Что есть физический вакуум? Разреженные газы: понятие и свойства. Вакуум Максимальный вакуум

Чтобы понять Природу
нужно научиться слышать,
что говорит тишина и видеть,
что содержит пустота.

Аннотация

Физический вакуум является особым видом материи, претендующим на первооснову мира. Авторы исследуют физический вакуум как целостный физический объект, которому не свойственна множественность и разложимость на части. Такой континуальный физический объект является наиболее фундаментальным видом физической реальности. Свойство континуальности придает ему наибольшую общность и не накладывает ограничений, свойственных множеству других объектов и систем. Континуальный вакуум расширяет класс известных физических объектов. Континуальный вакуум имеет наибольшую энтропию среди всех известных физических объектов и систем и является физическим объектом принципиально недоступным для приборного наблюдения. Приведены анимационные 3D модели вакуумных эффектов.

Научные и философские проблемы вакуума

Физический вакуум стал предметом изучения физики благодаря усилиям известных ученых: П. Дирака, Р. Фейнмана, Дж. Уилера, У. Лэмба, де Ситтера, Г. Казимира, Г. И. Наана, Я. Б. Зельдовича, А. М. Мостепаненко В. М. Мостепаненко и др. Понимание физического вакуума как не пустого пространства сформировалось в квантовой теории поля. Теоретические исследования указывают на реальность существования в физическом вакууме энергии нулевых колебаний . Поэтому внимание исследователей привлекают новые физические эффекты и феномены в надежде на то, что они позволят подступиться к океану вакуумной энергии. Достижению реальных результатов, в плане практического использования энергии физического вакуума, мешает непонимание его природы. Загадка природы физического вакуума остается одной из нерешенных проблем фундаментальной физики.

Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира. В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается категория "ничто". Ничто не считается пустотой, а рассматривается как "содержательная пустота". При этом подразумевается, что "ничто", лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Таким образом, "ничто" причисляется к ключевым категориям и отвергается принцип ex nigilo nigil fit (из “ничто” ничего не возникает). Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие . Очень похожими признаками современные ученые наделяют физический вакуум . При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и "содержательной пустотой", является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым "богатым" видом физической реальности . Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен порождать все множество объектов и явлений наблюдаемого мира. Таким образом, физический вакуум претендует на статус онтологического базиса материи. Несмотря на то, что актуально физический вакуум не состоит из каких-либо частиц или полей, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота - самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теориях, но и в Природе и "ничто" и "нечто". Последнее существует как проявленное бытие - в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а "ничто" существует как не проявленное бытие - в виде физического вакуума. В этом смысле, не проявленное бытие следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, обладающую наибольшей фундаментальностью.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Проявление свойств физического вакуума в экспериментах

Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств регистрируется в экспериментах. В физике известен ряд вакуумных эффектов. К ним относятся: рождение электронно-позитронной пары, эффект Лэмба-Ризерфорда, эффект Казимира, эффект Унру. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. При воздействии фотона на физический вакуум в поле ядра возникают вещественные частицы - электрон и позитрон.

В 1965 году В.Л. Гинзбург и С.И. Сыроватский указали на то, что ускоренный протон нестабилен и должен распадаться на нейтрон, позитрон и нейтрино. В ускоренной системе должен присутствовать тепловой фон различных частиц. Наличие этого фона известно как эффект Унру и связано с различным состоянием вакуума в покоящейся и ускоренной системах отсчета .

Эффект Казимира состоит в возникновении силы, сближающей две пластины, находящиеся в вакууме. Эффект Казимира указывает на возможность извлечения механической энергии из вакуума. На рис.1 схематически показан эффект Казимира в физическом вакууме. 3D модель этого процесса показана .

Рис.1. Проявление силы Казимира в физическом вакууме.

Перечисленные физические эффекты указывают на то, что вакуум не является пустотой, а выступает в качестве реального физического объекта.

Модели физического вакуума

В современной физике предпринимаются попытки представить физический вакуум различными моделями. Многие ученые, начиная с П. Дирака, пытались найти модельные представления, адекватные физическому вакууму. В настоящее время известны: вакуум Дирака, вакуум Уилера, вакуум де Ситтера, вакуум квантовой теории поля, вакуум Тэрнера-Вилчека и др.

Вакуум Дирака является одной из первых моделей. В ней физический вакуум представлен "морем" заряженных частиц, находящихся в самом низком энергетическом состоянии. На рис.2 показана модель электронно-позитронного физического вакуума - “море Дирака”. 3D модель процессов в море Дирака показана

Рис.2. Модель физического вакуума - “море Дирака”.

Вакуум Уилера состоит из геометрических ячеек планковских размеров. Согласно Уилеру все свойства реального мира и сам реальный мир есть не что иное, как проявление геометрии пространства.

Вакуум де Ситтера представлен совокупностью частиц с целочисленным спином, находящихся в низшем энергетическом состоянии. В модели де Ситтера физический вакуум обладает свойством, совершенно не присущим любому состоянию вещества. Уравнение состояния такого вакуума, связывающее давление Р и плотность энергии W, имеет необычный вид:

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Причина появления такого экзотического уравнения состояния связана с представлением вакуума многокомпонентной средой, в которой для компенсации сопротивления среды движущимся частицам введено понятие отрицательного давления.

Рис.3. Модель физического вакуума де Ситтера.

Вакуум квантовой теории поля содержит в виртуальном состоянии всевозможные частицы. Эти частицы лишь на короткое время могут появляться в реальном мире и снова переходят в виртуальное состояние. На рис.4 показана модель вакуума квантовой теории поля. 3D модель процесса возникновения и исчезновения виртуальных частиц показана

Рис.4. Модель физического вакуума квантовой теории поля.

Вакуум Тэрнера-Вилчека представлен двумя проявлениями - "истинным" вакуумом и "ложным" вакуумом. То, что в физике считается самым низким энергетическим состоянием, есть "ложный" вакуум, а истинно нулевое состояние находится ниже по энергетической лестнице. При этом считается, что "ложный" вакуум может переходить в состояние "истинного" вакуума.

Вакуум Герловина представлен несколькими проявлениями . И.Л. Герловин разработал специфический вариант "Единой теории поля". Он назвал свой вариант данной теории - "Теория фундаментального поля". Теория фундаментального поля основана на физико-математической модели "расслоенных пространств". Физический вакуум, согласно теории фундаментального поля представляет собой смесь нескольких видов вакуума в соответствии с видом образующих их "голых" элементарных частиц. Каждый вид вакуума состоит из не проявляющих себя в "лабораторном" подпространстве элементарных частиц вакуума, каждая из которых состоит из фермион-антифермионной пары "голых" элементарных частиц. В теории фундаментального поля существует девять видов вакуума. Заметно проявляют себя в физическом мире только два вида вакуума, имеющие наибольшую плотность - протон-антипротонный вакуум и электрон-позитронный вакуум. По мнению Герловина основные свойства "лабораторного" физического вакуума, например, диэлектрическая проницаемость, определяются свойствами протон-антипротонного вакуума .

В представлена фитонная модель вакуума. Предполагается, что невозмущенный вакуум состоит из вложенных друг в друга фитонов, имеющих противоположные спины. По мнению авторов этой модели в среднем такая среда нейтральна, обладает нулевой энергией и нулевым спином.

В вакуум представлен квантовой жидкостью. Квантовая жидкость как модель физического вакуума состоит из фотонных частиц (ф - частиц). В этой модели фотонные частицы расположены в определенном порядке, наподобие кристаллической решетки.

В вакуум представлен сверхтекучей жидкостью, состоящей из фермион-антифермионных пар с ненулевой массой покоя.

Существующие модели физического вакуума весьма противоречивы. Как отмечается в большинство предложенных концепций и модельных представлений физического вакуума несостоятельны как в теоретическом, так и в экспериментальном планах. Это относится и к "морю Дирака", и к модели "расслоенных пространств", и к другим моделям. Причина состоит в том, что в сравнении со всеми другими видами физической реальности физический вакуум имеет ряд парадоксальных свойств, что ставит его в ряд объектов, трудно поддающихся моделированию. Обилие различных модельных представлений вакуума указывает на то, что до сих пор отсутствует модель, адекватная реальному физическому вакууму.

Проблемы создания теории физического вакуума

Современная физика стоит на пороге перехода от концептуальных представлений о физическом вакууме к теории физического вакуума. Современные концепции физического вакуума имеют существенный недостаток - они отягощены геометрическим подходом . Проблема, с одной стороны, состоит в том, чтобы не представлять физический вакуум геометрическим объектом, а с другой стороны, оставляя физический вакуум в статусе физической сущности, не подходить к его изучению с механистических позиций. Создание непротиворечивой теории физического вакуума требует прорывных идей, далеко выходящих за рамки традиционных подходов .

Реальность такова, что в рамках квантовой физики, породившей саму концепцию физического вакуума, теория вакуума не состоялась. Не удалось создать теорию вакуума и в рамках классических представлений. Становится все более очевидным, что "зона жизни" будущей теории физического вакуума должна находиться за пределами квантовой физики и, скорее всего, ей предшествовать. По всей видимости, квантовая теория должна быть следствием и продолжением теории физического вакуума, коль скоро физическому вакууму отводится роль наиболее фундаментальной физической сущности, роль основы мира . Будущая теория физического вакуума должна удовлетворять принципу соответствия. В таком случае теория физического вакуума должна естественным образом переходить в квантовую теорию. Для построения теории физического вакуума важно получить ответ на вопрос: "какие константы относятся к физическому вакууму?" Если считать, что физический вакуум является онтологической основой мира, то его константы должны выступать в качестве онтологического базиса всех физических констант. Эта проблема исследовалась в где предложены пять первичных суперконстант, от которых происходят фундаментальные физические и космологические константы. Эти константы могут быть отнесены к физическому вакууму. На рис. 5 приведены пять универсальных физических суперконстант и их значения.

Рис. 5. Универсальные физические суперконстанты.

В настоящее время преобладает концепция, в рамках которой считается, что вещество происходит из физического вакуума и свойства вещества проистекают из свойств физического вакуума. Такой концепции придерживались П. Дирак, Ф.Хойл, Я.Б.Зельдович, Э.Трайон и др. Я.Б. Зельдович исследовал даже более амбициозную задачу - происхождение всей Вселенной из вакуума . Он показал, что твердо установленные законы Природы при этом не нарушаются. Строго выполняются закон сохранения электрического заряда и закон сохранения энергии. Единственный закон, который не выполняется при рождении Вселенной из вакуума - это закон сохранения барионного заряда. Остается непонятным, куда подевалось огромное количество антивещества, которое в равном количестве с веществом должно было появиться из физического вакуума.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Несостоятельность концепции дискретного вакуума

Идеи о том, что какие-либо дискретные частицы могут составлять основу физического вакуума, оказались несостоятельными как в теоретическом плане, так и в практическом приложении . Подобные идеи вступают в противоречие с фундаментальными принципами физики, например, с принципом Паули. Если считать, что физический вакуум состоит из частиц с целочисленным спином, то опять же возникают проблемы по типу экзотического уравнения состояния, как это происходит, например, в модели де Ситтера.

Как считал П. Дирак, физический вакуум порождает дискретное вещество. Это значит, что физический вакуум должен генетически предшествовать веществу. Чтобы понять суть физического вакуума, надо оторваться от стереотипного понимания "состоять из… ". Мы привыкли, что наша атмосфера - это газ, состоящий из молекул. Долгое время в науке господствовало понятие "эфир". И сейчас можно встретить сторонников концепции светоносного эфира или существования в физическом вакууме газа из гипотетических частиц. Все попытки найти место "эфиру" или иным дискретным объектам в концепциях вакуума или в моделях вакуума не привели к пониманию сущности физического вакуума. Статус такого вида физической реальности, каким являются дискретные частицы, всегда вторичен. Вновь и вновь будет возникать задача выяснения происхождения дискретных частиц и, соответственно, поиска более фундаментальной сущности.

Можно сделать вывод, что концепции дискретного вакуума принципиально несостоятельны. Весь путь развития физики показал, что никакая частица не может претендовать на фундаментальность и выступать в качестве основы мироздания. Дискретность свойственна веществу. Вещество не имеет первичного статуса, оно происходит из физического вакуума, поэтому оно принципиально не может выступать в качестве фундаментальной основы мира . Поэтому физический вакуум не должен иметь признаков, свойственных веществу. Он не должен быть дискретным. Он является антиподом вещества. Его основной признак - континуальность.

