Фундаментальные взаимодействия

Известны четыре типа фундаментальных взаимодействий [2] - сильное, электромагнитное, слабое, и гравитационное. Для протонов интенсивности обусловленных этими взаимодействиями процессов относятся соответственно как: 1 : 10 ^–2 : 10 ^–10 : 10 ^–38. Разработана единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия. Существуют модели, включающие также сильное взаимодействие (великое объединение). Делаются попытки описать все четыре взаимодействия на единой основе, но гравитационное взаимодействие этому препятствует.

Как полагают ученые, сильное и слабое взаимодействие определяется ядерными силами и имеет радиус действия, ограниченный примерно зоной «проживания» элементов микромира, а гравитационное и электромагнитное имеет бесконечный радиус действия. В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы. В электромагнитном - только заряженные. Переносчиком гравитационного взаимодействия считаются еще не открытые пока частицы - гравитоны, а электромагнитного - фотоны, которые также никому еще не удалось ни взвесить, ни «пощупать».

Являются ли радиусы действия электромагнитного и гравитационного взаимодействий бесконечными - вопрос весьма спорный, так их действие, возможно, ограничено относительно обособленным пространством Мироздания, подобным ядру атома, в одной из точек которого находится наша Земля, а окончательных его границ мы пока определить не сумели. Возможно, что сильное и слабое взаимодействие аналогичны электромагнитному и гравитационному, если на них посмотреть под одним и тем же углом зрения, но только действуют они внутри ядра атома.

Далее рассмотрим гравитационное и электромагнитное взаимодействие (их проявление известно любому человеку, а не только физику-атомщику), исходя из выдвинутых ранее предположений и гипотез, а также попытаемся эти взаимодействия объединить. Для этого сравним закон всемирного тяготения и законы взаимодействия электрических зарядов и магнитных полей.

Закон всемирного тяготения Ньютона, можно сформулировать следующим образом: сила взаимодействия (тяготения) двух точечных телпрямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Он справедлив в том случае, если взаимодействие относительно слабое и тела по сравнению со скоростью света в вакууме движутся медленно.

В случае сильных полей и больших скоростей, сравнимых со скоростью света, пользуются общей теорией относительности Эйнштейна. Она описывает тяготение как воздействие физической материи на геометрические свойства пространства-времени. В свою очередь, эти свойства влияют на движение материи и другие физические процессы.

Считают, что гравитационными свойствами обладает любое тело вне зависимости от наличия и знака заряда. Оно как бы изменяет окружающее пространство, создает в нем гравитационное поле и при его помощи взаимодействует с другими телами. Гравитационное взаимодействие — это наиболее слабое взаимодействие, но оно присущее всему: от элементарных частиц до галактик и далее. Силы гравитационного взаимодействия - это центральные силы, направленные вдоль прямой, соединяющей тела. Гравитационные силы, как полагают, - это только силы притяжения (тяготения), что и заложено в название этого закона.

Закон взаимодействия электрических полей(закон Кулона) [20] гласит: «Сила взаимодействия электрических полей двух неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды».

Напомним, что электрическими свойствами, способностью электризоваться, приобретать заряд (положительный или отрицательный) обладают все тела. Однако взаимодействовать друг с другом при помощи полей, создаваемых электрическими зарядами, могут только тела уже обладающие зарядом, а не нейтральные. Заряды одинакового знака отталкиваются, разных — притягиваются.

Закон взаимодействия магнитных полей двух движущихся электрических зарядов можно сформулировать следующим образом [20]: сила взаимодействия магнитных полей двух движущихся зарядов (сила Лоренца) прямо пропорциональна произведению зарядов, магнитной проницаемости среды, квадрату скорости движения зарядов относительно друг друга и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости.

Напомним, что магнитными свойствами - способностью намагничиваться в той или иной степени обладают все тела. Но магнитное взаимодействие — это взаимодействия не всех обладающих электрическим зарядом частиц (тел), а только движущихся или уже намагниченных вне зависимости от состояния покоя и движения последних.

Сравнение трех законов взаимодействия показывает, что сила взаимодействия во всех трех случаях обратно пропорциональна квадрату расстояния и прямо пропорциональна величине некой энергии. Эта энергия при гравитационном взаимодействии заключена в массе. При электрическом — в стационарных зарядах, а при магнитном — в движущихся зарядах. При электрическом и магнитном взаимодействии сила взаимодействия обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды. При магнитном взаимодействии она, кроме того, прямо пропорциональна магнитной проницаемости и квадрату скорости движения взаимодействующих зарядов относительно друг друга.

Напомним, что диэлектрическая проницаемость, характеризует степень поглощения энергии средой. Чем меньше энергии поглощается средой, тем больше сила взаимодействия зарядов. Магнитная проницаемость показывает степень пропускания энергии средой. Чем больше пропускная способность среды, тем больше сила взаимодействия. Произведение магнитной и диэлектрической проницаемости, как известно, равно отношению магнитной силы к электрической в вакууме а, в конечном итоге, отношению квадратов скоростей - скорости движения в реальной среде к скорости распространения света в вакууме. Известно, что при скорости меньше скорости света сила Лоренца (магнитная) слабее кулоновской (электрической) на величину этого отношения. При скорости, равной скорости света электрические и магнитные силы равны. При малых скоростях магнетизм практически исчезает.

С учетом выдвинутых ранее гипотез о частицах, зарядах и четырех скоростях («нулевой» и трех космических) сказанное выше можно объяснить следующим образом. Диэлектрическая проницаемость, в общем случае, определяет степень уменьшения прозрачности среды для частиц-волн электрического поля. Наиболее прозрачной для них средой (из известных сред) является вакуум. Там их скорость распространения максимальна. Магнитное поле является вторичным и создается уже ослабленным средой электрическим полем. Это и учитывается в обоих случаях диэлектрической проницаемостью. Частицы, образующие магнитное поле, должны быть другого (меньшего) размера и иметь другую (большую) скорость. Поэтому они могут проникать и туда, куда частицы, создающие электрические поле, проникнуть не могут. Это учитывает магнитная проницаемость. В среде с потерями в «магнитное» состояние способна перейти лишь часть частиц, пропорциональная отношению квадратов скоростей (в реальной среде и в вакууме). Вакуум, видимо, одинаково (или почти одинаково) прозрачен для частиц и электрического, и магнитного поля. Поэтому там скорости распространения полей являются равными и обе силы равны. Исчезновение магнетизма при малых скоростях объясняется тем, что образующие его частицы - магнетоны при скорости меньше «первой космической» «упадут» на породившее их «тело» и тогда магнитное (вихревое) поле должно исчезнуть.

Таким образом, электрическое и магнитное, вернее, электромагнитное взаимодействие можно объяснить, исходя из принятых ранее гипотез о частицах, зарядах и скоростях. В этих случаях величина заряда, как уже было сказано ранее, определяется размером, формой и плотностью взаимодействующей поверхности. В случае стационарного электрического заряда взаимодействующая поверхность создается в основном «пассивными» частицами, и ее свойства (в частности, плотность) почти не зависят от скорости, а в случае магнитного - движущимися и поэтому ее свойства (в частности, пространственно-временная плотность и пространственно-временная проницаемость) сильно зависят и от скорости движения зарядов.

