6. Квантовая теория гравитации и электромагнитная природа гравитона

Теория упругой квантованной среды (УКС) — это кванто- вая теория гравитации. В качестве элементарного кванта про- странства выделен элементарный объем в виде электромагнит- ного квадруполя. Электромагнитные квадруполи объединены между собой силами притяжения и отталкивания в некую упру- гую среду, названную субпространством. Преимущество в такой среде отдано силам квадрупольного притяжения. Казалось бы, что в этом случае пространство должно под действием сил вза- имного притяжения квадруполей стягиваться в центральную область. Но если принять концепцию расширяющейся Вселен- ной, то эти возникшие противоречия можно разрешить, прини- мая модель Вселенной в виде пульсирующей оболочки в соот- ветствии с ее волновой функцией, решение которой дает пери- одическое расширение Вселенной из сингулярного состояния до критического радиуса с последующим сжатием до сингуляр- ности. Этот процесс повторяется многократно и подчиняется гармоническому закону [1]. Именно благодаря упругости и энер- гоемкости субпространства, глобальные процессы в жизни Все- ленной обратимы. Это дает оптимистическое сознание того, что Вселенная вечна.

С другой стороны, электромагнитная природа субпростран- ства как бы соткана из множества сколлапсированных электро- магнитных квадруполей, которые можно рассматривать как свое- образные микродыры с очень высокой энергоемкостью. Это так- же дает оптимистическое сознание того, что пространство не яв- ляется абсолютной пустотой, а все вещество во Вселенной рож- дается из энергоемкого пространства. Несмотря на то, что суб- пространство представляет собой очень устойчивую систему, бла- годаря громадным внутренним удерживающим силам, возможны спонтанные нарушения устойчивости, связанные с выбросом энергии из субпространства и ее материализацией в вещество в

самом пространстве. Астрономы этот процесс могут наблюдать в виде вспышек сверхновых звезд и других космологических объ- ектов. Значение теории УКС в этом плане определяется обеспе- чением действия закона сохранения энергии.

Далее мною будет показана довольно понятная физическая природа гравитации и механизм действия электромагнитных сил между веществом (массой) и деформированным пространством. В основе гравитационного взаимодействия в теории УКС лежит квант субпространства или электромагнитный квадруполь. Пос- кольку он имеет непосредственное отношение к передаче грави- тационного взаимодействия, то он, возможно, определяет струк- туру гравитона (см. рис.3 и 4). В этом случае из гипотетической частицы гравитон становится реальностью.

Следует обратить внимание, что свойства гравитона в тео- рии УКС отличаются от его свойств в действующей квантовой теории гравитации. Прежде всего, отметим общие свойства: элек- трическая нейтральность; нулевая масса покоя; способность пе- редавать электромагнитное возмущение в среде со скоростью света;

спин (электрический 1ħ , магнитный 1ħ , суммарный 2ħ). Раз- личие: в теории УКС гравитон статичен и вмонтирован в струк- туру субпространства; квант субпространства и гравитон — это одна и та же частица. Но прежде чем рассматривать механизм гравитационного взаимодействия, вернемся во времена Ньютона к моменту создания классической теории тяготения.

Ньютоновский закон тяготения формулирует действие на расстоянии, но не объясняет его причину. В этом плане интерес- ны мысли Ньютона о природе тяготения, которое он объясняет градиентом плотности среды, заявляя, что "возрастание плотнос- ти на больших расстояниях может быть чрезвычайно медленным; однако если упругая сила этой среды чрезвычайно велика, то этого возрастания достаточно для того, чтобы устремлять тела от более плотных частиц среды к более разреженным со всей той силой, которую мы называем тяготением" [17]. Это было заявлено Ньюто- ном в 1717 году.

Но только в 1850 году другой известный физик Фарадей в работе "Связь между тяготением и электричеством" пытается экспериментально объяснить электрическую природу тяготения [18]. И наконец, в XX веке Эйнштейн почти на протяжении всей своей творческой деятельности проявляет изумительную настой- чивость в создании теории, объединяющей гравитацию и элек- тромагнетизм [19,20,21]. Современная теория супергравитации объясняет тяготение взаимодействием частиц, но не дает четкого ответа на природу гравитации [22].

