К вопросу о сингулярности или как определить предельный возраст Вселенной
к. т.н., 8(3854)34-66-47, 8-913-081-9174
Известно, что вопрос сингулярности в космологии пока не решён и поэтому представляет интерес любая попытка прояснить этот момент [1].
В данной статье автор предпринимает такую попытку. Прежде чем собственно перейти к рассмотрению вопроса о сингулярности отметим наши следующие базовые предпосылки:
1)Любая элементарная частица (ЭЧ) имеет полевую природу и представляет собой тороидальный вихрь («бублик») фотонного (электромагнитного - ЭМ) поля, сжатого гравитационным полем;
2)Размер любой свободной ЭЧ можно определить из соотношения
r*m = ћ / c = rп*mп = const;
3)В нашей Вселенной существует пространственно-временной квант (ПВК) планковских параметров ( уравнения - m/r = с2/G из m*с2/r = G*(m/r)2 и r*m = ћ / c);
4)Вселенная построена на принципах подобия и фрактальной геометрии.
И так, сингулярность, что это такое? Для раскрытия этого понятия рассмотрим простейшую нейтральную систему – протон(р) + электрон(е) = атом. Известно, что размер протона в атоме rр = 14*10-16 м (свободный раз - мер - rр = 2,1*10-16 м), размер атома или первый боровский радиус электро - на составляет - а0 = 0,531*10-10 м.
Здесь мы должны сказать следующее: 1)электрон не может быть меньше протона, тогда его масса (энергия) должна быть больше, чем у протона, однако это противоречит опытным данным; 2)электрон в классической модели не компенсирует электрическое поле протона,
рис. 1(а, б), в то время, как тороидальная модель лишена этого недостатка. Известно [2], что заряд «+» и заряд «-» имеют силовые линии, как показано на рис. 1а.
а)
б)
Рис. 1(а, б) Особенности классической и тороидальной модели атома.
Таким образом, протонный вихрь может (rр = 14*10-16 м) и должен быть внутри электронного (а0 = 0,531*10-10 м) и следовательно, размер связанного электронного вихря и есть а0 (кстати, размер свободного электронного вихря - rе = 3,86*10-13 м, или а0 = rе/α, где α – постоянная тонкой структуры, α = 1/137).
В рамках принятых предположений следует отметить, что истинные свободные ЭЧ имеют своей формой тороид минимальных размеров, как это показано на рис. 2, (например, для электрона).
Рис. 2 Тороид минимальных размеров для ЭЧ (R0 = r0 = rе).
В этом случае можно записать следующие выражения:
m = 2*π2*r3*ρ и m*r = ћ/с, тогда получим – ρ*r4 = ћ/2*π2 *с = const =
= 17,8*10-45. Например, для плотности свободного электрона и протона соответственно имеем:
ρе = 17,8*10-45/ rе4 = 17,8*10-45/ (3,86*10-13)4 = 0,8*106 кг/м3,
ρп = 17,8*10-45/ rп4 = 17,8*10-45/ (2,1*10-16)4 = 0,92*1019 кг/м3.
Если мы рассмотрим электрон на первой боровской орбите в атоме водорода, то по всей видимости его основные размеры должны выражаться следующими выражениями (рис.3), так как должно выполняться условие: m = const, при (R = r = а0).
(R*r2 )*ρ = (Re*re2 )*ρe или ρ = (Re/ R)*( re/r)2*ρe, если кроме того принять, что R/Re =1/α, r/ re = 1/α, тогда получим ρ = ρe*α3. Следовательно, геометрические и физические параметры деформируемых тороидов зависят от постоянной тонкой структуры.
В общем виде для любых электронных орбит в атоме имеем:
R/Re = R/re = n2/α, r/re = n2/α, и ρ = α3*ρe / n6 (известно, что R = rn = n2*а0).
Рис. 3 Тороидальный вихрь электрона в атоме водорода.
Любопытно также отметить, что в кварковой модели адронов мезоны содержат два кварка (у нас два вихря), а барионы три кварка (у нас три вихря). Так, например, мезон π+ = u ď состоит из кварка (u) заряд +2/3 и антикварка (ď) заряд +1/3, т. е. в π+ объединяются два дробных положи - тельных электрических заряда!. Аналогично мезон π- = ǔd объединяет антикварк и кварк с дробными отрицательными электрическими зарядами. Барионы (р = u u d ) и (n = d d u) состоят из трёх кварков, соответственно из двух кварков с положительными электрическими зарядами и одного с отрицательным и наоборот (для нейтрона)[3].
Для более наглядного геометрического представления системы р + е = атом (рис. 4), положим, что rр = 0,001мм, тогда а0 = 37,9 мм (а0 / rр = 37928,6).
Рис. 4 «Истинная» схема модели атома.
Как видно из рис. 4 «пустоты» атома не существует есть разные плотности силовых линий фотонного поля и есть разбухание силовых линий (силовой трубки) или её сжатие.
Из данного представления также видно, что для атома протон является сингулярным центром через который проходят все атомарные энергети - ческие потоки. Следовательно, аналогично, для Вселенной сингулярным центром является ПВК! Если это так, то мы можем записать следующее простое соотношение:
ρпр – соответствует сечению атома – π*а02
ρп – соответствует сечению Вселенной – π*Rвс2,
где ρпр и ρп – плотность протона и ПВК, соответственно; Rвс – радиус Вселенной. Тогда окончательно получим:
Rвс = а0*( ρп/ρпр)0,5 (1)
При ρп = 1,24*1096 кг/м3 и ρпр = 0,92*1019 кг/м3 имеем Rвс = 1,95*1028 м. Это предельный размер нашей Вселенной, когда точка сингулярности сожмётся и достигнет планковских параметров. В настоящее время мы имеем размер Вселенной – 3,6*1026 м.