Осознание системной организации вещественного мира и материального единства мира, является величайшим достижением человеческой мысли. К этой системе мира добавилась еще одна подсистема - физический вакуум. Однако существующая система структурных уровней организации мира пока выглядит незавершенной. Она не ориентирована на генетическую взаимосвязь уровней и на естественное развитие. Она не завершена снизу и сверху. Незавершенность снизу предполагает выяснение величайшей тайны природы - механизма происхождения дискретного вещества из континуального вакуума . Незавершенность сверху требует раскрытия не меньшей тайны - связи физики микромира и физики Вселенной.

Современные физические теории, в попытках найти фундаментальные физические объекты, демонстрируют тенденцию перехода от частиц - трехмерных объектов, к объектам нового вида, имеющим меньшую размерность. Например, в теории суперструн размерность объектов-суперструн намного меньше размерности пространства. Фундаментальные струны понимаются как 1-мерные объекты. Они бесконечно тонкие, а длина их порядка 10 -33 см . Считается, что у физических объектов, имеющих меньшую размерность, больше оснований претендовать на фундаментальный статус. В тенденции перехода к фундаментальным объектам, имеющим меньшую размерность, перспективным, на наш взгляд, является подход В. Жвирблиса . Жвирблис утверждает, что физический вакуум - непрерывная материальная среда. По аналогии с "нитью Пеано", бесконечно плотно заполняющей двумерное пространство, условно разбитое на квадраты, автор предлагает новую модель физического вакуума - "нить Жвирблиса", бесконечно плотно заполняющую трехмерное пространство, условно разбитое на тетраэдры.

Рис. 6. Модель вакуума Жвирблиса (Нить Жвирблиса).

По нашему мнению, это большой прорыв в понимании сущности физического вакуума как фундаментальной основы мира. Жвирблис, в отличие от других ученых, в качестве модели физического вакуума рассматривает не многокомпонентную среду, а одномерный математический объект - "нить Жвирблиса". В отличие от всех известных моделей, в его модели дискретности и множественности отведено самое минимальное место - используется одномерный математический объект. В пределе понимается, что при сверхплотном заполнении пространства среда становится непрерывной.

На рисунке 7 показана тенденция перехода к объектам, имеющим меньшую размерность. Мы считаем, что в этой тенденции поиска наиболее фундаментального объекта недоставало решающего шага - перехода к нуль-мерному объекту. Эта проблема исследовалась в , где физический вакуум, в отличие от традиционного понимания, представлен как нуль-мерный физический объект.

Рис.7. Тенденция в физических теориях: переход от трехмерных объектов к нуль-мерному объекту.

Фундаментальные объекты в теории суперструн имеют планковские размеры. Тем не менее, пока нет убедительных доводов, что "планкеоны" или "суперструны" составляют основу мира. Нет оснований считать, что не существует объектов, имеющих размеры меньше планковских. В этом контексте следует заметить, что планковские естественные единицы не являются единственными. В физике известны константы Джорджа Стони , образованные комбинацией констант G, c, e . Они имеют меньшие значения по сравнению с планковскими единицами, и вполне могут выступать конкурентами планковским единицам. Единицы Планка и единицы Стони исследовались в , где предложены новые системы естественных единиц, относящиеся к глубинным уровням организации материи в микромире ниже планковского уровня. Новые системы естественных единиц образованы гравитационной константой G , зарядом электрона e , скоростью света c , постоянной Ридберга R ∞ , постоянной Хаббла H 0 .

На рис.8, для сравнения, приведены значения планковских естественных единиц, естественных единиц Джорджа Стони и новых естественных единиц.

Подход, в рамках которого считается, что физический вакуум существует в виде непрерывной среды является многообещающим. При таком подходе к физическому вакууму находит объяснение его ненаблюдаемость . Не следует связывать ненаблюдаемость физического вакуума с несовершенством приборов и способов исследования. Физический вакуум - принципиально ненаблюдаемая среда - это прямое следствие его непрерывности. Наблюдаемыми являются только вторичные проявления физического вакуума - поле и вещество. Для континуального физического объекта нельзя указать никаких других свойств, кроме свойства непрерывности. К континуальному объекту неприменимы никакие меры, это антипод всему дискретному .

Физика, на примере проблемы физического вакуума, сталкивается с коллизией непрерывности и дискретности, с которой столкнулась математика в теории множеств. Попытка разрешить противоречие непрерывности и дискретности в математике была предпринята Кантором (континуум-гипотеза Кантора). Эту гипотезу не удалось доказать ни ее автору, ни другим выдающимся математикам. В настоящее время причина неудач выяснена. В соответствии с выводами П.Коэна: сама идея множественной, дискретной структуры континуума является ложной . Распространяя этот результат на континуальный вакуум можно утверждать: "идея множественной или дискретной структуры физического вакуума является ложной ".

С учетом парадоксальных свойств и признаков можно констатировать, что континуальный вакуум является новым видом физической реальности, с которым физика еще не сталкивалась .

Критерии фундаментальности

В связи с тем, что физический вакуум претендует на фундаментальный статус, более того, даже на онтологический базис материи, он должен обладать наибольшей общностью и ему не должны быть присущи частные признаки, характерные для множества наблюдаемых объектов и явлений. Известно, что присвоение объекту какого-либо дополнительного признака уменьшает универсальность этого объекта. Так, например, ножницы - универсальное понятие. Добавление какого-либо признака сужает круг охватываемых этим понятием объектов (ножницы бытовые, слесарные, кровельные, дисковые, гильотинные, портновские и т.п.). Таким образом, приходим к выводу, что на онтологический статус может претендовать такая сущность, которая лишена каких-либо признаков, мер, структуры и которую принципиально нельзя моделировать, поскольку любое моделирование предусматривает использование дискретных объектов и наделение моделируемого объекта конкретными признаками и мерами. Физическая сущность, претендующая на фундаментальный статус не должна быть составной, поскольку составная сущность имеет вторичный статус по отношению к ее составляющим.

Таким образом, требование фундаментальности и первичности для физического объекта влечет за собой выполнение следующих основных условий:

Не быть составным.

Иметь наименьшее количество признаков, свойств и характеристик.

Иметь наибольшую общность для всего многообразия объектов и явлений.

Быть потенциально всем, а актуально ничем.

Не иметь никаких мер.

Не быть составным - это означает не содержать в себе ничего, кроме самого себя, т.е. быть целостным объектом. Относительно второго условия идеальным должно быть требование - совсем не иметь признаков. Иметь наибольшую общность для всего многообразия объектов и явлений - это означает не обладать признаками частных, конкретных объектов, поскольку любая конкретизация сужает общность. Быть потенциально всем, а актуально ничем - это означает оставаться ненаблюдаемым и одновременно быть основой всему сущему. Не иметь никаких мер - это означает быть континуальным объектом.

Эти пять условий первичности и фундаментальности чрезвычайно созвучны с мировоззрением философов древности, в частности, представителей школы Платона. Они считали, что мир возник из фундаментальной сущности - из изначального Хаоса. По их воззрениям Хаос породил все существующие структуры Космоса. При этом Хаосом они считали такое состояние системы, которое остается на конечном этапе по мере некоего условного устранения всех возможностей проявления ее свойств и признаков .

Континуальный вакуум

Перечисленным выше пяти требованиям не удовлетворяет ни один дискретный объект вещественного мира и ни одно квантованное поле. Отсюда следует, что этим требованиям может удовлетворять только целостный объект. Поэтому, физический вакуум, если его считать наиболее фундаментальным состоянием материи, должен быть непрерывным (континуальным) .

С таким физическим объектом - ненаблюдаемым, не имеющим никаких признаков, в котором нельзя указать никаких мер и в то же время целостным объектом, физика еще не сталкивалась. Еще предстоит преодолеть этот барьер в физике и начать изучать этот необычный вид физической реальности - КОНТИНУАЛЬНЫЙ вакуум. Континуальный вакуум расширяет класс известных физических объектов .На рис.9 представлены особенности континуального вакуума.

Рис.9. Особенности континуального вакуума.

Континуальный вакуум недопустимо отождествлять с эфиром, считать его состоящим из квантов или считать его состоящим из каких бы то ни было дискретных частиц, даже если эти частицы виртуальные.

Континуальный вакуум следует рассматривать как антипод всему дискретному. Континуальный вакуум является целостным, неделимым физическим объектом. Таким образом, вещество и вакуум, будучи генетически связанными, являются диалектическими противоположностями. Целостный мир представлен совместно веществом, полем и континуальным вакуумом. Континуальный вакуум генетически предшествует полю и веществу, он порождает их, поэтому вся Вселенная живет по его законам, которые науке предстоит еще открыть.

Между ненаблюдаемым континуальным вакуумом и наблюдаемым проявленным миром явно просматривается взаимосвязь и имеют место взаимопереходы. В чем состоит взаимосвязь таких противоречивых сущностей? По каким законам происходят переходы непрерывного в дискретное и дискретного в непрерывное? Большинство проблем физики остались нерешенными из-за отсутствия ответов на эти вопросы. По тем же причинам нет четкого разграничения между континуальным вакуумом, полем и дискретным веществом, а физика, именуя себя материалистической наукой, на самом деле “проглядела” самый главный вид материи, “проглядела” континуальный вакуум, и все свои усилия направляла на изучение вещества и поля, полагая, что ими исчерпываются все возможные классы физических объектов. Физика изучала не первичную сущность, а ее вторичные проявления - поле и вещество. Проблемами происхождения вещества и поля физика не занималась. Идеи генезиса поля и генезиса вещества пока еще слишком новы для физики. В этом мы видим причины многих нерешенных проблем физики.

Таким образом, основа всего сущего - континуальный вакуум, оказался вне поля зрения физики. Перед современной наукой встает задача изучить этот физический объект, раскрыть связь между континуальным вакуумом и дискретными физическими объектами и раскрыть механизм взаимопереходов между ними.

Энтропия континуального вакуума

В цепи проблем, связанных с раскрытием природы физического вакуума, есть ключевое звено, относящееся к оценке энтропии вакуума. Мы считаем, что континуальный вакуум имеет наибольшую энтропию среди всех известных физических объектов и систем. На рис.10 условно показано изменение энтропии при переходе от континуального вакуума к различным физическим объектам.

Рис.10. Энтропия континуального вакуума и других физических объектов.

Приведенные выше пять критериев первичности и фундаментальности указывают на то, что таким требованиям может удовлетворять объект, имеющий наибольшую энтропию. Фазовый переход вакуум-вещество относится к процессам, связанным с уменьшением энтропии. Точно также, как H-теорема Больцмана и теорема Гиббса стали основными инструментами в термодинамике, для теории физического вакуума необходимо искать новый инструмент на основе обобщения H-теоремы на процессы с уменьшением энтропии. Такой прорывной подход уже наметился. Принципиально новый подход для изучения физического вакуума, открывает закон уменьшения энтропии, установленный Ю.Л. Климонтовичем . Теорема Климонтовича практически снимает запрет на возможность порождения регулярных структур континуумом. В рамках будущей теории физического вакуума, используя S-теорему Климонтовича, очевидно, появится возможность обосновать механизм возникновения дискретных частиц из непрерывного вакуума. Одним из следствий приложения S-теоремы Климонтовича к проблеме вакуума является вывод о том, что корни дискретности следует искать в непрерывности.

Процессы, приводящие к возникновению вещества, идут в направлении: континуальный вакуум, поле, вещество. Они идут в направлении космологического вектора развития (КВР) (Рис.13. 14). Эти процессы идут с уменьшением энтропии. При этом они проходят такие стадии: континуальный вакуум, унитронное поле, вещество .

На рис.11 схематически показаны различные уровни материального мира: континуальный вакуум, имеющий первичный статус, поле, имеющее вторичный статус и дискретное вещество, имеющее третичный статус.

Рис.11. Континуальный вакуум, унитронное поле, Максвелла поле, вещество.

В в класс полей физических было введено поле нового вида - унитронное поле . Унитронное поле является новым физическим объектом . Унитронное поле (унитрон) является динамическим объектом, обладающим свойством нелокальности и динамической симметрии (D-инвариантность) . D-инвариантность унитронного поля является новым видом симметрии и распространяется на непрерывную субстанцию . Унитронное поле представляет собой энергетически насыщенное состояние континуального вакуума. В отличие от известного в физике энергетически насыщенного состояния вакуума, представленного электромагнитным полем, унитронное поле обладает уникальной особенностью - оно характеризуется конвергенцией . Унитронное поле является единственным конвергирующим физическим объектом в классе полей физических. В этом уникальном признаке его основное отличие от других полей физических. Понятие конвергенции для унитрона было введено в . Подробнее особенности конвергирующего унотронного поля изложены в . При конвергенции плотность энергии увеличивается, одновременно с этим происходит уменьшение размеров области локализации энергии. Унитронное поле расширяет класс известных физических полей и является антиподом поля Максвелла. Существует предел плотности энергии унитрона. Это предельное состояние унитронного поля приводит к рождению электрона и позитрона .

Электрон и позитрон являются первыми представителями вещественного мира. Неверно, что электрон и позитрон считают объективно существующими частицами. Неверно, что электрон и позитрон считают не возникающими и не исчезающими . Настало время решать новую задачу - задачу происхождения электрона и позитрона. Эти частицы и возникают и исчезают. Они возникают из унитронного поля и аннигилируют, порождая кванты энергии.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

На рис.12 показан кадр анимации процесса рождения электронно-позитронной пары из унитронного поля. 3D модель процесса возникновения электрона и позитрона из унитронного поля приведена .

Рис.12. Схема рождения электрона и позитрона из унитронного поля.

Вещество существует в виде объектов различной сложности, которые занимают соответствующие уровни в иерархической системе мира. Представителями вещественного мира являются: электрон и позитрон, позитроний, другие элементарные частицы, атомы, молекулы, макроскопические тела, геологические системы, планеты, звезды, внутригалактические системы, Галактики, системы Галактик (рис.13) .

Рис.13. Иерархическая система мира в направлении космологического вектора развития (КВР) .

По генетической взаимосвязи континуальный вакуум, унитронное поле и вещество можно расположить в такой последовательности, как это показано на рис.14.

Рис. 14. Генезис вещества.

Предельное состояние унитронного поля является началом другого уровня организации материи - вещества. Вещество - это дискретное информационно-энергетическое воплощение унитронного поля. Вещество имеет дискретную структуру, но своим происхождением оно обязано континууму . Дискретность является главным признаком вещества. Дискретный мир начинается с электрона и позитрона.

После возникновения электронов и позитронов происходит процесс образования протона. Структурогенез протона исследовался в , где выявлен фрактальный закон формирования структуры элементарных частиц. Структурогенез протона также подчиняется фрактальному закону . На рисунке 15 показан фрагмент фрактала протона. Фрактал протона является сходящимся фракталом . Таким образом, конвергенция, начавшаяся в континууме, имеет свое естественное продолжение в структурогенезе протона. 3D модель фрагмента фрактального процесса образования протона показана .

Рис. 15. Фрагмент фрактала протона.

Рис.18. Кадр анимации процесса аннигиляции электрона и позитрона.

По генетической взаимосвязи континуальный вакуум, поле Максвелла и вещество можно расположить в такой последовательности, как это показано на рис.19.

Рис. 19. Направление процессов деструктуризации, аннигиляции, дивергенции.

Поле Максвелла - это энергетически насыщенное состояние континуального вакуума. Это электромагнитные волны, характеризующиеся дивергенцией. В процессе дивергенции плотность энергии поля уменьшается. Одновременно с этим происходит увеличение области пространства, занимаемого полем. Дивергенция является естественным продолжением процесса деструктуризации, начавшегося на вещественном уровне.

Таким образом, можно указать такие физические объекты, обладающие свойством непрерывности: континуальный вакуум, унитронное поле (унитрон), поле Максвелла. Унитронное поле и поле Максвелла являются промежуточными состояниями материи между веществом и континуальным вакуумом и представляют собой энергонасыщенные состояния континуального вакуума.

На рисунке 20 приведена схема, поясняющая этапы замкнутого природного цикла: генезис вещества, структурогенез вещества, деструктуризация, аннигиляция.

Рис. 20. Этапы замкнутого природного цикла: конвергенция, рождение электронно-позтронных пар, структурогенез вещества, деструктуризация, аннигиляция, дивергенция.

На рисунке 21 показаны материальные объекты в замкнутом природном цикле: континуальный вакуум - унитронное поле - вещество - поле Максвелла - континуальный вакуум.

Рис. 21. Материальные объекты в замкнутом природном цикле: континуальный вакуум - унитронное поле - вещество -поле Максвелла -континуальный вакуум.

Онтологическая основа мира

Изложенное выше остро ставит вопрос: "что же является основой мира? " Поле? Частица? Ответ, который мы даем - континуальный вакуум! Это пока еще непривычно. Непривычно видеть в физическом объекте, не имеющем никаких мер, ненаблюдаемом, не содержащем актуально ничего, основу мира. Подтверждение этому следует искать не столько в физике, сколько в совокупных знаниях накопленных человечеством в разных областях. Для этого нужны знания науки, философии, мифологии и религии.

Континуальный вакуум и вещество в философском понимании являются диалектическими противоположностями. В такой же диалектической связи находятся унитронное поле и поле Максвелла.

Таким образом, фундаментальной, онтологической основой мира является не дискретный "первокирпичик", не эфирная частица, а непрерывная сущность - континуальный вакуум, который, вследствие своей непрерывности, непосредственно ненаблюдаем и непосредственно никак себя не проявляет. Поскольку на роль первоосновы мира претендует столь непривычный физический объект, обладающий свойством непрерывности, то такое положение дел выводит на первый план решение следующих задач:

Раскрытие механизма происхождения электрона и позитрона;

Раскрытие механизма структурогенеза протона;

В этих двух проблемах скрыты истоки всех законов физики. Появление этих частиц происходит как следствие уменьшения энтропии унитронного поля. На границе перехода унитронного поля в дискретное вещество берут начало все фундаментальные взаимодействия и все физические законы . Здесь рождаются все фундаментальные физические и космологические константы . Эта "законоформирующая " и "константоформирующая " стадия требует пристального внимания ученых. Настало время физике от идей синтеза переходить к идеям генезиса . Настало время расширить класс физических объектов и дополнить его унитронным полем и континуальным вакуумом. Настало время исследовать физические объекты совершенно нового типа - континуальный вакуум и унитронное поле . Настало время принять в качестве одного из главных законов - закон уменьшения энтропии . На этих направлениях можно ожидать прорывные научные открытия.

Литература

В.И.Аршинов, Ю.Л.Климонтович, Ю.В.Сачков. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И РАЗВИТИЕ: ДИАЛОГ С ПРОШЛЫМ, НАСТОЯЩИМ И БУДУЩИМ.

Климонтович Ю. Л. Уменьшение энтропии в процессе самоорганизации. S-теорема. Письма в ЖТФ, 1983, т. 8.

Зельдович Я.Б. Возможно ли образование Вселенной "из ничего"? Природа, 1988, №4, с.16-27.

Мостепаненко А.М., Мостепаненко В.М. Концепция вакуума в физике и философии. Природа, 1985, №3, с.88-95.

Барашенков В.С., Юрьев М.З. О новых теориях физического вакуума. Физическая мысль Росcии, 1995, №1, с.32-40.

Коэн П.Дж. Теория множеств и континуум-гипотеза. Пер. с англ., М.: 1969.

В.Жвирблис. Не "мировой эфир", а физический вакуум.

Основы струнной теории.

Г.И. Шипов Теория физического вакуума.

Гинзбург В.Л., Фролов В.П., УФН, 153, 633 (1987).

Герловин И.Л. Основы единой теории всех взаимодействий в веществе. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр.отд-ние, 1990.-432 с.

Косинов Н.В. Физический вакуум и природа, №1, 1999, с.24-59, с.82-104.; №2, 1999, с.16-29.; №3, 2000, с. 98-110.

Косинов Н.В., Гарбарук В.И. Вакуумное происхождение электрона. Физический вакуум и природа, N1/1999.

Косинов Н.В., Гарбарук В.И. Вещество; Материя; Поле физическое; Физический вакуум. Краткий энциклопедический словарь по эниологии.- Одесса: Энио, 2002. с. 71; с. 210; с. 256; с. 334.

Косинов Н.В. Физический вакуум и гравитация. Физический вакуум и природа, №4, 2000..

Косинов Н.В. Константные базисы новых физических теорий. Физический вакуум и природа, №5, 2002, с.69-104.

Косинов Н.В. Константы Дж. Стони.

Косинов Н.В. Унитрон - триединая субстанция вакуума. Идея, №2, 1994, с.11-17.

Косинов Н.В. Континуальный и унитронный вакуум. Физический вакуум и природа, №2, 1999, с. 22-27.

Косинов Н.В. Вакуум-гипотеза и унитрон-теорема. Физический вакуум и природа, №2, 1999, с. 30-35.

Солонар Д.П. Термодинамика и вакуум.

Болдырева Л.Б., Сотина Н.Б. Модель сверхтекучего физического вакуума. 1992г, 30с.

Косинов Н.В. Вакуумные переходы с изменением сигнатуры метрики. Идея, №4, 1996, с.11-17, Идея, №5, 1997, с.290-299.

Косинов Н.В. Эманация вещества вакуумом и проблема структурогенеза. Идея, №2, 1994, с.18-31.

Косинов Н.В. Глубины микромира и новые естественные единицы длины, массы, времени.

Л.Б.Окунь. О статье Г.Гамова, Д.Иваненко и Л.Ландау “Мировые постоянные и предельный переход”. Ядерная Физика, т,65, сс.1403-1405, 2002.

Теперь, когда мы выяснили, что вместо потенциальной энергии работает энергия гравитационного поля, а вместо кинетической энергии существует энергия физического вакуума, настало время разобраться с этими понятиями: вакуумом и полем. А также необходимо понять, как именно вакуум и поле взаимодействуют с веществом. Потому что лишь после выяснения главных особенностей взаимодействия этих трёх субстанций друг с другом можно надеяться, что нам удастся разработать промышленные технологии свободной энергетики. Начнём с вакуума.

В науке под словом «вакуум» понимают две совершенно разные вещи. И чтобы не путаться в понятиях, часто добавляют то или иное прилагательное. Технический вакуум - это отсутствие воздуха или его пониженное давление. Физический вакуум - это своеобразный фундамент, на котором покоится и эволюционирует Вселенная. В настоящей статье под «вакуумом» будет подразумеваться всегда второе понятие, хотя добавление «физический» может часто опускаться. Дать абсолютно точное исчерпывающее понятие физвакууму в принципе невозможно, потому что физвакуум - это некий аналог материи. Но можно постараться определить эту субстанцию через его свойства. Я делаю это следующим образом: физвакуум - это особая среда, формирующая пространство Вселенной, имеющая огромную энергию, участвующая во всех процессах и видимым проявлением которой является наш материальный мир, но она не видима нами по причине отсутствия у нас нужных органов чувств и потому кажется нам пустотой. У тех физиков, кто занимается квантовой механикой и элементарными частицами, никаких сомнений в реальности физвакуума нет, так как его существование подтверждается такими хорошо известными явлениями, как эффект Казимира, эффект Лэмба, уменьшение эффективного заряда быстро движущегося электрона, квантовое испарение чёрных дыр и т.д. Официально считается, что физвакуум обладает минимально возможной энергией, поэтому извлечь из него энергию и преобразовать её в полезную работу невозможно. Однако при этом не учитывается, что в физвакууме всегда имеют место флуктуации, энергия которых оказывается намного выше среднего уровня. Вот за счёт этих флуктуаций мы сможем превратить вакуум в источник неограниченной энергии. Также официально считается, что физвакуум проявляет себя лишь на уровне микромира, а на уровне макромира он себя проявить не может. Однако эффект Казимира и предсказанное Стивеном Хокингом испарение чёрных дыр свидетельствуют об обратном.

