Физика взаимодействия материи с пространством

Анатолий Трутнев

Сделан литературный обзор развития научных знаний о материи и пространстве в истории человечества. На принципиально новой основе даны описания методов познания этих компонент. Проведенные исследования определенно показали, что гравитация и электромагнитные излучения являются результатами взаимодействия материи с пространством. Изложены косвенные доказательства реального существования силовых нитей пространства.

Глава 2. Современные научные познания о материи и пространстве

Современная наука о материи и пространстве сформировалась в начале XX века. В этот период в физическую картину мира было введено понятие поля как особой формы материи. Все тела — это системы заряженных частиц, связанных между собой полем. Действия от одной частицы к другой передаются со скоростью света. При этом поле считалось как состояние эфира. Эфир же представлялся как абсолютно неподвижная среда, заполняющее мировое пространство. Затем в эту концепцию Лоренц внес преобразования. Согласно этим преобразованиям, при движении тел с субсветовыми скоростями, происходят изменения пространственных и временных свойств тел, Это приводит к сокращению длины тела в направлении их движения и замедлению происходящих в них физических процессов. Опираясь на эти преобразования, Эйнштейн разработал специальную теорию относительности, основанную на предельности скорости света и равноправности всех инерциальных систем отсчёта. Согласно этой теории пространство и время являются не абсолютными, а относительными величинами, поэтому понятие эфира потеряло всякий смысл. Все, что раньше, считалось свойствами эфира, сделалось, кинематикой СТО. А все физические поля теперь рассматривались не как процессы, проходящие в эфире, а как физические объекты особого состояния материи. Следует отметить, что не все ученые разделяли и разделяют до сих пор эту точку зрения. Часть ученых продолжает поддерживать, концепцию светоносного эфира.

В настоящее время существенно изменились и понятия материи и пространства. К видам материи относят: вещество, антивещество. кварк — глюонная плазма, квантовые поля различной природы, а также материальные объекты неясной физической природы — темная материя и темная энергия. Что же касается пространства, то принято считать его как физический вакуум, который пронизывает материю. Даже внутри твердого тела пространства неизмеримо больше, чем вещества. У него самая высокая плотность энергии. Это неисчерпаемый резервуар экологически чистой энергии. В нем беспрестанно образуются и исчезают пары частиц—античастиц. Он буквально наполнен ими. И в определенных условиях виртуальные частицы становятся реальными. Его нельзя наблюдать. Это делает физический вакуум парадоксальным объектом. Во Вселенной доминируют законы физического вакуума, которые науке ещё неизвестны. Как заявил американский физик Мартин Боджовалд исследование вариаций реликтового излучения, с помощью телескопа Хаббла, дает ученым шанс обнаружить первые признаки «нитей», составляющих ткань Вселенной. По его мнению «Структура пространства — времени — это новый, возможно последний рубеж на пути к полному пониманию природы». Петр Зенчиковский из Института ядерной физики Польской академии наук считает, что пространство состоит из дискретных частиц.

На сегодняшний день в научном мире доминирует теория рождения Вселенной в результате Большого Взрыва. До него она была» сжатой до точки, так называемым ничто, с колоссальной плотностью. В этом ничто шли процессы, которые довели его до определенного состояния и оно взорвалось. После Взрыва началось поэтапное рождение, становление и функционирование Вселенной.

Первой после Большого Взрыва считается Планковская эпоха с температурой 10³² K и плотностью около 105 г/см³. Длительность её составляла 10^—43сек. В это время во Вселенной была только энергия

Через 10^—35 секунды после наступления Планковской эпохи наступила эра инфляционной эпохи. В этот период Вселенная увеличилась в 10⁵⁰ раз. В ней всё ещё преобладает излучение, но здесь уже появились субатомные частицы: кварки и электроны, которые пока не имели массы.

Между 10^—12 и 10^—6 секунды после Большого Взрыва наступила кварковая эпоха. Температура в этот период развития Вселенной составляла более 10¹²К. При таких условиях кварки не могли образовывать адроны. В это время Вселенная была заполнена кварк-глюонной плазмой.

В течение от10^—6 и до 1 с после Большого Взрыва температура Вселенной опустилась ниже10¹²К и кварк-глюонная плазма охладилась до величин, при которых кварки группировались и образовывали адроны. В ходе адроновой эпохи (1 — 10 секунд) адроны аннигилировали с антиадронами. В результате появились пары лептонов и антилептонов. Из всех лептонов самые известными лептонами являются электроны.

По мере охлаждения Вселенной протоны и нейтроны образовывали ядра гелия и водорода, и через 3 минуты, после Большого взрыва во Вселенной началось формирование стабильных атомов гелия и водорода. Происходило это путем захватывания электронов ядрами водорода и гелия. Эта эпоха называется фотонной. Продолжалась она 380 тысяч лет. К её концу температура Вселенной опустилась до 3500⁰ К, и она стала прозрачной для прохождения фотонов.

Выводы

Воззрения современных ученых на материю и пространство кардинально отличаются от представления о них ученых новой эпохи, средневековья и античных философов. В основе этих воззрений лежат две теории: теория относительности и квантовая физика. Первая объясняет физические процессы, происходящие в макромире, а вторая в микромире. Использование квантово механических свойств объектов дает возможность на принципиально новых понятиях, познать природу физического мира, то есть материи и пространства. На основании теорий и положений квантовой физики описания делаются более точно, чем это делось до её возникновения. Она заставила коренным образом пересмотреть взгляды на понятия волны, поля и частицы. Ввела в физику понятие спина микрочастиц, как квантового объекта, не зависящего от внешних условий, определяющего свойства частиц. Те приемы, которыми квантовая физика описывает процессы, проходящие в микромире трудно воспринимаемые. Но результаты, получаемые при использовании теорий и предсказаний квантовой физики, позволили объяснить многие физические явления, которые классическую физику ставили в тупик. Опираясь на результаты, полученные с использованием предсказаний квантовой физики, ученые надеются решить накопившиеся проблемы в области материи и пространства. И для этого, по их мнению, необходимо уточнение и углубление сделанных открытий и разработка новых методов познания на принципиально новой основе. В следующей главе в рамках смоделированной системы представлены методы познания материи и пространства на основе взаимодействия этих компонент.