Несветаев Юрий Алексеевич. Модель скрученного пространства

Введение

Идея данного исследования заключается в том, чтобы, отталкиваясь только от фундаментальных постулатов и не оглядываясь на существующие стереотипы, логически анализируя наблюдаемое Бытие, попытаться осознать принципы его существования.

-- Принцип причинности

Существует лишь то, что может быть наблюдаемо.

Наблюдаемость чего-либо подразумевает возможность прямого или косвенного взаимодействия того, что может быть наблюдаемо, с тем, что (или кто) может наблюдать.

Так как только в процессе взаимодействия можно определить существование чего-либо.

Взаимодействие подразумевает последовательность отличных состояний наблюдаемого и наблюдателя.

Такая последовательность есть порядок этих состояний.

Каждый следующий член такой последовательности является следствием предыдущего, который для этого следующего члена последовательности является причиной.

Таким образом, существует только то, что подчиняется причинно-следственной связи.

Действительно, если объект или явление не подчиняются причинно-следственной связи, то этот объект или явление не могут быть причиной чего-либо, т.е. последовательности взаимодействий или преобразований, что может быть наблюдаемо, поэтому никто и ничто в мире никогда не узнают о существовании этого объекта или явления.

Таким образом, если что-то существует, то это что-то не случайно, а имеет свою причину.

-- Пространство

Физическим пространством будем называть пространство реально существующей Вселенной, в котором существуем мы сами и все, что нас окружает.

Физическое пространство наблюдаемо, в виде протяженностей наполняющих его объектов и расстояний между этими объектами. Наблюдаемость чего-либо - есть следствие причинности.

Таким образом, физическое пространство должно подчиняться принципу причинности, либо само, трансформируясь, формировать условия, обуславливающие причинно-следственную связь Бытия.

Причинность предполагает последовательность трансформаций, а это значит, что физическое пространство изменяется - эволюционирует.

-- Размерность Пространства

Размерность - свойство объекта быть протяженным в несколько (основных) направлений.

Произвольный набор основных направлений в пространстве, при выборе которого любое другое направление в этом пространстве может быть представлено как линейная комбинация этих основных направлений, называется базисом пространства. Количество основных направлений в базисе пространства определяет величину размерности этого пространства [1].

Размерность пространства наблюдаема, следовательно, имеет причину.

Причиной ограниченности набора возможных направлений протяженностей в пространстве может быть только структура пространства, которая и есть само пространство.

Структура трехмерного пространства может представлять собой матрицу из набора основных элементарных ячеек, заполняющих это пространство без пропуска. Набор форм таких ячеек для плоского трехмерного пространства ограничен тремя правильными многогранниками: тетраэдр, куб, октаэдр, причем куб является наиболее универсальной формой структуры пространства, так как тетраэдр и октаэдр могут заполнить трехмерное пространство без пропуска только при упаковке их в виде последовательной комбинации [2].

-- Условия сохранения однозначности

В произвольном базисе трехмерного пространства, так же как и в пространствах с меньшей размерностью, при выборе одного из векторов такого базиса, существует строго определенная последовательность прохождения остальных векторов этого базиса, что не выполняется уже в четырехмерном пространстве. В пространствах с размерностью d>3 существует несколько возможных вариантов обхода основных осей, плоскостей и основных пространств [3].

Таким образом, максимальная размерность пространства, в котором соблюдается однозначность выполнения принципа причинности - трехмерное пространство.

Следовательно, в пространствах, которые имеют размерность больше трех, не может быть однозначности между причиной и следствием (существует многообразие следствий одной причины). Именно в таких пространствах с размерностью d>3 (например: при d=4) понятие Вероятности в последовательности причинно-следственных взаимодействий приобретает фундаментальный характер.

Вероятность - это степень предсказуемости или непредсказуемости наблюдаемого события при определенных условиях.

Существование Вероятности (неопределенности) не опровергает принцип причинности, а лишь фиксирует ограниченность нашей возможности познания.

-- Первопричина

Постулат конечности Бытия впервые был выдвинут в теории "Большого взрыва". Согласно этой теории мир появился из сингулярной точки в результате взрыва вселенского масштаба [4].

Отталкиваясь от постулата о конечности Бытия, можно утверждать, что последовательность трансформаций физического пространства и материи имеет начало, а значит должна существовать ее Первопричина, которая является причиной Всего. Таким образом, весь окружающий нас мир есть результат последовательности взаимодействий и преобразований, порожденных Первопричиной.

Первопричина, являясь причиной Всего, сама не может подчиняться принципу причинности, так как тогда Первопричина должна была бы быть следствием какой-либо другой причины, следовательно, не являлась бы Первопричиной.

Таким образом, в случае ограниченности Бытия, должна существовать Первопричина, которая находится вне физического пространства и является причиной его возникновения.

А это значит, что должно существовать состояние, в котором пространство не существует.

-- Материя, пространство, время.

Если материю определить как совокупность всего, что наполняет физическое пространство, то тогда можно сказать, что окружающий нас мир состоит из трехмерного физического пространства и материи.

Материя не может вытеснить пространство, следовательно, она не только находится в пространстве, но и состоит из этого пространства.

Следовательно, обобщенное понятие Пространства должно включать в себя не только физическое пространство, но и наполняющую его материю.

Время наблюдаемо как относительное последовательное изменение положения материальных объектов в пространстве, таким образом, если материя есть форма пространства, то время есть свойство пространства, связанное с его трансформацией.

-- Абсолютная пустота

Отсутствие Пространства можно определить как "Абсолютную пустоту".

Абсолютная пустота не может обладать размерами, массой, направленностью или какими-либо другими геометрическими и физическими свойствами, поэтому в качестве такой пустоты можно рассматривать пространство с размерностью d = 0.

• Действительно, пространство с размерностью d = 0 не обладает протяженностью, следовательно, не может иметь какие-либо геометрические и физические свойства, так как любые такие свойства относительны, а относительность может существовать только там, где есть возможность что-то сравнивать, а значить, есть возможность отделять это что-то друг от друга. Но отделить что-то друг от друга возможно только там, где есть протяженность.

• Абсолютная пустота полностью неподвижна, так как движение - это изменение протяженностей между объектами, следовательно, отсутствие протяженности подразумевает отсутствие какого-либо движения.

• Определение абсолютной пустоты является всеобъемлющим, а это значит, что абсолютная пустота единственна. Наличие чего-либо исключает существование абсолютной пустоты, так как подразумевает какие-либо свойства, которые по определению не должны быть присущи абсолютной пустоте.

Действительно, если предположить, что существуют две абсолютные пустоты, то тогда они должны быть отличны друг от друга, следовательно, между ними должно быть пространство, а это значит, что абсолютная пустота не существует.

• Отсюда очевидной становится замкнутость любого пространства, которое может возникнуть из абсолютной пустоты.

Действительно, если такое пространство не замкнуто, то оно должно быть ограниченно абсолютной пустотой. Но поскольку пространство имеет протяженность, а абсолютная пустота нет, то должно существовать бесконечное множество абсолютных пустот ограничивающих такое пространство, что, как мы уже доказали, не возможно.

Таким образом, если существует способ упаковки нашей Вселенной в пространство с размерностью d = 0 (полное вырождение пространства), то такое пространство является абсолютной пустотой даже тогда, когда в нем помещается вся наша Вселенная.

-- Упругость пространства и Энергия.

Поскольку пространство возникает из абсолютной пустоты, то причина трансформации пространства должна быть внутри самого пространства. Следовательно, причина развертывания пространства - это внутреннее свойство пространства, которое будем называть его упругостью.

Упругость пространства является необходимым условием его эволюции, так как только упругость Пространства может быть причиной его трансформации.

Если плотно упакованное (вырожденное) пространство развертывается под действием собственной упругости, то состоянию равновесия такого пространства соответствует его развернутое, не вырожденное состояние.

Таким образом, структура плотно упакованного пространства раскладывается в трехмерное пространство как перочинный нож, в котором спрятано множество лезвий, до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия в ортогональном базисе.

Расщепление вырожденных размерностей пространства является актуализацией основного свойства пространства - протяженности.

Энергия в рамках нашей модели (МСП) - это мера трансформации пространства, т.е. мера перехода структуры пространства из вырожденного состояния в протяжённое состояние и наоборот.

Следовательно, вырожденные состояния пространства обладают потенциальной энергией, которая в процессе эволюции пространства актуализируется в протяженность.

Таким образом, измерить энергию можно как протяжённость (трехмерный объем), которая упакована в вырожденных состояниях пространства.

-- Вращение

Вращение - это круговое движение объекта, при котором одна или множество точек остаются неподвижными относительно вращающегося объекта.

В плоском пространстве объект вращается вокруг точки (центра) вращения.

В трехмерном пространстве существует только одна ортогональная плоскости ось (линия), поэтому вращение объекта в трехмерном пространстве всегда происходит только вокруг этой оси.

В четырехмерном пространстве существует две оси ортогональные плоскости, поэтому вращение в четырехмерном пространстве эквивалентно одновременному вращению вокруг этих двух осей ортогональных плоскости вращения или вращению вокруг плоскости, так как две такие ортогональные оси образуют ортогональную в четырехмерном смысле плоскость вращения.

-- Сверхкомпактное состояние пространства

Сверхкомпактным состоянием пространства будем называть состояние пространства, при котором оно эквивалентно (очень близко) к состоянию абсолютной пустоты.

Отталкивание вырожденных размерностей пространства должно приводить к вращению структуры пространства, так как это единственный способ ее развертывания.

Следовательно, единственный способ упаковки пространства в сверхкомпактное состояние - это скручивание.

Если пространство не имеет толщины, то его можно упаковать в сверхкомпактное состояние, свернув в Точку.

Такая Точка не имеет окрестности, так как она включает в себя все пространство, в отличие от точки многомерного пространства (пространства с размерностью d>0), которая всегда обладает сколь угодно малой окрестностью размерности d.

Объект любой размерности не имеет толщины в пространстве, размерность которого на единицу больше чем размерность этого объекта. Например, прямая не имеет толщины в плоскости, а плоскость не имеет толщины в трехмерном пространстве. Таким образом, любой объект пространства, имеющий размерность меньше чем у самого пространства, можно свернут в одномерный, а затем в точечный объект (объект с нулевыми размерами).

В качестве иллюстрации такого процесса можно представить рулон бумаги на вращающейся оси. Рулон бумаги - это модель двухмерного скрученного не замкнутого пространства, которое в результате трехмерного вращения (раскручивания) превращается в плоское двухмерное пространство.

Если предположить, что толщина бумаги равна нулю, радиус вращения рулона так же имеет нулевые размеры (т.е. ось вращения лежит в плоскости свертываемой поверхности), а упаковка бумаги в рулоне абсолютно плотная, то рулон такой бумаги будет представлять собой одномерный объект.

А одномерный объект, плотно свернутый вокруг ортогональной ему оси, будет представлять собой точку.

Чем меньше радиус скручивания Пространства (r ? 0), тем ближе сверхкомпактное состояние пространства к абсолютной пустоте.

-- Упаковка пространства

Развертывание пространства должно происходить в результате последовательности вращений, по отношению к которым развертываемое пространство не имеет толщины, благодаря чему в скрученном состоянии это пространство не испытывает деформации (сжатие/растяжение) своих элементарных структурных элементов, а испытывает только вырождение протяженности.

Трехмерное пространство не имеет толщины по отношению к четырехмерному вращению (вращению вокруг плоскости). Таким образом, четырехмерное кручение - возможный способ упаковки трехмерного пространства.

Пространство, скрученное в Точку до размерности d=0, не может быть структурировано, так как структура пространства может возникнуть только тогда, когда оно уже не является Точкой, так как обладает некоторой окрестностью.

Таким образом, исчезновение абсолютной пустоты, т.е. возникновение протяженности в полностью вырожденном пространстве - это фазовый переход от состояния Небытия к Бытию, в результате которого абсолютная пустота структурируется в замкнутое скрученное пространство.

Очевидно, что для упаковки пространства в Точку потребовалось бы "бесконечное" число вращений, так как радиус вращений, необходимых для скручивания пространства в точку, должен стремиться к нулю.

Поскольку пространство имеет структуру, то минимальный радиус скручивания пространства не может быть меньше фундаментальной протяженности структурных элементов пространства.

-- Геометрия пространства

Наблюдаемые особенности физического пространства и свойства пространства, определенные в рамках рассматриваемой модели (МСП), ограничивают возможное многообразие геометрий физического пространства.

Действительно, физическое пространство должно обладать следующими свойствами:

-- Замкнутость пространства

Как мы выяснили выше, пространство должно быть замкнуто, если Бытие имеет начало, а ограниченность Бытия - основной постулат рассматриваемой модели.

-- Конечность пространства

Утверждение о конечности пространства является следствием утверждения о его замкнутости.

-- Однородность и изотропия пространства

Наблюдаемые области Вселенной размером 100 Мпк и более выглядят все одинаково (однородность), при этом выделенных направлений в видимой Вселенной нет (изотропия)[5].

-- Одинаковая кривизна пространства

Наблюдаемая во Вселенной однородность реликтового излучения возможна только тогда, когда пространство имеет одинаковую кривизну.

-- Физическое пространство должно быть ориентируемым пространством

Физическое пространство не может быть аналогом односторонней поверхности Мебиуса. Поскольку мы предполагаем, что невозможно двигаясь в физическом пространстве, вернуться в точку начала движения и обнаружить в ней зеркальную копию того, что было до начала движения.

-- Не сжимаемость фундаментальных протяженностей

Фундаментальные протяженности развернутых структурных элементов пространства должны быть одинаковы во всех его областях, поскольку иначе, было бы невозможно свернуть пространство в Точку.

Всем перечисленным выше условиям удовлетворяет гиперсферическая форма (геометрия) трехмерного пространства.

-- Мнимое пространство

Замкнутое плотно скрученное упругое трехмерное пространство, в рамках данной модели (МСП), должно раскручиваться под действием собственной упругости, образуя постоянно растущую гиперсферическую поверхность, следовательно, кроме реального структурированного трехмерного пространства, сконцентрированного в поверхности гиперсферы, должно возникнуть мнимое не структурированное пространство внутри гиперсферы.

Мнимое пространство не обладает структурой физического пространства, следовательно, не имеет вещественной протяженности и размерности.

Поэтому, мы не можем рассматривать трехмерное физическое пространство как вложенный в мнимое пространство четырехмерный объект.

Таким образом, мнимое пространство существует только как часть гиперсферического пространства, определяя геометрию физического пространства.

А физическое пространство является причиной возникновения мнимого пространства и всех наблюдаемых его свойств.

Поскольку физическое пространство имеет не нулевой размер, то мы можем говорить о существовании мнимого радиус-вектора R гиперсферы.

Кроме того, наблюдаемым, следовательно, существующим, является и приращение ?R этого мнимого радиус-вектора.

Действительно, отталкивание друг от друга вырожденных протяженностей пространства приводит к их развертыванию и приращению общей протяженности физического пространства, т.е. к приращению радиус-вектора ?R гиперсферы, что наблюдаемо, как расширение пространства.

Например: разбегание галактик.

Таким образом, гиперсферическое пространство является четырехмерным и включает в себя трехмерное физическое пространство и вектор мнимого пространства, который ортогонален поверхности гиперсферы в каждой ее точке и направлен от центра гиперсферы к ее периферии (в сторону расширения гиперсферы).

-- Скрученное пространство

Как мы выяснили ранее, скручивание куска трехмерного пространства связано с последовательностью двух вращений:

-- Четырехмерное вращение вокруг плоскости для свертывания куска трехмерного пространства в одномерный объект.

-- Трехмерное вращение вокруг оси для свертывания одномерного объекта в точку.

Следовательно, развертывание скрученного фрагмента трехмерного пространства должно происходить в обратном порядке:

-- Трехмерное вращение вокруг оси.

-- Четырехмерное вращение вокруг плоскости.

Трехмерное вращение, если оно происходит внутри физического пространства, должно быть наблюдаемо как спин (вращение вокруг оси) скрученного фрагмента.

Четырехмерное вращение может быть наблюдаемо внутри физического пространства только как проекция этого движения на поверхность гиперсферы, так как движение (вращение) развертываемого вырожденного трехмерного пространства вокруг плоскости всегда будет выходить за пределы трехмерного пространства, т.е. будет иметь составляющую в четвертом измерении ("рябь" на гиперсферической поверхности).

-- Точечные объекты

Если мы предполагаем, что фундаментальные протяженности структурных элементов пространства не сжимаемы, то такое пространство можно свернуть только тогда, когда оно плоское (не выпуклое).

Таким образом, у выпуклого пространства могут быть свернуты только его плоские фрагменты, т.е. выпуклое пространство должно представлять собой совокупность плоских элементов (ячеек), так же как сферический футбольный мяч представляет собой совокупность плоских многоугольников.

Тогда каждый плоский элемент такого пространства можно свернут в точку.

А замкнутое трехмерное пространство может быть упаковано в Точку, как совокупность множества объектов с размерностью d=0.

Точечным объектом будем называть компактный объект, представляющий собой фрагмент пространства, скрученный в точку, размер собственной окрестности которой стремится к нулю.

Точечный объект в результате отталкивания вырожденных в нем протяженностей должен развертываться в собственную окрестность до тех пор, пока пространство этой окрестности не начнет развертываться вокруг оси, т.е. трансформироваться в пространство, скрученное только вокруг плоскости.

Наблюдаемую границу перехода пространства из состояния скрученности вокруг трех осей в состояние скрученности вокруг плоскости будем называть поверхностью частицы.

Таким образом, на поверхности частицы происходит фазовый переход пространства из вырожденного состояния скрученности вокруг трех ортогональных осей (размерность d=0), в менее вырожденное состояние скрученности вокруг плоскости (размерность d=1).

Скрученность пространства частицы вокруг трех ортогональных осей локализует ее в структурной матрице физического пространства, так как три оси скручивания пространства частицы образуют ортогональный базис локализации, который совпадает с базисом физического пространства.

-- Фрагментация скрученного пространства

Замкнутое трехмерное пространство в состоянии абсолютной пустоты представляет собой точечный объект, который при развертывании должен распадаться на иерархическое множество более "мелких" точечных объектов. Если такая иерархическая последовательность точечных объектов имеет предел, то должны существовать элементарные точечные объекты.

Не элементарный (составной) точечный объект будем называть клубковым пространством.

