В 2000 году эксперты Математического института Клея (Кембридж, США) выбрали семь самых, по их мнению, головоломных проблем и ждут их решения с помощью математических приёмов.
Однако, мы знаем, что с помощью математики можно доказать буквально всё – даже то, что Солнце и все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Земли. Достаточно вспомнить сложнейшие и совершенно бессмысленные эпициклы Птолемея. Природа же, как впоследствии показали законы Кеплера, гораздо проще и понятнее. Поэтому решение загадок Природы должно основываться только на физическом смысле явления. И это решение должно быть простым и внятным.
К примеру, седьмой «проблемой» для математиков из института Клея является нижний предел значения массы элементарной частицы.  

 

Когда мы с Вами рассматривали Закон Единой теории поля (Беседа 18), то говорили, что поле (открытый Космос) «конденсирует» фотоны в гравитоны (или в фононы, как кому нравится).

Когда фотон распространяется в гравитационном поле по нарастающему потенциалу, то он теряет свою энергию и испытывает красное смещение (эффект Сакса – Вольфа). Это подтверждено экспериментально Паундом и Ребке. Для этого они использовали эффект Мессбауэра, который обладает рекордной чувствительностью и даёт точнейший способ регистрации изменений энергии (соответственно, частоты) фотона.

Мы знаем, что фотон движется с неизменной скоростью (скорость света в среде его распространения). Поэтому, не трудно догадаться, что значение энергии фотона зависит только от массы. Значит, уменьшение энергии фотона влечёт за собой уменьшение и его массы.

Коллега, будто Вы не знаете, что многие считают фотон безмассовой частицей.

Это не совсем так, мой друг. Мы все считаем, что НУЛЮ равна МАССА ПОКОЯ фотона. Заметьте, массы у фотона нет, когда он находится в ПОКОЕ. И это правильно, ибо в ПОКОЕ нет не только МАССЫ, но и самого ФОТОНА. Ведь, он всегда в движении.

Обратите внимание, при возмущении среды по ней обязательно «пойдут» волны. Эти волны представляют собой чередующиеся пучности и впадины. Каждая пучность имеет определённые размеры (длина полуволны), энергию, импульс и массу. Фактически это масса небольшой части среды, ограниченной данной пучностью. Именно поэтому, каждую пучность в микромире мы считаем элементарной частицей. Об этом мы с Вами уже говорили в беседе 23, когда рассматривали «Корпускулярно-волновой дуализм».

Коллега, предположим, что Вы правы. Однако, как определяется предел, до которого может уменьшаться масса фотона?

Что значит «предположим»? Если у Вас имеются контраргументы, то излагайте их, ибо наши выводы должны базироваться только на аргументах. Думаю, что с этим нельзя не согласиться. Тем более, что в ЭТОМ МИРЕ масса является всего лишь мерой инертности соответствующего сгустка энергии (см. Беседу 7. Вещество и поле). Среда, в которой мерцает безынерционная энергия, относится уже не к материальному, а к ДУХОВНОМУ миру (об этом мы ещё поговорим). Фотон же (полуволна в материальной среде), несомненно, материален и является сгустком инерционной энергии. Теперь, согласны?

Если у Вас, мой друг, контраргументов нет, то мы можем перейти к главному. Надеюсь понятно, что каждый сгусток энергии имеет определённую плотность. Плотность массы данного сгустка будем определять, как отношение этой массы к радиусу сгустка в кубе. Для водорода (первый элемент в таблице Менделеева) это значение составляет:

2m_A/r_A³ = 22411,8 кг/м³,

где: m_A = 1,661*10^-27 кг – атомная единица массы; r_A = 5,292*10^-11 м – боровский радиус.

Полученное значение плотности массы дискретно. К примеру, для Меркурия, Венеры, Земли и Марса оно имеет примерно такое же значение, для Солнца и Юпитера – в четыре раза меньше, а для Сатурна – меньше в девять раз.

Теперь обратимся к частице с минимальным радиусом: r_e = 2,818*10^-15 м (так называемый классический радиус электрона). Масса такой частицы:

m_кв = r_e³*22411,8 = 5,015*10^-40 кг.

Это и есть минимально возможная масса фотона. При достижении такого значения массы, фотон «конденсируется» в гравитон (фонон). Масса последнего, при этом, возрастает, но резко падает скорость его движения. Энергия, как и положено, не изменяется.

Гравитон (или фонон, как кому нравится), двигаясь к центру того потенциального поля, в котором он «родился», увеличивает свою кинетическую энергию за счёт роста скорости движения. Однако, эта скорость тоже не может возрастать бесконечно. Приближаясь к скорости света, гравитон (фонон) «испаряется» в фотон.

Из вышесказанного следует, что Солнце поглощает энергию из окружающего потенциального поля в виде гравитонов (фононов) и излучает в открытый Космос (тому же полю) такое же количество энергии в виде фотонов. Прав был Николай Козырев (1908-1983), считавший, что «...любая звезда является машиной, которая преобразует поступающую в неё энергию в тепловое излучение...».

 

Дополнение:

1. Используя полученное значение плотности массы, мы можем вычислить радиус сверхмассивной чёрной дыры в центре Галактики:
R_чд = GM_чд/с² = с/(22411,8*G)^1/2 = 2,4515*10¹¹ м,
где с = 299792458 м/с – скорость света.
Отсюда определяем массу: М_чд = с²*R_чд/G = 3,302*10³⁸ кг.
Примерно с такими параметрами обнаружен сгусток энергии в центре нашей Галактики.

2. Определим максимально возможную массу звезды (Mm), приравняв её массу к массе поля (см. уравнение 4 здесь):
M_m = c²R₀/G = 2m_eR₀³/r_e³,
где: m_e = 9,109*10^-31 кг – квант массы поля, равный массе электрона;
r_e = 2,818*10^-15 м – гравитационный радиус атома водорода, равный классическому радиусу электрона.
Отсюда определим гравитационный радиус звезды с максимально возможной массой:
R₀ = (с²r_e³/2m_eG)^1/2 = 4,067*10⁶ м
и максимально возможную массу звезды:
M_m =c²R₀/G = 5,478*10³³ кг, которая в 2754 раз больше массы Солнца.

 

3. Из уравнения Gm_в² = c²10^-7Q² определяем полный заряд Q сгустка энергии с массой m_в:
Для Солнца: Q_С = 1,714*10²⁰ Кл, а для Земли: Q_З = 5,149*10¹⁴ Кл
Справка: m_в для Солнца: m_С = 1,989*10³⁰ кг, а для Земли: m_З = 5,976*10²⁴ кг.
Проверка: Gm_Сm_З = c²10^-7Q_СQ_З = 7,931*10⁴⁴ Дж*м
 

На главную