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.pdf
Скачиваний:
274
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
5.27 Mб
Скачать

единство происхождения механических и электромагнитных величин, см. приложении 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 совокупностей. Здесь мы рассмотрим поведение эфира в веществе, используя аналогию с термодинамикой и молекулярно-кинетической теорией.

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 сыпу-

304

чей 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 (222).

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

где – отношение теплоёмкостей=в5/3эфире (аналог адиабатиче-

ской постоянной). Предполагая,0 2 10,6как[ гдля/м3твёрдых] частиц [121, с. 197], получаем при к оценку давле-

ния в эфире

 

 

0

 

 

 

(224)

 

в

раз больше атмосферного давления (см. также

которое(247)). Эта6

оценка соответствует, например, эксперимен-

оценку

 

~10

 

 

как именно10

 

для

тально создаваемым давлениям

при приближении10

получения алмазов из графита, так1.5 10 2.5 10 [Па]

 

к давлению эфира следует ожидать сильное нарастание взаимодействия с его носителями, приводящее к существенной перестройке атомарных~10структур6 . В [146, с. 220] отмечено, что, начиная с давления атмосфер, у веществ появляются новые свойства. Кроме того, данная оценка давления эфира по порядку величины близка к оценке, полученной из экспериментов со взрывом проволочек и эмиттеров (см. п. 18.10), а также к давлению невозмущённого эфира, которое, согласно формуле (15),

305

при

=. 0,

| | = ,

= 0,

= 0

равно = ,0 2 = 1.8

1011

[Па]

 

 

 

 

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 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 накласс 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 (222). 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 отка-

306

зываясь от различных упрощений, выяснять специфику реальных объектов [147], например, связанную с конечными размерами структурных элементов эфира.

Для одного моля частиц уравнение Клапейрона – Менделеева имеет вид [27, с. 25; 36, с. 151]

(225)

где = 8.3144 103 [Дж/(кмоль К)] – универсальная газовая постоянная, рассчитанная для одного моля (см., например: [36, с.

151]), – температура эфира (черта введена для различия с обо-

значением

температуры макроскопических сред ), – моляр-

 

 

ный объём. Под температурой эфира здесь понимается энергия поступательного 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 значениедляразныхгазов[27,с.25].Здесьмыпредполагаем,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].

 

 

 

 

Обозначим молярную массу частиц эфира

 

. Её можно вы-

разить через плотность невозмущённого эфира э

 

(222) и мо-

лярный объём

,0

,0

 

 

 

э

 

 

 

 

Подставив найденный отсюда молярный объём

в уравне-

ние Клапейрона – Менделеева, получим

 

 

 

 

 

307

 

 

 

 

 

 

 

=

 

э ,0 .

 

(226)

 

Возьмём в качестве выраженной

 

=

 

в градусах энергии эфира

2.73 [К]

 

 

 

 

реликтового излучения

 

 

температуру так называемого

 

 

 

 

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

-

делеева4.1 10

[кг/кмоль]

 

 

 

 

 

 

ется надёжной макроскопической характеристикой вакуума. То-

гда

= 6.02214

10 [1/э

 

Уравнение Клапейрона – Мен-

 

кмольэ

]

 

 

 

 

э

записано−13для одного .

я частиц, равного числу Авога-

дро

Таким образом,

 

 

= /

. Тогда для массы одной ча-

 

 

26

 

 

 

 

стицы эфира получаем

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

масса частицы эфира в аналоге газодинами-

ческой модели его структуры равна

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

(227)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

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

 

ципиальном 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.~5Эту10частицу−11 он назвал «ньютоний» и оценил её массу как

Подчеркнём. , что введение массы одного ньютония э означает переход от модели механики сплошной эфирной среды к

модели её отдельных структурных элементов. В модели сплошной среды, например, при вычислении давления адекватнее рас-

сматривать не массу одного ньютония

 

э, а массу большого ко-

личества ньютониев, например

молярную массу

 

(фигурирую-

 

 

 

(226)э), так как в п.

