Physics of the 21st century
Понедельник
18.12.2017
15:31
Приветствую Вас Гость | RSS

Физика 21 века Новая физика - физика 21 века

Choose language of the site:

Афоризм Эйнштейна
Поиск

Меню сайта:

Главная страница

Полевая теория элементарных частиц

Введение

Полевая теория элементарных частиц

Поляризация электромагнитного поля

Элементарные частицы

Элементарные частицы

Строение элементарных частиц

Нейтрон - элементарная частица

Протон - элементарная частица

Электрон - элементарная частица

Электронное нейтрино - элементарная частица

Мюонное нейтрино - элементарная частица

Фундаментальные взаимодействия

Ядерные силы

Элементарные частицы: мифы физики 20 века

Гравитационное поле элементарных частиц

Физические поля элементарных частиц

Теория гравитации элементарных частиц

Введение

Теория гравитации элементарных частиц 1

Теория гравитации элементарных частиц 2

Гравитон гравитино - мнение физики

Заблуждения в физике

Заблуждения в физике 20 века

Заблуждения: Кварки

Заблуждения: Виртуальные частицы

Заблуждения: Фундаментальные взаимодействия

Заблуждения: Сильное взаимодействие

Заблуждения: Слабое взаимодействие

Заблуждения: Стандартная модель элементарных частиц

Заблуждения: Бозон Хиггса

Заблуждения: Большой взрыв

Заблуждения: Нейтринные осцилляции

Заблуждения: Черная дыра

Заблуждения: Теория струн

Заблуждения: Кварк-глюонная плазма

Мифы Стандартной модели элементарных частиц

Стандартная модель элементарных частиц

Виртуальная частица - мнение физики

Кварки

Прелестный кварк (B-кварк)

Очарованный кварк (C-кварк)

Нижний кварк (D-кварк)

Странный кварк (S-кварк)

Истинный кварк (T-кварк)

Верхний кварк (U-кварк)

Глюон

Конфайнмент

Калибровочный бозон

Бозон

Фермион

Изотопический спин

Странность

Мифы астрофизики

Темная материя

Темная энергия

Черные дыры

Большой взрыв

Расширение Вселенной

"Реликтовое излучение"

Красное смещение - мнение физики

Мифы Бозона Хиггса

Бозон Хиггса - мнение физики

Механизм Хиггса

Открытие бозона Хиггса - правда и вымысел

Нейтрино во Вселенной

Роль нейтрино в красном смещении и ...

Загадка нейтрино с точки зрения полевой теории элементарных частиц. Часть 1
...

Загадка нейтрино ... 5

Р А З Н О Е

Умные мысли и не только ...

и Д Р У Г О Е

Гостевая книга


Статистика


Профиль

Страница сайта Теория гравитации элементарных частиц. Часть 2 Страница сайта

Теория гравитации элементарных частиц. Часть 2

Начало

Содержание
    1. Гравитационное поле элементарной частицы с квантовым числом L>0 (кроме фотона)
    2. Гравитационное поле кольцевой области
    3. Гравитационное поле, создаваемое кольцевой областью свободной покоящейся элементарной частицы за ее пределами
    4. Компоненты гравитационного поля, создаваемого кольцевой областью свободной покоящейся элементарной частицы за ее пределами
    5. Гравитационный потенциал поля, создаваемого кольцевой областью свободной покоящейся элементарной частицы за ее пределами
    6. Природа инерционных свойств элементарных частиц
    7. Поле гравитационного диполя
      7.1. Поле вращающегося гравитационного диполя, гравитационные волны
      7.2. Поле осциллирующего гравитационного диполя, его гравитационные волны
    8. Гравитационные волны создаваемые тепловым движением атомов кристаллической решетки
    9. Гравитационные волны элементарных частиц
    10. Гравитационные волны, “черные дыры” и лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)


5. Гравитационный потенциал поля, создаваемого кольцевой областью свободной покоящейся элементарной частицы за ее пределами (продолжение)

Что же тогда говорить обо всем гравитационном поле элементарной частицы, которое даже не является сферически симметричным.

Гравитационный потенциал поля, создаваемого кольцевой областью, в точке с координатами (x,y,z), при условии (x2+y2=Ɩ2) определяется как:
Gr_106 (106)
Для определения гравитационного потенциала всего гравитационного поля элементарной частицы, необходимо еще учесть и гравитационное поле, создаваемое внешними постоянным электрическим и постоянным магнитным полем. И каким бы не получился общий результат - совершенно очевидно, что он будет отличен от (105).

В заключение первой части скажу: в двадцатом веке в физике появилось множество теоретических построений, названных авторами “теориями гравитации”. Со временем физика даст им свою оценку, но что бы ни говорили авторы этих гипотез, а гравитационные поля в природе создаются элементарными частицами, из которых и состоит вещество. Все другие гравитационные поля есть продукт воображения - математические сказки, и наличие в природе иных форм гравитации (вместо существующей электромагнитной формы) предстоит не постулировать, а доказать.


6. Природа инерционных свойств элементарных частиц

Полевая теория элементарных частиц, установив электромагнитное строение элементарных частиц, определила тем самым природу гравитации, подтвердив существование в природе электромагнитной формы гравитации. Но если электромагнитная материя создает вокруг себя гравитацию, т.е. электромагнитная масса является гравитационной, то возникает еще один вопрос: является ли электромагнитная масса источником инерции элементарных частиц. Разберемся с этим вопросом.

Пусть в некотором элементарном объеме пространства dv имеется однородное электрическое поле напряженностью E.
Согласно Классической электродинамике, его энергия будет:
Gr_107 (107)
А согласно формуле Эйнштейна, это поле будет обладать массой:
Gr_108 (108)
и эта масса будет гравитационной - создавать вокруг себя гравитационное поле.
Разберемся теперь с ее инерционными свойствами.

Пусть у нас, в некоторой инерциальной системе отсчета, элементарная частица покоилась, и нам в какой-то момент времени были известны ее электрическое и магнитное поле (нам известны вектор напряженности электрического поля (E) и вектор напряженности магнитного поля (H)). В этой системе отсчета мы можем определить полную внутреннюю энергию электромагнитного поля и величину его массы. Теперь перейдем к другой инерциальной системе отсчета (назовем ее штрихованной), движущейся по отношению к предыдущей системе отсчета с постоянной скоростью V вдоль оси х. Чтобы определить новые величины векторов напряженности (E, H) воспользуемся преобразованием Лоренца для электрического и магнитного поля:
Gr_109 (109) Gr_110 (110) Gr_111 (111)
Gr_112 (112) Gr_113 (113) Gr_114 (114)
На скоростях, значительно ниже скорости света (V < < c), эти выражения упростятся:
Gr_109 (115) Gr_116 (116) Gr_117 (117)
Gr_118 (118) Gr_119 (119) Gr_120 (120)
Последние шесть уравнений можно представить в векторной форме:
Gr_121 (121)
Gr_122 (122)
Согласно уравнению (122) движущееся электрическое поле порождает магнитное поле. Поскольку у покоящейся элементарной частицы было собственное магнитное поле (H), то эти поля (122) складываются по правилам сложения векторов. Обозначим добавочный член как ΔH:
Gr_123 (123)
Результатом сложения векторов будет новый вектор. Пусть угол между исходными векторами равен α, тогда:
Gr_124 (124)
Gr_125 (125)
где:
Gr_126 (126)
θ - угол между векторами V и E.
Квадрат напряженности результирующего магнитного поля будет:
Gr_127 (127)
поскольку сумма квадратов синуса и косинуса равна единице.
При усреднении по направлениям, второй член уравнения даст ноль, поэтому получим:
Gr_128 (128)
Разделив (128) на 8π, мы перейдем к плотностям энергии. Напоминаю, что в системе СГС (используемой в электродинамике) напряженность электрического и магнитного поля имеют одинаковую размерность.
Согласно Классической электродинамике, энергия такого магнитного поля будет:
Gr_129 (129)
Как видим, плотность энергии, по сравнению с покоящейся частицей, выросла на величину:
Gr_130 (130)
Теперь подставим в полученное уравнение (108), получим:
Gr_131 (131)
Взяв определенный интеграл по всему электромагнитному полю элементарной частицы, мы получим для электрической компоненты поля:
Gr_132 (132)
И соответственно
Gr_133 (133)
Получилось, что электрическая компонента электромагнитной массы элементарной частицы обладает инерционной массой.
Но у электромагнитного поля имеется еще и магнитная составляющая. Желающие могут повторить сделанное и для магнитной составляющей. А проще сравнить уравнения (121) и (122) и вспомнить, что вектора складываются по правилам сложения векторов, и знак “-“ в (122) не изменит величину квадрата ортогональной компоненты поля, которая и определяет дополнительную энергию поля. Следовательно, и для магнитной составляющей электромагнитного поля элементарной частицы, можно записать:
Gr_134 (134)
и соответственно
Gr_135 (135)
Из Классической механики нам известно, что кинетическая энергия движущейся со скоростью V инерционной массы m равна:
Gr_136 (136)
В нашем случае, кинетическая энергия электромагнитного поля элементарной частицы равна:
Gr_137 (137)
Следовательно: электрическая и магнитная составляющая электромагнитного поля элементарной частицы и создают инерционные свойства полевой материи, из которой состоит вещество Вселенной. Для сдвигания такой полевой массы или придания ей скорости, потребуется приложить силу, как в Классической механике.

Итак, в первой части теории гравитации элементарных частиц было установлено, что электромагнитная масса электромагнитного поля элементарных частиц создает их гравитационные поля. Теперь установлено еще, что электромагнитная масса электромагнитного поля элементарных частиц создает их инерционные свойства, в соответствии с Классической механикой. Следовательно: масса внутри элементарных частиц является электромагнитной по своей природе.
Вспомним слова Альберта Эйнштейна, написанные им в начале 20 века: “Теперь мы фактически вынуждены различать “материю” и “поля”, хотя и можем надеяться на то, что грядущие поколения преодолеют это дуалистическое представление и заменят его единым понятием, как это тщетно пыталась сделать теория поля наших дней”. - Потребовалось сто лет упорного и самоотверженного труда нескольких поколений физиков, сторонников Теории Поля, чтобы этот день однажды наступил. И в 2015 году Новая физика - физика 21 века смогла утверждать: Элементарные частицы, из которых состоит вещество Вселенной - являются формой электромагнитной полевой материи.

7. Поле гравитационного диполя

Введем понятие гравитационного диполя, как системы, состоящей из двух равных точечных масс. Понятие диполя существует в электростатике, но там заряды имеют противоположный знак. В случае гравитации, любая масса всегда имеет положительный знак, поскольку создается энергией электромагнитного поля.
Поместим в центр диполя начало координат. Ось Y направим вдоль линии, соединяющей центры масс гравитационных объектов, а ось X тогда будет перпендикулярной этой линии. Обе массы одинаковой величины (m), но разнесенные в пространстве на достаточно большое расстояние 2α (чтобы отпала необходимость учитывать структуру гравитационных тел), и находятся в точках (1) и (2). Точка с координатами (x,y) - произвольная точка на плоскости, в которой будем определять напряженность гравитационного поля. Поскольку через прямую линию и точку всегда можно провести плоскость, то рассматриваемая задача будет двумерной (в этой плоскости без оси Z, поскольку компонента напряженности гравитационного поля вдоль оси Z будет равна нулю).
Gr_fig
Согласно закону всемирного тяготения, величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого источником гравитационного поля с массой m расположенным в точке (1) удаленной на расстояние r1, будет равна:
Gr_138 (138)
где G - гравитационная постоянная.
Аналогичным образом, величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого источником гравитационного поля с массой m расположенным в точке (2) удаленной на расстояние r2, будет равна:
Gr_139 (139)
Как видно из представленного рисунка и тригонометрии, квадрат расстояния от источника гравитационного поля до точки наблюдения будет:
Gr_140 (140)
и для другого источника:
Gr_141 (141)
Есть соблазн подставить r1 и r2 в выражения для Г1 (138) и Г2 (139), а затем сложить оба числа (как это часто делается в математике), но тогда мы получим результат, приблизительно верный на больших (по сравнению с a) расстояниях, а в ближней зоне получим откровенно неверный результат.
Поступим так, как требует физика. Для сложения двух векторов, каковыми и являются напряженности гравитационного поля (Г1 и Г2), разложим их на компоненты вдоль осей X и Y.
Gr_142 (142)
Gr_143 (143)
Gr_144 (144)
Gr_145 (145)
Затем надо сложить одинаковые компоненты Г1 и Г2.
Gr_146 (146)
Gr_147 (147)
Модуль величины вектора напряженности гравитационного поля, создаваемого гравитационным диполем, равен корню квадратному из суммы квадратов его компонент, и будет:
Gr_148 148)
Получилось не такое красивое выражение, как при простой подстановке r1 и r2 в Г1 и Г2, зато правда.
В дальней зоне, когда a2 можно пренебречь, полученное выражение упростится:
Gr_149 (149)
где
Gr_150(150)
Получилась, что удвоенная масса, в дальней зоне создает гравитационное поле удвоенной напряженности, убывающее по закону 1/R2. Но это только для дальней зоны, а в ближней зоне, где сосредоточена основная энергия гравитационного поля, результат совершенно иной.
Как следует из уравнения напряженности гравитационного поля диполя, напряженность равна нулю, как на бесконечно большом расстоянии, так и в центре диполя. Из последнего следует, что вблизи гравитационного диполя имеется область с пониженной (но отличной от нуля) напряженностью поля.