В общем случае, взаимодействие любых «зарядов» (сгустков энергии) определяется, видимо, определенной совокупностью общих для них основных параметров, которые можно выразить разным способом. В частности, «всеобщим» параметром является расстояние между зарядами. К ним можно отнести и форму, и «объем взаимодействия», и плотность, а также характер ее распределения. Все указанные параметры, если подходить к ним строго должны быть пространственно-временными, т. е. зависящими от скорости движения-изменения. Причем пространственно-временными являются не только параметры самих зарядов, но и параметры среды, в которой эти заряды взаимодействуют. Для разных частных случаев из общего «джентльменского» набора можно исключить те параметры, которые оказывают малое влияние на взаимодействие тех или иных конкретных зарядов в целом или интересующие нас свойства. Например, для «пассивных» зарядов и сред можно исключить влияние скорости. Для сравнительно однородных объемов можно не учитывать влияния локальных изменений его плотности. Для «поверхностных зарядов» - объем взаимодействия можно заменить площадью. И т. д. При сохранении в частных законах и формулах первоначальных общих понятий и обозначений всегда будет видно, откуда эти частные законы и формулы «произошли» и что «утратили» при упрощении. Однако, как правило, этого не делается даже в тех случаях, когда используются одни и те же законы и даже формулы, но в разных научных сферах и направлениях. Поэтому, чаще всего, многие из тех, кто ими пользуется, и не подозревают, что они являются общими или даже всеобщими (или их частными случаями). Все это сильно тормозит дальнейшее развитие науки. В качестве примера уже сделанного «великого объединения», можно привести объединение общих свойств всех видов колебаний и волн, которые описываются одними и теми же математическими уравнениями. Но, к сожалению, обозначение аналогичных параметров в этих уравнениях пока продолжает оставаться разным.

Частными случаями некоего общего закона и являются, видимо, три приведенных выше взаимодействия. В каждом из них учтены только те параметры, влияние которых на данное взаимодействие значительно, и в том виде, который для данного конкретного случая является более удобным. Это затрудняет или даже делает невозможным подведение их к общему «знаменателю» даже в том случае, если таковой существует. Однако все же попробуем привести к общему «знаменателю» энергию, которая при электромагнитном взаимодействии выражается через величину электрического заряда, кратного заряду электрона, а при гравитационном - массой.

Если аналогом электрического и магнитного заряда можно считать, как уже было сказано, соответственно раздельные и объединенные энергетические «выпуклости» и «вогнутости», то величина заряда определяется их размером и плотностью, знак - энергетической формой поверхности взаимодействия (выпуклой или вогнутой), а масса этой поверхности особой роли не играет. Но масса может выражать количество «истинно» элементарных частиц, заключенных в том или ином объеме. И тогда величину «объемного заряда», в принципе, можно выразить и в виде произведения их удельной плотности на объем, т. е. через массу. Если сказанное выше правомерно, то гравитационное взаимодействие - это взаимодействие каких-то «объемных зарядов», величина которых определяется в основном массой «объема взаимодействия».

Выражение величины заряда только через массу для «вещественных» зарядов и в грубом приближении правомерно, так как «областью взаимодействия» этих зарядов является не столько поверхность тела, сколько весь его объем. Поэтому величина заряда определяется в основном плотностью и объемом, а их произведение равно массе. Если рассматривать свойства такого «заряда» более детально, то следует учитывать и его форму и преломляющие свойства, которые в основном определяются плотностью, а также характером ее распределения.

Следовательно нужно найти такой «заряд», величина которого может определяться количеством каких-то «элементарных» для данного объема зарядов, заключенных в нем, их плотностью и объемом, в конечном итоге, массой.

В качестве электромагнитных зарядов (энергетических выпуклостей и вогнутостей) ранее были рассмотрены антенны, усиление («величина заряда») которых определяется поверхностью взаимодействия, в частности, действующей длиной или площадью раскрыва. Однако есть и такие антенны, например, пространственные («объемные») решетки, усиление которых определяется количеством первичных излучателей, заключенных в объеме. Есть и другие «объемные» антенны, свойства которых зависят не только от формы, но и от размера (объема) и плотности образующего их вещества, а также от характера изменения этой плотности. Это линзовые антенны. Их «заряд» в некоторых случаях и в грубом приближении можно, видимо, выразить через произведение объема на удельную плотность, т. е. через массу. Возможно, что именно они могут служить аналогами «гравитационных зарядов», а так как такие антенны уже достаточно хорошо изучены, то по аналогии с ними, возможно, будут открыты многие тайны гравитационного взаимодействия.

В частности, аналогами большинства космических «гравитационных зарядов», включая Землю и Солнце, могут служить шарообразные так называемые неоднородные диэлектрические линзы разной модификации. Неоднородные диэлектрические линзы и их возможная связь с гравитационными полями будут рассмотрены в разделе: «Антенны - окна в другие миры».

Если сделанные выше выводы правомерны, то все три закона являются законами взаимодействия зарядов, определяемых, размером, формой и плотностью энергетических «выпуклостей» и «вогнутостей». Для электромагнитного взаимодействия «местом действия» являются в основном энергетически «выпуклые» и энергетически «вогнутые» поверхности (для электрического взаимодействия - разнесенные, для магнитного - объединенные). Для гравитационного взаимодействия «местом действия» являются объемы. Если это действительно так, то электромагнитное и гравитационное взаимодействия можно объединить на электромагнитной основе, используя в обоих случаях в качестве аналогов антенны, но только разного вида. Возможно, что слабое и сильное взаимодействия, которые уже в некоторой степени объединены с электромагнитным, также можно объяснить на электромагнитной основе (через заряды - энергетические «выпуклости» и «вогнутости»), подобрав и для них соответствующие аналоги среди уже известных и хорошо изученных антенн того или иного вида.

Что касается разного радиуса действия фундаментальных взаимодействий, то вполне возможно, что радиус электромагнитного и гравитационного взаимодействия, так же, как слабого и сильного взаимодействия, ограничен «ядром», но только размеры этого «ядра» нам пока неизвестны.

Если предлагаемое объединение удастся осуществить, то может выясниться, что в атомном ядре действуют те же всеобщие законы, что и в «ядре» нашего уровня бытия. В основе всех четырех видов взаимодействий могут лежать общие для всего СУЩЕГО свойства (интерференция, дифракция и дисперсия) и явления (отражение, поглощение, пропускание и преломление) частиц-волн разного вида и диапазона. Двигаясь с «земной» и тремя космическими скоростями, частицы-волны могут взаимодействовать друг с другом посредством созданных ими же поверхностей и объемов. И законы их взаимодействия могут быть справедливы и для мира атома, и для мира космоса, и для окружающей нас среды. Над этим следует, возможно, поразмышлять ученым, работающим в области ядерной физики и радиотехники, так как на стыке этих (и не только этих) научных направлений уже получены объяснения многим ранее непонятным явлениям.

Гипотеза 2.27: Электромагнитное и гравитационное взаимодействия являются частными случаями общего взаимодействия - взаимодействия «зарядов» - гипотетических энергетических «выпуклостей» и «вогнутостей». Свойства таких «зарядов», в общем случае, определяются параметрами «области взаимодействия», а в частных, - параметрами взаимодействующих поверхностей или объемов. Основными из них являются: форма, удельный размер, плотность (в общем случае - пространственно-временная) и закон ее распределения. Аналогами электромагнитных и гравитационных «зарядов» могут служить соответствующего типа антенны, в частности, зеркальные и линзовые, соответственно. При испускании энергии они аналогичны положительному заряду, а при поглощении - отрицательному. На этой же «зарядно-антенной» платформе, если подобрать соответствующие «антенные аналоги» (например, среди спиральных, вибраторных или других антенн, а также образованных ими антенных решеток), могут быть объединены все четыре фундаментальных взаимодействия, что позволит завершить их «великое объединение».

Область взаимодействия - это в основном пограничная зона между взаимодействующими телами (средами), представляющая собой объем или внешний поверхностный слой. Например, взаимодействие химических элементов, как уже говорилось, определяется в основном строением внешнего (иногда и предвнешнего) уровня электронов.

Поверхность взаимодействия зачастую играет определяющую роль, и тогда нет необходимости рассматривать свойства отгороженного ею объема. От особых свойств поверхностных слоев зависят все виды молекулярного взаимодействия [5]: прилипание, сваривание, паяние, склеивание, трение. Даже разрушение является результатом взаимодействия поверхностных слоев, явлением обратным свариванию.

