«Тёмная» энергия и «тёмная» материя Вселенной

А.В. Рыков

«Тёмная» энергия и «тёмная» материя Вселенной

Москва, 2006

В качестве предисловия обратимся к работам известных российских ученых о природе «тёмной» энергии. Лучше цитат из литературных ссылок сказать невозможно.

«Темная энергия - удивительный феномен природы - была впервые обнаружена в наблюдениях сверхновых звезд, вспыхивающих очень далеко от нас, на полпути к горизонту мира. Она создает "всемирное антитяготение", которое проявляется в ускоренном расширении Вселенной как целого. По этому глобальному эффекту темная энергия и была открыта двумя международными группами космологов-наблюдателей в 1998-99 годах. [1]»

«Каковы свойства темной материи и темной энергии? Какие космологические данные свидетельствуют об их существовании? О чем оно говорит с точки зрения физики микромира? Каковы перспективы изучения темной материи и темной энергии в земных условиях?

Вселенная расширяется: галактики удаляются друг от друга. Пространство растягивается во все стороны, и чем дальше от нас находится та или иная галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Сегодня темп этого расширения невелик: все расстояния увеличатся вдвое³ примерно за 15 млрд лет, однако раньше темп расширения был гораздо больше. Плотность вещества во Вселенной убывает с течением времени, и в будущем Вселенная будет всё более и более разреженной. Наоборот, раньше Вселенная была гораздо более плотной, чем сейчас. О расширении Вселенной прямо свидетельствует «покраснение» света, испущенного удаленными галактиками или яркими звездами: из-за общего растяжения пространства длина волны света увеличивается за то время, пока он летит к нам. Именно это явление было установлено Э. Хабблом в 1927 году и послужило наблюдательным доказательством расширения Вселенной, предсказанного за три года до этого Александром Фридманом.

Сущность тёмной энергии является предметом споров. Известно, что она очень равномерно распределена, имеет низкую плотность, и не взаимодействует сколько-нибудь заметно посредством известных фундаментальных типов взаимодействия — за исключением гравитации. [2]»

Главная особенность «тёмной» энергии, которая что-то может нам подсказать, это удивительная связь энергии расширения Вселенной (анти гравитация) с явлением гравитации. Можно сослаться на известного популяризатора физики Поля Дэвиса [3]:

«...Если бы в момент времени (акт рождения Вселенной, автор), соответствующий 1 секунд,...скорость расширения отличалась бы от своего реального значения более чем на 10^-18, этого было бы достаточно для полного разрушения баланса (гравитации и анти гравитации, автор)».

Из выше сказанного всех трех авторов, указанных в ссылках, следует всего один, но очень жесткий вывод: для того, чтобы знать природу темной энергии, надо знать природу (сущность или причину) гравитации, которая изучена гораздо полнее и еще со времен Кеплера, Ньютона. Новый взгляд на природу гравитации, как не странно, обеспечивает способность света распространяться в «физическом вакууме». Пока другого вакуума не существует. Сам термин «вакуум» очень неудачен. Заменим его понятием среды Вселенной, которая как раз и ответственна и за темную энергию, и за темную материю.

В физике хорошо известны явления преобразования энергии «фотона» (гамма–кванта) в пару частиц вещества и антивещества. В частности, энергия гамма–кванта больше 1,022 МэВ идет на образование электрона–позитрона. Если еще точнее, то энергия должна быть не менее

hv=1.031 МэВ для того, чтобы электрон и позитрон благополучно разлетелись без акта немедленной аннигиляции и без участия посторонних частиц «для изъятия импульса» гамма–кванта. На этом основании логично выводится электрическая структура среды.

Наиболее общие параметры структуры среды в первом приближении определяются из уравнений энергий:

(1)

Здесь h – константа Планка, – частота гамма–кванта, е_о – элементарный заряд, Е – напряженность электрического поля среды, – сила, – путь перемещения заряда среды под влиянием энергии гамма–кванта. Определим напряженность электрического поля, где – неизвестный коэффициент:

(2)

– расстояние между зарядами (+) и (–), которое на данный момент неизвестно. При прохождении волны гамма-кванта образуется деформация среды, величина которой зависит от циклической частоты волны и времени прохождения расстояния между зарядами:

(3)

Подставим напряженность из (2) и деформацию из (3) в (1):

(4)

Можно предположить, что – скорость света. Определим число N:

(5)

где - магнитная константа среды,

- электрическая константа среды. Неизвестное число оказалось обратной величиной константы тонкой структуры. Уравнение энергии фотона для частоты условной «красной границы» и потенциальной электрической энергии пары электрон – позитрон:

Дж.

(7)

Частота гамма–кванта для «красной границы» рассчитывается по (7) и оказывается, что Гц. Электрическая напряженность среды между зарядами (+) и (–) есть В/м. Из (7) находим размер структурного элемента среды, из (1, 2) предельную деформацию среды:

метра

(8)

Среда, имеющая электромагнитную структуру, может быть источником гравитации и инерции. Достаточно предположить, что среда имеет избыток заряда со знаком (+) или

(–). Заряженная среда с помощью индукции Фарадея способна поляризовать любые материальные тела и притягивать поляризованные тела друг к другу. Возможность этого доказывается тем, что наэлектризованный предмет притягивает незаряженные объекты. Можно предположить, что заряд среды образуется нарушением симметрии в количествах электричества зарядов (+) и (–). Вероятно, разница величин зарядов определяется из равенства сил Ньютона и Кулона при равных расстояниях для массы электрона:

Кулон.

(10)

При недостатке во Вселенной материальных объектов, силы Кулона заряженной среды создают «отрицательное давление», ответственное за расширение Вселенной (темная энергия). Обращает на себя внимание, что отношение сил гравитации меньше сил электричества примерно в 10⁴⁰ раз. Это можно точно определить, подставляя в уравнение (10) величину заряда электрона. Разница в величине зарядов (+) и (–) приводит к заряду, равному отличию от заряда электрона в 21 знаке.

Структура обладает способностью к поляризации, которая и есть причина притяжения всех тел, имеющих массу. Формула тяготения Ньютона приобретает вид:

или .

(11)

Поляризация создается первой массой в точке второй массы, а поляризация создается второй массой в точке первой. Произведение поляризаций можно назвать взаимной поляризацией. Деформация среды создается первой массой в центре второй массы, а деформация среды создается второй массой в центре первой массы.

Для гравитации существенным свойством среды является малое различие в величине зарядов (+) и (–). Это приводит к такой грубой схеме гравитационного взаимодействия:

....+–(+масса1+)–+–+–(среда)–+–+–(+масса2+)–+....

Наглядно показано, как заряженная среда с избытком заряда (–) осуществляет притяжение масс. В отсутствии масс или при разряженном пространстве Вселенной осуществляется Кулоновское отталкивание или расширение Вселенной, которое можно назвать «тёмной» энергией, открытой в астрофизике. Для реальных электрических зарядов, величина которых в 10⁴¹ раз больше разницы величин зарядов (+) и (–) среды, взаимодействие происходит по схеме:

....+–(+заряд+)–+–+–(среда)+–+–(+заряд+)–+.... – это отталкивание зарядов одного знака (минусов между зарядами больше плюсов),

....–+(–заряд–)+–+–(среда)+–+–(+заряд+)–+.... – это притяжение зарядов разного знака (минусов и плюсов между зарядами равное количество).

Таким образом, электрическое и гравитационное взаимодействия осуществляются только с помощью среды, находящейся между объектами взаимодействия.

На самом деле зарядовая решетка среды остается неподвижной. Перемещаются массы элементарных частиц под зарядами своего знака, порождая волны Де Бройля, которые зависят именно от масс. Заряды решетки «распухают» в присутствии под ними масс и в то же время «выдавливают» массы под соседние заряды при Кулоновских взаимодействиях согласно приведенным схемам: заряды одинакового знака выталкивают массы в противоположные стороны, заряды разного знака выталкивают массы навстречу друг другу. Это схема является альтернативой диаграммам Р.Фейнмана, основывается не на виртуальных частицах взаимодействия, а на материальной среде, в которой находятся массы.

Эта же среда является основой для распространения света и любых электромагнитных волн. На схеме фиг.1 приведен условный механизм возбуждения и распространения света в структуре среды. Колебания реального электрона в источнике (крупный чёрный кружок) передаются согласно закону Кулона положительным зарядам среды. Черные кружки обозначают заряды (–), светлые кружки обозначают заряды (+). Амплитуда колебаний связанных зарядов структуры много меньше расстояния между узлами зарядов. В пределе деформации с амплитудой м создаются условия для превращения энергии гамма–кванта в пару частиц вещества и антивещества. Движение зарядов решетки образует ток смещения j.

Если на фиг.1 длина волны метра, что соответствует частоте «красной» границе «фотоэффекта», то длина волны охватывает расстояний в решетке среды. Напряжённость электрического поля от реального электрона источника оказывается вполне достаточным для создания смещения зарядов (+) и (–) на расстоянии длины волны. Полуволна сдвигает в одну сторону все заряды (+), а в противоположную сторону – все заряды (–). При этом смещении зарядов образуются согласованные токи смещения, которые отвечают связи векторов Е и В для волн света. Смещение структуры приобретает характер деформации при действии сил гравитации: для одной полуволны, проходящей данное место структуры, направлены в одну сторону; для следующей полуволны – направлены в противоположную сторону. В итоге внешнее гравитационное свойство света оказывается скомпенсированным, проявляется слабо и может выражаться в давлении света или как импульс гамма-кванта. Расстояние между черными и красными зарядами должно быть 1,39876.10^-15 метра по всем направлениям, а смещение в этой структуре составляет не более 1/137 части от этого расстояния. Смещения зарядов по вертикали пропорциональны току смещения j. Волновое уравнение Максвелла:

, где , – оператор Лапласа.

(9)

В уравнение введена площадь s. Она необходима для соблюдения размерности: - здесь плотность тока. В электромагнитных машинах и приборах электрическое напряжение связано с магнитной индукцией только с помощью токов проводимости и смещения. Исключив ток смещения , мы исключаем среду в облике пространства, в котором происходит явление ЭМВ (света) и исчезает зависимость Ф, B и Е. Можно сказать, что это равносильно игнорированию электрической проницаемости вакуума . Говоря терминами существующей физики: устранено пространство, в котором должна распространяться волна света.

Ток смещения для распространения ЭМВ (света) в среде.

Общепринято, что распространение любых физических полей, признанных материальными, может происходить в абсолютной пустоте. Любое физическое поле рождается материальными носителями (электрическими зарядами, движением зарядов и массами). Обнаружить любое физическое поле можно только с помощью перечисленных носителей. А распространяться физические поля могут в абсолютной пустоте! Такое представление относится к распространению света и любых электромагнитных волн (ЭМВ). Здесь нарушена простая логика физики.

Носителями света могут быть только электрические заряды, как в веществе, так и в среде. В веществе заряды находятся в непрерывном движении, в колебаниях. Поэтому происходит рассеивание света, а также масса зарядов, обладающая инерцией, снижает скорость света. В среде электрические заряды занимают жёсткую позицию, не двигаются и не колеблются с большой амплитудой, не имеют заметную инерцию. Поэтому свет в среде не рассевается, а скорость света имеет максимальное значение. При распространении света электрические заряды испытывают смещение, которое сопровождается токами смещения Максвелла. Ток смещения является обязательным для связи амплитуд световой волны Е и Н.

Найдем связь напряженностей Е и Н с токами смещения при распространении света в среде. При колебаниях вещественных зарядов происходит вовлечение в движение зарядов среды по закону Кулона, которое образует явление света (ЭМВ). Амплитуда тока смещения: , образованная смещением элементарного заряда (+) или (–) на расстояние со скоростью . Амплитуда скорости смещения заряда: , которая определяется из волнового (синусоидального) характера света . Ток смещения после подстановки амплитуды скорости: . В итоге, ток смещения зависит только от элементарного заряда и частоты света (ЭМВ).

Вероятно, к току смещения можно применить закон Ома: и . Отсюда находим, что электрическая напряжённость волны света (ЭМВ) равна:

В/м.

Здесь единственно возможное сопротивление – это волновое сопротивление «вакуума» (импеданс «вакуума») .

Здесь – магнитная константа «вакуума», обратная величина магнитной проницаемости. В системе единиц опущен множитель, , который нарушает все фундаментальные константы в международной системе единиц, включая постоянную Планка. Поэтому волновое сопротивление среды в раз меньше, принятого в физике.

Подстановка в формулу для электрической напряжённости дает:

В/м.

Напряжённость оказывается постоянной для всех частот света (ЭМВ) и зависит от скорости света, величина которой определяется гравитацией (отклонение лучей света Солнцем и микролинзирование в космосе по принципу Гюйгенса, невидимость «чёрных» дыр). Магнитная напряженность света, с учетом выражения для волнового сопротивления, будет:

А/м.

Может удивить огромная величина амплитуд напряженностей. Надо помнить, что все электромагнитные волны генерируются электрическими зарядами и, в основном, электронами. Электрическая напряженность самого электрона:

В/м. Эта величина совпадает с электрической напряжённостью в ЭМВ. Отношение напряженностей ЭМВ и напряженности среды равно: .

Выводы.

Для поддержания электрической и магнитной напряжённостей света (ЭМВ) необходим ток смещения элементарных зарядов структуры среды.
Отношение электрической и магнитной напряжённостей света постоянно и не зависит от состояния структуры среды. Оно равно волновому сопротивлению вакуума.
Амплитуды напряженностей света (ЭМВ) не зависят от частоты.

Полный поток магнитной индукции за поверхностью s в форме вектора не равен нулю только в том случае, когда существуют магнито–массовый континуум, ограничивающий своей инерцией скорость света, и электрические заряды. Представление способа распространения света, возможного только в среде, находит подтверждение в случае света в веществе. Структурный элемент среды в 37832 раз меньше радиуса атома водорода. Поэтому свет в веществе большую часть пути проходит между частицами вещества и только часть пути света в веществе «поддерживается» зарядами электронов и ядер, которые обладают заметными инертными свойствами. Инертность вещества снижает скорость распространения света. В итоге эффективная скорость света в веществе ниже скорости в среде. Это подтверждается на опыте, а также наблюдается в опыте Физо, когда обнаруживается «частичное увлечение эфира» при движении вещества. На самом деле увлекается сам свет элементами вещества. А среда остаётся неподвижной. Казалось бы, физики должны были учитывать все эти известные факты. Но этого не случилось.

Мало того, нашлось оправдание для игнорирования среды распространения света по результатам опытов Майкельсона–Морли. Эти опыты могли выявить только снос света по принципу “звездной аберрации” для поперечной составляющей интерферометра. Продольная компонента установки не могла заметить движение в эфире по причине сложения равных эффектов, но с обратными знаками при движении света вперед и назад в интерферометре. Вращение установки Майкельсона фиксировало малое постоянное смещение интерференционных полос, которое было принято за систематическую ошибку. На самом деле этот эффект только подтверждал опыты Физо и Саньяка. Вызывает недоумение: почему опыт Майкельсона–Морли признается, а опыты Физо и Саньяка не признаются. Несмотря на факт использования явления Саньяка в современных лазерных гироскопах.

Конденсатор

Конденсатор способен не только проводить переменный ток, но и длительное время сохранять заряд. Как происходят такие физические явления? Обычно между проводящими пластинами конденсатора помещают диэлектрик. В простейшем случае просто воздух – это воздушный конденсатор. Чем диэлектрик отличается от проводника? Тем, что в нем нет свободных зарядов. Есть только связанные заряды в самой структуре диэлектрика. Как можно объяснить явления в конденсаторе? Только с помощью токов смещения, впервые введенные в теорию Максвеллом. Ток смещения говорит сам за себя: он образуется при поворотах-смещениях связанных в атомах, молекулах электрических зарядов. При заряде конденсатора и снятии с его проводящих пластин электрического напряжения сохраняется смещённое состояние электрических зарядов. Поэтому конденсатор сохраняет электрический заряд. Стоит замкнуть пластины, как тут же индуцированный на пластинах заряд из свободных зарядов, образуя естественный ток, разряжает конденсатор, и электромагнитные силы диэлектрика возвращают свои смещенные заряды в состояние первоначального равновесия. Наличие связанных зарядов в вакууме подтверждается простым опытом. Обычный «воздушный» конденсатор продолжает быть конденсатором в «абсолютном» вакууме и проводить в цепи переменный ток.

Вывод – без связанных зарядов и токов смещения, образованных этими зарядами, конденсатор невозможен. Отсюда есть только один вывод: любой вакуум имеет связанные заряды, способные образовывать токи смещения. Теоретическая физика игнорирует это естественное природное явление. За последние 50 лет в учебниках появилась косвенная дискредитация токов смещения. Уже сейчас многие физики не признают токи смещения за реальность природы. Находятся такие словесные формулировки, которые странной эквилибристикой объясняют сущность конденсатора, противореча самой природе конденсатора. Начиная с изобретения лейденской банки, физика должна была исследовать теоретические и практические явления в конденсаторе.

Аналогичная деформация науки касается и распространения света. Свет может распространяться только в среде, имеющей связанные заряды, образующие токи смещения для электромагнитных векторов света Е и Н.

Темная материя относится к структуре среды в качестве недостаточно изученного магнито–массового континуума. Это он ответственен за поставку «материала» для образования масс всех микро частиц вещества и антивещества, за ограничение скорости света инерцией континуума в открытом космосе с помощью неразрывной связи заряда и массы, например, электрона и позитрона.

До сего времени в физике неизвестны природа электрического заряда и массы элементарных частиц. Дальнейший прогресс в знании Природы не может быть без выяснения сущности массы и её инерции. Здесь попробуем найти связи параметров среды с величиной массы электрона, которую примем за элементарную массу.

Легко из формул Ньютона и Кулона можно получить следующие соотношения для элементарной массы:

– определяет элементарный поток магнитной индукции, который связан с принятым в физике квантом потока по формуле:

Вебер.

Таким образом, постоянная Планка прочно связана через элементарный заряд и квант потока магнитной индукции, а через них и с элементарной массой.

Вероятно, что весь изложенный здесь материал свидетельствует о необходимости признания структуры среды в качестве источника темной материи и темной энергии, а также в качестве источника известной нам гравитации и структуры, необходимой для распространения света.

Литература и источники

1. А.Д. Чернин Темная энергия вблизи нас //ГАИШ МГУ

http://www.astronet.ru/db/msg/1210535

Рубаков В.А. Темная материя и темная энергия во Вселенной //лекция, 2005 г., Институт ядерных исследований РАН, Москва, Россия, http://elementy.ru/lib/25560/25567
Дэвис П. Суперсила //Издательство «Мир», М.,1989 г., 277 с.