щую в уравнении Клапейрона – Менделеева

 

 

 

16.2 и 17.2 гравитационная масса объекта введена как коэффициент в формуле воздействия градиента давления эфира на объект сплошной среды, содержащий много структурных элементов этой среды.

308

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 описатьвихрестоком,тоестьвихремвэфире,скоростьвкотором имеет ненулевую компоненту, направленную в сторону 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 (211), 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 [ru.wikipedia.org/wiki/Протон] и приведённую там литературу. В математической модели этого явления будем счи-

тать, что на оси вращения протона формируется некоторый стер-

Допустим, что в

2 ,

, вкоторомсосредоточенамассапротона.

жень(керн)длины

 

настолько высока, что не может быть далее заметно

/(2 , )

керне линейная плотность массы

увеличена

2

 

 

 

 

 

 

 

,

без внешнего воздействия. Тогда характерный диаметр ньюто-

 

 

309

 

/(2 , )

 

ния э можно оценить исходя из предела

 

 

э,

 

э при

условии постоянства линейной плотности керна

 

 

 

 

:

э

ээ

2

2 ,

2

,

э

 

 

 

Отсюда

э, э

Учитывая (227), находим

э

 

 

,

 

 

Длину керна протона

 

оценим в предположении, что

размер протонного вихря2 ,

сопоставим с

длиной

керна

. В качестве

характерного радиуса

вихря

есте-

 

2

 

 

 

скорость вращения близка к скорости света . Такой выбор обусловлен тем, что , являясь скоростью свободного распространения возмущений в эфире, не превышается в типичных условиях

ственно взять расстояние от оси вращения, на котором линейная

2 , ~ 2

 

без внешних воздействий, а значит, ограничивает величину ли-

нейной скорости в эфирном вихре. Искомому радиусу протон-

/( )

 

соответствует комптоновский радиус протона

 

ного вихря

 

гии протона

 

 

 

,

 

 

= 2

 

 

скорость

 

. Именно

на комптоновском радиусе линейная

 

=

 

 

= 2

 

 

 

 

 

.

 

= / =

вращения с угловой частотой

 

)

 

, определяемой по энер-

/(2 ) = /(2

2

) = /(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

достигает скорости света:

 

 

 

Итак,

8.6 10−27

[см],

если

= /( ).

 

 

 

 

 

 

э

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

(228)

 

 

 

 

 

 

 

 

310

 

 

 

 

 

3/ Такимэ3 = 1037образом, в объёме протона можно разместить до 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 этому~4.1 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

менения модели сплошной среды для описания эфира вплоть до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

радиуса протона, так как в соответству-

расстояния

расстоянию−12

объёме (лагранжевой частице) можно

достаточно для

 

 

(4.1 10

−12

)

3

/(4.1 10

−13

)

3

 

= 10

3, что

разместить порядка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворения требованию сплошности среды.

 

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

 

 

 

 

(227),

в протоне должно находиться

 

 

э

 

 

 

 

 

 

12 ньюто-

 

−27

 

 

,тоестьпорядок

 

 

 

предельном предположении,

 

 

 

 

 

 

 

~ 2 /( /

 

) 2 8.6э

что все ньютонии

в протоне находятся на керне. Тогда расстоя-

10

 

[см]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние между ними

имеет порядок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характерногодиаметраньютония2 .

Оценку

 

сверху можно получить,

 

приняв за форму протона

 

3

 

. Если этот средний объём

 

 

 

 

 

 

/(

/ )

 

 

=

сферу с комптоновским

радиусом

 

(228). Тогда средний объём,

4 /3

 

 

 

 

 

 

 

ньютоний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приходящийся

на один

,

есть:

 

 

 

 

 

 

э ,

 

 

 

 

равно длине ребра куба

 

 

 

 

представить в виде куба, то

~ ( /( / э))1/3

2.9 10−18

[см].

расстояниемежду центрами соседних кубов(ньютониями) будет

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

Среднее расстояние между ньютониями в невозмущённом эфире, казалось бы, можно оценить по аналогии с [30, с. 17] ис-

311

Соседние файлы в предмете Эфиродинамика