Если твердое тело размолоть в мельчайшие пылинки, то поверхность взаимодействия совокупности получившихся из него частиц по сравнению с целым телом увеличится в десятки тысяч раз. При этом возрастает и химическая активность. Это используется в гомеопатии, где лекарства делают иногда в виде мелких шариков.

Особую роль во взаимодействиях разных тел, сред, миров играют структурные элементы-пограничники, занимающие поверхностные слои на границе раздела. На молекулярном уровне в качестве таких частиц-пограничников выступают молекулы. Молекулы-пограничники, в отличие от внутренних молекул, с внешней стороны открыты для взаимодействия. Если сила сцепления молекул-пограничников с внутренней средой будет больше, чем с внешней средой, то взаимодействия, например, смачивания не произойдет и капля по граничной поверхности не растечется. При обратном соотношении сил взаимодействие, в частности, смачивание, произойдет, и жидкость растечется по всей пограничной поверхности, прилипая к ней. Чем больше поверхностное натяжение жидкости на ее границе с паром, тем хуже она смачивает твердую поверхность (меньше ее взаимодействие с ней).

Возможно, что силой «сцепления» определяется и переход человека из одного коллектива в другой, и переход в мир иной, когда его с этим миром уже мало что связывает. Силой сцепления можно объяснить и одну из многих возможностей левитации (и не только ее), так как более сильное взаимодействие с воздухом, чем с землей, если его обеспечить тем или иным способом, может служить необходимой для левитации подъемной силой. Способность не тонуть в воде, несмотря на больший удельный вес, относится даже к металлу. Своего рода «левитацию» может «продемонстрировать» даже стальная игла [5]. Она способна лежать на воде, несмотря на то, что ее удельный вес в 8 раз больше воды. Но для этого сухую иглу следует сначала потереть между пальцами, т. е. сделать ее поверхность несмачиваемой.

Считается, что сами собой, самопроизвольно, происходят те процессы, при которых уменьшается свободная энергия. Если взаимодействие с внешней средой отсутствует или мало, то жидкость «замыкается» сама на себя, образуя форму шара, имеющего при одном и том же объеме минимальную поверхность. При этом уменьшается, естественно, и число молекул-пограничников. Жидкостью форма шара легко принимается и столь же легко искажается под действием внешних сил, в частности, атмосферного давления. Со свойствами поверхностного слоя связана и адсорбция.

Адсорбция [2], поглощение газов, паров или жидкостей поверхностным слоем твердых тел или жидкостей. Адсорбенты имеют обычно большую удельную поверхность- до нескольких сотен квадратных метров, приходящихся на один грамм. Адсорбция - результат действия дисперсии (выбора наиболее «оптимального» пути) или электростатических сил (взаимодействия электрических зарядов).

Адсорбенты - поверхностно-активные вещества [5] применяют в качестве катализаторов (ускорителей химических реакций). Молекулы поверхностно-активных веществ состоят из двух частей, связанных химическими связями, но с противоположными свойствами: из гидрофильной («притягивающей») полярной группы и гидрофобной («отталкивающей») неполярной цепи. Главная роль адсорбентов состоит в том, что они сильнейшим образом изменяют свойства поверхности тел и условия взаимодействия этих тел. Для этого требуется очень мало поверхностно-активного вещества - столько, чтобы покрыть поверхность адсорбента слоем в одну молекулу, т. е. примерно 3 мг на квадратный метр. Способностью образовывать очень тонкие пленки обладают углеводородные жидкости - нефть, минеральные масла. Поэтому все чаще возникающие аварии, связанные с разливом больших объемов нефти, превращаются иногда в стихийные бедствия.

Адсорбцию используют [5] для очистки газов и жидкостей от вредных примесей, для извлечения из растворов ценных продуктов, например, редких металлов. Вещества улавливаются на поверхности адсорбентов - тонкопористых тел, пронизанных мельчайшими открытыми каналами. На адсорбции основан метод отделения ценных минералов от пустой породы. Ценные частицы, сделавшись (благодаря адсорбционному слою) несмачиваемыми, при перемещении в воде прилипают к пузырькам воздуха и выносятся ими на поверхность в пену, а хорошо смачиваемые частицы пустой породы остаются в воде.

Множество процессов в природе, в организмах растений и животных и, естественно, человека вызвано особыми свойствами поверхностей [5]. К ним относятся все капиллярные явления. Капли росы и дождя не смачивают восковую поверхность листьев, а поэтому не закрывают поры, давая растению возможность дышать. Плазма крови не смачивает стенки самых тонких капиллярных сосудов, облегчая кровообращение. Образование и рассеивание тумана и облаков также относятся к поверхностным явлениям. Мелкие зародышевые капельки растут за счет конденсации пара и слияния друг с другом, и идет дождь.

Все сказанное выше о поверхностно-активных веществах можно, при желании, объяснить через энергетические «выпуклости» и «вогнутости», каковыми они, видимо, и являются. Возможно, что путем использования соответствующих адсорбентов можно обеспечить хождение человека по воде и левитацию, о чем уже говорилось. Для этого, в принципе, необходимо всего лишь (!!!) уменьшить силы сцепления с водой и увеличить силы сцепления с воздухом, причем с воздухом того состава, который расположен выше приземных слоев или какими-либо другими полями способными подхватить нас подобно тому, как подхватывают воздушные пузырьки частицы вещества, уменьшившие благодаря адсорбции свое сцепление с водой. Такое предположение граничит с фантастикой, но грань между фантастикой и реальностью, как показывает опыт, всегда была очень зыбкой.

Уже созданы тонкие, прочные и очень легкие ткани, которые позволяют при помощи изготовленных из них «парусов» скользить по воде на водных лыжах и парить высоко в воздухе. Но если ткани, обладающими теми же свойствами, сделать толщиной в одну молекулу, то они будут подобно крыльям ангелов практически невесомыми и невидимыми. Кроме того, энергия, заключенная в массе таких «крылышек», столь ничтожна, что ее в состоянии выделить организм любого человека. Следовательно, каждый человек способен сам себе создать «ангельские крылышки», если будет знать, как это делается.

Таким образом, явления, возникающие на границе сред при использовании различных поверхностно-активных веществ, могут, видимо, служить примером воздействия на окружающую среду искусственно созданных «выпуклостей» и «вогнутостей». Эти «выпуклости» и «вогнутости», представляющие собой поверхности или объемы взаимодействия определенного размера, формы и плотности, способны подобно антеннам как рассевать, так и концентрировать те или иные частицы при минимальных затратах массы поверхностно-активного вещества, т. е. при минимальных затратах энергии.

Объем взаимодействия, по влиянию на него тех или иных параметров, в принципе ничем не отличается от поверхности взаимодействия, но для него, особенно если он неоднороден, следует учитывать и его преломляющие свойства, которые во многих случаях могут быть определяющими. Эти свойства, в частности, коэффициент преломления зависит в основном от плотности и характера ее распределения.

Адсорбция по своему действию аналогична зеркальным и линзовым антеннам, работающим на испускание или поглощение энергии, которые имеют очень большую удельную (относительно адсорбируемых частиц-волн) область (площадь или объем) взаимодействия. Справедливость такой аналогии косвенно подтверждается тем, что принцип действия адсорбентов как и зеркально-линзовых антенн основан на электростатическом взаимодействии и дисперсии.

Гипотеза 2.28: «Выпуклые» и «вогнутые» поверхности огромной удельной площади и малой (всего в одну молекулу) толщины, а также объемы переменной плотности, создаваемые поверхностно-активными веществами при малых затратах их массы, являются своего рода антеннами, в частности, зеркальными и линзовыми, способными как рассеивать, так и концентрировать частицы-волны, находящиеся в зоне их действия.