë ê âûâîäó, ÷òî îòâåòû íà ýòè âîïðîñû óæå íàéäåíû, íî íå îáîçíà÷åíû ââèäó òîãî, ÷òî ðàçáðîñàíû â ðàçëè÷íûõ ó÷åíèÿõ. Êðîìå òîãî, ââèäó ñëîæèâøèõñÿ îáñòîÿòåëüñòâ, êîãäà ó÷¸íûì íå õâàòàëî ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, íàóêà ïîøëà ïî ëîæíîìó ïóòè, ÷òî âûÿâèëîñü â ó÷åíèÿõ î ðàñøèðåíèè Âñåëåííîé, î âçðûâíîì ïðîèñõîæäåíèè Âñåëåííîé, îá ýíòðîïèè Âñåëåííîé è ò. ä. Íåäîñòàòî÷íîñòü ôàêòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà ñêàçàëàñü è íà ôèçèêå ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Çäåñü ó÷¸íûå ðàçäåëèëè ìàòåðèþ è ýíåðãèþ, ñîåäèíèâ å¸ çàâèñèìîñòüþ e=mc2. Îòñþäà ïîøëè ó÷åíèÿ î ìàòåðèè è àíòèìàòåðèè î ìèðàõ è àíòèìèðàõ, î ñâåòëîé ýíåðãèè è ò¸ìíîé ýíåðãèè è ò. ä.  ñâîåé ðàáîòå ÿ âûÿâèë ðàöèîíàëèçì â ó÷åíèÿõ è ïðèø¸ë, êàê ÿ ñ÷èòàþ, ê ïðàâèëüíûì âûâîäàì.  ðàáîòå ÿ ïîñòàðàëñÿ äîõîä÷èâî, îïèðàÿñü íà äîêàçàòåëüñòâà ñàìèõ æå ó÷¸íûõ îïóáëèêîâàííûõ â ðàçëè÷íûõ ó÷åíèÿõ, äîâåñòè äî ëþäåé èñòèíó, êîòîðàÿ ñêðûâàëàñü ïîä íàñëîåíèåì ðàçëè÷íûõ ó÷åíèé.
Ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü — íåîãðàíè÷åííàÿ. Íàó÷èâøèñü âëàäåòü ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè, ìû ïîëó÷èì âñ¸, ÷òî íàì íåîáõîäèìî; è ìàòåðèàëû, êàêèå íàì áóäóò íåîáõîäèìû, è ïðîäóêòû, êàêèå íåîáõîäèìû íàøåìó îðãàíèçìó, è âñ¸ îñòàëüíîå. Ñîñòàâèâ àòëàñ ñèë ãðàâèòàöèè è âëèÿíèÿ ñèë èçëó÷åíèÿ, ìû ñìîæåì ïóòåøåñòâîâàòü â êîñìîñå ñ ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé ñêîðîñòüþ. Òî åñòü ìû – ÷åëîâå÷åñòâî, óæå âñòàíåì íà íîâóþ ñòóïåíü ðàçâèòèÿ.
Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå.
Ãîëîùàïîâ Âëàäèìèð Ïåòðîâè÷.