Очевидно, что для того, чтобы свернуть фрагмент пространства, включающий множество связанных точечных объектов, в точку, необходимо, чтобы этот фрагмент был плоским.

Поэтому каждый из связанных точечных объектов, принадлежащих рассматриваемому фрагменту пространства, должен выбирать определенную часть общей кривизны этого фрагмента (стягивать пространство).

Следовательно, количество и тип точечных объектов в клубковом пространстве не является произвольным, а клубковое пространство может обладать не только пространством включенных в него точечных объектов, но и своим собственным пространством.

Точечный объект, упакованный внутри клубкового пространства, не имеет собственной окрестности. Поэтому в таком состоянии он не может быть наблюдаемым.

Внешняя поверхность собственной окрестности клубкового пространства, где происходит фазовый переход пространства из состояния скрученности вокруг трех осей в состояние скрученности вокруг двух осей, так же как и у точечного объекта, образует наблюдаемую поверхность частицы клубкового пространства.

Частицу клубкового пространства будем называть ядром.

-- Распределение материи во Вселенной

Первичное клубковое пространство Вселенной должно было сразу фрагментироваться во множество клубковых пространств и протяженность его собственного пространства, так как только в этом случае Вселенная могла бы стать симметричной замкнутой выпуклой трехмерной поверхностью.

Вторичные клубковые пространства, возникшие в ранней Вселенной так же должны фрагментироваться в более "мелкие" клубковые пространства, но в отличие от первичного клубкового пространства их фрагментация происходит последовательно, так как они, распадаясь, не образуют замкнутую в четырехмерном смысле поверхность.

Следовательно, Вселенная должна быть подобна "сотам" из скоплений материи, с материнским ядром в центре каждого такого скопления.

Каждое скопление материи - это фрагментированное клубковое пространство, которое в первичной Вселенной было скручено в Точку.

Следовательно, материя, как результат фрагментации материнского клубкового пространства, должна быть погружена в область плоского (в четырехмерном смысле) пространства, так как иначе это пространство с наполняющей его материей не могло бы быть упаковано в одно клубковое пространство в ранней Вселенной.

Таким образом, наиболее выпуклое (в четырехмерном смысле) пространство должно быть сконцентрировано в областях между скоплениями материи.

Следовательно, кривизна пространства между скоплениями материи должна быть значительно больше, чем внутри этих скоплений.

-- Поле

Ранее мы определили Материю как совокупность всего, что наполняет физическое пространство.

Если под пространством мы понимает только протяженность, то наполнением физического пространства, т.е. материей, можно считать любые существующие в нем вырожденные состояния пространства.

Вид материи, представляющий собой скрученное вокруг плоскости пространство, возникшее в результате взаимодействия физического пространства с частицей (или совокупностью частиц), будем называть полем.

-- Динамическое равновесие

Скрученное пространство частиц должно находиться в динамическом равновесии с окружающим их физическим пространством.

Принцип динамического равновесия заключается в том, что действие физического пространства (его наполнения: поля) на поверхность частицы, и действие скрученного пространства внутри частицы должны быть уравновешены, так как иначе частицы превратились бы в точечные объекты либо полностью актуализировались в протяженность.

Мы используем термин динамическое равновесие, поскольку баланс между физическим пространством (полем) и внутренним пространством частицы не статичен.

Проведём мысленный эксперимент, чтобы понять, почему и как наступает состояние динамического равновесия между частицей и физическим пространством (полем). Для этого рассмотрим точечный объект, помещенный в ограниченное пространство свободное от вырожденных состояний.

-- Точечный объект в ограниченном пространстве

Представим точечный объект, который помещен в ограниченное пространство свободное от вырожденных состояний, т.е. обладающее только протяженностью и ограниченное абсолютно не деформируемой замкнутой оболочкой:

Точечный объект в таком пространстве, должен сначала трансформироваться в частицу, а затем эта частица, развертывая скрученное в ней пространство, должна наполнить это ограниченное пространство полем (вырожденными состояниями пространства - пространством, скрученным вокруг плоскости).

"Накачка" ограниченного пространства полем должна происходить до наступления равновесия между давлением пространства внутри частицы и в ее окрестности.

В такой замкнутой системе равновесие статично, т.е. однажды наступив, оно уже не изменится.

-- Упаковка вырожденных протяженностей в пространстве.

Пространство, скрученное вокруг трех осей должно быть Точкой (d=0), и эта Точка должна быть локализована в структурной матрице пространства, следовательно, скрученное вокруг трех осей пространство внутри частицы, может быть сконцентрировано только в вершинах ячеек структурной матрицы развернутого пространства.

0x01 graphic

(рис.1)

А вырожденное пространство, развернутое в результате вращения частицы вокруг оси (поле), должно представлять собой линейный объект (d=1), который может быть упакован только вдоль ребер ячеек структурной матрицы развернутого пространства.

0x01 graphic

(рис.2)

Следовательно, развертывание вырожденного пространства внутри частицы и в ее окрестности не должно приводить к увеличению общей протяженности пространства.

Важно отметить, что поле в окрестности частицы свернуто только вокруг плоскости, следовательно, оно локализовано только в этой плоскости, а это значит, что оно может волновым образом смещаться в структурной матрице пространства вдоль оси ортогональной плоскости скручивания. Причем направление смещения поля вдоль этой оси определяется направлением его скрученности, так как направление скученности пространства определяет направление, в котором такое свёрнутое пространство может развернуться.

Т.е. пространство, скрученное вокруг плоскости в линейный объект (поле), будет стремиться развернуться вокруг плоскости, и оно сможет это сделать, если в направлении ее развертывания есть свободное от вырожденных состояний пространство, которое при развертывании этого линейного объекта в протяженность будет свернуто в точно такой же линейный объект.

И т.д.

Таким образом, через поверхность частицы происходит "накачка" окрестности этой частицы полем (скрученным вокруг плоскости пространством).

Следовательно, плотность развернутого частицей поля должна распределиться в окрестности частицы обратно пропорционально площадям поверхностей виртуальных сфер, описанных вокруг центра частицы, т.е. плотность распределения поля в окрестности частицы должна убывать обратно пропорционально квадрату расстояния r² от нее.

-- Цикличность состояний Вселенной

Физическое пространство в совокупности с наполняющей его материей представляет собой Систему, которая периодически проходит все состояния, описанные в приведенном выше примере.

Действительно, зоны физического пространства "накаченные" полем, развернутым из частиц, соприкасаясь, должны взаимодействовать между собой, тем самым ограничивая друг друга.

Следовательно, зона физического пространства "накаченная" полем в окрестности одной частицы ограничена аналогичными зонами в окрестностях других частиц.

Если взаимодействие таких зон физического пространства не приводит к приращению общей протяженности физического пространства, то пространство и материя в такой системе находятся в статическом равновесии, подобно тому, как это было показано в примере системы с ограниченным пространством.

И наоборот, если любое взаимодействие зон физического пространства приводит к непрерывному развертыванию из этих зон новых протяженностей, то материя в такой системе должна без остатка преобразоваться в протяженность.

Если Вселенная имеет форму гиперсферической поверхности, то такие состояния должны существовать в ней в виде циклической (повторяющейся) последовательности.

Действительно, гиперсферическая поверхность Вселенной обладает положительной кривизной (выпуклостью), поэтому взаимодействие зон физического пространства в ней должно иметь составляющую, направленную ортогонально гиперсферической поверхности в сторону увеличения ее радиус-вектора R.

Если такая составляющая достаточно велика, чтобы развернуть из взаимодействующих зон физического пространства новые протяженности, то это взаимодействие должно привести к увеличению радиуса гиперсферы R на некоторую величину ?R.

Кроме того, в результате развертывания таких новых протяжённостей должны возникнуть области пространства свободные от поля, отделяющие области, наполненные полем, что должно привести к исчезновению взаимодействия между полями и падению давления физического пространства (поля) на поверхности частиц.

Исчезновение взаимодействия между зонами физического пространства является причиной прекращения развертывания из них новых протяженностей.

А падение давления физического пространства (поля) на поверхности частиц должно привести к развертыванию из частиц новых порций скрученного вокруг плоскости пространства.

Развертывание вырожденного пространства (поля) из частиц должно происходить до тех пор, пока снова не наступит равновесие между действием пространства внутри частиц и действием "накаченного" полем физического пространства в их окрестностях. И т.д.

Вселенная подобна маятнику часов, который достигает высшей точки своего движения только для того, чтобы остановившись на мгновение снова начать свое движение.

-- Взаимодействие полей

Как уже было показано ранее, поля взаимодействуют не только с поверхностями частиц, но и друг с другом. Причем результат такого взаимодействия определяется кривизной пространства в области их взаимодействия.

Взаимодействие полей в плоском пространстве не может привести к возникновению новых протяженностей физического пространства, так как оно не имеет составляющей способной развернуть новые протяженности из взаимодействующих полей.

Следовательно, взаимодействие полей в плоском пространстве должно представлять собой суперпозицию таких полей.

В то время как, взаимодействие полей в выпуклом пространстве должно приводить к развертыванию новых протяженностей физического пространства из этих полей, т.е. к фазовому переходу пространства из состояния поля (скученности вокруг плоскости) в состояние протяженности - состояние внутреннего равновесия с нулевой потенциальной энергией.

Таким образом, поле внутри скопления материи представляет собой суперпозицию полей материальных объектов, составляющих это скопление. А взаимодействие между полями скоплений материи является причиной приращения физического пространства.

-- Движение

Возникновение новых протяженностей физического пространства должно быть причиной трансформации суперпозиции полей внутри скоплений материи, так как новые "свободные" от вырожденных состояний протяженности нарушают равновесие в Системе.

Трансформация суперпозиции полей - это волновое смещение поля, а точнее аккумулированной в нем энергии (вырожденных состояний пространства), которая совершает перемещение в структурной матрице пространства при каждом приращении физического пространства. Такое движение будем называть абсолютным движением, так как оно представляет собой реальное смещение в структуре пространства.

Трансформация суперпозиции полей внутри скопления материи, должна приводить к изменению распределения протяженностей относительно материальных объектов (частиц или их совокупностей).

Изменение протяженности между материальными объектами - это движение.

Движение материальных объектов является относительным движением, так как оно связанно не со смещением в структурной матрице пространства, а с распределением протяженностей физического пространства относительно материальных объектов.

Очевидно, что относительное движение возникает только тогда, когда поля материальных объектов относительно не симметричны, так как только несимметричность полей может быть причиной несимметричного распределения новых протяженностей относительно этих материальных объектов, что в свою очередь и является причиной их относительного движения.

Действительно, поле в окрестности каждой ее точки обладает определенной плотностью вырожденных состояний пространства, причем функция распределения этой плотности должна быть равна вектору, который не только характеризует плотность вырожденных состояний пространства в выбранной точке, но и указывает направление ее возрастания (или убывания).

Следовательно, сумма таких полевых векторов в окрестности любого материального объекта - это вектор (если поле материального объекта абсолютно симметрично, то это нулевой вектор). Разность таких результирующих векторов у двух материальных объектов так же является вектором, который определяет нарушение (не совпадение) симметрии между их полями. Такой вектор будем называть относительной скоростью, а его изменение - ускорением.

Если симметрии полей (результирующие вектора полей) материальных объектов совпадают, то распределение протяженностей в их окрестностях не отличаются, следовательно, такие материальные объекты неподвижны относительно друг друга (относительная скорость равна нулю).

И наоборот, если симметрии полей материальных объектов не совпадают (существует разность результирующих векторов не равная нулевому вектору), то это значит, что распределение новых протяженностей относительно таких объектов так же не симметрично, т.е. эти материальные объекты движутся относительно друг друга.

Для иллюстрации относительного движения материальных объектов, рассмотрим схемы "Относительного движения материальных объектов" и " "Движения" относительно неподвижных материальных объектов":

Схема относительного движения материальных объектов: :

1.,2.,3.,4.,5.,6.,7... последовательность элементарных трансформаций физического пространства

-- Черным обозначены материальные объекты 1 и 2.

Голубым цветом обозначена протяженность пространства в момент начала наблюдений.

Схема "движения" относительно неподвижных материальных объектов:

Из приведенных выше схем, очевидно, что если геометрия поля материального объекта не меняется (относительная скорость постоянна), то состояние покоя и относительного движения у такого объекта идентичны (см. объект 1).

-- Время

Время наблюдаемо в пространстве, как последовательное изменение положений и состояний наполняющей его Материи.

Последовательное изменение положений и состояний Материи является следствием последовательности трансформаций Вселенной, каждый член которой представляет собой элементарную трансформацию физического пространства.

Последовательность подразумевает возможность определения положения любого ее члена, а значит, возможность их сравнивать, т.е. определять какие из них стоят (происходят) раньше, а какие позже.

Именно последовательность определяет причину и следствие. А количество членов такой последовательности определяет длительность.

Если мы сравниваем движение двух объектов, то дольше будет происходить то движение, которое потребовало больше элементарных трансформаций физического пространства.

Чтобы определить, что в физическом пространстве произошло раньше, а что позже, необходимо сравнить начало каждого рассматриваемого процесса с глобальной последовательностью трансформаций всего физического пространства.

Поскольку каждая элементарная трансформация физического пространства приводит к приращению его протяженности, т.е. к увеличению мнимого радиус-вектора гиперсферической поверхности R на некоторую величину ?R, следовательно, "раньше" происходит то, что соответствует меньшему значению этого радиус-вектора R.

Текущее приращение радиус-вектора ?R, соответствующее текущей элементарной трансформации физического пространства, характеризует переход от прошлого к будущему, т.е. по сути, является "настоящим".

-- Особенности упаковки ядра.

Если ядро, может быть фрагментировано на составляющие его точечные объекты, то каждый такой точечный объект должен породить частицу в физическом пространстве со своей собственной поверхностью.

Поверхность частицы - это зона взаимодействия между полем, упакованным внутри физического пространства, и точечными объектами, упакованными (в протяжённостях) внутри частицы.

Взаимодействие - это обмен энергией: вырожденными состояниями пространства.

Такой обмен между двумя фазовыми состояниями пространства (полем и частицей) находится в динамическом равновесии и осуществляется через протяженность поверхности частицы, которая состоит из элементарных протяженностей структурных элементов пространства.

Следовательно, количество вырожденных состояний пространства во внешней окрестности частицы должно быть пропорционально площади поверхности этой частицы.

Таким образом, если суммарная площадь поверхностей частиц, возникших в результате фрагментации ядра, больше площади поверхности фрагментируемого ядра, то суммарное поле таких частиц больше поля ядра и наоборот.

Следовательно, ядро стабильно, если площадь его поверхности меньше суммарной площади поверхностей частиц, которые могут быть фрагментированы из него, так как для выхода таких частиц из ядра необходима дополнительная энергия. Т.е. необходима дополнительная "накачка" физического пространства вырожденными состояниями структурных элементов пространства.

И наоборот, если площадь поверхности ядра больше суммарной площади поверхностей частиц, которые могут быть фрагментированы из него, то ядро нестабильно, т.е. оно распадается.

Очевидно, что самопроизвольный распад характерен для ядер, обладающих не только вырожденным пространством упакованных в них точечных объектов, но и своим собственным.

Такой распада должен сопровождаться возникновением несвязанного поля (несвязанной с частицей энергии), которая является избыточной для возникших частиц, так как эти частицы не в состоянии удержать ее в виде собственного поля.

Таким образом, в результате синтеза ядер из частиц или наоборот фрагментации ядер на частицы может возникать несвязанное поле, которое не участвует в процессе динамического равновесия с вновь образованными частицами или синтезированными ядрами.

-- Несвязанное поле.

Несвязанное поле локализовано только в плоскости его вращения.

Вращение несвязанного поля определяет направление его развертывания, следовательно, направление волнового движения в структурной матрице пространства.

Таким образом, если несвязанное поле имеет в направлении своего развертывания "свободную" протяжённость, то эта протяженность будет этим полем свернута.

Несвязанное поле, сворачивая протяженность, само превращается в протяженность - возникает волна, которая движется ортогонально плоскости вращения несвязанного поля.

Движение поля связанно с приращением физического пространства, так как только в результате приращения физического пространства возникают свободные от вырожденных состояний протяженности, которые могут быть свернуты этим полем.

Поскольку приращение физического пространства происходит в виде циклической последовательности, то несвязанное поле должно быть дискретно.

Т.е., оно может распространяться только квантами (порциями).

Очевидно, что количество вырожденных состояний элементарных структур пространства в каждом кванте несвязанного поля зависит от напряженности "материнского" поля в момент возникновения кванта несвязанного поля.

Квант несвязанного поля будем называть фотоном.

Движение фотона возникает в результате его смещения в структурной матрице пространства на величину приращения физического пространства в заданном его вращением направлении.

Такое движение - результат вращения поля вокруг плоскости.

Вращение вокруг плоскости выходит за пределы трехмерного физического пространства, следовательно, может быть наблюдаемо в физическом пространстве только как проекция, т.е. как плоскость пересечения несвязанного поля с гиперсферической поверхностью.

Движение такой проекции будем называть электромагнитной волной.

Скорость движения (смещение) электромагнитной волны равна приращению физического пространства.

с - протяженность приращения физического пространства в заданном направлении

Поскольку физическое пространство мы считаем изотропным, то приращение физического пространства, во всех направлениях одинаково, а это значит, что и скорость движения электромагнитной волны в любом направлении одна и та же.

с = const

Скорость электромагнитной волны одинакова для всех материальных объектов (частиц, ядер или их совокупностей), так как не является относительной.

-- Связанное поле

Связанное поле всегда остается в окрестности частицы, участвуя в процессе динамического равновесия, в отличие от несвязанного поля, которое постоянно движется в структурной матрице физического пространства, смещаясь на приращение протяженности физического пространства при каждой его элементарной трансформации.

Именно благодаря наличию у частицы связанного с ней поля мы в состоянии наблюдать все присущие этой частице свойства.

Связанное поле характеризуется Симметрией и плотностью вырожденных состояний.

Относительность симметрии связанных полей частиц обуславливает существование скорости их относительного движения, а плотность вырожденных состояний пространства в поле частицы определяет интенсивность ее взаимодействия с другими частицами (с их полями).

Если связанные поля пересекаются, образуя суперпозицию, то они нарушают симметрию друг друга, изменяя исходное распределение протяженностей, возникающих при каждой элементарной трансформации физического пространства, между взаимодействующими частицами.

Относительное изменение симметрии полей частиц изменяет скорость их относительного движения. Следовательно, частицы всегда ускоряются при взаимодействии друг с другом.