Моё мнение по этому поводу следующее: все теоретические споры о формах и возможностях проявления физвакуума следует отложить на будущее, когда мы будем разбираться в этих вопросах намного лучше, а сегодня необходимо исходить только из фактов. Факты же показывают, что энергию извлекать из вакуума можно (см. предыдущую статью «Парадоксы энергии»). Но если продолжать оставаться на официальных позициях о невозможности извлечения энергии, тогда для объяснения приведённых в предыдущей статье энергетических парадоксов придётся идти на нарушение закона сохранения энергии. При этом оказывается, что физвакуум работает на всех мыслимых уровнях: микроуровне (элементарные частицы), макроуровне (наши железки и аппараты) и мегауровне (планеты, звёзды, галактики).

К сожалению, идея физического вакуума используется в основном в квантовой механике и теории элементарных частиц, а также немного в астрофизике, но в других разделах физики она почти не известна. По этой причине многие физические феномены остаются необъяснёнными или объясняются совершенно неправильно. Например, инерция. Что такое инерция - до сих пор не ясно. И ни в одном справочнике или учебнике физики мы не найдём определения данному явлению. Более того, существование инерции вступает в противоречие с третьим законом механики (действие равно противодействию). Согласно этому закону, когда некий объект действует на другой с некоторой силой, всегда возникает новая сила, направленная противоположно от второго объекта к первому: сила тяжести лежащего на основании предмета и противоположно направленная сила реакции основания, сила притяжения электрона к источнику электромагнитного поля и противоположно направленная сила притяжения поля к электрону и т.д. А вот для инерции такой противосилы не существует. Когда автобус резко тормозит, возникает сила инерции и мы под её действием падаем вперёд, но при этом никакой противосилы найти не удаётся. По этой причине иногда инерционные силы пытаются объявить иллюзорными, фиктивными. Однако если сторонник такой точки зрения в резко тормознувшем автобусе набьёт себе большую шишку на голове, насколько эта шишка будет иллюзорна и фиктивна?

Если же предположить, что инерция является сопротивлением физического вакуума, все противоречия и неясности исчезают. Можно предложить хорошую аналогию между инерцией и сопротивлением корабля в воде. Когда корабль рассекает водную среду, он деформирует её и заставляет отдельные объёмы воды двигаться в сторону, то есть прилагает к этим объёмам вполне определённую силу. Как следствие, возникает противосила, которая стремится остановить корабль, чтобы исключить всякую деформацию водной среды. Мы наблюдаем эту противосилу в форме трения. При этом неважно, как именно движется корабль - ускоренно, равномерно, замедленно - но отбрасываемый им в сторону объём воды движется всегда ускоренно, поэтому работа над ним всегда производится и сила сопротивления возникает всегда в полном соответствии с законами механики.

Очень похожая картина возникает при инерции. Когда мы сидим в автомобиле и давим на педаль газа, мы движемся ускоренно и деформируем физвакуум своим неравномерным движением. А он в ответ создаёт силы противодействия в форме инерции, которые тянут нас назад, чтобы нас остановить и тем самым исключить вносимую в вакуум деформацию. Для преодоления сопротивления вакуума приходится выполнять значительную работу, что проявляется в повышенном расходе топлива. Последующее равномерное движение не деформирует физвакуум и он сопротивления не оказывает, поэтому расход топлива оказывается заметно ниже. Торможение автомобиля снова деформирует вакуум и он снова создает силы сопротивления в форме инерции, которые тянут нас вперёд, чтобы оставить в состоянии равномерного прямолинейного движения и тем самым исключить появление новой деформации. Но на этот раз уже не мы совершаем работу над вакуумом, а он над нами и отдаёт нам свою энергию, которая выделяется в форме тепла в тормозных колодках автомобиля.

Однако есть и отличия между сопротивлением корабля в воде и появлением инерции в ускоряющемся автомобиле. Вода не может пройти сквозь корпус корабля и потому она всегда отбрасывается кораблем в сторону. Следовательно, и трение корабля в воде существует также всегда. А вот физвакуум корпусом автомобиля в сторону не отбрасывается, а свободно проходит сквозь него, поэтому взаимодействовать с содержимым автомобиля может лишь при его неравномерном движении.

Такое ускоренно-равномерно-замедленное движение автомобиля является не чем иным, как единичным тактом колебательного движения большой амплитуды и низкой частоты. На стадии ускорения предмета над вакуумом производится работа и ему передаётся некоторая энергия Е1. На стадии замедления уже вакуум производит работу над предметом и отдаёт ему энергию Е2. Одинаковы ли эти энергии? Если вакуум не обладает собственной энергией, то одинаковы. Но так как он обладает собственным громаднейшим потенциалом, отданная энергия Е2 может оказаться больше принятой энергии Е1. Насколько больше - зависит от условий ускорения и торможения. Подбирая правильные условия, мы может добиться того, чтобы вторая энергия оказалась намного больше первой. И тогда мы получаем возможность построить самый настоящий вечный двигатель 2го рода на вакуумной энергии. В статье "Парадоксы энергии" я писал об этом, приводя примеры столкновения болванки с мишенью.

Движение по окружности также является неравномерным. Хотя численное значение скорости при таком движении может не меняться, зато постоянно меняется положение вектора скорости в пространстве. По этой причине вращательное движение предмета также деформирует физвакуум, а он в ответ реагирует на это созданием центробежной силы, которая всегда направлена так, чтобы распрямить траекторию вращения и сделать её прямолинейной, в этом случае всякая деформация исчезает. По третьему закону механики не только физвакуум действует на вращающийся предмет центробежной силой, но и предмет действует на вакуум центростремительной силой. Под действием центростремительных сил вакуум устремляется с периферии предмета к его оси вращения, здесь отдельные потоки сталкиваются друг с другом, разворачиваются на 90 градусов (разворачиваются по той же самой причиной, почему разворачиваются две сталкивающиеся водные струи) и вылетают вдоль оси вращения с обеих сторон. Но если предмет вращается равномерно, не меняя своей скорости, тогда эти вылетающие из него вакуумные потоки также движутся почти равномерно. И потому практически не взаимодействуют с материальными объектами. Хотя из-за наличия окружающей вакуумной среды эти потоки слегка тормозятся и потому некоторое взаимодействие всё же происходит, но оно настолько слабо, что обнаружить его можно лишь сверхчувствительными приборами. Например, с помощью так называемой вертушки Лебедева, представляющей из себя лёгкую турбинку с лопастями, одна сторона которых выполнена зеркальной, а другая окрашена в чёрный цвет.

В прошлом физвакуум называли эфиром. Считалось, что эфир отвечает за распространение световых волн. Однако как ни пытались американские физики Майкельсон и Морли зафиксировать наличие эфира в своих экспериментах, успеха они не добились. На основании отрицательного результата данного эксперимента учёные того времени объявили эфир не существующим, а Альберт Эйнштейн создал свою специальную теорию относительности (СТО). Но когда через десять лет он приступил к созданию общей теории относительности (ОТО), он снова заговорил об эфире. Однако джин уже был выпущен из бутылки и общее мнение об отсутствии эфира осталось непоколебленным.

Тем не менее, нашлись еретики от науки, которые не согласились с общим мнением и продолжали считать эфир реально существующим. Одним из них был знаменитый физик и инженер Никола Тесла. Во всех своих построениях и гипотезах он исходил из идеи эфира. Этим и объясняются его невероятные успехи, многие из которых даже сегодня никто повторить не может. Другим еретиком был английский физик Поль Дирак, который математически обосновал идею некой всепроникающей среды, ответственной за рождение элементарных частиц, и существование которой следовало с железной необходимостью из некоторых эффектов квантовой физики. За что впоследствии он был удостоен Нобелевской премии и перестал считаться еретиком. Но так как старое название «эфир» было скомпрометировано, пришлось искать новое название. Вот так и появилось понятие физического вакуума. Если сегодня спросить об эфире и физвакууме учёного, полностью стоящего на официальных позициях, он ответит, что эфира не бывает, зато физвакуум существует.

Но обратим внимание вот на какую вещь: в самом общем смысле эфир и физвакуум являются одним и тем же. Действительно, что такое эфир? Это некая всепроникающая среда, которая отвечает за распространение световых волн. А что такое физвакуум? Это некая всепроникающая среда, которая отвечает за рождение элементарных частиц. И в том, и в другом случае наиболее общим в данных определениях является постулирование всепроникающей среды. А распространение света и рождение элементарных частиц - это уже свойства данной среды. Маловероятно, что имеются две совершенно разных всепроникающих среды, имеющих разные свойства. Для меня это равносильно заявлению, что существуют две совершенно разных разновидности железа, одна из которых отвечает только за свойства теплопроводности, а другая - только за свойства упругости. Более вероятным кажется ситуация, когда эта всепроникающая среда отвечает и за перенос световых лучей, и за рождение элементарных частиц, и за многое иное.

Но почему же Майкельсон и Морли потерпели неудачу в своих попытках фиксации эфира? Ответ оказывается элементарно прост. Потому что в полном соответствии с законами физики эфир лишь тогда взаимодействует с материальными предметами и потому поддаётся обнаружению (точнее, не с самим предметами, а с создаваемыми ими полями), когда его движение относительно предметов является неравномерным. Но при равномерном движении или его отсутствии взаимодействия не происходит и физвакуум оказывается принципиально не наблюдаем. В эксперименте Майкельсона-Морли измерительная установка покоилась относительно планеты. А эфир или физвакуум, обладая определённой массой и гравитацией, притягивается к Земле и создаёт вокруг неё оболочку повышенной плотности, которая перемещается в пространстве вместе с планетой как единое целое. То есть эта оболочка также оказывается неподвижной относительно планеты. Иными словами, эфир и измерительная установка у американских физиков были неподвижны относительно друг друга. Естественно, что они потерпели неудачу в своих попытках.

Для того чтобы зафиксировать наличие эфира, надо либо сам эфир заставить двигаться неравномерно относительно измерительной установки, либо установку двигать неравномерно относительно неподвижного эфира. И такой опыт проделал французский физик Саньяк в 1912 году. Его установка состояла из четырёх зеркал, установленных в углах правильного квадрата, причём вся эта конструкция вращалась с некоторой скоростью v. Предполагалось, что для луча света, движущегося в направлении вращения, скорость будет составлять c = c0+v, а для луча, летящего в противоположном направлении, она окажется равной c = c0-v. И эти лучи при сложении нарисуют нужную интерференционную картинку. Саньяк всегда получал устойчивый положительный результат. Если бы этот эксперимент был выполнен до того, как Майкельсон и Морли приступили к своим опытам, он мог бы служить блестящим доказательством в пользу существования эфира. Но он был выполнен намного позже, когда физики в массе своей уверовали, будто эфира не бывает. Поэтому Саньяк признания у физиков не нашёл. А через два года разразилась мировая война и внимание общественности переключилось на иные проблемы. В итоге о результатах Саньяка просто забыли.

Какова внутренняя структура эфира-физвакуума, из чего он состоит? Ещё до второй мировой войны физики проделали такой опыт. Они пропускали гамма-кванты через тонкую свинцовую мишень и замеряли рассеяние квантов на атомах свинца. В большинстве случаев гамма-излучение отклонялось атомами в стороны, но иногда физики фиксировали вылет из мишени пары электрон+позитрон. Наличие электрона можно было объяснить его выбиванием из атома свинца. Но откуда брался позитрон, ведь в атомах его нет? Этот эффект тогда объяснили через преобразование гамма-излучения в пару частица-античастица. Сегодня мы можем дать иное более правильное объяснение: из-за высокой плотности свинца (и значит, повышенной напряженности создаваемой мишенью собственного гравитационного поля) физвакуум стягивается внутрь мишени и здесь его плотность становится выше, чем в окружающем пространстве, а потому растёт вероятность взаимодействия гамма-излучения с квантами вакуума. Взаимодействуя с вакуумом, гамма-излучение разбивает его кванты на осколки, которые мы воспринимаем в форме частицы и античастицы. Поэтому можно сказать так: мы не знаем в точности, из чего состоит физвакуум или эфир, но чисто условно можно представлять его структуру, как вложенные друг в друга частицы и античастицы. А от такого представления остаётся всего один шаг до постановки простого эксперимента по обнаружению эфира и постройки генератора, извлекающего из эфира энергию.

Может оказаться, что феномен «тёмной материи», о котором сегодня спорят астрофизики, также обусловлен эфиром-физвакуумом. По крайней мере, чисто теоретически получается, что похожий эффект должен иметь место. Когда эфир-физвакуум стягивается к космическому объекту его гравитацией, здесь он образует оболочку повышенной плотности, а вдали от объекта плотность физвакуума становится несколько меньше. Происходит то, что я называю возникновением мегафлуктуации вакуума. Как следствие, отдаленные предметы (планеты вокруг Солнца или галактические рукава вокруг галактического центра) начинают притягиваться к центральному объекту не только его собственной гравитацией, но также гравитацией созданной мегафлуктуации. Внешне это будет проявляться как возникновение дополнительной невидимой массы. И в Солнечной системе подобный эффект, похоже, действует. Я имею в виду аномально высокое торможение американских космических аппаратов «Пионер» и «Вояджер», которые, начиная с пересечения орбиты Нептуна, вдруг стали тормозиться заметно сильнее, чем это допускалось расчётами. Если такое торможение обусловлено утечками топлива или иной чисто технической причиной, тогда торможение было бы различным для разных аппаратов. Но оно одинаково для всех. Следовательно, оно обусловлено некоторой внешней причиной, не связанной с самим аппаратами. Если эфирная мегафлуктуация Солнца кончается на уровне орбиты Нептуна, тогда выйдя за её пределы, американские аппараты стали притягиваться к Солнцу не только его массой, но также массой данной мегафлуктуации.

Нам осталось совсем немного - выяснить, что же такое гравитационное поле? Моя гипотеза такова: любое поле - это та или иная разновидность деформации физвакуума. Если физвакуум состоит из некоторых квантов (вложенные друг в друга частица+античастица), то вполне вероятно, что эти кванты затем соединяются в нити, составляющие пространство. А любую нить можно деформировать четырьмя различными способами: 1)нить можно растянуть, создав продольную деформацию; 2)нить можно изогнуть, создав поперечную деформацию; 3)нить можно закрутить, создав крутильную деформацию; 4)можно изменить взаимное расположение составляющих квантов, не изменяя положение нити в целом. Поперечной деформации должно соответствовать электромагнитное поле (вспомним, что такое электромагнитное излучение - это волна, которая колеблется в поперечном к вектору скорости направлении). Крутильной деформации должно соответствовать новое, так называемое торсионное поле, вокруг которого в последнее время идут жаркие баталии. И тогда продольной деформации должно соответствовать гравитационное поле. А четвертому виду деформации должны соответствовать резонансные колебания. Если я прав в своих предположениях, тогда существуют четыре основных способа извлечения энергии из физвакуума, соответствующие четырём основным видам деформации через три поля и резонанс. Обо всех этих способах я буду писать по отдельной статье.

Объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в частности толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. В микроскопических объёмах, однако, достижение идеального вакуума в принципе возможно.

Высокий вакуум в микроскопических порах некоторых кристаллов и в ультратонких капиллярах достигается уже при атмосферном давлении, поскольку диаметр поры/капилляра становится меньше, чем длина свободного пробега молекулы, равная в воздухе при нормальных условиях ~60 нанометрам .

Стоит отметить, что даже в идеальном вакууме при конечной температуре всегда имеется некоторое тепловое излучение (газ фотонов). Таким образом, тело, помещённое в идеальный вакуум, рано или поздно придёт в тепловое равновесие со стенками вакуумной камеры за счёт обмена тепловыми фотонами.

Вакуум является хорошим термоизолятором; перенос тепловой энергии в нём происходит лишь за счёт теплового излучения, конвекция и теплопроводность исключены. Это свойство используется для теплоизоляции в термосах (сосудах Дьюара), состоящих из ёмкости с двойными стенками, пространство между которыми вакуумировано.

Вакуум широко применяется в электровакуумных приборах - радиолампах (например, магнетронах микроволновых печей), электронно-лучевых трубках и т. п.

Физический вакуум

Под физическим вакуумом в квантовой физике понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. При этом такое состояние вовсе не обязательно соответствует пустоте: поле в низшем состоянии может быть, например, полем квазичастиц в твёрдом теле или даже в ядре атома, где плотность чрезвычайно высока. Физическим вакуумом называют также полностью лишённое вещества пространство, заполненное полем в таком состоянии . Такое состояние не является абсолютной пустотой . Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости , в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы : происходят так называемые нулевые колебания полей. В некоторых конкретных теориях поля вакуум может обладать нетривиальными топологическими свойствами. В теории могут существовать несколько различных вакуумов, различающихся плотностью энергии или другими физическими параметрами (в зависимости от применяемых гипотез и теорий). Вырождение вакуума при спонтанном нарушении симметрии приводит к существованию непрерывного спектра вакуумных состояний, отличающихся друг от друга числом голдстоуновских бозонов . Локальные минимумы энергии при разных значениях какого-либо поля, отличающиеся по энергии от глобального минимума, носят название ложных вакуумов ; такие состояния метастабильны и стремятся распасться с выделением энергии, перейдя в истинный вакуум или в один из нижележащих ложных вакуумов.

Некоторые из этих предсказаний теории поля уже были успешно подтверждены экспериментом. Так, эффект Казимира и лэмбовский сдвиг атомных уровней объясняется нулевыми колебаниями электромагнитного поля в физическом вакууме. На некоторых других представлениях о вакууме базируются современные физические теории. Например, существование нескольких вакуумных состояний (упомянутых выше ложных вакуумов) является одной из главных основ инфляционной теории Большого взрыва .

Ложный вакуум

Ложный вакуум - состояние в квантовой теории поля , которое не является состоянием с глобально минимальной энергией , а соответствует её локальному минимуму. Такое состояние стабильно в течение определённого времени (метастабильно), но может «туннелировать » в состояние истинного вакуума.

Эйнштейновский вакуум

Эйнштейновский вакуум - иногда встречающееся название для решений уравнений Эйнштейна в общей теории относительности для пустого, без материи, пространства-времени . Синоним - пространство Эйнштейна .

Уравнения Эйнштейна связывают метрику пространства-времени (метрический тензор g μν ) с тензором энергии-импульса. В общем виде они записываются как

где тензор Эйнштейна G μν является определённой функцией метрического тензора и его частных производных, R - скалярная кривизна , Λ - космологическая постоянная , T μν - тензор энергии-импульса материи, π - число пи , c - скорость света в вакууме, G - гравитационная постоянная Ньютона.

Вакуумные решения этих уравнений получаются при отсутствии материи, то есть при тождественном равенстве нулю тензора энергии-импульса в рассматриваемой области пространства-времени: T μν = 0 . Часто лямбда-член также принимается равным нулю, особенно при исследовании локальных (некосмологических) решений. Однако при рассмотрении вакуумных решений с ненулевым лямбда-членом (лямбда-вакуум ) возникают такие важные космологические модели, как модель Де Ситтера (Λ > 0 ) и модель анти-Де Ситтера (Λ < 0 ).

Тривиальным вакуумным решением уравнений Эйнштейна является плоское пространство Минковского , то есть метрика, рассматриваемая в специальной теории относительности .

Другие вакуумные решения уравнений Эйнштейна включают в себя, в частности, следующие случаи:

• Космологическая модель Милна (частный случай метрики Фридмана с нулевой плотностью энергии)
• Метрика Шварцшильда , описывающая геометрию вокруг сферически симметричной массы
• Метрика Керра , описывающая геометрию вокруг вращающейся массы
• Плоская гравитационная волна (и другие волновые решения)

Космическое пространство

Космическое пространство имеет очень низкую плотность и давление и является наилучшим приближением физического вакуума. Но космический вакуум не является действительно совершенным, даже в межзвёздном пространстве есть несколько атомов водорода на кубический сантиметр.

Звёзды, планеты и спутники держат свои атмосферы силой притяжения, и как таковой у атмосферы нет чётко очерченной границы: плотность атмосферного газа просто уменьшается с расстоянием от объекта. Атмосферное давление Земли падает до примерно 3,2×10 −2 Па на 100 км высоты - на так называемой линии Кармана , которая является общим определением границы с космическим пространством. За этой линией изотропное давление газа быстро становится незначительным по сравнению с давлением излучения от Солнца и динамическим давлением солнечного ветра , поэтому определение давления становится трудно интерпретировать. Термосфера в этом диапазоне имеет большие градиенты давления, температуры и состава, и сильно варьируется в связи с космической погодой.

Плотность атмосферы в течение первых нескольких сотен километров выше линии Кармана всё ещё достаточна для оказания значительного сопротивления движению искусственных спутников Земли . Большинство спутников работают в этой области, называемой низкой околоземной орбитой, и должны подрабатывать двигателями каждые несколько дней для поддержания стабильной орбиты.

Космическое пространство заполнено большим количеством фотонов, так называемым реликтовым излучением , а также большим количеством реликтовых нейтрино, пока не поддающихся обнаружению. Текущая температура этих излучений составляет около 3 К, или −270 °C .

История изучения вакуума

Идея вакуума (пустоты) была предметом споров ещё со времён древнегреческих и древнеримских философов. Атомисты - Левкипп (ок. 500 г. до н. э.), Демокрит (около 460-370 гг. до н. э.), Эпикур (341-270 гг. до н. э.), Лукреций (ок. 99-55 гг. до н. э.) и их последователи - предполагали, что всё существующее - атомы и пустота между ними, причём без вакуума не было бы и движения, атомы не могли бы двигаться, если бы между ними не было пустого пространства. Стратон (ок. 270 г. до н. э.) и многие философы в более поздние времена полагали, что пустота может быть «сплошной» (vacuum coacervatum ) и «рассеянной» (в промежутках между частицами вещества, vacuum disseminatum ).

Вакуумный насос Герике был значительно усовершенствован Робертом Бойлем , что позволило ему выполнить ряд экспериментов для выяснения свойств вакуума и его влияния на различные объекты. Бойль обнаружил, что в вакууме гибнут мелкие животные, огонь потухает, а дым опускается вниз (и, следовательно, так же подвержен влиянию силы тяжести, как и другие тела). Бойль выяснил также, что поднятие жидкости в капиллярах происходит и в вакууме, и тем самым опроверг господствовавшее тогда мнение, что в этом явлении участвует давление воздуха. Напротив, перетекание жидкости через сифон в вакууме прекращалось, чем было доказано, что это явление обусловлено атмосферным давлением. Он показал, что при химических реакциях (таких, как гашение извести), а также при взаимном трении тел тепло выделяется и в вакууме.

Влияние на людей и животных

Люди и животные, подвергшиеся воздействию вакуума, теряют сознание через несколько секунд и умирают от гипоксии в течение нескольких минут, но эти симптомы, как правило, не похожи на те, которые показывают в популярной культуре и СМИ. Снижение давления понижает температуру кипения, при которой кровь и другие биологические жидкости должны закипеть, но упругое давление кровеносных сосудов не позволяет крови достичь температуры кипения 37 °С . Хотя кровь не вскипает, эффект образования газовых пузырьков в ней и других жидкостях тела при низких давлениях, известный как эбуллизм (воздушная эмфизема), является серьёзной проблемой. Газ может раздувать тело в два раза больше его нормального размера, но ткани достаточно эластичны, чтобы предотвратить их разрыв . Отёки и эбуллизм можно предотвратить специальным лётным костюмом. Астронавты шаттлов носили специальную эластичную одежду под названием Crew Altitude Protection Suit (CAPS), которая предотвращает эбуллизм при давлении более 2 кПа (15 мм рт.ст. ) . Быстрое испарение воды охлаждает кожу и слизистые оболочки до 0 °С, особенно во рту, но это не представляет большой опасности.

Эксперименты на животных показывают, что после 90 секунд нахождения организма в вакууме обычно происходит быстрое и полное восстановление организма, однако более долгое пребывание в вакууме фатально и реанимация бесполезна . Имеется лишь ограниченный объем данных о влиянии вакуума на человека (как правило, это происходило при попадании людей в аварию), но они согласуются с данными, полученными в экспериментах на животных. Конечности могут находиться в вакууме гораздо дольше, если дыхание не нарушено . Первым показал, что вакуум смертелен для мелких животных, Роберт Бойль в 1660 году .

Измерение

Степень вакуума определяется количеством вещества, оставшимся в системе. Вакуум, в первую очередь, определяется абсолютным давлением , а полная характеристика требует дополнительных параметров, таких как температура и химический состав. Одним из наиболее важных параметров является средняя длина свободного пробега (MFP) остаточных газов, которая указывает среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего. Если плотность газа уменьшается, MFP увеличивается. MFP в воздухе при атмосферном давлении очень короткий, около 70 нм , а при 100 мПа (~1×10 −3 торр ) MFP воздуха составляет примерно 100 мм . Свойства разреженного газа сильно изменяются, когда длина свободного пробега становится сравнима с размерами сосуда, в котором находится газ.

Вакуум подразделяется на диапазоны в соответствии с технологией, необходимой для его достижения или измерения. Эти диапазоны не имеют общепризнанных определений, но типичное распределение выглядит следующим образом :

Применение

Вакуум полезен для многих процессов и применяется в разных устройствах. Впервые для массово используемых товаров он был применён в лампах накаливания с целью защиты нити от химического разложения . Химическая инертность материалов, обеспечиваемая вакуумом, также полезна для электронно-лучевой сварки , холодной сварки , вакуумной упаковки и вакуумной жарки. Сверхвысокий вакуум используется при изучении атомарно чистых субстратов, так как только очень высокий вакуум сохраняет поверхности чистыми на атомарном уровне в течение достачно длительного времени (от минут до суток). При высоком и сверхвысоком вакуумуировании устраняется противодействие воздуха, позволяя пучкам частиц осаждать или удалять материалы без загрязнения. Этот принцип лежит в основе химического осаждения из газовой фазы , вакуумного напыления и сухого травления, которые применяются в производстве полупроводников и оптических покрытий, а также в химии поверхности. Снижение конвекции обеспечивает теплоизоляцию в термосах . Глубокий вакуум понижает температуру кипения жидкости и способствует низкой температуре дегазации , которое используется в сублимационной сушке , приготовлении клея , перегонке , металлургии и вакуумной очистке. Электрические свойства вакуума делают возможными электронные микроскопы и вакуумные трубки , включая катодные лучевые трубки . Вакуумные выключатели используются в электрических распределительных устройствах . Вакуумный пробой имеет промышленное значение для производства определенных марок стали или материалов высокой чистоты. Исключение трения воздуха полезно для накопления энергии маховика и ультрацентрифуг .

Управляемые вакуумом машины

Вакуум обычно используется, чтобы произвести всасывание , которое имеет ещё более широкий спектр применения. Паровой двигатель Ньюкомена использовал вакуум вместо давления, чтобы управлять поршнем. В XIX веке вакуум был использован для тяги на экспериментальной пневматической железной дороге Изамбарда Брунеля . Вакуумные тормоза когда-то широко использовались на поездах в Великобритании, но, за исключением исторических железных дорог , они были заменены пневматическими тормозами .

Этот насос мелководной скважины уменьшает давление атмосферы внутри собственной камеры. Разрежение атмосферы расширяется вниз в скважину и заставляет воду течь вверх по трубе в насос, чтобы выровнять пониженное давление. Насосы с наземной камерой эффективны только до глубины около 9 метров, за счет веса столба воды уравнивающего атмосферное давление.

Вакуум впускного коллектора можно использовать для того, чтобы управлять вспомогательным оборудованием на автомобилях. Наиболее известное применение - это вакуумный усилитель для увеличения мощности тормозов . Ранее вакуум применялся в вакуум-приводах стеклоочистителя и топливных насосах Autovac. Некоторые авиационные приборы (авиагоризонт и указатель курса) обычно управляются вакуумом, как страховка от выхода из строя всех (электрических) приборов, поскольку ранние самолеты часто не имели электрических систем, и поскольку есть два легкодоступных источников вакуума на движущемся самолете, двигатель и трубка Вентури . При вакуумноиндукционной плавке применяют электромагнитную индукцию в вакууме.

Поддержание вакуума в конденсаторе важно для эффективной работы паровых турбин . Для этого используется паровой инжектор или водокольцевой насос . Обычный вакуум, поддерживаемый в паровом объёме конденсатора на выхлопном патрубке турбины (еще его называют давление конденсатора турбины), находится в диапазоне от 5 до 15 кПа, в зависимости от типа конденсатора и условий окружающей среды.

Дегазация

Испарение и сублимация в вакууме называется дегазацией . Все материалы, твердые или жидкие, немного парят (происходит газовыделение), и их дегазация необходима когда давление вакуума падает ниже давления их пара. Парение материалов в вакууме имеет такое же эффект как натекание и может ограничить достижимый вакуум. Продукты испарения могут конденсироваться на близлежащих более холодных поверхностях, что может вызвать проблемы, если они покроют оптические приборы или вступят в реакцию с другими материалами. Это вызывает большие трудности при полётах в космосе, где затемненный телескоп или элемент солнечной батареи может сорвать высокозатратную операцию.

Самым распространенным выделяющимся продуктом в вакуумных системах является вода, поглощенная материалами камер . Её количество может быть уменьшено сушкой или прогревом камеры и удалением абсорбирующих материалов. Испаряющаяся вода может конденсироваться в масле пластинчато-роторных насосов и резко уменьшить их рабочую скорость, если не используется газобалластное устройство. Высоковакуумные системы должны быть чистыми, в них не должно оставаться органических веществ, чтобы свести к минимуму газовыделение.

Сверхвысокие вакуумные системы, как правило, отжигаются, желательно под вакуумом, чтобы временно повысить испарение всех материалов и выпарить их. После того, как большая часть испаряющихся материалов выпарена и удалена, система может быть охлаждена, для уменьшения парения материалов и минимизации остаточного газовыделения во время рабочей эксплуатации. Некоторые системы охлаждают существенно ниже комнатной температуры с помощью жидкого азота для полного прекращения остаточного газовыделения и одновременно создания эффекта криогенной откачки системы.

Откачка и атмосферное давление

Газы вообще нельзя вытолкнуть, поэтому вакуум не может быть создан всасыванием. Всасывание может распространить и разбавить вакуум, позволяя высокому давлению вводить в него газы, но, прежде чем всасывание может произойти, необходимо вакуум создать. Самый простой способ создать искусственный вакуум - расширить объем камеры. Например, мышца диафрагмы расширяет грудную полость, что приводит к увеличению объема легких. Это расширение уменьшает давление и создает низкий вакуум, который вскоре заполняется воздухом, нагнетаемым атмосферным давлением.

Чтобы продолжать опустошение камеры бесконечно, не используя постоянно её увеличение, вакуумирующий её отсек может быть закрыт, продут, расширен снова, и так много раз. Это принцип работы насосов с принудительным вытеснением (газопереносных), например, ручной водяной насос. Внутри насоса механизм расширяет небольшую герметичную полость для создания вакуума. Из-за перепада давления часть жидкости из камеры (или колодца, в нашем примере) вталкивается в маленькую полость насоса. Затем полость насоса герметично закрывается от камеры, открывается в атмосферу и сжимается до минимального размера, выталкивая жидкость.

Приведенное выше объяснение представляет собой простое введение в вакуумирование и не является типичным для всего диапазона используемых насосов. Разработаны много вариаций насосов с принудительным вытеснением, и множество конструкций насосов основаны на радикально других принципах. Насосы передачи импульса, которые имеют некоторое сходство с динамическими насосами, используемыми при более высоких давлениях, могут обеспечить намного более высокое качество вакуума, чем насосы с принудительным вытеснением. Газосвязывающие насосы способные захватывать газы в твердом или поглощенном состоянии, работают часто без движущихся частей, без уплотнений и без вибрации. Ни один из этих насосов не является универсальным; каждый тип имеет серьезные ограничения применения. У всех есть трудности с откачкой газов с малой массой молекул, особенно водорода, гелия и неона.

Физический вакуум

В современной физике термин «вакуум» используется в двух смыслах. Первый, наиболее распространенный, соответствует сильно разряженным газам. Второй (физический вакуум), используемый в теории полей, соответствует состоянию, в котором полностью отсутствуют реальные частицы. Физический вакуум – это независимая, универсальная, имеющая чрезвычайно специфические свойства физическая среда, которую ни в коем случае нельзя идентифицировать с пустотой, пустым геометрическим пространством. Эта удивительная среда играет исключительно важную роль в картине фундаментальных взаимодействий.

Физический вакуум как новый уровень реальности появился в качестве объекта исследования в первой половине прошлого столетия. Причем разные теории давали о нем разное представление. Если в теории Эйнштейна вакуум рассматривался как «ничто» – пустое четырехмерное пространство, наделенное геометрией Римана, то, например, в квантовой теории Дирака вакуум представлял собой «нечто» – своего рода «кипящий бульон», состоящий из виртуальных частиц – электронов и позитронов.

Были предприняты многочисленные попытки для объединения этих представлений в рамках программы создания единой теории поля (ЕТП).

Со временем были сформированы две глобальные идеи: программа Римана – Клиффорда – Эйнштейна, согласно которой «в физическом мире не происходит ничего, кроме изменения кривизны пространства, подчиняющегося закону непрерывности», и программа Гейзенберга – Иваненко, предлагающая построить все частицы материи из частиц спина 1/2 (2). То есть первая программа опиралась только на использование геометрических характеристик пространства-времени («ничто»), а вторая – только на физические свойства частиц («нечто»).

Долгое время проблема объединения этих программ заключалась в том, что, по словам известного теоретика Джона Уиллера, «мысль о получении понятия спина из одной лишь классической геометрии представляется невозможной». То есть физическая сущность собственного момента частиц, по мнению Уиллера, не могла быть объяснена или выведена из известных геометрических свойств пространства – времени.

В науке рано или поздно решение находится, если, конечно, его ищут. Так, английский математик В. Клиффорд утверждал, что в физическом мире не происходит ничего, кроме изменения кривизны пространства, а материя представляет собой сгустки пространства, своеобразные холмы кривизны на фоне плоского пространства. Используя идеи Клиффорда, Эйнштейн в свое время сумел найти глубокую взаимосвязь абстрактного геометрического понятия кривизны пространства с физическими проблемами гравитации (ОТО).

Оказалось, что объединение программ «ничто» и «нечто» возможно, если допустить, что в физической картине мира фундаментальную роль играет скручивание (торсия) геометрической метрики. Скручивание – характеристика пространства-времени, которая определяется собственным моментом вращения объекта.

Английский ученый Р. Пенроуз сумел записать геометрические уравнения Эйнштейна в спиновом виде и доказал, что геометрические характеристики пространства-времени можно рассматривать в качестве величин, определяющих физические процессы и явления с учетом их статуса первичной реальности. Это кажется столь же невероятным, как возможность вывести из чисто физических данных геометрические характеристики пространства – времени (1).

Это открытие Пенроуза является таким же фундаментальным и столь же трудно понимаемым, как общая теория относительности Эйнштейна. Большинству людей, исповедывающих общепринятый подход к пространству и времени, вообще чрезвычайно тяжело представить кривизну пространства и скручивание, не говоря уж о том, как из этих геометрических свойств можно получить какие-либо знания о чисто физических свойствах этого пространства.

Для наших читателей мы решили привести весьма упрощенный пример, хотя понимаем, что всякое сравнение хромает, особенно если оно касается пространства Вселенной. Представьте себе объем комнаты, в которой вы находитесь. Давайте разобьем этот объем на огромное количество маленьких кубиков с помощью взаимно пересекающихся лучей света, исходящих из отверстий в потолке и в двух ортогональных стенах. Конечно, каждый такой элементарный кубик является абстракцией. А теперь представим, что отдельный кубик под действием каких-то условных внешних сил начинает деформироваться так, что обязательно имеют место угловые перемещения линейных элементов внутри пространства этого деформируемого кубика. Именно так можно представить скручивание пространства внутри каждого элементарного кубика, внутри комнаты, «внутри» мироздания. Такое скручивание порождает понятие кривизны пространства. А искривленное пространство-время – это уже гравитация.

Р. Пенроуз математически точно доказал, что именно спиноры, описывающие частицы со спином 1/2, определяют топологические и геометрические свойства пространства – времени. Словом, «ничто» и «нечто» объединились (как волна – частица) в единую сущность качественно нового физического объекта, который, по-видимому, обладает иной, нежели квантовая, природой.

Объединение программ Римана – Клиффорда – Эйнштейна и Гейзенберга – Иваненко в конце XX века завершил российский ученый академик Г. И. Шипов. Используя геометрические уравнения, записанные в спиновом виде и введя в рассмотрение принцип вращательной относительности (добавил шесть дополнительных координат вращения), Шипов получил систему уравнений, описывающих физический вакуум аналитически так же точно, как законы Ньютона описывают движение физического тела (21). Это решение наряду с обычными физическими полями (электромагнитное, гравитационное, слабое и сильное взаимодействия) описывало еще одно, неизвестное ранее поле, названное торсионным.

Чрезвычайно важно, что теория физического вакуума, разработанная Г. И. Шиповым, после соответствующих упрощений приводит к уравнениям и принципам квантовой механики. Кроме того, она отвечает на целый ряд поставленных выше вопросов.

Прежде всего удалось определить волновую функцию в уравнении Шредингера: согласно теории Шипова, она представляет собой реальное физическое поле – поле инерции. Теоретически установлена связь между полем инерции и торсионными полями, определяемыми кручением пространства; детерминизм и причинность в квантовой механике существуют, хотя неизбежна и вероятностная трактовка динамики квантовых объектов; частица представляет собой предельный случай чисто полевого образования при стремлении массы (или заряда) этого образования к постоянной величине; именно в этом предельном случае происходит возникновение корпускулярно-волнового дуализма; в квантовой теории измеряется ситуация, представляющая собой комбинацию полей, образующих измерительный прибор и измеряемый объект (21). По мнению Г. И. Шипова, современная квантовая теория не является полной, так как она не согласуется с принципом вращательной относительности.

Подтвердились догадки Эйнштейна, что квантовая теория не полна, и его предположение о том, что «более совершенная квантовая теория может быть найдена на пути расширения принципа относительности».

Модель торсионного вакуума . Первая попытка построения модели «ничто – нечто», предпринятая российскими учеными под руководством академиков А. Е. Акимова и Г. И. Шипова, опирается на теорию торсионных полей (2). В рамках этой теории они постулируют качественно новый физический объект – фитон, который одновременно обладает как свойствами частиц (сочетание волновых функций, например, электрона и позитрона), так и пространственно-временной структурой, определяющей собственный момент спина этого объекта через скручивание определенных пространственно-временных характеристик.

До модели Акимова – Шипова даже самые совершенные модели в квантовой теории поля (например, в теории струн) рассматривали первичные объекты (струны) как своеобразные кванты только пространственно-временной структуры. А в теории торсионных полей фитон сочетает в себе «ничто» (пространственно-временная структура) с «нечто» (свойства квантовых частиц) (22).

По мнению многих ученых, новая модель имеет шанс превратиться в реалистичную программу ЕТП. Особенно полезной для реализации этой идеи оказалась возможность достижения истинной электронейтральности электрон-позитронного физического вакуума при условии, что круговые волновые пакеты электрона и позитрона будут вложены друг в друга. Так как обе частицы обладают спином, то система «частица – античастица» представляет пару вложенных друг в друга частиц с противоположно направленными спинами. Вследствие истинной электронейтральности и противоположности спинов такая система не будет обладать и магнитным моментом. Такая система из частиц и античастиц, вложенных друг в друга, и называется фитоном (2).

Как пишет Г. И. Шипов, «решения уравнений первичного вакуума показывают, что в природе существуют объекты, у которых нет ни массы, ни заряда, а есть только спин. Из-за отсутствия потенциальной энергии взаимодействия у этих объектов их проникающая способность оказывается значительной».

В современной физике известна элементарная частица нейтрино, которая (теоретически), подобно фитонному (первичному) торсионному полю, обладает только спином. Экспериментально установлена высокая проникающая способность нейтрино. Известно, что нейтрино может пройти сквозь Землю без взаимодействия. Считается, что нейтрино обладает энергией, правда, однозначно не установлено, какой энергией: действительной или мнимой. Если предположить, что энергия нейтрино мнимая (существуют эксперименты, указывающие на это), то тогда скорость распространения нейтрино должна превышать скорость света. Причем чем меньше мнимая энергия нейтрино, тем больше его скорость. В пределе, когда мнимая энергия обратится в ноль (при отличном от нуля импульсе), скорость нейтрино должна устремиться к бесконечности.

У первичного торсионного поля энергия и импульс равны нулю с самого начала, поэтому говорить о скорости распространения этого поля не имеет смысла. Оно как бы сразу есть везде и всегда.

В отличие от предлагаемых ранее моделей, например модели Дирака (модель виртуальных частиц) или модели аксионов Хиггса, новая модель первичного физического вакуума на основе фитонного ансамбля представляет упорядоченную структуру. Не тот ли это порядок, о котором говорят Д. Бом и Дж. Чу?

Поляризация физического вакуума . В такой упорядоченной модели легко определяются основные случаи поляризации физического вакуума под влиянием внешних источников. Что это значит?

Физический вакуум изменяет свои свойства в зависимости от того, с какими материальными объектами он взаимодействует. Например, если в какой-либо точке пространства появится некое массивное тело, обладающее массой, то это вызовет соответствующие изменения в поляризации среды физического вакуума, которые определят характер гравитационного поля.

Аналогично, если в какой-либо точке пространства появится частица, несущая заряд, он изменит поляризацию среды физического вакуума и в своем новом состоянии среда приобретет свойства, которые определят специфику электромагнитного взаимодействия.

На уровне элементарных частиц также существуют различные силы взаимодействия, проявление которых описывается с помощью понятия «физическое поле». Например, элементарные частицы имеют массу, которая создает гравитационное поле, являющееся причиной взаимного притяжения тел в космическом пространстве. Электрический заряд, которым также обладает элементарная частица, является источником электромагнитного поля, обуславливающего взаимодействие между заряженными элементарными частицами. Иными словами, все поля, которые мы можем констатировать на макроуровне, создаются их первичными носителями – элементарными частицами.

Логично предположить, что любой независимый параметр, характеризующий физическую сущность элементарных частиц, представляет собой источник некоего фундаментального поля, обуславливающего специфическое взаимодействие между ними. Другими словами, любому независимому параметру, характеризующему элементарные частицы, должно соответствовать материальное поле, являющееся причиной взаимодействия частиц посредством данных параметров.

Если это так, то наряду с известными фундаментальными полями гравитации и электромагнитного взаимодействия должно существовать еще одно фундаментальное поле, соответствующее независимому параметру «спин» элементарных частиц, который характеризует их собственный момент вращения. Он независим, ибо не связан ни с массой, ни с зарядом.

Иными словами, должно существовать некое новое фундаментальное взаимодействие между элементарными составляющими материи, обусловленное их вращением вокруг собственной оси. Это также должно означать, что в природе все вращающиеся объекты должны каким-то образом взаимодействовать друг с другом. Именно об этом говорил Э. Картан в своих исследованиях в 1913 году: «В природе должны существовать поля, порождающиеся вращением».

Рассуждая подобным образом, мы приходим к выводу о необходимости существования в природе некоего нового механизма поляризации, соответствующего физическому полю спина вращающихся частиц. Тела, обладающие таким свойством, поляризуют среду физического вакуума уже новым, третьим способом. Именно в новом состоянии этой среды физический вакуум приобретает особые свойства, обуславливающие так называемое спиновое, или торсионное, поле (от франц. torsion – вращать) (23).

Таким образом, физический вакуум проявляется как электромагнитное поле в том случае, когда он поляризован зарядом (Е). Находясь в состоянии продольной спиновой поляризации, он проявляется как гравитационное поле (G), а спиновая поперечная поляризация (S) соответствует новому типу дальнодействия в физической реальности, обозначенному как первичное торсионное поле (ПТП). Это поле существенно нелинейно и обладает сложной внутренней структурой, что позволяет ему быть носителем значительных объемов информации (24). Очевидно, что торсионное поле обладает свойствами, принципиально отличающими его от других фундаментальных физических полей.

По этому поводу болгарский физик Б. Палюшев пишет: «Сочетание вероятностной картины с нелинейностью является новым веянием в науке» (17).

Физические параметры, характеризующие EGS-поля, представляют собой независимые кинематические величины, которые определяют характер универсальных дальнодействующих физических сил.

«Интегрированный» физический вакуум . Исследования показали, что физический вакуум состоит из двух причинных слоев, двух уровней: торсионного и квантового. Структура физического вакуума на основе фитонов отличается от структуры физического вакуума на квантовой основе.

Фитонный, или торсионный, вакуум – это глубокий и упорядоченный уровень реальности, связанный с теми физическими свойствами, которые можно свести к разнообразным геометрическим качествам пустого пространства (1). Квантовый вакуум касается сущности фрагментирования в реальном, вещественно-энергетическом мире. Физический вакуум, состоящий из двух уровней, назван «интегрированным» вакуумом.

«Интегрированный» физический вакуум обнаруживает непосредственную связь с квантовой нелокальностью. Как выяснилось в результате исследований, объекты квантовой нелокальности – это прежде всего объекты, обладающие собственным моментом вращения (спином) (1). Оказалось, что теория торсионных полей способна объяснить явления квантовой нелокальности.

До появления теории торсионных полей перевес в споре о нелокальности был на стороне Бора, и попытки Эйнштейна доказать существование скрытых параметров не имели успеха. Однако сегодня наука обладает возможностью объяснения механизмов нелокальности, а постулирование нового, торсионного слоя в физическом вакууме, по существу, означает введение таких параметров в теорию. Но признание этих удивительных результатов связано с радикальным изменением нашего понимания самой сущности физической реальности.

Вытекающая из теории физического вакуума теория торсионных полей, учитывающая нелинейность, утверждает, что на фундаментальном уровне физических процессов действует какой-то более глубокий, чем теория вероятности, принцип. Этот принцип свидетельствует о том, что за вероятностной картиной мира скрывается еще более глубокое содержание или причина, в известном смысле имеющая логическое объяснение. Вполне возможно, что именно первичные торсионные поля представляют тот самый имплицитный уровень, о котором говорят Д. Бом и Дж. Чу. В таком подходе обнаруживается аналогия с утверждением Бома о том, что наша осязаемая повседневная реальность на самом деле всего лишь иллюзия. «Под ней находится более глубокий порядок бытия – беспредельный и изначальный уровень реальности, – из которого рождаются все объекты…»

Свойства торсионных полей

Рассмотрим основные свойства торсионных полей.

1. Вращение элементарных частиц характеризует новое геометрическое свойство пространства и времени, называется торсией, или скручиванием, и связано с вращением самих пространства и времени.

2. Торсионные поля в противоположность гравитационному и электромагнитному полям сугубо нелинейные. Например, электромагнитное взаимодействие возникает всегда и только при том условии, если есть заряд. Наложение (то есть одновременное воздействие в одной и той же точке) двух электромагнитных полей также, в свою очередь, является электромагнитным полем.

С торсионным полем дела обстоят совсем по-другому. Наложение двух разных торсионных полей не всегда в результате дает торсионное поле. С другой стороны, существуют ситуации, когда торсионные поля могут генерировать сами себя . Это свойственно только нелинейным физическим полям. Другими словами, в определенных состояниях физический вакуум может самостоятельно, спонтанно, без видимых причин создавать, генерировать торсионные поля. В этом смысле торсионные поля могут быть генерированы за счет определенной геометрической формы или мыслеформы, то есть они имеют подчеркнуто информационный характер. Человеческое мышление, например, является своеобразным генератором торсионных полей. Биополе живых организмов также является разновидностью торсионного поля. «Можно сказать, что биологическое поле на базовом уровне представляет собой молекулярные торсионные поля, излучаемые хроматином (хромосомами)» (25).