Àâòîð íàñòîÿùåé ðàáîòû. Ðîäèëñÿ â 1942 ã. â äåðåâíå Ïàâëîâñêîå Òàëäîìñêîãî ðàéîíà Ìîñêîâñêîé îáëàñòè.  1959 ãîäó îêîí÷èë 10 êëàññîâ Òàëäîìñêîé ñðåäíåé øêîëû № 1. Ïîñëå îêîí÷àíèÿ øêîëû ïîø¸ë ðàáîòàòü íà çàâîä ïîñ¸ëêà Çàïðóäíÿ. Ïðè öåõå ïðîø¸ë êóðñ îáó÷åíèÿ íà òîêàðÿ è äî ïðèçûâà â Àðìèþ ðàáîòàë òîêàðåì.  1961 ãîäó Òàëäîìñêèì ðàéîííûì âîåíêîìàòîì áûë íàïðàâëåí â Ñåðïóõîâñêîå âîåííîå ó÷èëèùå. Ñäàë óñïåøíî âñòóïèòåëüíûå ýêçàìåíû è ïîñòóïèë ó÷èòüñÿ.  1966 ãîäó, ïðîéäÿ ïîëíûé êóðñ îáó÷åíèÿ è, çàùèòèâ äèïëîì, çàêîí÷èë ó÷èëèùå. Äëÿ ïðîõîæäåíèÿ äàëüíåéøåé ñëóæáû áûë íàïðàâëåí â ðÿäû Âîîðóæ¸ííûõ Ñèë.  1987 ãîäó ïî äîñòèæåíèþ ïðåäåëüíîãî âîçðàñòà áûë óâîëåí èç ðÿäîâ ÂÑ. Ñ 1987 ãîäà – ïåíñèîíåð. Íà ïåíñèè, íàêîíåö, ïîÿâèëàñü âîçìîæíîñòü äëÿ âûÿñíåíèÿ òåõ âîïðîñîâ, íà êîòîðûå íå íàø¸ë îòâåòà íè â øêîëå, íè â èíñòèòóòå. Ïîðàáîòàâ íàä ýòîé ïðîáëåìîé áîëåå 20 ëåò, ïðèø¸ë ê âûâîäàì, êîòîðûå îïèñàë â ïðåäñòàâëåííîé Âàì ðàáîòå. Ìåñòî ïðîæèâàíèÿ ã. Êîçåëüñê Êàëóæñêîé îáëàñòè. Ðîëü â ñîçäàíèè òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ñîñòîèò â òîì, ÷òî, ïðîàíàëèçèðîâàâ è êðèòè÷åñêè îöåíèâ òî, ÷òî óæå îòêðûòî ó÷¸íûìè, æèâøèìè äî íàøåãî âðåìåíè è â íàøå âðåìÿ, âûÿâèë ýòè ìàëåíüêèå ÷àñòè÷êè ìàòåðèè – êâàíòû ìàòåðèè, êîòîðûå ìîæíî íàçâàòü ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè âñåé ìàòåðèè è íåêîòîðûå çàêîíîìåðíîñòè èõ æèçíè è æèçíè Âñåëåííîé. Äàëüíåéøèé àíàëèç ïðèâ¸ë ê êîíñòàíòàöèè òîãî ôàêòà, ÷òî èç âñåõ îïèñàííûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ýëåêòðîí è ïîçèòðîí ÿâëÿþòñÿ ýëåìåíòàðíûìè ÷àñòèöàìè âåùåñòâåííîé ìàòåðèè.
Ñîäåðæàíèå.
- Ïðåäèñëîâèå.
- Ïðèìå÷àíèå.
- Ìàòåðèÿ.
- Ïîñòóëàòû.
- Ïðîñòðàíñòâî.
- ÌÈÐÎÂÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ – ÌÈÐ.
- Êîñìîñ.
- ÊÎÑÌÎÑ ÝÒÎ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÌÅÆÄÓ ÎÒÄÅËÜÍÛÌÈ ÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÈÌÈ ÎÁÚÅÊÒÀÌÈ.
- Âñåëåííàÿ.
- «ÂÑÅËÅÍÍÀß, ÝÒÎ ÁÅÑÊÎÍÅ×ÍÎÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ ÂÎ ÂÑÅÕ ÈÇÌÅÐÅÍÈßÕ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÌÀÒÅÐÈß ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒ ÑÂΨ ÁÛÒÈÅ».
- Ôèçè÷åñêîå ïîëå.
- «ÔÈÇÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÎËÅ ÝÒÎ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÎ,  ÊÎÒÎÐÎÌ ÏÐÎßÂËßÞÒÑß ÑÈËÛ ÌÀÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÒÅËÀ, ÈÌÅÞÙÈÅ ÒÎÒ ÈËÈ ÈÍÎÉ ÕÀÐÀÊÒÅл (ãðàâèòàöèîííûå ñèëû, ìàãíèòíûå ñèëû, ýëåêòðè÷åñêèå ñèëû).
- Ìàòåðèÿ.
- «ÌÀÒÅÐÈß, ÝÒÎ ÂѨ ÒÎ, ×ÒÎ ÈÌÅÅÒ ÑÂÎÞ ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÓÞ ÎÁÎËÎ×ÊÓ».
- Âðåìÿ.
- ÂÐÅÌß – ÝÒÎ ÎÄÍÀ ÈÇ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÌÀÒÅÐÈÈ, ÎÏÐÅÄÅËßÞÙÀß Î×ÅШÄÍÎÑÒÜ, ÄËÈÒÅËÜÍÎÑÒÜ, ÖÈÊËÈ×ÍÎÑÒÜ, ÑÎÁÛÒÈÉ, ÏÐÎÈÑÕÎÄßÙÈÕ Â ÐÅÇÓËÜÒÀÒÅ ÁÛÒÈß ÌÀÒÅÐÈÈ.
- Òåîðèÿ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè.
- Ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû ìàòåðèè.
- Îáùèå ñâåäåíèÿ.
- Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ «ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö».
- Îòêðûòèå ñòðàííûõ ÷àñòèö.
- Ðåçîíàíñû.
- Êëàññèôèêàöèÿ.
- Ôåðìèîííûå àíòè÷àñòèöû.
- Ôîòîí (Ðèñ. 8).
- Ñòðîåíèå àòîìîâ è ïðèíöèï Ïàóëè.
- Êâàíò ìàòåðèè. (Ðèñ 8;8à;8á. Ðèñ9).
- Ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà.
- Îáîëî÷êà ÿäðà êâàíòà ìàòåðèè.
- Ãðàâèòîí (Ðèñ 8;9;10).
- Ñ Ë Å Ä Ñ Ò Â È ß.
- Ïîñòðîåíèå àòîìà.
- Âçàèìîäåéñòâèå ñèë â àòîìå.
- ÏÅÐÈÎÄÈ×ÅÑÊÀß ÑÈÑÒÅÌÀ ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÝËÅÌÅÍÒΠ– ÒÀÁËÈÖÀ Ä. È. ÌÅÍÄÅËÅÅÂÀ  ÑÂÅÒÅ ÒÝ×Ì.
- Ýíåðãèÿ ñîçäàíèÿ ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû.
- Ôèçèêà êîñìîñà.
- Äâèæåíèå ìàòåðèè.
- Èçëó÷åíèå. (Ðèñ 7; Ðèñ. 13).
- Îñíîâíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå äèàïàçîíû èçëó÷åíèé.
- Óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå.
- Âèäèìîå (îïòè÷åñêîå) èçëó÷åíèå.
- Íåêîòîðûå âîïðîñû àñòðîôèçèêè ñ òî÷êè çðåíèÿ ÒÝ×Ì.
- Çâ¸çäû.
- ׸ðíûå äûðû.
- Òåîðèè è ó÷åíèÿ.
- Òåðìîäèíàìèêà è èñïàðåíèå ÷¸ðíûõ äûð.
- ׸ðíàÿ äûðà, êâàíòèíî ñ òî÷êè çðåíèÿ ÔÝ×Ì.
- Áåëûå äûðû ñ òî÷êè çðåíðèÿ òý÷ì.
- Ñêîðîñòü ñâåòà.
- Âñåëåííàÿ.
- Ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé??!
- Êðóãîâîðîò ìàòåðèè â ïðèðîäå.
- Îñíîâíûå çàêîíû Âñåëåííîé.
- Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìàòåðèè.
- Çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèè â ïðîñòðàíñòâå.
- Èñïîëüçóåìàÿ ëèòåðàòóðà.
- Ðèñóíêè è ñõåìû.
- Öåëü, àêòóàëüíîñòü, ïðàêòè÷åñêàÿ çíà÷èìîñòü ðàáîòû.
- Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå.