Галина Железняк - Параллельные миры
Геометрическими свойствами пространства объясняют гравитацию, ограниченность скорости света, изменение направления распространения света и много чего еще. Вместе с тем самая простая модель геометрического пространства — это неограниченная трехмерная область с евклидовой геометрией. Для того чтобы превратить геометрическое пространство во Вселенную, т. е. физическое пространство, необходимо ввести в него материю, используя при этом все экспериментально подтвержденные знания, которые накоплены к настоящему времени, а также исторический опыт создания различных теорий эфира, поля, вакуума.
В 1921 году в статье «Геометрия и опыт» А. Эйнштейн писал: «Гравитационное поле обладает такими свойствами, как если бы кроме весомых масс оно создавалось равномерно распределенной в пространстве плотностью массы, имеющей отрицательный знак. Так как эта фиктивная масса очень мала, то ее можно заметить только в случае очень больших гравирующих систем». Фиктивная масса компенсировала гравитационное сжатие Вселенной, т. е. обосновывала ее стационарность.
В связи с тем что к идее фиктивной массы Эйнштейна привел поиск физического смысла космологической постоянной в уравнениях теории относительности, он и не связывал с ней все остальные проблемы физики. Но если бы в поисках единой теории поля он вернулся к этой идее, то многие общие и частные проблемы физики, не решенные до сих пор, могли получить единообразное и естественное объяснение.
Во-первых, существование материи с положительной плотностью и фиктивной массы с отрицательной плотностью означает, что Вселенную можно рассматривать как двухкомпонентную среду. Причем наиболее естественным количественным соотношением между компонентами с противоположными свойствами является равенство абсолютных значений плотностей. Тогда средняя плотность Вселенной будет равна нулю и не возникают вопросы о происхождении и количестве материи. В современной физике эта проблема вообще не рассматривается.
Во-вторых, если распространение света связать с распространением возмущений в фиктивной массе, то очевидно, что ограниченность скорости света является не свойством геометрии пространства, а характеристикой фиктивной массы. А так как в любой физической среде распространение возмущений, которое описывается волновыми уравнениями, не зависит от течения, которое удовлетворяет уравнениям движения (Эйлера), то очевиден отрицательный результат опытов Майкельсона — Морли по обнаружению «эфирного ветра». Течение «эфира» не может существенно изменить характер и скорость распространения волн плотности.
В-третьих, поток любой среды (например, воздуха, воды) оказывает на материальные тела давление, пропорциональное плотности. В том случае, когда плотность среды отрицательная, это давление превращается в силу притяжения. Следовательно, если материальное тело может излучать среду с отрицательной плотностью, то она будет оказывать гравитационное воздействие на окружающие тела. Таким образом, идея о фиктивной массе позволяет более естественно объяснять некоторые известные физические явления и эксперименты.
Для того чтобы охватить все явления, очевидно, необходимо построить модель Вселенной с фиктивной массой, которая опирается на минимальный набор гипотез. Такая модель далее называется моделью физического пространства. Понятно, что в этой модели речь идет уже не о фиктивной массе, а о реальной среде, которой необходимо подобрать соответствующее название, например антиматерия.
Такое название возможно по аналогии с тем, что с термином материя ассоциируется среда с положительной плотностью, которая называется также и веществом. Термин антиматерия обычно используют для названия античастиц, которые на самом деле материальны, так как имеют положительную массу.
В научной фантастике из антиматерии состоят параллельные миры, антивещество и т. д. Если исключить такие ошибочные применения, то термин антиматерия является наиболее приемлемым для обозначения равномерно распределенной в пространстве среды с отрицательной плотностью и с теми свойствами, о которых речь пойдет ниже.
Основу модели физического пространства составляют две дополняющие друг друга гипотезы, смысл которых состоит в обеспечении образования и сохранения материи без привлечения неопределенной энергии и третьих сил.
