Материально ли вещество? Науку уже давно, лет сто, сиё не интересует. Ибо, приведу цитату: "согласно квантовой теории поля, субатомный мир – это мир, где повсюду существует несчетное количество полей, а частицы – это локальное колебание этого поля, постоянно перемещающегося со временем". Где или в чём эти поля вопрос «неправильный» – они просто есть.

В статье "Фантазии о физической причине лоренцева сокращения, объясняющей инвариантность скорости света и пр." была математически обоснована зависимость положения вещественных частиц от конфигурации и скорости распространения физических полей в пространстве. Поскольку там речь тоже о полях и частицах, нечто общее в этих концепциях есть.

Замечу, что измышляемые серьёзными учёными science fiction theories, зачастую гораздо более «сумасшедшие», чем изложенные в данной статье, где, опираясь на уже обоснованное, фантазируем о полях и частицах, которые существуют не в абстрактном математическом пространстве, а как физически реальные в нашем общем со звёздами 3-х мерном пространстве.

1. Материя

В вышеупомянутой статье (обозначим её источником [1], ибо на неё придётся неоднократно ссылаться) было показано, что все феномены эйнштейновской СТО получают простое и наглядное объяснение – в «нашем» 3-х мерном пространстве, без привлечения 4-мерного пространства-времени Минковского – только если пространство не пусто, а заполнено некоей материей, которая не в сжатом состоянии воспринимается нами как пустота. И в этой материальной среде существуют и распространяются с конкретной скоростью физические поля определяющие местоположение и взаимодействие частиц, энергия покоя и движения которых зависит от степени сжатия занимаемого ими участка первоматерии. Как ни странно, этого предположения оказалось достаточно и никаких постулатов не потребовалось.

Первоматерия не имеет ничего общего с субстанцией имеющей устоявшееся название "Мировой эфир" или "светоносный эфир". К моменту создания теории относительности эфир понимался как некая субстанция, существующая наряду с размещающимися в ней вещественными частицами, в которой существуют и по которой распространяются физические поля, иногда представляемые в виде некоего вихревого движения эфирных частиц. Опыт Майкельсона показал, что такого эфира не существует.

Первоматерия концептуально отличается от этого классического эфира. В ней вещественные частицы представлены как напряжения и деформации (сжатие, например) локальных участков первоматерии, и они не могут существовать вне или без неё. Первоматерия уклончиво называется учёными "физический вакуум" (обозначим ФВ), про согласие которого с опытом Майкельсона говорить не принято. Субстанцию первоматерии обозначим аббревиатурой СФВ.

Из гл.1 статьи [1] следует, что материальные частицы (атомы, молекулы ) располагаются в определённых узлах «картинки» взаимодействующих физических полей, связанных с частицами. И это понятно, не по своей же воле и желанию они там располагаются.

Однако и «внутренние» процессы в элементарных частицах тоже подвержены преобразованиям Лоренца. Это доказывается, например, замедлением распада субсветовых мюонов, возникающих при взаимодействии высокоэнергетичных космических частиц с атомами в верхних слоях атмосферы. Иначе они не успели бы долететь до поверхности земли. И тем, что в синхрофазотронах приходится учитывать фактор возрастания массы частиц от скорости, что бы там не разгонялось: электроны, протоны или ионы.

Значит и само «внутреннее» строение частиц и их движение тоже полностью определяется напряжениями и деформациями первоматерии. И значит наряду с первоматерией никакой иной материи не существует. Иначе лоренцево сокращение и пр. феномены СТО не наблюдались бы у частиц.

Из того факта, что физические поля могут быть как продольные, так и поперечные, приходится сделать вывод, что субстанция первоматерии должна быть твёрдой и упругой. А быть может даже имеющей некую кристаллическую микроструктуру. Как и почему она имеет такие свойства, здесь не важно. Твёрдой будем считать субстанцию, в которой возникают силы напряжений при её механических деформациях сжатия и сдвига. Энергия материи, как обосновано в [1], может быть представлена энергией её механической деформации сжатия.

Вещественные частицы, естественно, не могут протискиваться сквозь твёрдую материю. Это значит, что воспринимаемые нами вещественные частицы должны представлять собой особые состояния деформаций и напряжений той же материи, а не какую-то отличающуюся от неё сущность. Они перемещаются, исчезая там где были, и появляются, можно сказать «телепортируются», в новом месте, которое соответствует новым узлам суперпозиции полей напряжений материи. Ну как не вспомнить из Пушкина: "Движенья нет, сказал мудрец брадатый. Другой смолчал и стал пред ним ходить." И заключительные слова Пушкина: "Ведь каждый день пред нами солнце ходит, Однако ж прав упрямый Галилей".

Далее будут рассматриваться, в качестве гипотез разумеется, только такие механизмы физических явлений, которые могут быть реализованы в 3-х мерном пространстве первоматерии. Пока они не подкреплены теоретическими расчётами и являются вообще-то измышлениями, но они следуют из концепции математически обоснованной в статье [1].

2. Стабильность вещественных частиц

До сих пор не выдвигались какие-либо предположения, кроме как о существовании материи и наличия в ней физических полей.

А вот сейчас предположим, что первоматерия имеет предел прочности. Ибо вряд ли может существовать нечто абсолютно прочное. Соответственно, когда предел прочности материи под силовым воздействием полей будет превышен, то она «просядет». То есть некоторая часть СФВ вокруг точки концентрации напряжений, скажем так, коллапсирует, образуя вещественную частицу , в результате чего объём материи там уменьшится, а значит уменьшится и напряжение сжатия вокруг этой точки.


Но для того, чтобы после снятия избыточного напряжения внешних полей этот участочек не «распрямился», необходимо наличие внутреннего давления во всём объёме первоматерии. А некоторое снижение давления и сжатия СФВ вблизи частицы обусловлено снижением сопротивляемости коллапсировавшего участка СФВ. Внешнее для корпускулы давление компенсируется тангенциальными напряжениями области материи вокруг неё. Корпускула вместе с окружающей её областью пониженного внутреннего давления вокруг сжатого участка СФВ выглядит примерно как на рис.1.

Возможно стабильность вещественных частиц обусловлена иным физическим механизмом, но все дальнейшие рассуждения и гипотезы будут опираться именно на вышеуказанный. Тогда это внутреннее давление во всём объёме первоматерии не предполагается, а является необходимо неизбежным ввиду явного существования стабильных частиц.

3. Гравитация

Уже понятно, что эта область пониженного давления в СФВ представляет собой гравитационное поле корпускулы. Важно обратить внимание на то, что источником этого поля является не корпускула, а окружающая её СФВ. Если две подобные корпускулы сблизить, то между ними возникнет сила притяжения вследствие избыточного давления со стороны СФВ окружающей обе корпускулы, как на рис.2.


Равенство гравитационной и инерционной масс можно объяснить.
Чтобы переместить некий объём тела из области близкой к корпускуле в удалённую от неё область с более сжатой первоматерией, надо затратить работу по сжатию тела равную такой же при его ускорении, согласно гл.6 статьи [1]. Следовательно, на тело в гравитационном поле действует сила равная необходимой для придания ему ускорения свободного падения.

Естественно предположить, что в участках первоматерии разной плотности и скорость света различна. В статье [1] было показано, что «скорость течения времени» и др. физические характеристики зависят от скорости света и плотности первоматерии в локальном участке. Поэтому все теории гравитации, декларирующие мировой константой скорость света в вакууме, скорее всего несостоятельны. В общем, примерно понятно, как можно начинать строить теорию гравитации.

4. «Тёмная энергия» и «тёмная материя»

Поскольку в твёрдой субстанции ФВ, что следует из существования стабильных частиц, присутствует внутреннее давление, то вследствие оного первоматерия стремится расшириться – что, собственно, и замечено как расширение вселенной, причём с ускорением. И вот эта энергия внутреннего сжатия первоматерии давлением, по-видимому, и является тем, что называют «тёмной энергией».

Однако на слуху и «тёмная материя». Что это такое не знает никто, но уже есть масса теорий – на уровне математической эквилибристики, разумеется. Заметим, что согласно излагаемой здесь теории, в области скопления вещества сила внутреннего давления в СФВ ослаблена. Это может быть отражено или как уменьшение гравитационной постоянной, или как уменьшение массы, так как при меньшем давлении уменьшается и энергия сжатия СФВ, которая и есть эквивалент массы. Всё расставить по местам должна новая «материальная» теория гравитации.