Две частицы сближаются (двигаются навстречу друг другу), если протяженности между ними замещаются вырожденными состояниями пространства.

Следовательно, частицы ускоренно движутся только в направлениях приращения плотности вырожденных состояний связанных с ними полей.

Таким образом, относительно неподвижные частицы должны ускоренно двигаться навстречу друг другу, если их связанные поля пересекаются.

Действительно, суперпозиция этих полей образует область с приращенной плотностью вырожденных состояний, которая, в результате их движения навстречу друг другу, постоянно увеличивается, так как количество вырожденных состояний связанного поля при приближении к поверхности частиц возрастает.

Такое взаимодействие будем называть гравитационным.

В процессе элементарной трансформации Вселенной часть суммарного поля всех частиц, наполняющих физическое пространство, преобразуется в протяженность физического пространства, следовательно, точно такая же часть поля должна быть развернута из частиц, чтобы равновесие во Вселенной восстановилось.

Таким образом, только часть поля частицы может быть актуализированной в протяженность физического пространства в рамках элементарной трансформации Вселенной.

Поле частицы, актуализируемое в приращение объема физического пространства при каждой элементарной трансформации Вселенной, имеет определенную длину, которую мы будем называть массой частицы.

А объем полученный в результате развертывания этой массы - энергией частицы.

E = m c²,

где

E - энергия связанного поля частицы

m - масса частицы

c - протяженность приращения физического пространства

-- Импульс и энергия фотона

Фотон - это частично актуализированная в протяженность физического пространства энергия поля, полностью локализованная лишь в одном из направлений базиса физического пространства.

Действительно, фотон представляет собой поле (одномерный объект), которое развертывается в заданном его вращением направлении.

Т.е. фотон всегда развернут в двух направлениях физического пространства, следовательно, вырожденное состояние пространства, упакованное в фотон, имеет размерность d=2.

Векторную величину равную развернутой фотоном протяженности (площади) в физическом пространстве в направлении его движения будем называть импульсом фотона.

Фотон не обладаем массой, так как не обладает вырожденными состояниями пространства с размерностью d=1.

Следовательно, энергия фотона (трехмерный объем) равна произведению импульса фотона на ортогональную ему длину приращения физического пространства:

E = pc,

где

E - энергия фотона

p - импульс фотона

c - протяженность приращения физического пространства

-- Заряд

На поверхности частицы происходит фазовый переход пространства из состояния скрученности вокруг трех осей в состояние скрученности вокруг плоскости.

Последовательность дискретных приращений протяженности физического пространства является причиной последовательности возмущений поля в окрестности частиц: развертывание поля / свертывание протяженности.

Нарушение баланса между полем и частицей в момент приращения физического пространства должно приводить к развертыванию из частиц новых порций вырожденного пространства скрученного вокруг плоскости вплоть до наступления равновесия между полем и частицей.

Преобразование пространства из частицы в поле сопровождается увеличением на единицу размерности вырожденного пространства, т.е. пространство преобразуется из состояния с размерность 0 в частице в состояние с размерность 1 в поле.

Поскольку одномерный объект может быть упакован в точку только в результате его свертывания вокруг ортогональной ему оси, то очевидно, что в трехмерном пространстве обратный процесс должен происходить так же, но в обратном порядке. Следовательно, частица должна вращаться при каждой элементарной трансформации физического пространства, т.е. должна обладать спином.

Таким образом, пространство частицы, преобразовываясь в поле, должно актуализировать вращение частицы вокруг собственной оси (спин) при каждой элементарной трансформации физического пространства (переход вырожденного состояния пространства из d=0 в d=1).

А вновь возникшее поле, вращаясь вокруг плоскости (переход из d=1 в d=2), должно создавать четырёхмерную "рябь" в окрестности частицы вплоть до момента, когда оно займет свернутое положение в связанном поле частицы (переход из d=2 в d=1).

Вырожденное состояние пространства с размерностью d=2, может существовать в физическом пространстве только как область пересечения физического пространства (гиперсферической поверхности) с развертываемым вокруг плоскости из поля пространством.

Вращение вокруг оси, теоретически может иметь два варианта в гиперсферическом пространстве:

-- Вращение вокруг оси лежащей внутри физического пространства, и тогда мы имеем дело с вращением вокруг собственной оси частицы (спин).

-- Вращение вокруг мнимой оси.

Но физическое пространство постоянно смещается вдоль мнимой оси в процессе его расширения, следовательно, скрутить вокруг мнимой оси можно только спираль, а не точку.

Таким образом, если точечный объект свернутый вокруг мнимой оси существует, то он не должен испытывать смещения вместе с гиперсферической поверхностью в процессе ее расширения, всегда оставаясь локализованным в точке его актуализации.

Аналогом такого объекта может быть "черная дыра".

Таким образом, только вращение вокруг оси лежащей внутри физического пространства, позволяет сохранять пространство упакованным в точку, не выходя при этом за пределы гипесферической поверхности.

Вращение вокруг плоскости должно быть ортогонально вращению вокруг оси, так как только в результате последовательности таких ортогональных вращений можно упаковать пространство в одномерный объект, а затем в точку.

Вращение вокруг плоскости представляет собой одновременное вращение вокруг двух ортогональных осей.

Физическое пространство трехмерное, поэтому внутри физического пространства всегда есть две оси, которые ортогональны третей. Следовательно, четырехмерное вращение должно происходить вокруг этих двух ортогональных осей.

Причем, в физическом пространстве мы можем наблюдать только проекцию такого одновременного вращения вокруг плоскости, т.е. вращение вокруг каждой из осей образующих плоскость вращения будет наблюдаемо в физическом пространстве как отдельное вращение.

Каждое вращение имеет направление относительно движения часовой стрелки.

Обозначим движение по часовой стрелке "+", а против часовой стрелки "-".