3. Торсионные поля имеют еще одну важную особенность. Некоторые физические поля могут существовать и проявляться в чистом виде. Например, когда есть какая-либо масса, то вокруг нее всегда возникает только гравитационное поле, которое проявляется в чистом виде, без какой-либо примеси других физических полей. Когда речь идет об электромагнитных полях, то оказывается, что их всегда сопровождают торсионные поля. Торсионные и электромагнитные поля не могут существовать в чистом виде. Они всегда в той или иной степени наложены одно на другое. Физический вакуум так устроен, что поляризация в нем среды, вызванная электрическим зарядом тела, всегда сопровождается неизбежным, обязательным возникновением и компонентов торсионного поля. И наоборот, торсионные поля не могут существовать в чистом виде, самостоятельно, отдельно от физической среды электромагнетизма. Любое электромагнитное поле одновременно является источником торсионного поля. В сочетании с электромагнитными свойствами материя торсионного вакуума приобретает особую структуру, основным компонентом которой является фитон. Оказывается, что в торсионном поле кроется разгадка так называемых скрытых параметров, и с помощью торсионного поля можно объяснить такое явление, как нелокальность, или «квантовая связанность», элементарных частиц.

4. Торсионные поля имеют осевую симметрию. В то время как все другие поля имеют сферическую симметрию и распространяются во все стороны одинаково, в случае с торсионным полем существуют отдельные направления в пространстве. Это связано с необходимостью наличия определенного направления при ориентации оси вращательного движения.

5. Торсионный сигнал распространяется мгновенно (его скорость в миллиард раз превышает скорость света) и проходит через любые естественные среды без затрат энергии. Дело в том, что при осевой симметрии не работает закон обратных квадратов, поэтому интенсивность торсионного поля не зависит от расстояния до источника поля и торсионные поля обладают исключительной проникающей способностью в любых природных средах.

6. Существует еще одно важное и необычное свойство торсионных полей. Так, например, частицы, имеющие одинаково ориентированные спины (то есть вращающиеся в одном направлении вокруг своей оси), притягиваются друг к другу. По этой причине два электрона являются связанными друг с другом в химических валентных связях элементов из таблицы Менделеева, несмотря на наличие силы электрического отталкивания между ними, обусловленного их одноименными электрическими зарядами. Это обстоятельство красноречиво свидетельствует о мощности и силе торсионного взаимодействия, особенно с учетом того, что его интенсивность не уменьшается с увеличением расстояния между телами. Это может быть причиной квантовой связанности, или квантовой нелокальности. Данное свойство характеризуется тем, что сила, связывающая между собой два электрона с одинаково ориентированными спинами, заставляет их постоянно оставаться в связанном состоянии независимо от расстояния, на которое они могут быть удалены друг от друга после того, как однажды испытали силу взаимного торсионного притяжения, находясь в непосредственной близости друг от друга. Вспомним эксперименты Аспекта с частицами, «одна из которых находилась в Лондоне, а другая – в Нью-Йорке».

И наоборот, частицы, находящиеся рядом друг с другом, но имеющие противоположно ориентированные спины, испытывают столь же мощное по своей силе торсионное отталкивание.

Новое понимание физической реальности

Теория физического вакуума Шипова соединила воедино мир плотных форм и тонкоматериальный мир. Решение системы уравнений, полученной Шиповым, позволило математически смоделировать представление о мире как о системе, состоящей из семи уровней реальности: Абсолютное «Ничто», первичные торсионные поля кручения, физический вакуум (эфир), плазма, газ, жидкость, твердое тело (21).

Оказалось, что для каждого из шести уровней реальности можно написать содержательные уравнения, решение которых дает описание свойств материи и вещества на каждом из этих уровней. Что касается седьмого уровня, то полученные тождества не позволяют сделать выводы относительно каких-либо свойств Абсолютного «Ничто». Этот уровень не поддается математическому объяснению.

Исходя их теоремы Е. Ньютера, Абсолютное «Ничто» может рассматриваться как расслоение двух основных сущностей. Одна соответствует части, описанной как полностью упорядоченное состояние Абсолютного «Ничто», а другая – как полностью хаотичное состояние, о котором нельзя сказать ничего конкретного. На этом уровне реальности нет ни наблюдателя (сознания), ни формы материи (вещества, энергии). Но именно неопределенность, вытекающая из полного хаоса во втором состоянии Абсолютного «Ничто», порождает видимые реальности в нашем физическом мире.

Для того чтобы осознать Абсолютное «Ничто» и сделать его упорядоченным, необходимо некое активное начало. Академик Шипов пишет: «Пустое пространство предполагает существование „первичного Сознания или Сверхсознания“, способного осознать Абсолютное „Ничто“ и сделать его упорядоченным. На этом уровне реальности решающую роль играет „первичное Сознание“, выступающее в роли активного начала – Бога и не поддающегося аналитическому описанию» (26). Иными словами, активные действия информационного характера некоего Сверхсознания, или Бога, непонятные человеческому разуму, приводят к появлению универсального компонента физического пространства – времени, первичного торсионного поля, который, по всей вероятности, отражает качества этого Сверхсознания.

По поводу седьмого уровня реальности академик А. Е. Акимов говорит: «Абсолютное „Ничто“ – это среда, которая обладает, с одной стороны, программой, матрицей возможного. И в этой матрице заложены структура и свойства всех нижних уровней реальности. С другой стороны, для реализации этой матрицы, этого плана, необходимо некое воздействие, или, как бы мы сказали, воля и сознание. Помимо наличия самих матриц, воля и сознание – это те два свойства, которыми неотвратимо должен обладать данный уровень. Их роль состоит в осознанной реализации (в эзотерике бы сказали – в воплощении) тех планов и возможностей, которые потенциально существуют в Абсолютном „Ничто“» (27).

Сознание и воля реализуют матрицу, заложенную в седьмом уровне реальности, в виде первичного вакуума, первичного торсионного поля, которое представляет собой совокупность вихрей правого и левого вращения, каждый из которых меньше размера элементарной частицы.

Такие вихри заполняют все пространство Вселенной на шестом уровне реальности – уровне полевой материи. Вихри не имеют массы покоя, взаимодействие их таково, что они не передают энергии, но передают информацию. Этот уровень не имеет никаких физических характеристик, за исключением характеристик кручения. Передача информации происходит за счет взаимодействия квантовых вихрей, причем происходит мгновенно, ибо скорость появляется тогда, когда есть понятие энергии. Если энергетического параметра нет, то отсутствует и параметр скорости.

По мнению академика Акимова, структура шестого уровня представляет собой гигантскую голограмму, заполняющую собой всю Вселенную, а следовательно, каждая точка во Вселенной обладает полнотой информации о прошлом, настоящем и будущем (27).

Итак, седьмой уровень реальности в соответствии с матрицей порождает первичное торсионное поле – торсионный вакуум, который, в свою очередь, порождает следующий уровень реальности – квантовый вакуум.

Материя квантового физического вакуума содержит в себе те же свойства, что и торсионный вакуум, плюс еще некоторые. Эта среда материальна, но не вещественна. Она содержит информацию о веществе, о том, какими могут быть, а какими не могут быть параметры элементарной частицы. При этом сами частицы в вакууме отсутствуют. Это полевая, информационная структура, но она порождает элементарные частицы, которые при определенных условиях не аннигилируют, и тогда начинается образование систем типа ядер, атомов и т. д.

Совокупность квантового и торсионного вакуума представляет «интегрированный» физический вакуум.

Б. Палюшев пишет: «Информация, которая приходит от Абсолютного „Ничто“ к состоянию первичных торсионных полей, напоминает творческую работу скульптора, который из камня ваяет совершенные произведения искусства. Разница состоит лишь в том, что исходным материалом для скульптурирования является утонченная материя геометрического пространства, которая не нуждается в грубой силе при отделении предмета творения от свежего материала. „Нож“ творца является информационным, а творение можно назвать первичным полем информации, относящимся ко всей физической реальности. Именно „вибрации“, идущие от этого поля, в состоянии воздействовать на сознание человека, передавая ему скрытую в нем информацию…» (1).

С точки зрения профессора Палюшева, представленная информация приводит к новому пониманию вмешательства Бога. Новым является то, что Бог создает по своему образу и подобию не только человека, но и наполняющую среду вселенского пространства, которая обладает качествами человеческого сознания в масштабах, многократно превышающих масштабы человеческого мозга. «Это поле Всемирного Сознания – результат творческой деятельности, которая базируется не на оперировании грубой материальной вещественной средой, а на утонченных информационных процессах, протекающих на деликатной структуре геометрических полей и их отражений на свойствах первичного пространства-времени. В результате такой творческой деятельности появляется информационно насыщенная материальная среда, которая излучает свои послания через вибрации, имеющие совершенно новую, отличающуюся от вещественно-энергетического мира природу» (1).

Доктор философских наук В. А. Колеватов по поводу информационных потоков пишет: «Уже давно мы пришли к пониманию того, что в особенном, органическом обмене веществ между живыми телами и окружающей средой, отличающим живую природу от неживой, кроме всеми признанных двух потоков обмена (вещество и энергия) присутствует третий, самый важный и, может быть, ключевой для научного решения проблемы сущности жизни: поток обмена информацией… Поток информации оказывается для живого тела более важным, чем потоки вещества и энергии: поток информации в органическом обмене предваряет потоки вещества и энергии и управляет ими» (28).

Итак, есть все основания предполагать существование нового фундаментального взаимодействия, порожденного классическим спином, – информационного. Эксперименты показывают, что эффекты от таких взаимодействий весьма разнообразны и зачастую трудно воспроизводимы, и это затрудняет их ясную идентификацию как других фундаментальных физических взаимодействий. Тем не менее экспериментаторы все чаще фиксируют торсионные поля (например, в опытах академика Казначеева), ученые все больше склоняются к признанию новой физической реальности. Академик Казначеев утверждает: «Наша планета постоянно вращается в геокосмическом пространстве (солнечно-эфирном, гравитационном), к которому она и принадлежит. Так или иначе, но все мы на планете находимся в разнообразных торсионных полях» (29).

Это становится поводом для перехода к новой парадигме, поскольку новый вид полевой материи (информационной) уже не будет отвечать за такие традиционные физические величины, как энергия, импульс, угловой момент и др., а будет переносить информацию. Переносчиками этой информации становятся другие фундаментальные физические дальнодействующие силы, связанные с информационным блоком новой полевой формы. Любое изменение в распределении спинов будет мгновенно отражаться на структуре торсионного слоя физического вакуума, который отвечает за новое фундаментальное взаимодействие. Через специфические излучения этого поля физический вакуум воздействует своеобразным энергоинформационным образом на более грубые уровни реальности. «Такая среда обладает неограниченной способностью сохранять информацию о физическом мире, воздействуя на его структуру через особый механизм контактов, в котором выделяется уникальная возможность различать адреса характеров непрекращающихся голограмм» (1).

В огромной физической среде Вселенной, рассматриваемой в теории торсионных полей (ТТП) как единое целое, каждая бесконечно малая точка содержит неограниченный объем информации (Все во Всем). Такой подход сближает ТТП с голографической теорией Вселенной Бома и с моделью Вселенной Дж. Чу.

Кроме того, математические структуры теории торсионных полей также во многом напоминают модель, разработанную в теории имплицитного порядка Бома. Однако теория торсионных полей постулирует возможность человеческого сознания вступать в контакт с первичным торсионным полем, взаимодействовать с Сознанием Вселенной (2). И это именно то, что отсутствует в теориях Бома и Чу, хотя они считают эксплицитные элементы сознания неотъемлемым элементом Вселенной. На объединение этих теорий, которые вместе с ТТП представляют сегодня наиболее успешное описание единства, устойчивости и гармонии в отношениях между компонентами физической действительности, возлагаются большие надежды.

Такое объединение уже происходит, и связано оно прежде всего с работами академика В. П. Казначеева, который теоретически объясняет и, что самое главное, экспериментально исследует сознание человека и Сознание Вселенной, доказывает взаимосвязь околоземного голографического пространства с голографической структурой человеческого интеллекта, с голографическим пространством клетки.

Голографическую концепцию Бома – Прибрама, основанную на примере оптических голограмм, новосибирские ученые под руководством Казначеева расширили за счет торсионных голографических пространств.

Глава Девятая ВМЕШАТЕЛЬСТВО ДУХОВ В МИР ФИЗИЧЕСКИЙ Проникание нашей мысли духами – Оккультное влияние духов на наши мысли и действия – Одержимые – Страдающие судорогами – Привязанность духов к некоторым людям – Ангелы-хранители. Духи-защитники, духи дружественные и