Обобщая концепции и взгляды на гравитацию, теория УКС определяет природу гравитации как электромагнитную. При этом механизм взаимодействия включает в себя как принцип дально- действия, так и принцип короткодействия. Оба этих принципа объединены в субпространстве. Действительно, выделяя в суб- пространстве бесконечную знакопеременную суперструну (рис.4 и 5) и пронизывая ею две гравитационные массы, можно обнару- жить, что суперструна между массами деформируется вместе с субпространством, создавая градиент напряженности, направлен- ный вдоль суперструны в направлении от тела к телу. Известно, что вещество, взаимодействуя в статике с неоднородными пол- ями, втягивается в направлении действия градиента поля [23]. Такие силы называются пондеромоторными и определяются они градиентом напряженности поля.

Рис.7. К механизму гравитационного взаимодействия через знакопеременную суперструну.

На рис.7 представлена схема, поясняющая механизм грави- тационного взаимодействия между двумя массами т₁ит₂в уп- ругой квантованной среде. Знакопеременная суперструна прони- зывает массы т₁ит₂. Натяжение суперструны достигает значи- тельных величин [1]. Именно это натяжение обеспечивает дейст- вие на расстоянии.

Кроме того, (рис. 8) знакопеременная суперструна, прони- зывая, например, массу т₁ обеспечивает не только сцепление с веществом тела, но и за счет градиента напряженности поля вдоль суперструны создает градиентную скользящую продольную силу в направлении к массе т₂ [1]. Аналогичным образом масса т₂ притягивается через суперструну к т₁. Суммарная сила гравита- ционного притяжения равна сумме сил, обусловленных действи- ем всех суперструн, пронизывающих тело. Следует отметить, что градиент напряженности обусловлен деформацией среды сами- ми гравитационными массами.

Натяжение суперструны и расчеты градиентных сил вдоль суперструны рассмотрены в работе [1]. Следует отметить, что если кулоновское взаимодействие определяется градиентом от потен- циала, то дипольное — уже градиентом от модуля напряженнос- ти поля, что ведет к резкому снижению сил. Если обозначить кулоновское взаимодействие градиентом первого порядка, то ди- польное взаимодействие является градиентом второго порядка. Так вот, гравитационное взаимодействие определяется градиен- тами третьего и более порядком. Это объясняет малую величину гравитационной силы по сравнению с кулоновской [1]. Конечно, методика расчета гравитационных сил, как пондеромоторных сил скольжения вдоль суперструны более высоких порядков, требует доработки. В работе [1] учтены силы, действующие на ядра ато- мов, но необходимо учесть силы, действующие на электронные оболочки, рассматривая атом или молекулу в виде диполя. В этом случае величина силы еще более уменьшится и станет реальнее. Кроме того, необходимо произвести суммирование сил от всех суперструн путем интегрирования по всему объему гравитацион- ной массы, пронизанной суперструнами. Отдельно следует рас- смотреть вопросы взаимодействия электронов оболочек атомов с магнитными градиентными полями суперструн. Возможно, это даст дополнительные силы, тогда необходимо определить их учас- тие во взаимодействиях.

Именно наличие упругой квантованной среды позволяет

довольно точно в соответствии с известными физическими зако- нами объяснить механизм гравитационного взаимодействия. Именно квантованная среда обеспечивает натяжение простран-

ства и захват гравитационных масс за счет ее деформации. Тео-

рия УКС, владея принципами гравитационного взаимодействия, позволяет не только объяснять хорошо известные явления и пред- сказывать новые гравитационные эффекты, но и разрабатывать методы управления гравитацией в создании антигравитационных

полей.

В этом плане роль гравитона (или кванта пространства) ог- ромна. Во-первых, гравитон входит в состав суперструны основ- ным элементом, создавая ее натяжение. Во-вторых, гравитон в составе суперструны пронизывает тело, участвует во взаимодей- ствии с его веществом (зарядами). Поскольку вдоль суперструны имеется градиент, то взаимодействие градиентных гравитонов с веществом тела создает пондеромоторную силу вдоль суперстру- ны [1]. Как видно, чтобы обеспечить гравитационное взаимодей- ствие гравитону, необходимо быть коллективной статической час- тицей, жестко привязанной в субпространстве с другими грави- тонами. Отдельно вырванный из субпространства гравитон не переносит гравитационного взаимодействия.

Учитывая высокую квантовую плотность среды (5.20) ρ₀ = 0,244 • 10¹⁰⁵ кв/м, определяющую количество квантов про- странства в одном его кубометре, можно говорить о соответству- ющей высокой гравитонной плотности квантованной среды ρ_g

Введение квантовой или гравитонной плотности среды зна- чительно упрощает все гравитационные расчеты, поскольку дело приходится иметь с реальным физическим пространством, а не пустотой, как в ОТО. В этом плане деформацию пространства

D_γ можно учесть изменением квантовой плотности среды [1]

С другой стороны, квантовую плотность среды можно рас- сматривать как гравитонный потенциал φ_g субпространства (га путать с гравитационным потенциалом)

метр упругой квантованной среды, описываемый методами век- торного анализа в теории поля, который намного удобнее и про- ще, чем инвариант ds² Эйнштейна-Минковского (2.1). Причем деформацию пространства можно рассматривать как в статике, так и в динамике, включая релятивистские скорости. Но прежде необходимо показать связь деформации пространства с класси- ческим уравнением тяготения Ньютона

Если деформация пространства D_γ создается массой /и,, то напряженность гравитационного поля а определяется

или с учетом (5.35)

или с учетом (5.31) и (5.35)

Тогда закон тяготения Ньютона через параметры среды мож- но записать с учетом (6.8)

где

или

С учетом (6.11), из (6.9) получаем закон тяготения Ньютона для УКС

Если сравнивать (6.5) с (6.12), то новая форма записи зако- на Ньютона определяет тяготение через деформацию среды D_γ и

ее параметры: квантовую или гравитонную плотность ρ₀ и ско- рость света (или гравитационного возмущения) в среде С.

Если тело (частица) т₂ двигается в деформированном про- странстве со скоростью v₂, то сила взаимодействия с возмущаю- щей массой т₁ будет определяться с учетом релятивистского фак- тора γ₂

Если сама возмущающая масса двигается в среде со ско- ростью v₁, то вступает в силу другой релятивистский фактор γ₁

или

Другое дело, что временное отсутствие методики измерения скорости движения в среде тела т₁ относительно ρ₀ в УКС не позволяет пока определить γ₁. Но это не столь важно, поскольку движение т_х увеличивает ее гравитационное поле в соответствии с симметричным сжатием среды, что определяет действие при- нципа относительности Эйнштейна и определение относитель- ной величины γ₁.

Возвращаясь к выражению (6.12), в результате его анализа можно более четко обосновать принцип эквивалентности тяготе- ния и инерции, сформулированный Эйнштейном [24]. Сила, дей-

В первом случае деформация пространства определяет ус- корение тела. Во втором случае ускорение тела вызывает дефор- мацию среды внутри тела. На рис.9 показано, что если тело т₂

поместить в деформированное пространство D_γ , вызванное гра- витационной массой те,, то возникает сила притяжения F (6.12). На рис.10 показано, что если на тело т₂ подействовать внешней силой F, то внутри тела деформация среды будет определяться ускорением тела (6.13).

Таким образом, тяготение и инерция — суть части единого, а именно, данные явления обусловлены деформацией простран- ства (среды). Теория УКС позволяет производить гравитацион- ные расчеты, опираясь на хорошо разработанный аппарат век- торного анализа, доступный для инженерного восприятия. Это оказалось возможным после создания реальной квантовой тео- рии гравитации при гравитонном квантовании пространства. При этом гравитационное взаимодействие и инерцию необходимо рас- сматривать в единой системе "тело-среда". Гравитация и инер- ция есть свойства не только самого тела, но и свойства простран- ства (квантованной среды).

Эйнштейн, разрабатывая торию гравитации, оперировал понятием геометрической кривизны пространства. Формулируя принцип эквивалентности между тяготением и инерцией, он не смог определить их физическую природу, исходя из геометриза- ции свойств пространства. При описании свойств пространства теория УКС оперирует конкретным физическим параметром — вектором деформации квантованного пространства. В этом слу- чае принцип эквивалентности тяготения и инерции приобретает реальный физический смысл:

• тяготение определяется внешней деформацией среды;

• инерция определяется деформацией квантованной среды внутри тела при его движении в пространстве с ускорением.

В. С.Леонов