В случае различия величины масс гравитационных объектов, поступим аналогичным образом. Разложим Г1 и Г2 на компоненты вдоль осей X и Y.
Gr_151 (151)
Gr_152 (152)
Gr_153 (153)
Gr_154 (154)
Затем надо снова сложить одинаковые компоненты Г1 и Г2.
Gr_155 (155)
Gr_156 (156)
Модуль величины вектора напряженности гравитационного поля, создаваемого парой гравитационных тел, массами m1 и m2 (находящихся в точках (1) и (2)), равен:
Gr_157 (157)
Если в качестве источника гравитационного поля взять симметричную компоненту гравитационного поля элементарной частицы (см. формулу 98):
Gr_158 (158)
то вместо (157) получится белее интересное уравнение:
Gr_159 (159)
где: r0~ радиус элементарной частицы в полевой теории.

Уравнения (146-148) справедливы для гравитационного поля, создаваемого покоящейся молекулой вещества, состоящей из двух произвольных атомов, и действуют в пространстве, за пределами молекулы. Внутри молекулы необходимо учитывать структуру ядер и распределение электронного облака каждого атома. В свою очередь уравнения (155-157) с хорошей точностью описывают гравитационное поле пары покоящихся элементарных частиц. Точное уравнение гравитационного поля не будет таким простым и наглядным. Как видим, (m1 + m2) за пределы квадратного корня вынести невозможно - это приведет к ошибочному результату, особенно в ближней зоне, где сосредоточена основная энергия гравитационного поля.
Полученные уравнения поля гравитационного диполя отличаются от уравнений поля электрического диполя в электростатике - но так и должно было случиться: гравитация и электромагнетизм относятся к разным фундаментальным взаимодействиям природы.

Вывод: в природе НЕТ гравитационного поля, созданного молекулой, состоящей из пары атомов (1 и 2) и массой, равной сумме масс этих атомов - в природе ЕСТЬ гравитационные поля, созданные элементарными частицами атома 1 и атома 2 и эти поля имеют несимметричную структуру, слагаются по правилам сложения векторов в каждой точке пространства, а не как скалярные величины. Заменив векторную сумму гравитационных полей элементарных частиц некоторым усредненным абстрактным значением (проигнорировав их точные координаты, дефект массы, ориентацию спина), мы потеряем гравитационные поля атомных ядер (в которых сосредоточена основная энергия гравитационных полей вещества) и в итоге перейдем от физики к математическим сказкам.

7.1. Поле вращающегося гравитационного диполя, гравитационные волны

Пусть в плоскости (X,Y) находится гравитационный диполь, вращающийся с частотой f, центр вращения совпадает с центром диполя. Совместим с центром вращения начало координат.
 GrF_1
Ищем гравитационное поле в этой плоскости в точке, с координатами (x,y), вне диполя. Пусть в некоторый момент времени угол между осью X и прямой, соединяющей массы равен θ.

Согласно закону всемирного тяготения, величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого источником гравитационного поля с массой m расположенным в точке (1) удаленной на расстояние r1, будет равна:
Gr_160 (160)
где G - гравитационная постоянная.
Аналогичным образом, величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого источником гравитационного поля с массой m расположенным в точке (2) удаленной на расстояние r2, будет равна:
Gr_161 (161)
Теперь определим r1 и r2.Как видно из представленного рисунка и тригонометрии:
Gr_162 (162)
Gr_163 (163)
Gr_164 (164)
и для другого источника:
Gr_165 (165)
Gr_166 (166)
Gr_167 (167)
Откуда получим компоненты векторов напряженности гравитационного поля:
Gr_168 (168)
Gr_169 (169)
Gr_170 (170)
Gr_171 (171)
Затем надо сложить одинаковые компоненты Г1 и Г2.
Gr_172 (172)
Gr_173 (173)
Модуль величины вектора напряженности гравитационного поля, создаваемого гравитационным диполем, равен корню квадратному из суммы квадратов его компонент, и будет:
Gr_174 (174)
В дальней зоне, когда α2 можно пренебречь, полученное выражение упростится:
Gr_175 (175)
где R - среднее расстояние до гравитационного диполя.