ГИПОТЕЗА СИММЕТРИИ
В пространстве существуют только две среды, одна из которых имеет положительную плотность (Рт) и называется материей, а другая имеет отрицательную плотность (Ра = — Рт) и называется антиматерией. Эти среды состоят из неделимых частиц, которые образуются и исчезают (аннигилируют) парами.
Современное представление о Вселенной предполагает существование в пространстве только одной среды — материи и множества различных полей, природа которых в большинстве случаев неизвестна (например, гравитационное или магнитное поле, вакуум и т. д.). В принципе, можно постулировать любое количество различных сред, заполняющих пространство, но эта переопределенность свидетельствует только о недостатках модели. Главный смысл гипотезы симметрии состоит в предположении, что для описания всех явлений реального мира достаточно именно двух сред (или полей).
В соответствии с гипотезой симметрии имеет место количественная эквивалентность между средами, которая обеспечивается парностью образования (исчезновения) и неделимостью частиц. А это означает, что не возникает вопроса о происхождении материи и антиматерии, так как две частицы с противоположными характеристиками, согласно соотношению Ра + Рт = О, могут возникать из ничего, т. е. из пустоты.
Эта возможность требует причинного обоснования, которого, кстати, нет в теории Большого Взрыва. Избежать необходимости внешнего воздействия можно, предположив, что пустота в физическом пространстве неустойчива, т. е. любой образующийся в результате аннигиляции частиц объем пустоты становится источником материи и антиматерии.
Образование и аннигиляция пар частиц не объясняет длительного существования материи во Вселенной. По гипотезе симметрии, обе среды равноправны, из каждой можно построить свой мир, подобно миру и антимиру, но длительное существование этих миров невозможно, так как образование пар частиц может происходить с такой же интенсивностью, что и их аннигиляция. Эта неопределенность, а также реальность окружающего мира обосновывают необходимость еще одной гипотезы.
ГИПОТЕЗА АСИММЕТРИИ
Неделимые частицы антиматерии образуют непрерывную среду, которая, в свою очередь, образует физическое пространство, а неделимые частицы материи объединяются в элементарные частицы, из которых состоит вся известная материя. В окружающей антиматерии сохраняется не любое количество объединившихся частиц материи, а существует дискретный ряд чисел, который определяется волновыми свойствами антиматерии и соответствует известному ряду элементарных частиц.
Материя, которая состоит из элементарных частиц, существует только на волнах антиматерии. Для аннигиляции необходимо лишить материю ее несущей волны. Это и происходит при столкновении частицы и античастицы, несущие волны которых равны по величине и противоположны по фазам, т. е. исчезают при наложении.
Реальным способом, обеспечивающим сохранение и распространение элементарных частиц, является возбуждение волн в окружающей антиматерии в процессе их образования. Следовательно, этот процесс имеет волновую природу и является поверхностным по отношению к пустоте, т. е. образование материи и антиматерии происходит на поверхности пустоты. Если учитывать, что размеры пустоты конечны, то и сингулярности в данной модели не имеют места.
Известно, что каждая элементарная частица материи имеет свою античастицу. При их аннигиляции, в соответствии с законом сохранения массы, образуется эквивалентное по массе количество элементарных частиц. Но действие закона сохранения массы в физике неопределенно, так как процессы аннигиляции и образования элементарных частиц разнесены во времени, а механизм передачи количественной информации неизвестен.
В рассматриваемой модели частицы и античастицы при столкновении распадаются, аннигилируют с окружающей антиматерией, и образуется определенный объем пустоты, который затем переходит в эквивалентное количество материи и антиматерии. В этом состоит принцип действия закона сохранения массы.
Что такое пустота? Сам термин пустота в настоящее время свободен, так как в свое время был заменен термином вакуум. Но вакуум впоследствии стал обитаемым, в нем появились виртуальные частицы, тонкая материя и т. д. В настоящей модели, где материя существует только на волнах антиматерии, под пустотой понимается ограниченная область в пространстве, где нет ни материи, ни антиматерии.