Используя основную формулу для ЭЧ, r*m = const, можно также оценить результаты опытов Резерфорда по рассеянию ядрами золота α – частиц [3]. В опытах Резерфорда небольшая часть α – частиц (примерно 0,01%) рассеивалась на углы более 900, т. е. отскакивала от фольги назад.
И так, атомная единица массы (а. е.м.) α – частиц (ядер гелия) есть
mα = 4, а ядер золота mАu = 197, следовательно, для радиусов этих частиц имеем следующее соотношение: mАu / mα = rα / rАu = 197/4 = 49,25 ≈ 50. Тогда в соответствии с сечением рассеяния для отскакивающих альфа частиц от ядер золота (рис. 5) получим:
(SАu / Sα )*100% = [π*( rАu /2)2]/ π*(rα )2 = 1/4*( rАu / rα)2 *100% = 0,01%, т. е. результат, совпадающий с экспериментальными данными по Резерфорду.
Рис. 5 Рассеяние ядер гелия на атомах золота.
И последнее, энергетические параметры атома, т. е. mе = 9,11*10-31 кг,
mр = 1,67*10-27 кг, а также величина постоянной тонкой структуры
α = 1/137, позволяют ответить на один важный вопрос. Какова доля «тёмной» энергии в структуре всей материи во Вселенной?
Доля энергии (массы) ограниченная в атоме первой боровской орбитой электрона составляет величину: (1/2)*(mе*137/ mр )*100% ≈ 4%, следовательно, остальные 96% - это «тёмная» энергия атома. Таким образом можно заключить, что также как и в атоме, во Вселенной примерно 96% энергии-массы составляет так называемая «тёмная» энергия. По данным [4] «тёмная» энергия во Вселенной составляет примерно 95% и это вывод современной космологии.
Определив максимально возможный размер Вселенной, можно определить предельное время её существования:
tВС = RВС /с = 1,95*1028/3*108 = 0,65*1020 с = 0,21*1013лет = 2100 млрд. лет.
Следовательно, в настоящее время сингулярный центр сжимается, а наша Вселенная расширяется, затем наступит обратный процесс.
В заключении хотелось бы остановиться на двух фундаментальных квантовых свойствах [3], одной замечательной (по мнению автора) космологической статье [5] и одной замечательной теоретической работе [6].
Первое квантовое свойство – обмен частицами лежит в основе вообще всех взаимодействий [3, стр. 188].
Второе квантовое свойство – радиус взаимодействия определяется массой частиц, обмен которыми приводит к взаимодействию [3, стр. 200].
По первому свойству предположение следующее. Обмен частицами, значит обмен энергией. В понимании автора – обмен непрерывными энергетическими потоками между ЭЧ.
По второму свойству. Существуют не обменные частицы, а обменные энергетические потоки между ЭЧ, размеры ЭЧ обратно пропорциональны массам.
По космологическим аспектам.
[5] Согласно Сэндиджу, космологическое расширение прослеживается вплоть до 1.5 - 2 Мпк от нас, и локальный темп подобен глобальному, если только он не совпадет с ним точно, на уровне ~ 10 %. Иными словами говоря, общая картина расширения выглядит так, как если бы глобальный космологический поток и в самом деле начинался прямо вблизи нас и, простираясь далее чуть не до горизонта мира, сохранял всюду свою кинематическую идентичность! Но ведь это же абсолютно невозможно... (От автора – в модели ПВК и сингулярного центра возможно).
Но если не массы самих галактик, то что же тогда управляет движением этих тел в местном объеме? Такова новая физическая постановка вопроса о природе локального хаббловского потока.
В духе новейших открытий в космологии можно предположить, что хаббловским потоком управляет космологический вакуум.
[6] Автор полагает, что и в самом деле на планковском уровне (l = 10 -33 см) вся материя движется со скоростью света и существует только в форме электромагнитного излучения, порождая геоны. (От автора – геон это тот же ПВК).
Предложенная модель расчёта предельного времени существования Вселенной до момента начала сжатия более корректная и точная, чем в статье «Циклическая Вселенная или определение максимальной и минимальной плотности расширяющегося ПВК», скорее всего в этой статье оно просто ошибочно.
Выводы
1.По структуре Вселенная напоминает систему протон + электрон = атом, но в отличии от атома, центром сингулярности которого является протон, для Вселенной центром сингулярности является ПВК.
2.Наша Вселенная представляет из себя тор в котором непрерывно со скоростью света по спирали движется фотонное поле (современный вакуум).
3.Тороидальная силовая трубка, образующая Вселенную, расширяется от ПВК до Rвс и затем сжимается от Rвс до ПВК.
Литература
1., , Чернин и физический вакуум. М.: Ком. Книга, 2006. – 216 с.
2., Широков физики: Учебное пособие.-Т.2. Электромагнитное поле. М.: Наука, 1980.-359 с.
3. , Широков физики: Учебное пособие.-Т.3. Квантовая физика М.: Наука, 1983.-240 с.
4.Лидсей Дж. Э. Рождение Вселенной /Пер. с англ. – М.: Издательство «Весь Мир», Л55 2005. – 200 с.
5. A. Д. Чернин ГАИШ МГУ Обс. Туорла, у-т Турку, Финляндия. Физический вакуум и космическая анти-гравитация (электронная версия).
6. К квантовой теории гравитации (электронная версия).
Электронные статьи автора:
1.К вопросу о пространственно – временных квантах и гравитации или как вычислить некоторые параметры нашей Вселенной.
2.К вопросу о размере электрона, об элементарных частицах или что
такое тороидально сжатое фотонное поле.
3.Циклическая Вселенная или определение максимальной и минимальной плотности расширяющегося ПВК.
