Добавил:
course-as.ru Авшаров Евгений Михайлович, ejen@course-as.ru Инвестор и Технический директор ООО 'КУРС-АС1', Москва, http://www.course-as.ru, Все наиболее важное обо мне:http://www.course-as.ru/Avsharov.html Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бычков. Зайцев. Математическое моделирование электромагнитных и гравитационных явлений. Изд-3.pdf
Скачиваний:
88
Добавлен:
22.07.2023
Размер:
8.02 Mб
Скачать

Недостатки системы СИ для описания физических явлений по сравнению с системой СГС подробно обсуждены, например, в [28, п. 85]. Не исключено, что лоббирование СИ было в том числе коммерческим проектом по объёмному переизданию научной литературы.

Из всех предложенных систем единиц гауссова система СГС до настоящего времени остаётся наилучшей в физике [28, с. 363]. Однако теперь ей могут составить конкуренцию новые системы единиц измерения, связанные с эфиром, которые показывают единство происхождения механических и электромагнитных величин, см. приложение 5.

21.Структура носителей эфира – ньютониев. Кинетические эффекты в эфире и веществе

Уравнения эфира (4)–(6), как и уравнения механики сплошной среды, абстрагируются от физического содержания носителей плотности и скорости материи. В газовой и гидродинамике структура вещества раскрывается молекулярно-кинетической теорией, в которой уравнения неразрывности и движения являются следствиями движения и взаимодействия многочисленных отдельных объектов малого размера. Поэтому возникает естественный вопрос о структуре носителей эфира.

В настоящее время детально проработанная теория, отвечающая на этот вопрос, отсутствует. В данном разделе предложена и изучена простейшая модель носителей эфира, основанная на аналогии с молекулярно-кинетической теорией.

Здесь же начато изучение вопроса о поведении эфира в веществе. Движение эфира внутри вещества определяется течением, созданным структурными элементами материала и внешним воздействием. Подробное исследование этого процесса требует развития эфирной модели атомов, молекул и их совокупно-

373

стей. Здесь мы рассмотрим поведение эфира в веществе, используя аналогию с термодинамикой и молекулярно-кинетической теорией. При этом понятие термодинамической энтропии не используется, см. п. 21.17.

21.1. Давление невозмущённого эфира

Начать построение кинетической теории эфира разумно с анализа простейших моделей. Найдём параметры носителей (частиц) эфира в предположении, что они ведут себя подобно сыпучей среде, похожей на одноатомный газ. Возможность проведения аналогии между сыпучей средой и газом основана на том, что и в той, и в другой среде предполагается отсутствие сильных связей между частицами [36, с. 150]. В этом случае давление в эфире можно оценить по скорости свободного распространения возмущения в эфире, равной скорости света, и,0 невозмущённой плотности эфира в механических единицах (246).

В адиабатическом случае, когда нет обмена тепла в системе, реализуется известная связь между давлением и плотностью

среды. Для параметров эфира по аналогии с [27, с. 79] имеем

0,0 = 2,

где – отношение теплоёмкостей в эфире (аналог адиабатиче-

ния в эфире

,0

2 10−6

[ г/м3]

 

ской постоянной). Предполагая

= 5/3

, как для твёрдых частиц

[121, с. 197], получаем при

 

 

к

 

оценку давле-

0

 

 

 

 

6

(248)

 

 

 

 

 

См. также оценку (272). Такое давление в

раз больше ат-

мосферного.

 

 

 

 

~10

 

 

374

 

 

 

 

Адекватность оценки (248) подтверждается её соответствием

оценке из экспериментов со взрывом проволочек и эмиттеров (см.

2

11

 

 

=

 

=

 

= 0

 

= 0

 

последний абзац п. 18.10) и давлению невозмущённого эфира, вы-

= ,0

= 1.8 10

[Па]

 

0, |

|

 

 

 

 

 

 

численного по формуле (15).при

 

,

 

,

 

:

Оценка (248) также согласуется с представлением о том, что при приближении макроскопического давления к давлению эфира следует ожидать сильное нарастание взаимодействия атомов с те-

чением носителей эфира (ньютониев), приводящее к существен-

[146, с.

