Статья опубликована в №86 (октябрь) 2020
Разделы: Физика
Размещена 01.10.2020. Последняя правка: 03.10.2020.
Просмотров - 721

Моделирование гравитационного поля на основе гипотезы гравитонов.

Павлюк Леонид Алексеевич

Пенсионер

Преподаватель физики

УДК 524.88

Введение: Известны математические и физико-математические теории спинорных полей. Модель спинора в них - математическая. Это частица с нулевой массой, неопределёнными размерами, имеющая только спин.

Известна также теория течения времени доктора наук Н.А. Козырева, в которой раскрыта взаимосвязь течения времени и гравитации.

Актуальность: В физике гравитационного поля актуальными задачами есть: представить физическую модель спинора, как кванта вакуума; представить модель гравитационного поля, как потока виртуальных гравитонов.

 

Цели: представить модели, интересные для применения в теориях спинорных полей и в теории физических свойств времени Н.А. Козырева.

Задачи:
- построить модель спинора с физическими параметрами;
- рассчитать модель потока виртуальных гравитонов.

Ревизия или анализ соответствующих известных теорий в задачи моделирования не входит.

Научная новизна: физическая модель спинора, необходимая для реализации в области физики математических теорий спинорных полей;  формулы энергетического потока гравитонов.

Результаты: представлена модель спинора, рассчитан его радиус и мизерная энергия; предложены формулы макроскопических параметров гравитационного поля. 

1. Гипотеза о существовании гравитонов появилась как следствие применения принципа корпускулярно-волнового дуализма для описания гравитационного поля. Все поля, которые мы знаем, квантуются. Гравитация - это одно из полей, которое тоже должно квантоваться и кванты этого поля называют гравитонами.
   Гравитон - гипотетическая электрически нейтральная частица с нулевой массой покоя, квант гравитационного поля в квантовой теории гравитации. Гравитон описывается симметричным тензорным полем - отклонением метрики пространства-времени от плоской. Свободный гравитон распространяется в вакууме со скоростью света, поперечен и имеет спиральность ±2. Виртуальный гравитон имеет шесть степеней свободы и переносит спины 2 и 0. В притяжение между статичными объектами вносят вклад виртуальные гравитоны только со спиральностью 0 [3].
   Известны модели физического вакуума [1]:
 - модель предложенная Дираком, где вакуум представлен как среда, состоящая из пар частиц и античастиц;
 - модели спинорных полей, где вакуум представлен как среда, состоящая из безмассовых спиноров.
   2. Предполагая, что вакуум квантуется, исходим из того, что существует элемент микроструктуры вакуума - частица со спином h/2, с радиусом сферы локализации r₀ и плотностью ρ, равной по величине критической плотности пространственно-временного континуума.
                      `rho=(3H^(2))/(8piG)`                        
   Где Н - постоянная Хаббла; G - гравитационная постоянная.
   Мизерная энергия спинора равна произведению плотности на объём сферы локализации и на квадрат скорости света:

                             E = H²r₀³c²/2G            
   Приравниваем эту мизерную энергию с мизерной энергией кванта   hH/2 и, после алгебраических преобразований, получаем  радиус сферической поверхности, равный классическому радиусу электрона:
                               
                            r₀ = `root(3)((Gh)/(Hc^(2)))`  
    
   Модель виртуального гравитона можно представить, как кластер из парного числа спиноров. Представленная модель спинора, с известным спином и радиусом, позволяет оценить методом расчёта энергию связи пары спиноров. Ведь спинор имеет параметр h/2r₀ с размерностью импульса. Для пары спиноров изменение импульса, при объединении в кластер, происходит с определённой скоростью. Произведение этой скорости на изменение импульса даёт энергию связи. Это позволяет оценить энергию гравитона, как соизмеримую с энергиями в физике элементарных частиц.
 3. Идентификация энергии гравитонов, как положительной или отрицательной, зависит от параметров используемой космологической модели. В космосе фотоны и нейтрино теряют энергию, что проявляется "красным смещением частоты". Частицы с массой покоя имеют неизменные параметры и можно предположить для них два варианта:
   а). Потеря энергии частицами, аналогичная красному смещению частоты для излучения,  компенсируется образованием виртуальных гравитонов с отрицательной энергией. То есть, при объединении спиноров в кластер-гравитон выделяется энергия, компенсирующая потерю энергии частицами. Тогда виртуальные гравитоны имеют скорость дрейфа, направленную от объекта с массой покоя. Поток энергии при этом направлен к объекту.
   б). Во Вселенной происходит круговорот потоков энергии переносимой гравитонами. Излучение (фотоны и нейтрино) теряют энергию, отдают её виртуальным гравитонам. Гравитоны имеют положительную энергию. Тела с массой покоя трансформируют энергию гравитонов в кинетическую энергию частиц, из которых они состоят. Аналогия - процесс нагревания тел электромагнитным излучением. Нагревание звёзд приводит к активизации процессов термоядерного синтеза, в результате которого излучаются фотоны и нейтрино.
  4. Гравитационное поле статичного объекта массой М описывают макроскопическими параметрами: напряжённостью, потенциалом. На основе представления о виртуальных гравитонах, как о переносчиках энергии, можно получить дополнительные макроскопические параметры. 
   - На основе представления о физической величине сН, как напряжённости гравитационного поля, получаем формулу давления гравитонов на расстоянии R от статичного компактного объекта:
                               P = MHc/4πR² = g·σ     
   Где σ - поверхностная плотность; g-напряжённость гравитационного поля.
   - Определим удельный энергетический поток, то есть энергию, переносимую виртуальными гравитонами за единицу времени через поверхность единичной площади, расположенную перпендикулярно к направлению скорости дрейфа виртуальных гравитонов:
                  Ф = PV = gσV   
   Скорость дрейфа виртуальных гравитонов V определяется по формуле:
                 V = `sqrt((2GM)/(R))`
    -  Полный энергетический поток на расстоянии R от компактного объекта:
                                Ф₀ = Мс²НV = Мс³Н(-2φ)^1/2 
    Где φ -потенциал гравитационного поля.
     Поток энергии направлен к компактному объекту независимо от того, положительную или отрицательную энергию имеют гравитоны в выбранной космологической модели. 
    Время в ОТО имеет свойство замедления в сильных гравитационных полях и при скоростях, сравнимых со скоростью света. Однако, поток энергии гравитонов от геометрического времени ОТО независим.
  5. Представленная модель гравитационного поля согласуется с теорией, которую разработал Николай Александрович Козырев (1908 - 1983 г.) - известный русский астроном-астрофизик и мыслитель, обладатель "Алмазной звезды" Международной Академии Астронавтики. Основы теории доктора наук Козырева изложены в его книге "Причинная или несимметричная механика в линейном приближении" (1958 год). 
   Теория Козырева основана на предположении о том, что время есть явление природы, а не просто четвёртое измерение, дополняющее трёхмерное пространство. Тогда промежутки времени, измеренные часами, должны обладать ещё некоторыми  материальными свойствами. В отличие от пассивного геометрического свойства времени, его физические свойства должны быть активными. Время, как некая физическая среда, может воздействовать на вещество, на ход процессов и связывать между собой самые разнообразные явления [2].
   Время служит основой для непрерывной выработки энергии внутри тел. Согласно теории Козырева, небесные тела (планеты и звёзды) представляют собой машины, которые вырабатывают энергию, а "сырьём для переработки" служит время.
   Теория Козырева объясняет природу вулканизма малых космических тел. Козырев уделял внимание исследованию Луны и планет, исходя из вывода о существовании "холодного источника энергии" в их недрах. Основанные на теории предсказания о распространённости планетного вулканизма сбылись. Например, при пролёте сквозь систему Юпитера (1979) американских космических станций "Вояжер 1" и "Вояжер 2", на спутнике ИО зарегистрировано восемь действующих вулканов. 
   Развивая свою гипотезу, Н.А, Козырев заложил основы принципиально новой науки - теории физических свойств времени [2].

Заключение:
поставленные задачи выполнены и можно сделать вывод, что моделирование с применением постоянной Хаббла, как параметра в расчётах, перспективно в науке.

1. Акимов А.Е., Бойчук В.В., Тарасенко В.Я. Дальнодействующие спинорные поля. Физические модели. Журнал Формирующихся Направлений Науки. №12-13(4) с.121-129, 2016.
2. Козырев Н.А. Избранные труды; Изд.: Л.: Ленинградский Университет, 1991 г.
3. Физическая энциклопедия. // Гл. ред. А.М. Прохоров. - М.: Сов. Энциклопедия. 1988. 704 с.

Рецензии:

2.10.2020, 23:23 Белых Сергей Анемподистович
Рецензия: Автор выдвигает гипотетическое состояние материи в виде гравитонов опираясь на постоянную Хаббла. Со времени открытия закона Хаббла численное значение постоянной Н имело тенденцию уменьшаться и принимало значения от 540 до 50 км / Мпк*с, принятого в настоящее время. Возможно, за счет совершенствования технических средств наблюдения и условий их проведения с удаленных космических объектов можно ожидать уменьшение значения параметра Хаббла, но это покажет время. Исправить «расчитан его радиус», «имет гравитоны», «Н.а, Козырев», «Изд.-во», проставить запятые. Статья рекомендуется к публикации и может быть размещена после доработки.

Комментарии пользователей:

Оставить комментарий