Тем не менее уже можно утверждать, что из-за большей концентрации вещества внутри галактик, звёзды там притягиваются друг к другу и к центру слабее, чем те же звёзды наблюдаемые на периферии галактик, где внешнее давление в межгалактической материи больше. И всё выглядит так, будто в галактике больше создающего гравитацию вещества, чем ожидалось, «избыток» которого и списывается на «тёмную материю».

5. Частицы

Мы все знаем, что упругий стержень хорошо сопротивляется нажиму вдоль него, но если его слегка изогнуть, сопротивление резко падает. Образование корпускулы «с поворотом» схематично показано на рис.3


При определённых соотношениях давления в СФВ, механических свойств первоматерии и размеров корпускулы, она окажется устойчивой.

Противодействующих сил напряжений сдвига будет недостаточно, чтобы снова развернуть её обратно, а ослабленной силы давления в СФВ вокруг корпускулы будет недостаточно, чтобы закрутить её сильнее.

Таким образом, при данной величине давления в СФВ деформации граничной области корпускулы имеют конкретные константные значения, которые мы связываем с понятиями различного типа зарядов, спина и т.п. Внутреннее содержание коллапсированной области совершенно не играет никакой роли, так как все свойства корпускулы полностью выражаются величиной константных значений и форм напряжений на её границе.

Каждая корпускула представляет собой нелокальный объект, все свойства которого (масса, заряд и пр.) определяются конфигурацией полей во всей первоматерии вселенной вокруг корпускулы. Вот эти внешние поля частицы, видимо и определяют её движение в силовых полях и прочих взаимодействиях. Сила внешнего ускоряющего поля действует на связанные с частицей поля, которые сжимаются по Лоренцу по мере роста скорости.

Логично предположить, что при неупругих соударениях и др. взаимодействиях приводящих к трансформации частиц, границы корпускул и их коллапсированные ядра как бы исчезают и образуется иной, общий объект, ещё не представленный в частицах. И там, вероятно, происходит локальное увеличение давления и плотности первоматерии с сопутствующим увеличением скорости света.

«Квантовые числа», соответствующие совокупным граничным значениям определяемым внешними полями на поверхностях корпускул до взаимодействия, должны как бы в своей совокупности сохраняться и после взаимодействия. Сохранение «квантовых чисел», скорее всего, обусловлено тем, что весь спектр местных напряжений в СФВ быстро (быть может даже со скоростями взаимодействия превышающих скорость света в вакууме) и локально находит воплощение в наборе пусть даже нестабильных, но быстро образующихся частиц. А затем всё распределяется по стабильным частицам.

Энергия, заключённая на текущий момент во всех сжатых состояниях частиц, должна сохраняться и во всех последующих процессах в объёме всей вселенной. Даже если пара частиц аннигилирует, то энергия СФВ, потенциально присутствующая в коллапсированных ядрах корпускул и представляющая их массы покоя, должна быть по новому представлена в виде энергий других, образовавшихся при этом частиц вместе с их кинетической энергией (соответственной их лоренцеву сокращению), энергий излученных фотонов и пр. Ибо давление в первоматерии, обусловленное, по-видимому, глобальными причинами, остаётся постоянным.

6. Физические поля

Как уже знаем, радиальные напряжения сжатия СФВ вокруг корпускулы соответствуют гравитационному полю. Допустим, что напряжения сдвига по «правилу буравчика» задают вектор электрического поля. Тогда угол поворота «верхней» части корпускулы относительно «нижней» определяет её электрический заряд. Взаимный поворот может быть «левым» или «правым» – отсюда положительные и отрицательные заряды.

Магнитное поле может порождаться динамикой движения электрических полей и зарядов и, возможно, представлено деформациями продольных смещений в СФВ. Соответственно, если «выпуклость» соответствует северному магнитному полюсу, то с другой стороны обратная ей «вогнутость» – южному.

Допускаю, что могу ошибаться в сопоставлении физических полей деформациям и напряжениям СФВ. Критерием истины тут мог бы быть вывод уравнений Максвелла исходя из деформационной модели твёрдого ФВ. Теоретикам было бы наверное интересно заняться решением этой реальной и актуальной проблемы, довершив незаконченный труд Максвелла.

На рис.4 условно изображена гипотетическая простейшая заряженная частица.
«Закрученность» (вид спереди по стрелкам), которая способствовала коллапсированию в корпускулу, фиксируется действием сил внутреннего давления в СФВ (фиолетовые стрелки).
Для нас это заряд корпускулы и электрическое поле вокруг неё.
Деформации смещения в её окрестностях мы бы интерпретировали как присущий корпускуле магнитный момент.
Корпускулу на рис.3 и рис.4 будем условно считать «электроном». Более сложным частицам возможно соответствуют конструкции из многогранников.

На рисунках ниже представлены гипотетические схемы взаимодействия простейших заряженных элементарных частиц.


На рис.5 иллюстрируется, что при наличии давления в СФВ разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые отталкиваются (рис.6). Конечно сами схемы не доказательны, но от них можно «начать танцевать», чтобы определить упругие свойства ФВ. Например, его модуль Юнга и коэффициент Пуассона.


Полагаю, понимание динамики полей при движении элементарных электрических зарядов могло бы, при наличии в том заинтересованности, способствовать созданию электромагнитных движителей.

Идеи как бы есть (не варп-двигатель), а вот теории пока нет.

7. Корпускулярно-волновой дуализм

Только напряжения могут перемещаться в неподвижной материи, в фокусе концентрации которых и возникает ядро частицы.

В процессе движения, заключённая в ядре частицы материя может частично восстанавливаться из сверхсжатого состояния с тем, чтобы в новом месте локализации фокуса напряжений, как результата взаимодействия полей, снова коллапсировать в ядро частицы. Возможно подобными процессами объясняется и тунеллирование частиц сквозь потенциальные барьеры.

Опыт Клауса Йонссона интерференции электронов на двух щелях однозначно свидетельствует о том, что каждый электрон суть «волна» и, являясь нелокальным объектом (строго говоря, бесконечным), в той или иной степени проходит через обе щели, но «материализуется» (в акте взаимодействия полей) в конкретной точке детектора.

Если мы попытаемся отследить, через какую из щелей он конкретно проходит, то тем самым мы детектируем (материализуем) электрон в самой щели, а после он уже от неё движется с сохранением своего исходного импульса к экрану – и мы получаем просто изображения двух щелей. Детектор достаточно поставить в одну из щелей, и, если электрон в ней не пойман, значит, он прошёл большей частью через другую щель: детектор не может материализовать пол-электрона. Интерференция всё равно наблюдаться не будет.

8. «Идеи правят миром»

Корпускулы, т.е. вещественные частицы, всего лишь фиксируют и персонифицируют «картинку» создавших их полей. Но гносеологически проблема гораздо глубже. Мы интуитивно уверены, что проявленные свойства объекта определяются его ВНУТРЕННЕЙ природой. А на самом деле иногда оказывается НАОБОРОТ: свойства, приписываемые нами объекту (частицам и не только) определяются свойствами и состоянием того, что ВНЕ объекта. И вот это ВНЕШНЕЕ формирует и управляет объектом, которым оно (внешнее) всего лишь олицетворяется и персонифицируется. Ну а нам КАЖЕТСЯ, что это внешнее как бы порождается самим этим объектом.

Заметим, что физические поля, характеризуемые изменениями параметров среды первоматерии, образуют структуры, которые по сути являются виртуальной информацией записанной на материальном носителе. При создании вещественных частиц эти информационные образы записываются в «долговременную память» мироздания. Вещественные частицы тоже являются всего лишь образами, однако более устойчивыми. Но и они, тем не менее, могут динамически модифицироваться достаточно энергичными «полевыми образами». Причём инициатива изменения определяется динамикой информационных структур физических полей, так как только их изменение определяет движение и затем положение вещественных тел.

Если информацию обозначить понятием «дух», а вещество, как и принято, называть «материей», то вот и ответ на волнующий философов вопрос, что первично — «дух или материя».

---

Фантазии, излагаемые далее, не следуют логически напрямую из концепции вещества как изменённого состояния участков первоматерии. И их, допустим, ошибочность никак не влияет на истинность самой этой фантастической концепции.

9. Спин?

Можно предположить, что сопротивление СФВ сжатию ослабевает не только при взаимном скручивании плоскостей, но и ещё чуть-чуть при нарушении симметрии вдоль оси вращений, как изображено на рис.8.

Вследствие этого вдоль оси возникает смещение СФВ, воспринимаемое как магнитный момент. Вот такое нарушение симметрии, возможно, и связано с одним из понятий спина. На рис.8 изображены условно электрон и, как его зеркальное отражение, позитрон.

Рис.9 показывает, почему электроны на орбиталях атомов предпочитают группироваться парами с противоположными спинами. Заряд ядра атома (в центре) обозначен коричневым цветом. (Ввиду большей массы ядро ожидаемо должно иметь меньшие размеры).

10. Космология

Попробуем реконструировать космологическую историю вселенной, основываясь на вышеизложенной концепции первоматерии. В оправдание попытки отмечу, что господствующую теорию о возникновении вселенной из сингулярности считаю математическим экзерсисом гораздо более фантазийным, чем даже нижеизложенное.

Итак, мы предполагаем, что Метагалактика заполнена первоматерией, находящейся под давлением и частично в сверхсжатом состоянии в корпускулах. Резонный вопрос – а откуда взялось это внутреннее давление?
Возможно дело в том, что вселенная, то есть первоматерия в ней, расширяясь, давит на соседние вселенные, чьё инерционное сопротивление и обуславливает в ней это внутреннее давление.

Логично предположить, что именно величиной этого давления в первоматерии и, соответственно, её плотностью определяются значения мировых констант.

Инерция (масса), как обосновывается в [1], присуща именно СФВ как мера заключённой в ней энергии сжатия и лишь олицетворяется видимым присутствием сопутствующих вещественных тел. Вероятно, в одних вселенных Космоса происходит расширение ФВ, а в соседних сжатие, потом наоборот, так что в целом объём Космоса можно принять стабильным.

Понятно, что из-за внутреннего давления первоматерия должна расширяться, что и замечено реально как ускоряющееся расширение вселенной. И понятно, что при этом внутреннее давление в СФВ вероятно будет ослабевать в объёме вселенной. И, возможно, когда-нибудь ослабнет настолько, что не сможет уже удерживать вещественные элементарные частицы в сжатом коллапсированном состоянии.

Они начнут «распрямляться», переходя в упругое состояние СФВ, воспринимаемое нами как пустое пространство. В итоге, из вселенной начнёт исчезать вещество, естественно вместе со всеми её обитателями, пока она вся не станет пустым пространством, которое, однако, продолжит расширяться. Это является первым из возможных сценариев совершенно неизбежной гибели всякой жизни в нашей вселенной.

После продолжительной стадии расширения, возможно уже в виде «пустого» пространства или до того, вселенная может начать сжиматься вследствие противодействия соседних вселенных или, быть может, вследствие упругих сил растяжения, если таковые вообще могут быть в СФВ. Сжимаясь, бывшая вселенная в своём объёме набирает кинетическую энергию, которой будет достаточно, чтобы превысить предел упругости СФВ и заставить коллапсировать значительную часть первоматерии вселенной. Примерно аналогично тому, как подобное, предполагается, происходит при образовании вещественных частиц.

Если это условие не будет выполнено, то в этом участке первоматерии вещества не возникнет, соответственно и статуса вселенной он не получит. Итак, где-то в центре бывшей и будущей вселенной начинает образоваться значительный по массе и размерам участок сверхсжатой СФВ, который мы назовём привычным термином «чёрная дыра» (ЧД).

Отметим, что в её формировании главным фактором является прочность первоматерии и динамика движения, а не гравитация. И в эту глобальную ЧД перетекает значительный объём бывшей вселенной, вместе со всем сущим в ней – и это второй из возможных сценариев совершенно неизбежной гибели всякой жизни в нашей вселенной.