Подставим в (174) значение θ=0 (cosθ=1, sinθ=0), получим значение максимальной напряженности гравитационного поля:
Gr_176 (176)
Аналогично, подставив в (174) значение θ=π/2 (cosθ=0, sinθ=1), получим значение минимальной напряженности гравитационного поля:
Gr_177 (177)
Воспользовавшись свойствами симметрии поля, вращающегося гравитационного диполя, уравнения (176) и (177) можно упростить, введя:
Gr_178 (178)
Тогда, положив x=R и y=0, получим:
Gr_179 (179)
Gr_180 (180)
Разница (179) и (180) даст удвоенную амплитуду гравитационной волны, создаваемой вращающимся гравитационным диполем:
Gr_181 (181)
где
Gr_182 (182)
Таким образом, гравитационный диполь с массой M, с расстоянием между половинками массы равным 2α, вращающийся с частотой f поперек своей оси, создает в пространстве непрерывные гравитационные волны, частотой 2f, длиной волны
Gr_183 (183)
и амплитудой (в плоскости вращения диполя)

Gr_184 (184)
Но множитель 1/(R2) - это лежит на поверхности, а теперь посмотрим, что дает квадратная скобка на больших расстояниях (когда δ < < 1). Для этого заменим множитель второй дроби скобки в степени 3/2 на это же выражение в степени 1 умноженное на два первых члена разложения квадратного корня в ряд Тейлора (взамен квадратного корня).
Gr_185 (185)
Тогда квадратная скобка перепишется
Gr_186 (186)
Подставив это в (184) получим:
Gr_187 (187)
Как видим, амплитуда гравитационных волн, создаваемых вращающимся гравитационным диполем, на больших расстояниях от источника волн (когда α < < R) убывает по закону 1/R4.

Как следует из (187) утверждение о том, что амплитуда гравитационных волн убывает по закону 1/R - к гравитационным волнам, создаваемым элементарными частицами из которых состоят материальные объекты Вселенной, никакого отношения не имеет. Желающие могут самостоятельно найти поле вращающегося гравитационного диполя вне плоскости его вращения.

7.2. Поле осциллирующего гравитационного диполя, его гравитационные волны

Пусть в плоскости (X,Y), проходящей через точку наблюдения, находится гравитационный диполь, осциллирующий с частотой f. Совместим с центром диполя начало координат, а ось Y направим вдоль линии, соединяющей центры масс.
 GrF_2
Ищем гравитационное поле в этой плоскости в точке, с координатами (x,y). Пусть в некоторый момент времени расстояние между массами достигло максимума равного 2α1.
Тогда величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого обоими источниками гравитационного поля с массой m, будет равна:
Gr_188 (188)
Gr_189 (189)
Gr_190 (190)
где R - расстояние от центра диполя до точки наблюдения.
Когда (через определенное время) массы максимально приблизятся, до расстояния 2α2, мы получим новую величину напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого источниками гравитационного поля с массой m:
Gr_191 (191)
Gr_192 (192)
Разница напряженностей гравитационного поля будет:
Gr_193 (193)
Gr_194 (194)
Введем обозначение:
Gr_195 (195)
Тогда (6) и (7) перепишутся:
Gr_196 (196)
Gr_197 (197)
На больших расстояниях (когда δ < < 1) множитель дроби скобки в степени 3/2 можно заменить на тоже выражение в степени 1 умноженное на три первых члена разложения квадратного корня в ряд Тейлора.
Gr_198 (198)
И со знаком минус:
Gr_199 (199)
Тогда, отбросив δ6, получим:
Gr_200 (200)
Gr_201 (201)
Но
Gr_202 (202)
Тогда:
Gr_203 (203)
Как получилось, X-компонента стремится в нуль по закону 1/R6. Посмотрим, что даст Y-компонента.
Gr_204 (204)
Получилось, что и Y-компонента стремится в нуль по закону 1/R6 (первое слагаемое) и 1/R7 (второе слагаемое).

Как видим, гравитационные волны, создаваемые осциллирующим гравитационным диполем, с удалением от источника, стремятся в нуль не медленнее чем 1/R6.