Следовательно, при развертывании пространства из частицы мы можем иметь несколько комбинаций вращений:

-- Вращение вокруг собственной оси: +

Вращение вокруг плоскости: + +

-- Вращение вокруг собственной оси: +

Вращение вокруг плоскости: + -

-- Вращение вокруг собственной оси: +

Вращение вокруг плоскости: - +

-- Вращение вокруг собственной оси: +

Вращение вокруг плоскости: - -

-- Вращение вокруг собственной оси: -

Вращение вокруг плоскости: + +

-- Вращение вокруг собственной оси: -

Вращение вокруг плоскости: + -

-- Вращение вокруг собственной оси: -

Вращение вокруг плоскости: - +

-- Вращение вокруг собственной оси: -

Вращение вокруг плоскости: - -

Поскольку мы предполагаем, что физическое пространство однородно и изотропно, то

на самом деле, действительно отличных комбинаций вращений только две, так как все остальные могут быть переведены в них с помощью обычного поворота вокруг одной из осей.

Таким образом, существует только две отличные комбинации вращений связанного поля у поверхности частицы:

-- Группа вращений, каждый член которой может быть переведен в состояние +++

-- Группа вращений, каждый член которой может быть переведен в состояние ---

Каждая из этих двух комбинаций вращений создает свое (отличное/противоположное) возбужденное состояние поля (четырехмерную "рябь") в окрестности частицы, которое будем называть электромагнитным полем частицы.

Для того чтобы отличать частицы с различным направлением развертываемого из них поля, введем понятия положительного заряда для частиц группы вращений +++ и отрицательного заряда для частиц группы вращений ---.

-- Электромагнитное поле

Процесс перехода пространства из состояния скрученности вокруг трех осей в состояние скрученности вокруг плоскости происходит на поверхности частицы, т.е. на некотором удалении от оси вращения частицы.

Электромагнитное поле частицы представляет собой вращение вокруг оси частицы ее связанного поля, которое уже само вращается вокруг плоскости.

Вращение пространства вокруг плоскости является четырехмерным движением.

Следовательно, проекцию вращения развертываемого связанного поля частицы вокруг плоскости можно наблюдать в физическом пространстве как вращение поля вокруг двух ортогональных осей 1 и 2.

0x01 graphic

(рис.3)

Как видно из рисунка приведённого выше, вращение поля вокруг оси 2, при его вращении вокруг оси частицы, заполняет этим вращающимся вокруг оси 2 полем поверхность тора (бублика).

Т.е. эта проекция вращательного движения связанного поля частицы должна быть наблюдаема в физическом пространстве примерно так же, как обычно изображается магнитное поле Земли:

Поэтому проекцию развертываемого связанного поля на плоскость вращения оси 2 будем называть магнитным полем (В).

Поскольку направление вращения магнитного поля замкнуто на частицу, то у каждой частицы есть два полюса с разными направлениями вращения магнитного поля.

Вращение поля вокруг оси 1 при ее вращении вокруг оси частицы и оси 2 заполняет этим вращающимся вокруг оси 1 полем поверхность сферы (с частицей внутри).

Как мы выяснили выше, существует только два типа заряженных частиц:

-- С положительным зарядом +++

-- С отрицательным зарядом ---

Если две частицы с противоположными зарядами разместить рядом так чтобы все их вращения были противоположны, а затем одну из них развернуть на 180^® относительно оси вращения частицы, то противоположными у таких частиц будут только вращения вокруг оси 1.

Проекцию развертываемого связанного поля на плоскость вращения оси 1 будем называть электрическим полем (Е) или электрическим зарядом.

Вращение вокруг оси 1 (электрический заряд) не замкнуто на частицу, поэтому оно у каждой заряженной частицы имеет только строго определенное направление: положительное или отрицательное.

Таким образом, электромагнитное поле частицы формально можно разложить на два поля, которые наблюдаемы, как проекции движения связанного поля частицы на трехмерное физическое пространство:

1) Электрическое поле или Электрический заряд (вращение вокруг оси 1)

2) Магнитное поле (вращение вокруг оси 2)

Заключение

В данной работе предложен принципиально новый подход к изучению природы пространства, времени и материи, базирующийся на двух основных постулатах:

- конечности Бытия

- структурированности пространства

Использованные в исследовании постулаты, а так же последовательность логических построений не противоречат наблюдаемой, т.е. существующей картине Бытия.

Генезис Вселенной в рассматриваемой модели (МСП) принципиально отличается от общепринятых представлений о том, как формировалась Вселенная, но при этом он полностью совпадает с тем, что наблюдаемо, например:

- наличие компактных сверхмассивных объектов в самых отдаленных областях Вселенной и массивных объектов в центрах галактик,

- наличие вращения и магнитного поля у частиц, планет, звезд и галактик

- существование реликтового излучения

- расширение Вселенной...

Механизм ускоренного расширения Вселенной и "аномально" быстрого вращения внешних областей галактик в МПС очевиден, а это значит, что данная модель не сталкивается с проблемой поиска "темной энергии" и "темной материи".

Новизна данного исследования еще и в том, что в нем логически последовательно раскрывается суть (причина) физических свойств материи, таких как масса, спин, электрический заряд,..., которые в стандартной модели лишь постулируются.

Кроме того, предложенная модель раскрывает причину фундаментальной неопределенности на микроуровне материи.

Физические термины, такие как "масса", "скорость", "ускорение", "заряд",... были использованы автором в данном исследовании намеренно, чтобы провести параллели между полученными в исследовании результатами и аналогичными представлениями в современной физике.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Википедия: Базис.

URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E0%E7%E8%F1 (дата обращения: 23.12.2013).

-- [2] Энциклопедия "Элементы": Задачи, Платоновы тела и заполнения пространства.

-- URL: http://elementy.ru/problems/479 (дата обращения: 23.12.2013).

[3] D'Amateur: Логика, 2.7 Построение модели пространства.

URL: http://damateur.narod.ru/pages/2_Logic/2_7_D_Model.htm

(дата обращения: 23.12.2013).

[4] Википедия: Большой взрыв.

URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%EE%EB%FC%F8%EE%E9_%E2%E7%F0%FB%E2 (дата обращения: 23.12.2013).

[5] Википедия: Вселенная, Изучение эволюции Вселенной и её крупномасштабной структуры. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F

Комментарии: 1, последний от 30/04/2017. © Copyright Несветаев Юрий Алексеевич Размещен: 19/02/2014, изменен: 19/02/2014. 70k. Статистика. Статья: Философия Иллюстрации/приложения: 5 шт.		Ваша оценка:

Несветаев Юрий Алексеевич : другие произведения.

Модель скрученного пространства