Как обосновано выше, вокруг участка с коллапсированным участком СФВ образуется область с пониженным давлением – и в тем большей степени, чем больший объём СФВ был коллапсирован. По мере перетекания СФВ в ЧД уменьшается давление вокруг и внутри ЧД, и в какой-то момент его оказывается недостаточно для удержания первоматерии в этом сверхсжатом состоянии. И тогда ЧД «вскипит» и станет «белой дырой».

Вселенная начнёт расширяться, тем более, что остаточное давление в СФВ, окружающей ЧД, будет таким же как в ней самой. В толще «вскипевшей» глобальной ЧД станут появляться «пузыри» упругого пространства ФВ, восстанавливающегося из вещества в состояния коллапса. Разумеется в «пару» от «вскипевшей» ЧД образуются также всевозможные вещественные элементарные частицы. Пузыри будут расти и сливаться, а осколки глобальной ЧД сгруппируются на границах пузырей в виде сеточки, которую мы сейчас называем «ячеистой структурой» скоплений галактик, что можно видеть на рис.11.

И вот это всё и есть так называемый «Большой взрыв», который, как видим, весьма протяжён и в пространстве, и во времени.

Итак, часть первоматерии из коллапсированного и сверхсжатого в ЧД состояния перейдёт в нормальное упругое состояние большего объёма, которое мы воспринимаем как обычное пустое пространство. А это вызовет увеличение давления в СФВ в окрестностях глобальной ЧД и в ней самой, что в свою очередь приостановит освобождение прочей заключённой в ней массы первоматерии.

Вероятно осколки от взорвавшейся глобальной ЧД можно наблюдать в центре больших галактик в виде сверхмассивных ЧД. А сами галактики образовались из вещества создававшегося вокруг этих останков и в процессе испарения самой глобальной ЧД. Обнаружены молодые галактики на расстояниях порядка 13 млрд. св.лет, в центре которых УЖЕ есть сверхмассивные ЧД. То есть сначала ЧД, а потом галактики, а не наоборот.

Замечено пропорциональное соотношение массы чёрной дыры в ядре галактики и размеров самой галактики. Пропорциональность масс центральной чёрной дыры и массы галактики может быть объяснена степенью расходования скрытого вещества исходных ЧД, что, в общем, характеризует степень использования энергетического потенциала всей вселенной.

Попробую проиллюстрировать это следующим примером. Пусть имеем несколько надутых воздушных шариков разной величины в некоем замкнутом объёме воздуха. Понятно, что давление внутри и вне шаров почти одинаково. Пусть затем объём (в котором плавают шары) увеличится вдвое (соответственно уменьшится давление, но это не важно). Ясно, что вдвое увеличатся и размеры каждого шарика – как больших, так и маленьких. Только исходные чёрные дыры в процессе общего расширения вселенской области первоматерии меняют не свой «размер», а пропорционально освобождают вещество.

Для стадии после образования галактик может наблюдаться определённый гомеостазис, когда, несмотря на перманентное расширение первоматерии, давление в ней, а значит и величины мировых констант, остаются постоянными за счёт освобождения вещества из ЧД в ядрах галактик. Судя по всему, наша вселенная находится как раз на такой стадии. По мере расширения вселенной запасы сверхсжатой первоматерии в ЧД галактик будут израсходованы, и тогда станет уменьшаться и сама величина давления в СФВ и, соответственно, станут изменяться значения мировых констант.

Следует отметить, что в данной фантазийной теории механизм происхождения ЧД отличается от общепринятого и связан не с невозможностью свету преодолеть её тяготение, а, как уже упоминалось, с сопроматовскими параметрами упругости и прочности первоматерии и механикой сплошных сред (МСС). Но естественно ЧД обладает гравитацией соответственно своей массе. А вследствие снижения плотности первоматерии вблизи границы ЧД там тоже должны, как и в ОТО, наблюдаться феномены замедления времени, но вследствие меньшей скорости света.

Хотелось бы надеяться, что какие-нибудь из изложенных в статье фантастических идей, будучи творчески доработаны профессионалами-теоретиками, быть может подвигнут некоторых из них рискнуть (в чём я дико сомневаюсь) стать творцами новой физики.

Используемые источники:

1. "Фантазии о физической причине лоренцева сокращения, объясняющей инвариантность скорости света и пр."