8. Гравитационные волны создаваемые тепловым движением атомов кристаллической решетки

Пусть у нас имеется атом кристаллической решетки некого твердого тела, при температуре, отличной от абсолютного нуля. Такой атом будет колебаться, около среднего положения. Проведем плоскость, через точку наблюдения и линию, вдоль которой происходит колебание атома в кристаллической решетке. Направим ось Y через линию колебания атома, а начало координат совместим со средним положением. Пусть амплитуда максимального отклонения равна α.
 GrF_3
Ищем гравитационное поле в этой плоскости в точке, с координатами (x,y). Пусть в некоторый момент времени атом находится в точке +α.
Тогда величина напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого атомом с массой m, будет равна:
Gr_205 (205)
Gr_206 (206)
Gr_207 (207)
где R - расстояние от средней точки осцилляций атома до точки наблюдения.
Двигаясь в обратную сторону, атом через некоторое время пройдет среднюю точку. В этом случае, напряженность гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого осциллирующим источником гравитационного поля с массой m будет:
Gr_208 (208)
Gr_209 (209)
Когда (через определенное время) атом попадет в точку -α, мы получим новую величину напряженности гравитационного поля в точке с координатами (x,y), создаваемого осциллирующим источником гравитационного поля с массой m:
Gr_210 (210)
Gr_211 (211)
Определим, насколько гравитационное поле, создаваемое источником в точке +α, отличается от поля, создаваемого источником в средней точке (0):
Gr_212 (212)
Gr_213 (213)
где
Gr_214 (214)
Заменим выражение в степени 3/2 на тоже выражение в степени 1 умноженное на три первых члена разложения квадратного корня в ряд Тейлора.
Gr_215 (215)
Тогда, отбросив δ6, скобка в (212) перепишется:
Gr_216 (216)
Аналогично перепишется и скобка в (213):
Gr_217 (217)
Тогда, при δ < < 1, уравнение (212) перепишется:
Gr_218 (218)
На оси X, координата х сравняется с R, в результате будет:
Gr_219 (219)
Аналогично разберемся с Y компонентой
Gr_220 (220)
На оси Y, координата y сравняется с R, в результате получим две составляющие, по-разному стремящиеся к нулю:
Gr_221 (221)
Первый член выражения (221) будет стремиться к нулю, быстрее второго члена, поэтому, учитывая и (219), начиная с определенного расстояния, останется только:
Gr_222 (222)
Gr_223 (223)
Мы получили гравитационную волну, распространяемую вдоль оси колебания атома, амплитудой
Gr_224 (224)
В направлениях, отличных от оси колебания, необходимо умножить еще на косинус угла между направлением и осью колебания атома:
Gr_225 (225)
Как видим, 1/R2 дает ослабление с расстоянием самого гравитационного поля, еще 1/R дает гравитационная волна, а в итоге получается 1/R3. - Это самое медленное убывание амплитуды гравитационных волн с расстоянием до источника, создаваемых элементарными частицами и состоящими из них атомами и молекулами вещества Вселенной.
С ростом абсолютной температуры вещества, будет возрастать, и амплитуда создаваемых его атомами гравитационных волн. Очевидно, для регистрации гравитационных волн с помощью твердых тел, как минимум, необходимо охлаждение этих тел (а также окружающих их тел) до температур, близких к абсолютному нулю. Но и при этом остается очень большой шанс поймать гравитационные волны от проезжающего автомобиля или иного движущегося предмета. Также остается поток электронных нейтрино, проходящих через установку, но его можно отделить по частоте принимаемого сигнала.

9. Гравитационные волны элементарных частиц

Любая вращающаяся пара элементарных частиц, связанными между собой силами электромагнитной природы, создает в пространстве вокруг себя гравитационные волны с частотой (f), равной частоте вращения (или удвоенной частоте вращения в случае пары одинаковых элементарных частиц), и длиной волны, определяемой:
λ=vgr/f (...) (226)
где λ- длина волны, vgr - скорость распространения гравитационных волн.
Гравитационные волны создаются также любой вращающейся молекулой вещества, состоящей из нескольких атомов (находящейся при температуре, отличной от абсолютного нуля), а также молекулярными соединениями электронных нейтрино, образующими “темное вещество” Вселенной (также при не нулевой температуре). По прекращению вращения, излучение гравитационных волн (создаваемых вращением пары гравитационных масс) приостанавливается (до возникновения нового вращения, от взаимодействия с пролетевшей рядом элементарной частицей или по другой причине).
В макромире, гравитационные волны создаются и любым вращающимся асимметричным материальным объектом, а одиночные гравитационные волны создаются любым движущимся материальным объектом. Гравитационные волны материальных объектов макромира представляют собой сумму гравитационных волн элементарных частиц, из которых этот объект состоит.

Когда нам заявляют об обнаружении гравитационных волн от объектов, находящихся на расстояниях, превышающих миллиард световых лет, и в тоже время не замечают гравитационных волн от земных источников, находящихся на расстояниях порядка километра, первый вопрос который возникает: а не повторяется ли сказочка, разыгранная с “бозоном Хиггса” уже применительно к гравитации.

Научившись регистрировать гравитационные волны разных частот, определять направление, откуда они пришли, человечество откроет для себя новый мир, недоступный в 20 веке - мир гравитационных волн.

Эйнштейн


10.Гравитационные волны, “черные дыры” и лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).

В феврале 2016 года появилось сообщение, переполошившее планету. Цитата (и последующие) из Википедии: “11 февраля 2016 года коллаборации LIGO и Virgo объявили об обнаружении гравитационных волн, произошедшем 14 сентября 2015 года на установках LIGO, обнаруженный сигнал исходил от слияния двух чёрных дыр массами 36 и 29 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд световых лет от Земли, при этом три солнечных массы ушли на излучение”.
Signal
То, что “черные дыры” - это из мира математических сказок, я уже показал, но не все умеют читать на русском или желают пользоваться переводчиком, и продолжают повторять обанкротившиеся сказки, выдавая их за науку.
Попробуем в этом разобраться и понять.

1. Цитата: “LIGO состоит из двух обсерваторий: в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон), удалённых друг от друга на 3002 километра. Поскольку скорость распространения гравитационных волн, как ожидают, равна скорости света, это расстояние даёт разницу в 10 миллисекунд, которая позволит определить направление на источник зарегистрированного сигнала”.
Вопрос: а из чего следует, что скорость распространения гравитационных волн должна быть равна скорости света? - Утверждения общей теории относительности Альберта Эйнштейна - это утверждение одной из теорий гравитации, а их десятки. Гравитационное поле общей теории относительности существует в рамках данной теории, а что и как его создает в природе. Если не элементарные частицы его создают, то тогда что?
Если гравитационное поле общей теории относительности создают вымышленные черные дыры, которые это же поле и создает - тогда вопрос: что причина, а что следствие? Или может быть, гравитационное поле общей теории относительности создает сказочная “темная материя”? - Гравитационное поле в природе не существует само по себе - физика установила его источники. Если у гравитационного поля общей теории относительности нет источника (способного создавать данное поле), значит, в природе нет и самого этого поля, или мы что-то еще не знаем, но тут можно выдумать все, что придет в голову, а потом выдавать собственное мнение за научные данные.
Распространение гравитационных волн в пространстве и распространение электромагнитных волн в пространстве - это два разных физических процесса, обусловленных разными свойствами пространства, через которое они распространяются. У физики нет веских оснований (кроме желаний некоторых авторов и их сторонников) утверждать, что скорости распространения этих разных физических процессов обязаны совпадать. Следовательно: разница во времени прихода гравитационных сигналов не позволяет определить направление на источник.

2. Цитата: “Основной элемент каждой обсерватории - Г-образная система, состоящая из двух четырёхкилометровых плеч с высоким вакуумом внутри. Внутри такой системы устанавливается модифицированный интерферометр Майкельсона, в каждом из плеч которого благодаря дополнительным зеркалам из кварцевого стекла образуются резонаторы Фабри-Перо, эти зеркала на особом подвесе являются пробными массами, расстояние между которыми меняет пришедшая гравитационная волна. Она удлиняет одно плечо и одновременно укорачивает второе”.
Последнее утверждение недостоверно. Воздействие гравитационной волны на каждое из плеч зависит от направления на источник. Это может привести к разному изменению длины каждого плеча, а иногда и к одинаковому. Имеется направление, вдоль которого устройство не может регистрировать гравитационные волны, в силу одинаковости изменения длин обоих плеч. Это любое из направлений, лежащих в плоскости, проходящей через центр спектрометра, под углом 45 градусов, к каждому из его плеч. В этой плоскости лежит светоделитель, распределяющий световой поток от лазера между плечами.

3. Цитата: “Луч лазера вначале проходит через одностороннее зеркало, которое пропускает луч от лазера и отражает луч, возвращающийся из интерферометра, таким образом, являясь рециркулятором мощности и позволяя вместо 750-киловаттного лазера использовать 200-ваттный. Затем луч входит в интерферометр и разделяется светоделителем на два луча, каждый из которых направляется в соответствующее плечо интерферометра и проходит резонатор Фабри-Перо около 280 раз, многократно отражаясь в конце и начале плеча, что значительно повышает чувствительность интерферометра. Затем лучи из двух плеч складываются в фотодетекторе, и разность хода между ними вызывает изменение тока в детекторе”. - Данная информация необходима для понимания работы интерферометра.
LIGO
Оба рисунка взяты из Википедии.

4. Цитата: “Параметры события
Форма сигнала совпадает с предсказанием общей теории относительности для слияния двух чёрных дыр массами 36(+5-4) и 29(+4-4) солнечных. Возникшая чёрная дыра имеет массу 62(+4-4) массы Солнца и параметр вращения a = 0,67(+0,05-0,07). Излучённая за десятые доли секунды в слиянии энергия - эквивалент 3(+0,5-0,5) солнечных масс.
Местонахождение источника
Расстояние до источника было вычислено из сравнения выделившейся мощности, оценку которой дают массы чёрных дыр, и измеренной амплитуды сигнала - 10-21. Расстояние оказалось равным примерно 1,3 млрд. световых лет (410(+160-180) мегапарсек, красное смещение z = 0,09(+0,03-0,04)).
Направление на источник сигнала определяется через разницу времен прохождения сигнала через детекторы. При наличии лишь двух детекторов LIGO эта разница во времени позволяет определить только угол между направлением распространения сигнала и прямой, соединяющей детекторы. Это задаёт конус, на поверхности которого может находиться источник. На карте звёздного неба возможная область нахождения источника выглядит как тонкое кольцо - толщина кольца тем меньше, чем меньше погрешности измерения. Задержка сигнала составила 6,9(+0,5-0,4) мс, это позволило вычислить, что источник сигнала GW150914 лежит на конусе, створ которого направлен в южную небесную полусферу. Дополнительный учёт поляризации гравитационной волны и взаиморасположения двух антенн относительно предполагаемого источника на основании соотношения амплитуд сигналов позволяет дополнительно сузить область. На карте звёздного неба область, где находится источник сигнала, представляет собой полумесяца площадью 140 кв. градусов (с вероятностью 50 %) или 590 кв. градусов (с вероятностью 90 %). При наличии трёх детекторов, не расположенных на одной прямой, можно было бы значительно повысит точность определения координаты источника.

4.1. Сказочные черные дыры противоречат Классической электродинамике, закону сохранения энергии, теории гравитации элементарных частиц - их существование в природе невозможно.
4.2. На приведенном снимке показаний детекторов интерферометров мы наблюдаем не одиночный импульс, а колебательный процесс, срывающийся на высокой частоте. Это может наблюдаться с колебательной или вращательной системой, у которой во время каждого цикла отбирается некоторая (не уменьшающаяся) величина энергии. Когда вся энергия будет исчерпана, процесс прекратится.
4.3. Вопрос о том, а несут ли в себе гравитационные волны энергию - это еще предстоит выяснить.
4.4. Расстояние до источника и направление на него - все это недоказанные предположения, следствия одной из теорий гравитации.
4.5. Сравним амплитуду гравитационной волны от вращающейся пары гравитационных источников с массами 36 и 29 солнечных масс, расположенных на расстоянии 1,3 млрд. световых лет с амплитудой гравитационной волны от пары вращающихся земных источников гравитации с массами 36 и 29 грамм, расположенных посередине между обоими интерферометрами ( т.е. расстояние равно 1501 км). При этом ориентация плоскости вращения будет соответствовать максимуму излучения в сторону интерферометров.
Масса солнца равна: 1.9891∙1033 грамма, 1 световой год равен: 9,4605281∙1012 км, 1,3 млрд. световых лет равно: 1.22987∙1022 км. А теперь можно вспомнить формулу (187) определяющую зависимость амплитуды гравитационных волн пары вращающихся объектов от расстояния до источника, и мы увидим 1/R4. В итоге получится, что амплитуда гравитационных волн от вращающейся пары массивных гравитационных источников слабее амплитуды гравитационных волн вращающейся пары земных источников, более чем в 1042 раз. И пока данные устройства не научатся достоверно регистрировать гравитационные волны от земных источников, доверие к их способности регистрировать гравитационные волны от вращающихся источников в других галактиках будет равно нулю.
Для определения подлинного направления на источник гравитационной волны, придется построить еще одно плечо
: вертикально вниз - ввести еще одну ортогональную ось и научиться точно измерять длину каждого плеча в отдельности.

LIGO с Virgo могут выбить себе Нобелевскую премию по физике, продавив у чиновников от науки из Стокгольма нужное решение, но это станет очередным ошибочным решением Нобелевского комитета по физике.

Владимир Горунович
8.12.2016

Форма входа

Регистрация/Вход


Друзья сайта

Данный сайт научно-образовательный, не преследует коммерческих целей и располагается на интернет-ресурсе, предоставленным коммерческим веб-сервисом uCoz.

Information for sponsors


Профиль
Copyright БГУ физфак Горунович В.А. © 2017
Создать бесплатный сайт с uCoz