 

~10

 

 

 

 

ной перестройке атомарных структур. Действительно, начиная с

давления

 

атмосфер, у веществ появляются новые свойства

 

220]. Например6 , для получения алмазов из графита исполь-

зуется давление

 

10в механике

.

 

Понятие давления

10сплошной среды учитывает

эффект её внутреннего1.5 10 напряжения2.5 10 . Поэтому[Па]

давление, имею-

щее размерность плотности энергии, можно интерпретировать как плотность энергии внутренних напряжений среды (и наоборот). Согласно (248), плотность энергии в невозмущённом эфире составляет

0

(249)

 

Как отмечено выше, при достижении таких плотностей энергии можно ожидать сильное нарастание взаимодействия атомов осязаемого вещества и течения ньютониев, например, из-за усиления хаотического теплового движения атомов.

Условия разрушения некоторых объектов микромира с помощью высокой макроскопической плотности энергии в сочетании

смощным потоком эфира обсуждены в п. 14.5.

21.2.Масса и размер носителей эфира – ньютониев. Среднее расстояние между ними

Оценить массу частицы эфира позволяет уравнение Клапейрона – Менделеева (уравнение состояния) для идеального газа из

375

твёрдых частиц – аналога сыпучей среды. Это уравнение несёт дополнительную к уравнению состояния эфира (15) информацию о поведении структурных элементов в лагранжевой частице эфира.

Использование уравнения Клапейрона – Менделеева не является слишком сильным ограничением на класс изучаемых процессов в эфире, так как оно может быть получено разложением уравнения состояния всякого вещества по степеням плотности частиц [27, с. 103; 146, гл. 1, п. 1; 147, гл. 1, п. 3], а в случае эфира плотность является малой величиной (246). Кроме того, уравнение Клапейрона – Менделеева может трактоваться как следствие способа построения температурной шкалы [27, с. 25].

Теоретические методы уточнения исходного уравнения состояния идеального газа подробно обсуждены в [146], см., например, гл. 4, п. 6 и гл. 9, п. 3, где рассмотрено уравнение состояния плотной среды из твёрдых сфер, не обладающих силами притяжения. Для характерного диаметра структурного элемента эфира, оцененного в п. 21.2, соответствующая поправка к уравнению состояния [146, с. 497, формула (3.1)] оказывается очень малой.

Однако, несмотря на некоторое ограничение общности, идеализированная модель Клапейрона – Менделеева позволяет понять самые важные черты поведения эфирной среды и зависимости от варьируемых параметров, а также, последовательно отказываясь от различных упрощений, выяснять специфику реальных объектов [147], например, связанную с конечными разме-

рами структурных элементов эфира.

 

 

Для одного моля частиц уравнение Клапейрона – Менделе-

ева имеет вид [27, с. 25; 36, с. 151]

 

 

 

 

 

(250)

где

 

3

= ,

– универсальная газовая

постоянная, рассчитанная для одного моля (см., например: [36, с.

 

= 8.3144 10

 

[Дж/(кмоль ∙ К)]

 

 

 

 

376

 

151]),

 

– температура эфира (черта введена для различия с обо-

значением

температуры макроскопических сред ),

 

– молярный

 

 

 

энергия посту-

объём. Под температурой эфира здесь понимается

 

 

пательного хаотического движения структурных элементов эфира

– ньютониев, введённых в физику Д.И. Менделеевым, см. ниже.

Ввиду закона Авогадро (при одинаковых давлениях и одина-

зов содержится одинаковое число молекул) имеет одно и то же значение для разных газов [27, с. 25]. Здесь мы предполагаем, что

ковых температурах в равных объёмах различных идеальных га-

значение сохраняется для эфира, так как главным предположе-

нием в модели

сыпучей среды, как и газа, является отсутствие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сильных связей между частицами [36, с. 150].

 

. Её можно вы-

Обозначим молярную массу частиц эфира

 

разить через плотность невозмущённого эфира э

 

(246) и мо-

лярный объём

э

= ,0 .

 

,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив найденный отсюда молярный объём

в уравне-

ние Клапейрона – Менделеева, получим

 

 

 

 

 

 

=

э ,0

 

 

 

 

 

 

(251)

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

Возьмём в качестве выраженной

в градусах энергии эфира

температуру так называемого

реликтового

излучения

 

, см. [142–145], которая вместе со скоростью света явля-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

ется надёжной макрос опической характеристикой вакуума. То-

2.73 [К]

 

 

−13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гда

э

 

 

 

 

 

при

 

 

.

Уравнение Кла-

пейрона – Менделеева записано для одного моля частиц, равного

 

4.1 10

 

[кг/кмоль]

26

 

= 0

 

 

числу Авогадро

 

 

 

 

 

 

.

 

. Тогда для массы

одной частицы

эфира получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

= 6.02214 10э

 

[1/экмоль]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

377

 

 

 

 

 

Таким образом, масса частицы эфира в аналоге газодинамической модели его структуры равна

 

 

э

 

(252)

где

 

– масса протона. Этот результат и качественно, и в принци-

 

пиальном плане количественно согласуется с выводом Д.И. Менделеева [54], о том, что если эфирная частица существует, то она

имеет значительно меньшую массу, чем атом водорода. Эту ча-

стицу он назвал «ньютоний» и оценил её массу как

 

 

−11 .

 

ньютония

 

озна-

Подчеркнём, что введение массы одного

 

~5 10 э

 

чает переход от модели механики сплошной эфирной

среды к мо-

 

 

 

дели её отдельных структурных элементов. В модели сплошной

ривать не массу одного ньютония э, а массу большого количества ньютониев, например молярную массу э (фигурирующую в уравнении Клапейрона – Менделеева (251)), так как в п. 16.2и 17.2

среды, например, при вычислении давления адекватнее рассмат-

гравитационная масса объекта введена как коэффициент в формуле воздействия градиента давления эфира на объект сплошной среды, содержащий много структурных элементов этой среды.

В п. 16.2 также обсуждён принцип эквивалентности гравита-

ционной и инертной масс объекта. При построении модели индивидуального структурного элемента эфира (ньютония) его массу э можно также интерпретировать и как гравитационную, характеризующую поведение пробного ньютония в гравитационном потоке эфира, и как инертную, характеризующую ускорение ньютония под действием приложенной к нему силы.

Оценку характерного радиуса ньютония проведём на основе эфирной модели строения протона. Из эксперимента известно, что протон имеет положительный заряд и обладает свойствами вращающегося объекта. Математически данный объект можно описать вихрестоком (см. п. 14.5), то есть вихрем в эфире, скорость в котором имеет ненулевую компоненту, направленную в сторону

378

оси вихря (см. пример вихрестока и вихреисточника в [140, с. 241, 242]). Пониженное давление изнутри такого вихря около его границы соответствует положительному заряду (см. п. 18.13). Форма границы вихря (шубы) при оценке размера ньютония не очень принципиальна. Это может быть сфера, эллипсоид, цилиндрический объект или «блин». Важно, что в модели протона и градиент давления (235), и радиальная скорость двигают эфир к оси вращения, в результате чего на ней накапливаются ньютонии.

Наличие в протоне центральной области с очень высокой плотностью массы наблюдается экспериментально, см., например, обзор [289] и приведённую там литературу. В математической модели этого явления будем считать, что на оси вращения протона

формируется некоторый стержень (керн) длины

 

, в котором

сосредоточена масса протона. Допустим, что в

керне линейная

2 ,

 

далее заметно

 

/(2 , )

настолько высока, что не может быть

плотность массы

 

э при

 

 

 

э,

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

,

увеличена без внешнего воздействия. Тогда харак-

 

 

 

 

 

 

 

можно оценить исходя из предела

терный диаметр ньютония

э

 

/(2 , )

ээ

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

керна

 

 

 

 

:

 

условии постоянства линейной плотности

 

 

 

 

=

lim

 

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

э = , э.

Учитывая (252), находим

э,

379

Длину керна протона

 

оценим в предположении, что раз-

мер протонного вихря

 

сопоставим с длиной керна

 

.

 

2 ,

 

 

 

естественно взять рас-

В качестве

характерного радиуса вихря

 

 

2

 

 

 

 

 

2 , ~ 2

 

стояние от оси вращения, на котором

линейная скорость враще-

 

 

 

 

 

ния близка к скорости света . Такой выбор обусловлен тем, что , являясь скоростью свободного распространения возмущений в эфире, не превышается в типичных условиях без внешних воз-

действий, а значит, ограничивает величину линейной скорости в

эфирном вихре. Искомому радиусу протонного вихря

соответ-

комптоновском радиусе линейная

 

 

= /( )

 

на

ствует комптоновский радиус протона

 

. Именно

= 2,2

 

= 2 .

 

 

= / = /(2 ) =

 

 

 

 

 

скорость вращения с угло-

вой частотой

, определяемой по энергии протона

/(2

) = /( )

 

 

 

 

 

 

 

достигает скорости света:

 

 

 

 

Итак,

 

 

= /( ).

 

 

 

 

8.6 10−27 [см], если

 

 

 

/ э

э

 

э

 

 

 

(253)

= 10

 

 

 

 

 

 

 

3

Таким образом, в объёме протона можно разместить до

3

37

ньютониев. Это означает,

например, что в эфире

имеются колоссальные возможности по организации различных структурных элементов и информационных структур даже на расстоянии порядка радиуса протона.

Малый размер ньютониев обосновывает возможность при-

ющем

 

~4.1 10

 

 

 

 

 

менения модели сплошной среды для описания эфира вплоть до

расстояния

 

 

радиуса протона, так как в соответству-

тониев, что

 

(4.1 10

) /(4.1 10

)

= 10

 

этому расстоянию−12

объёме (лагранжевой частице) можно

разместить порядка

 

 

−12

3

−13 3

3 нью-

достаточно для удовлетворения требованию сплошности среды.

380

Среднее расстояние между ньютониями

 

зависит от кон-

кретных условий, в которых находится эфир.

 

 

 

 

 

Например, в протоне можно оценить из того, что, согласно

ниев. Оценка

снизу получается в

 

/

 

2.4 10

 

 

 

(252), в протоне должно находиться

 

 

э

 

 

 

12 ньюто-

 

 

, то есть порядок

 

предельном предположении,

 

 

 

 

~ 2 /( / ) 2 8.6э

что все ньютонии

в протоне находятся на керне. Тогда расстоя-

10

[см]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние между ними

имеет

 

порядок

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

Оценку−27

 

 

 

 

 

характерного диаметра ньютония 2 .

сверху можно получить,

приняв за форму протона

3

. Если этот средний объём

 

 

 

 

 

 

/( / )

=

сферу с комптоновским

радиусом (253). Тогда средний объём,

4

/3

 

 

 

 

ньютоний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приходящийся

на один

, есть:

 

 

 

 

э ,

 

 

Конечно, такая оценка

 

 

 

представить в виде куба, то

~ ( /( /

))

 

 

2.9 10

 

[см]

 

расстояние между центрами соседних кубов (ньютониями) будет

равно длине ребра куба

 

 

 

 

э

1/3

 

 

 

−18

 

.

является очень сильно завышенной, так как в рассмотренной модели протона ньютонии концентрируются в его керне, имеющем линейную форму.

Среднее расстояние между ньютониями

э

в невозмущённом

ниями

 

(246) и

 

э (252):

 

 

3,0/ э

 

 

 

 

 

 

.

эфире, казалось бы, можно оценить по аналогии

с [30, с. 17] ис-

 

 

 

 

 

 

~ 1/

 

 

 

/

 

7.0 10

−10

см

 

 

,0

 

 

 

 

 

 

 

,0

 

 

 

 

[ ]

 

ходя из известной концентрации

 

 

 

, определённой значе-

Однако такая оценка в общем случае неверна, так как предполагает наличие установившегося распределения ньютониев по пространству. Это предположение не соответствует очень высокой проникающей способности эфира, который трудно ограничить каким-либо сосудом, где обычно рассматривается поведение газа. Кроме того, не исключено, что в невозмущённом эфире могут образовываться области сгущения и разряжения ньютониев в результате их хаотического движения в неограниченном пространстве, тем более если у ньютониев нет сил отталкивания. Иными словами, невозмущённый эфир обладает некоторой сред-

381

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика