Единая природа взаимодействий
Рефераты >> Физика >> Единая природа взаимодействий

Это обстоятельство подтверждает единство природы всех взаимодействий. Безусловно, эта универсальная постоянная должна присутствовать в уравнении, описывающем гравитационное взаимодействие, как макромира, так и микромира. Более того, сравнение свойств двух видов взаимодействий показало полную идентичность их, за исключением спина (теория предсказывает гипотетический спин 2 для гравитационного взаимодействия). Однако, великий гений Ньютона создал уравнение, отражающее именно электромагнитную природу гравитации:

Fгр = G дин см2 г-2 × (m¡·mj)/r2.

Но если вместо экспериментального значения G принять теоретическое значение равное ħc/e = 6,582·10-8с размерностью дин см2 г-2, оставив остальные параметры в уравнении без изменений, то уравнение примет вид:

Егр = (ħc/e) дин см2 r-2×(m¡ × mj)/r- (19 )

Отличие численного значения гравитационной постоянной G от значения, получаемого от ħc/е можно объяснить неточностью экспериментального определения гравитационной постоянной. Но не надо сбрасывать со счета неточности в определении значений ħ, c, е, что также может сказаться на несовпадении численных значений. Но, вероятно, разумнее использовать чисто теоретическое (точное) значение равное 6,582·10-8 вместо 6,673·10-8 [27,54].

Как отмечалось ранее, квантом энергии электромагнитного излучения является величина в 6,582·10-16 электронвольт. Поскольку скорость распространения гравитационных волн равна скорости электромагнитной волны, то эта величина является наименьшим значением энергии и для нее. Например, гравитационное взаимодействие возникает в том случае, если две массы весом по 2,83·10-14 г каждая приблизится друг к другу на расстояние 5∙10-8 cм.

Есв=6,582∙10-8дин см2г-2×(2,83∙10-14г ×2,83∙10-14г)/5∙10-8см=

=10,543·10-28эрг/1,602∙10-12эрг = 6,581∙10-16эВ.

Наоборот, гравитационное взаимодействие между массами прекращается, если расстояние между ними становится таковым, что энергия связи становится меньше кванта энергии (6,582·10-16 эВ). Например, две массы по 5 грамм (каждая) находятся на расстоянии 3·1022 сантиметров. На этом расстоянии энергия связи между ними составит:

Есв= 6,582·10-8дин см2 г-2×(5г×5г)/3·1022см =

54,85∙10-30эрг/1,602∙10-12эрг = 3,424 · 10-17 эВ.

Поскольку энергия гравитационного взаимодействия между этими телами менее кванта энергии, поэтому оба тела находятся в свободном состоянии (не связанными силами гравитации). Зная численное значение кванта энергии электромагнитного излучения можно точно рассчитать (зная массы взаимодействующих тел, систем и т.д.) расстояние, на котором эти массы начнут взаимодействовать между собой или, наоборот, перестанут взаимодействовать. Напомним, численное значение кванта электромагнитного взаимодействия (энергии) определяется через:

Екв= ħ· при = 1Гц

Приведенные примеры показывают, в каком диапазоне действуют гравитационные силы, но точнее эти силы можно называть «гравитационные силы», имеющие единую природу взаимодействия. Как уже отмечалось, энергия электромагнитного излучения квантуется через 6,582·10-16 эВ. Имея ограничение энергии излучения снизу, она не имеет ограничений сверху. Поскольку фотон ( гравитон ) является бозоном, он может находиться в данном ограниченном объеме в любом количестве, так трактует квантовая физика. А это значит, что энергия суммы фотонов может быть неограниченно велика, следовательно, и энергия «гравитационного» взаимодействия между ними может быть также неограниченно большой. В этом случае появляется возможность образования «черной материи», «черной дыры», сингулярности в отдельной Галактике с последующим «Большим взрывом» этой сингулярности. Подобное в настоящее время, вероятно, происходит с галактикой NGC 3034.

Диффузионная материя, связанная с ядром галактики, распространилась во все стороны от ядра до 3 кпс, со скоростью порядка 1000 км/с. Это позволяет прийти к заключению, что в ядре произошёл взрыв около полутора миллионов лет назад. Общая масса выброса материи составила порядка 5-6 млн. солнечных масс. Через десять-пятнадцать млн. лет исчезнут последние признаки взрыва ядра этой галактики. Общие черты с галактикой NGC 3034 наблюдаются у многих ей подобных. Все они, как правило, содержат много темной материи. Имеются все основания считать, что у некоторых из них могут быть обнаружены гигантские взрывы, исходящие из ядра (сингулярности) [58].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе предложены уравнения имеющее аналитическое решение для многочастичных квантовых микросистем находящихся в любых, возможных для них, состояниях (атома, ядра, элементарной частицы), это уравнения (4-18). Этими же уравнениями решена проблема многих тел, в то время как она не решена в классической механике. Поставленная строго в квантовой механике, она до сих пор не допускала численного решения.[56].

Предложены уравнения, решения которых позволяют определять теоретические массы покоя и энергии связи для протона и электрона, а также возможные значения этих параметров для других элементарных частиц.

Достоинством предложенных уравнений является то, что они одинаково хорошо применимы для атома, ядра или любой другой элементарной частицы. Все виды взаимодействий описываются через “квант взаимодействия” и “эффективный заряда”, выражаемый через постоянную тонкой структуры. Это позволяет однозначно утверждать о единой природе взаимодействия, лежащей в основе всех видов взаимодействий. Как следствие напрашивается вывод: составными частями элементарных частиц (протона, нейтрона, мезона и т.д.) являются электрон-позитронные пары, с присущими им элементарными электрическими зарядами.

Количество элементарных зарядов в данной массе покоя определяется соотношением массы данной частицы к массе покоя. Не существует массы покоя без электрических зарядов. Масса покоя может нести равное количество элементарных положительных и отрицательных зарядов и, в этом случае, заряды будут скомпенсированы. При избытке того или иного знака заряда, масса покоя будет иметь избыточный заряд.

Электромагнитное излучение, не имеющее массы покоя, также несет кванты скомпенсированных электрических зарядов, величиной зависящей от частоты излучения. Утверждения, что та или масса покоя или электромагнитное излучение не несут электрического заряда, по крайней мере, не точны. В этом случае можно говорить лишь о том, что заряды этой массы или данного излучения скомпенсированы и не могут, пока, экспериментально подтверждены.

Установлена структурная причина равенства элементарных электрических зарядов электрона и позитрона в любом образовании микро - и макромира.


Страница: